虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在園林景觀設(shè)計(jì)中的應(yīng)用分析

李雪

摘 要：隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)作為一項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)被廣泛的應(yīng)用于園林景觀設(shè)計(jì)當(dāng)中，為人們對客觀世界的行為與特征的觀察提供便利，并能夠讓設(shè)計(jì)人員在多維化信息環(huán)境交互作用過程中得到啟發(fā)，從而激發(fā)其創(chuàng)造性思維。但是，當(dāng)前在園林景觀設(shè)計(jì)中虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用仍處在一個(gè)探索時(shí)期，仍需相關(guān)人員進(jìn)行積極的探索，將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行進(jìn)一步完善。

關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)；園林景觀；設(shè)計(jì)；應(yīng)用

1 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的概念

虛擬現(xiàn)實(shí)（VirtualReality，簡稱VR）技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)一樣是20世紀(jì)末興起的一門綜合性信息技術(shù)，包含了信息技術(shù)、圖形處理技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、行為學(xué)技術(shù)、傳感器技術(shù)、影像學(xué)技術(shù)等，是集各種不同技術(shù)為一體的綜合性技術(shù)體系。它的應(yīng)用突破了傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)與工作人員之間的界限，為了人類研究微觀、宏觀世界提供了極大便利，也為社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出了應(yīng)有貢獻(xiàn)。近幾年來，國內(nèi)外開始將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用到工業(yè)設(shè)計(jì)、建筑設(shè)計(jì)和城市設(shè)計(jì)領(lǐng)域，以虛擬城市系統(tǒng)方向的研究為主，并取得了一些成果在園林景觀設(shè)計(jì)、規(guī)劃和建造中發(fā)揮著重要作用。選擇虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)中能夠滿足園林景觀設(shè)計(jì)規(guī)劃的方法對于建造科學(xué)、合理的研究平臺有著重要的意義，同時(shí)有著廣泛的推廣作用。

2 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用特色

2.1 設(shè)計(jì)信息分析科學(xué)準(zhǔn)確

因?yàn)閂R系統(tǒng)具有較強(qiáng)的綜合性，具有強(qiáng)大的功能性，能夠通過程序接口導(dǎo)入并分析復(fù)雜系統(tǒng)模型，從而為設(shè)計(jì)者提供客觀、正確以及全面的理解。另外，其還能夠提供地理信息系統(tǒng)（GIS）、光學(xué)摹視系統(tǒng)以及大氣分析系統(tǒng)等先進(jìn)系統(tǒng)促使創(chuàng)作信息更為準(zhǔn)確、真實(shí)、有效。

2.2 設(shè)計(jì)構(gòu)思動(dòng)態(tài)空間化

VR技術(shù)不但能夠讓園林景觀設(shè)計(jì)師將抽象思維表現(xiàn)的更接近實(shí)際，而且還能夠突破以往表現(xiàn)方法的局限，讓園林設(shè)計(jì)師的構(gòu)思得以在三維世界中充分發(fā)展。將人們的注意力從園林景觀的表面引導(dǎo)到園林景觀空間的塑造，通過VR技術(shù)能夠讓園林景觀空間的構(gòu)思有著雕塑般的自由隨意。

2.3 景園林表現(xiàn)的臨場感

浸入式虛擬現(xiàn)實(shí)可以讓觀者仿佛置身在虛擬世界當(dāng)中，可以在全角度觀察與了解園林景觀的空間塑造；也可以利用飛行模式來對整體風(fēng)景園林的形態(tài)以及其和環(huán)境的關(guān)系進(jìn)行了解與觀賞。在風(fēng)景園林內(nèi)外的實(shí)時(shí)漫游，可以讓其在較小的距離內(nèi)對細(xì)節(jié)進(jìn)行觀察，實(shí)地進(jìn)行空間體驗(yàn)，甚至能夠戴上數(shù)據(jù)手套觸摸園林景觀表面的材料，使其仿佛置身其中一般。

2.4 園林景觀體驗(yàn)的交互性

采用虛擬交互接口設(shè)備，能夠達(dá)到人類自然技能對虛擬環(huán)境對象的交互考察與操作的目的，讓園林景觀設(shè)計(jì)中的空間體驗(yàn)具有一定的靈活性與交互性，其所呈現(xiàn)出的精神也更為形象與真實(shí)。在虛擬現(xiàn)實(shí)中，既可以自由編輯風(fēng)景園林元素，還能夠自主對觀察視點(diǎn)、觀看角度以及線路進(jìn)行切換，而且可以根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)來獲得重要節(jié)點(diǎn)的信息，虛擬現(xiàn)實(shí)給了設(shè)計(jì)師和用戶更多的自主性。

3 園林景觀中虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方法

3.1 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的選擇

經(jīng)過多年的發(fā)展，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的實(shí)現(xiàn)也派生出多種不同的方法。目前較為流行的有JAVA3D、CUTE3D、VRML等多種實(shí)現(xiàn)方法，它們也各有其不同的優(yōu)缺點(diǎn)。對于大型場景的模擬，VRML較為適合，VRML（VirtualRealityModelingLanguage）是一個(gè)用于塑造和渲染的圖形描述語言。我們可以通過VRML創(chuàng)造出一個(gè)可參與、可進(jìn)入的虛擬世界。在Internet上廣泛的應(yīng)用VRML2.0的新標(biāo)準(zhǔn)用以創(chuàng)建虛擬三維空間，不但能夠自由創(chuàng)造物體，如飛船、山脈、星體、城市、建筑物等對象，而且能夠?qū)?dòng)畫、聲音添加到虛擬空間當(dāng)中，提高其真實(shí)性。

3.2 基本流程

創(chuàng)作者可以在3DSMAX中建立三維場景，首先，嚴(yán)格依照設(shè)計(jì)方案創(chuàng)作出場景內(nèi)所需的不同要素模型，并且賦予其相對應(yīng)的材質(zhì)貼圖。然后，增加燈光，以照亮整體場景。最后，依據(jù)設(shè)置好的視高與視域，明確攝像機(jī)（Freecamera）的位置以及鏡頭類型。

4 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在園林景觀設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

城市園林景觀規(guī)劃設(shè)計(jì)是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，尤其是城市重點(diǎn)區(qū)域規(guī)劃，好壞直接關(guān)系到城市的整體布局和形象。利用數(shù)字動(dòng)畫中虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)調(diào)整功能，進(jìn)行規(guī)劃項(xiàng)目的輔助設(shè)計(jì)，可以更好地對城市園林景觀形態(tài)、輪廓線、空間布局等進(jìn)行總體構(gòu)思，減少規(guī)劃設(shè)計(jì)缺陷，提高規(guī)劃設(shè)計(jì)質(zhì)量和進(jìn)度。設(shè)計(jì)者按照設(shè)計(jì)構(gòu)想建立虛擬的三維場景，按真實(shí)場景的體量來建造三維幾何模型，包括建筑、場地、園林小品以及道路等硬質(zhì)景觀三維數(shù)字模型。接著對光照、陰影以及材質(zhì)等場景環(huán)境內(nèi)容進(jìn)行布置，將園林景觀設(shè)計(jì)的虛擬場景表現(xiàn)出來，將山水、植物等配景與人、自然以及環(huán)境間的和諧關(guān)系凸現(xiàn)出來。

考慮到園林景觀設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，園林設(shè)計(jì)中的硬質(zhì)景觀形式多樣、造型各異，其三維模型的紋理貼圖的要求也各不相同，而且可以綜合色彩壓縮、色彩合并和柔化等技術(shù)，以達(dá)到預(yù)期效果。園林景觀設(shè)計(jì)中的虛擬現(xiàn)實(shí)場景，往往是將環(huán)境與植物間的關(guān)系體現(xiàn)出來。針對園林中大量的樹木，可以將樹圖片采用鏤空貼圖的方式，并且將樹圖片尺寸設(shè)置為2的冪次，來提高顯示精度。在動(dòng)畫制作方面，系統(tǒng)采用多視窗交互方式，并設(shè)置路徑各關(guān)鍵點(diǎn)的參數(shù)，完成較為復(fù)雜的相機(jī)動(dòng)畫及場景切換效果。

伴隨著城市化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，城市園林景觀設(shè)計(jì)行業(yè)必將會(huì)與地理信息、規(guī)劃、建筑以及生態(tài)等行業(yè)關(guān)系更為密切，因此在“大園林”、“大景觀”的背景下，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用將顯得極為重要。

參考文獻(xiàn)

[1] 倪一平.園林設(shè)計(jì)中虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的合理運(yùn)用分析[J].城市建筑， 2015（35）.

[2] 曾峻峰，邱翠菊.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在園林設(shè)計(jì)方面的應(yīng)用[J].中國園林，2004，20（5）.

[3] 李國松.虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）技術(shù)在風(fēng)景園林規(guī)劃與設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究[D].中南林業(yè)科技大學(xué)，2007.

[4] 唐洪濱.分析虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在風(fēng)景園林設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].吉林農(nóng)業(yè)，2013（04）.