虛擬現(xiàn)實技術(shù)在風(fēng)景園林專業(yè)教學(xué)和實踐中的探索

張麗翠

（河北美術(shù)學(xué)院，河北　石家莊　050700）

虛擬現(xiàn)實技術(shù)在風(fēng)景園林專業(yè)教學(xué)和實踐中的探索

張麗翠

（河北美術(shù)學(xué)院，河北石家莊050700）

進(jìn)入二十一世紀(jì)之后，多媒體技術(shù)的發(fā)展進(jìn)入了一個全新的階段，虛擬現(xiàn)實技術(shù)作為多媒體技術(shù)的一個全新的分支，在專業(yè)的教學(xué)以及實踐領(lǐng)域得到了極為廣泛的應(yīng)用.本文主要針對虛擬現(xiàn)實技術(shù)的基本概念以及發(fā)展的基本狀況進(jìn)行了概述，并且對目前風(fēng)景園林設(shè)計專業(yè)當(dāng)中虛擬現(xiàn)實技術(shù)使用的基本現(xiàn)狀進(jìn)行了分析探討，以期為相關(guān)領(lǐng)域的研究提供參考.

風(fēng)景園林；虛擬現(xiàn)實；實踐；探索

隨著多媒體技術(shù)的不斷往前發(fā)展，我們對于風(fēng)景園林設(shè)計的成果展現(xiàn)也從傳統(tǒng)的手繪、電腦的二維平面圖開始逐步的轉(zhuǎn)向?qū)嵕靶Ч麍D、沙盤模型以及Flash動畫等全新的展現(xiàn)模式進(jìn)行轉(zhuǎn)變和提升.計算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展使得我們的日常工作效率也獲得了極大的提升，它不僅極大的提高了我們設(shè)計的效率而且對于提升設(shè)計的質(zhì)量水準(zhǔn)以及縮短整個的設(shè)計周期都起到了十分重要的作用.虛擬現(xiàn)實技術(shù)作為一種全新的技術(shù)手段對于以前的靜態(tài)媒介形式的不足能夠起到較好的改進(jìn)作用，其可以采用多角度[1]，實時而且富有動態(tài)的表現(xiàn)形式來對于成果進(jìn)行展示.我們在學(xué)校的教學(xué)當(dāng)中引進(jìn)虛擬現(xiàn)實技術(shù)，能夠更好的讓學(xué)生用最直觀的方式來對于設(shè)計的方案進(jìn)行感受，也因為虛擬現(xiàn)實技術(shù)的使用學(xué)生可以從以往的通過平面圖來進(jìn)行空想直接轉(zhuǎn)變到直觀的對于虛擬的真實空間來進(jìn)行觀察和學(xué)習(xí).這對于增加學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的設(shè)計能力和實踐能力具有促進(jìn)作用.

1　虛擬現(xiàn)實技術(shù)的相關(guān)概述

1.1虛擬現(xiàn)實的基本概念

1.2虛擬現(xiàn)實技術(shù)的發(fā)展歷程

20世紀(jì)的末期，虛擬現(xiàn)實技術(shù)開始出現(xiàn)的公眾的視野當(dāng)中，它是一門結(jié)合了諸多媒體技術(shù)而且具有很強(qiáng)綜合性的多媒體信息技術(shù).1929年，美國人愛德華·林克設(shè)計并且制造出了世界上第一臺的飛行模擬器；1968年具有跟蹤器的頭盔式的立體顯示器被伊凡·蘇澤蘭順利的研發(fā)了出來；1976年美國人MyronKruger完成了Videoplace原型的創(chuàng)造，有參與者進(jìn)行操作和控制的虛擬世界宣布虛擬現(xiàn)實技術(shù)獲得了前所未有的發(fā)展；1984年，美國宇航與下屬的MARS研究中心完成了對于火星探測的虛擬規(guī)劃以及設(shè)計、網(wǎng)上世博、場館的虛擬展示一共三個方面的展現(xiàn)，這對于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的發(fā)展可以碩士前所未有的展現(xiàn)手段，這也極大的圖懂了虛擬現(xiàn)實技術(shù)在我國進(jìn)行發(fā)展.截止到目前，虛擬現(xiàn)實技術(shù)作為一門新興的網(wǎng)絡(luò)多媒體技術(shù)已經(jīng)在軍事、航天技術(shù)、醫(yī)療衛(wèi)生、通信、娛樂、藝術(shù)、教育、商業(yè)以及建筑等領(lǐng)域獲得了最為廣泛的應(yīng)用[3].

1.3常用的虛擬現(xiàn)實技術(shù)探析

在虛擬現(xiàn)實技術(shù)誕生到現(xiàn)在的幾十年當(dāng)中，伴隨著信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)的不斷快速發(fā)展，多種虛擬現(xiàn)實技術(shù)也是層出不窮，目前應(yīng)用比較多的虛擬現(xiàn)實技術(shù)主要包括了：MultigenVega、VRML、Virtools、Cult3D、360全景；國產(chǎn)的虛擬現(xiàn)實技術(shù)則主要包括VR-Platform，3DVRI以及WEBMAX.

2　虛擬現(xiàn)實技術(shù)在風(fēng)景園林當(dāng)中的基本應(yīng)用

2.1虛擬現(xiàn)實技術(shù)在風(fēng)景園林設(shè)計當(dāng)中的應(yīng)用以及發(fā)展探析

截止目前，虛擬現(xiàn)實技術(shù)在園林方面的應(yīng)用還處于比較初級的階段，主要應(yīng)用集中在建筑以及城市規(guī)劃兩個領(lǐng)域當(dāng)中.比如美國就利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)來對于拉斯維加斯以及洛杉磯兩個城市在改造方面進(jìn)行了虛擬的試驗，采用虛擬現(xiàn)實技術(shù)來為整個城市的規(guī)劃和設(shè)計方案提供參考依據(jù)[4].英國也將虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用在了城市的規(guī)劃上面將威斯敏斯特教堂以及其周邊的相關(guān)建筑進(jìn)行環(huán)境的模擬，最終達(dá)到了讓人身臨其境的目的；我國的上海浦東地區(qū)以及深圳的福田中心地區(qū)也各自建立了城市的模擬系統(tǒng)，通過城市模擬系統(tǒng)的使用進(jìn)行人機(jī)的交互，從而達(dá)到了漫游城市的目的；浙江大學(xué)則是通過多年的研發(fā)順利的研究出了能夠讓人身臨其境的實時漫游環(huán)境；南京林業(yè)大學(xué)的風(fēng)景園林學(xué)院則是通過該校的實驗室來進(jìn)行園林的虛擬現(xiàn)實模擬；故宮文化遺產(chǎn)數(shù)字化研究所采用虛擬現(xiàn)實技術(shù)成功的構(gòu)建出了虛擬紫禁城，這都是我國在虛擬現(xiàn)實技術(shù)領(lǐng)域的成果.

3)0.9mm滲層刀片表面硬度最高，0.6mm滲層刀片表面硬度居中，0.3mm滲層刀片表面硬度最低。這說明0.9mm滲層刀片表層針狀馬氏體中碳含量最高，這必然導(dǎo)致淬火后馬氏體的正方度最大、內(nèi)應(yīng)力最大，回火組織中的殘余內(nèi)應(yīng)力最大。在機(jī)械性能上，這將會導(dǎo)致0.9mm滲層刀片的脆性最大。同樣的，該理論也適用于0.6mm和0.3mm滲層刀片。

2.2虛擬現(xiàn)實技術(shù)在風(fēng)景園林設(shè)計當(dāng)中的應(yīng)用

2.2.1能夠多維度的進(jìn)行風(fēng)景園林的展示，可以提高效率，節(jié)約成本

在虛擬現(xiàn)實技術(shù)出現(xiàn)之前，我們通常都是采用效果圖、設(shè)計圖紙以及二維或者三維的圖紙的方式來進(jìn)行設(shè)計方案的全方位展示，但是有了虛擬現(xiàn)實技術(shù)以后，我們的設(shè)計師則可以通過不同的角度來對于整個的設(shè)計方案來進(jìn)行檢驗以及審視，從而在最大的限度上對于環(huán)境做出預(yù)期的觀測以及感受，這對于提高匯報方案以及工作的整體效率具有十分積極的意義，另外虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用還能夠起到節(jié)約紙張和圖紙打印費用的作用，在很大程度上減輕了成本.

2.2.2能夠有效的引導(dǎo)公眾參與并且能夠?qū)崟r互動

進(jìn)行風(fēng)景園林的設(shè)計其主要目的是為了能夠為民眾提供更好的居住環(huán)境，風(fēng)景園林一般由政府承擔(dān)建設(shè)任務(wù).風(fēng)景園林的設(shè)計本身是一項具有較強(qiáng)專業(yè)性的專業(yè)領(lǐng)域，因此我們在風(fēng)景園林項目建設(shè)的時候通常會向社會大眾進(jìn)行意見的征求，然后采用虛擬現(xiàn)實技術(shù)來進(jìn)行展現(xiàn)，從而更好的讓民眾、決策者以及投資者這類非專業(yè)的人士能夠更好的參與到設(shè)計當(dāng)中，從而能夠更加真實的看到設(shè)計的效果并且能夠?qū)崟r的與民眾進(jìn)行互動，這對于民眾更好的了解周圍的環(huán)境以及設(shè)計師在進(jìn)行園林景觀設(shè)計時的思想和理念都有十分積極的作用[5].

2.2.3能夠更加直觀的感受實景，更好的應(yīng)用到教學(xué)當(dāng)中，最終提高整體學(xué)習(xí)效率

學(xué)生目前仍處于學(xué)習(xí)的階段，而學(xué)習(xí)階段的設(shè)計還停留在進(jìn)行平面圖的布局當(dāng)中，對于立體空間的構(gòu)想并不能完全的進(jìn)行領(lǐng)會.因此我們通?？梢圆捎锰摂M現(xiàn)實技術(shù)當(dāng)中的人機(jī)交互方式來進(jìn)行模擬，并且可以將已經(jīng)設(shè)計成功的作品通過屏幕來進(jìn)行展示，并且可以通過場景的模擬設(shè)計來直觀的對于方案來進(jìn)行比對和感受，從而更有針對性的來提升學(xué)生學(xué)習(xí)的效率以及設(shè)計的基本能力，這比上課時老師反復(fù)的抽象描述更加的具有意義.

3　在園林專業(yè)教學(xué)當(dāng)中虛擬現(xiàn)實技術(shù)的專業(yè)實踐探索

3.1掌握教學(xué)軟件的操作，探索教學(xué)的基本內(nèi)容

要想最終完美的進(jìn)行效果的展現(xiàn)，我們通常需要以下幾個步驟：第一，進(jìn)行平面圖的繪制；第二，進(jìn)行三維場景的構(gòu)建；第三，在相關(guān)平臺之下實現(xiàn)集成.要想能夠讓學(xué)生更好的對于相關(guān)的知識進(jìn)行展現(xiàn)，筆者認(rèn)為應(yīng)該掌握以下幾款軟件的相關(guān)知識.

3.1.1二維平面相關(guān)軟件

進(jìn)行建模的主要基礎(chǔ)是平面圖的繪制，而要想更好的進(jìn)行平面圖的繪制我們則需要掌握Auto deskCAD軟件的基本操作，只有我們掌握了Auto deskCAD軟件的操作才能夠更加的規(guī)整而且準(zhǔn)確的來對于平面圖來畸形展現(xiàn).而在AutodeskCAD平臺上的相關(guān)軟件我們的軟件商又在此基礎(chǔ)上進(jìn)行二次的軟件開發(fā)，比如我們常用的湘源控規(guī)軟件、天正軟件等等都是在此平臺上研發(fā)出來的二維設(shè)計的軟件，我們在進(jìn)行選擇時可以根據(jù)自己的專業(yè)靈活的進(jìn)行選擇并且進(jìn)行學(xué)習(xí)和掌握.如果在此過程當(dāng)中我們還需要進(jìn)行平面圖的編輯那么則需要掌握Photoshop軟件的操作，該軟件最大的優(yōu)勢就是可以進(jìn)行立面圖和彩色的平面圖的設(shè)計，并且可以進(jìn)行后期的排版以及貼圖等的相關(guān)制作.

3.1.2三維建模軟件

在虛擬現(xiàn)實技術(shù)的使用下，我們可以對于很多的軟件來進(jìn)行建模，而我們在進(jìn)行實際教學(xué)的過程當(dāng)中，經(jīng)常的選用那些使用頻率較高、應(yīng)用性較強(qiáng)而且比較容易掌握的軟件來作為我們進(jìn)行教學(xué)的重點.具體到風(fēng)景園林的設(shè)計專業(yè)當(dāng)中學(xué)生必須掌握SketchUp以及3DMAX軟件的操作，這也是在該專業(yè)當(dāng)中最為經(jīng)常使用的建模軟件.SketchUp軟件的最主要的特點就是能夠快速、高效而且更加容易的掌握模型的建立，我們在進(jìn)行設(shè)計效果的時效性展現(xiàn)的時候我們通常會用SketchUp軟件，其能夠在很大程度上提高設(shè)計的效率.而3DMAX軟件我們則更多的應(yīng)用到對最終的效果進(jìn)行展現(xiàn)的時候.

3.2虛擬現(xiàn)實軟件

目前，我們較為常用的虛擬現(xiàn)實軟件平臺主要包 括 ：Virtools，VRML，Vrp，Vrmap，Multigencreator&vega，等.我們在進(jìn)行樓盤以及建筑的展示和游戲的開發(fā)時我們通常會用到Virtools軟件；我們在進(jìn)行基于網(wǎng)絡(luò)開發(fā)的虛擬現(xiàn)實的體現(xiàn)時我們則經(jīng)常會用VRML軟件；我們在進(jìn)行汽車、飛機(jī)以及視景的仿真等相關(guān)領(lǐng)域的系統(tǒng)模擬時我們則通常會用到Multigencreator&vega軟件平臺；Vrmap以及Vrp軟件則是我們國內(nèi)自己研發(fā)的虛擬現(xiàn)實軟件，我們通常會將其應(yīng)用在更加廣泛的領(lǐng)域當(dāng)中，比如電子沙盤、數(shù)字城市、房地產(chǎn)項目的展示、智能大廈、仿真地形以及房地產(chǎn)展示等相關(guān)的領(lǐng)域當(dāng)中，另外在自然災(zāi)害以及水利的專題分析、遙感測繪等方面我們也會很多的用到Vrmap以及Vrp軟件.

3.3實踐的探索——構(gòu)建虛擬實驗室

目前，風(fēng)景園林專業(yè)的高校都以建立虛擬實驗室作為一種趨勢，其本身可以起到增加學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，進(jìn)行輔助教學(xué)以及提高學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)的興趣和學(xué)習(xí)的效率等作用.比如，天津城市學(xué)院就于2007年率先引進(jìn)并且投入是痛了“數(shù)字化城市的虛擬現(xiàn)實”實驗室；另外曼恒數(shù)字建設(shè)了“環(huán)境模擬分析以及綠色建筑虛擬設(shè)計實驗室”也在四川大學(xué)得到了施工和建設(shè).曼恒數(shù)字所開發(fā)的風(fēng)景園林虛擬仿真系統(tǒng)在南京林業(yè)大學(xué)得到了廣泛的應(yīng)用；通過這些系統(tǒng)的實施和應(yīng)用，通過仿真技術(shù)、交互設(shè)備以及智能控制技術(shù)和虛擬現(xiàn)實技術(shù)來進(jìn)行三維的展示，從而起到進(jìn)行園林與風(fēng)景專業(yè)教學(xué)的促進(jìn)作用，另外對于高校產(chǎn)業(yè)合作、科研等方面也會起到重要的作用.

4　結(jié)語

虛擬現(xiàn)實技術(shù)本身使風(fēng)景園林的空間性能夠充分地展現(xiàn)出來，為風(fēng)景園林師提供造型創(chuàng)意的新途徑.就這一點而言，虛擬現(xiàn)實可以成為設(shè)計者之間，以及設(shè)計者與客戶之間的交流工具.沉浸在未來風(fēng)景園林中的設(shè)計師的思維不再被長時間的等待所打斷，創(chuàng)造力和靈感將被極大地激發(fā).這些是傳統(tǒng)的創(chuàng)作方法所無法比擬的.

風(fēng)景園林設(shè)計這個專業(yè)需要不斷地與環(huán)境保持親密接觸,關(guān)注周圍事物.通過運(yùn)用VR技術(shù),實現(xiàn)真實互動,徹底打破空間、時間的限制實現(xiàn)零障礙接觸,探索一種新的教學(xué)模式,調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,對方案設(shè)計的創(chuàng)新性.

〔1〕王荔，王明川．虛擬的詩意棲居——搭建傳統(tǒng)園林文化與虛擬現(xiàn)實技術(shù)間的 “方案橋梁”［A］．自主創(chuàng)新與持續(xù)增長第十一屆中國科協(xié)年會論文集［C］．2009．

〔2〕許微．虛擬現(xiàn)實技術(shù)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與發(fā)展［J］．現(xiàn)代商貿(mào)工業(yè)，2009（2）：279-280．

〔3〕陽化冰．虛擬現(xiàn)實構(gòu)造語言VRML［M］．北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2000．

〔4〕祝曉．虛擬現(xiàn)實技術(shù)輔助園林規(guī)劃設(shè)計研究［D］．南京：南京林業(yè)大學(xué)，2011．

〔5〕曾峻峰，戈祖國．園林設(shè)計中虛擬現(xiàn)實技術(shù)的選擇及應(yīng)用 ［J］．長江大學(xué)學(xué)報 （自然科學(xué)版），2008，5（4）：25-28．

G642.4

A

1673-260X（2016）08-0267-03

2016-05-03