園林規(guī)劃設(shè)計(jì)中虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用分析

李偉 郭君潔 吳素花

摘 要：本文首先針對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的概念及特征進(jìn)行論述，并在此基礎(chǔ)上，詳細(xì)講解了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在園林規(guī)劃設(shè)計(jì)過(guò)程中的具體使用。希望通過(guò)此次經(jīng)驗(yàn)交流，能夠?yàn)閺氖聢@林規(guī)劃設(shè)計(jì)的相關(guān)工作人員帶來(lái)一定有價(jià)值的參考，并起到拋磚引玉的效果。

關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)；園林規(guī)劃設(shè)計(jì)；應(yīng)用

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是目前十分流行的一種計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)，其最大的特點(diǎn)便是可以極為逼真地營(yíng)造出一個(gè)三維立體虛擬空間。而人類(lèi)則可以使用一些特制的儀器器材，同該虛擬空間進(jìn)行信息的交互，由此獲得較為真實(shí)的體驗(yàn)。基于以上特性，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在近幾年的園林規(guī)劃設(shè)計(jì)當(dāng)中，被大規(guī)模地使用，并收獲了良好的使用情況反饋。

1 關(guān)于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的概念和理論解析

1.1 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和虛擬環(huán)境

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是20世紀(jì)80年代末開(kāi)始流行的一種綜合性信息技術(shù)。該技術(shù)融合了多項(xiàng)科學(xué)領(lǐng)域。此技術(shù)最早只是使用在計(jì)算機(jī)的仿真行業(yè)，但此項(xiàng)技術(shù)在近三十多年的時(shí)間當(dāng)中不斷走向成熟，在多媒體、圖像學(xué)、傳感學(xué)領(lǐng)域，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)也逐漸發(fā)揮出了其重要作用。

該技術(shù)的運(yùn)行原理是憑借計(jì)算機(jī)和所研發(fā)的軟件對(duì)某一真實(shí)特定的環(huán)境進(jìn)行模擬，使用者可以使用專(zhuān)業(yè)的設(shè)備進(jìn)入到該虛擬環(huán)境當(dāng)中，由此實(shí)現(xiàn)虛擬環(huán)境和現(xiàn)實(shí)環(huán)境之間的互動(dòng)交流。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)對(duì)于真實(shí)環(huán)境的模擬，主要展現(xiàn)在以下三個(gè)方面：首先是對(duì)特定真實(shí)環(huán)境的還原，該種環(huán)境已經(jīng)真實(shí)存在，有些正在形成，但是因?yàn)槟撤N特殊的原因造成了損壞，如戰(zhàn)場(chǎng)、住宅等。再有就是對(duì)不存在的環(huán)境進(jìn)行還原，該種環(huán)境不存在于現(xiàn)實(shí)中，只存在于人們的腦海，如科幻電影、游戲中的場(chǎng)景等，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的使用可以很好地將人們的想象力進(jìn)行表達(dá)。最后是對(duì)真實(shí)存在但并沒(méi)有被人類(lèi)發(fā)現(xiàn)的環(huán)境進(jìn)行模擬，這種情況絕大多數(shù)出現(xiàn)在人們對(duì)天體和宇宙的探索當(dāng)中。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的出現(xiàn)，可以幫助人們證實(shí)這種猜想。

1.2 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的特征

當(dāng)前人們普遍認(rèn)為，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在使用過(guò)程當(dāng)中，涵蓋以下特征：

第一，交互性。該種特性指的是使用者使用專(zhuān)業(yè)的輸出、輸入儀器，完成同虛擬環(huán)境當(dāng)中各種物品之間的交互。并且憑借電腦下達(dá)的指令，用戶(hù)可以對(duì)虛擬環(huán)境當(dāng)中的物品下達(dá)各種命令。

第二，沉浸性。沉浸性指的是用戶(hù)在使用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的過(guò)程當(dāng)中，身臨其境的程度。在特定設(shè)備儀器的幫助下，用戶(hù)可以同虛擬環(huán)境進(jìn)行互動(dòng)，讓用戶(hù)有更加逼真的體驗(yàn)。

第三，想象力。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)之中的想象力，指的是使用者在虛擬環(huán)境當(dāng)中，對(duì)事物進(jìn)行判斷、推理的能力，設(shè)備可以按照用戶(hù)的想象力對(duì)技術(shù)環(huán)境進(jìn)行不斷改良設(shè)計(jì)，使得虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)更加完善。

2 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在園林規(guī)劃設(shè)計(jì)中的使用

2.1 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在園林規(guī)劃設(shè)計(jì)當(dāng)中所展現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)

第一，對(duì)規(guī)劃設(shè)計(jì)方案進(jìn)行有效輔助。在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的輔助之下，對(duì)園林開(kāi)展規(guī)劃設(shè)計(jì)的工作人員能夠使用人機(jī)交互的辦法，深入到三維立體仿真場(chǎng)景之中，從任意角度對(duì)自己的園林設(shè)計(jì)進(jìn)行觀(guān)察，由此讓園林設(shè)計(jì)人員所創(chuàng)造出的設(shè)計(jì)圖紙顯得更加直觀(guān)。并能夠從設(shè)計(jì)材料、某地區(qū)的光照情況、空間布置的合理性等多方面來(lái)對(duì)自己的設(shè)計(jì)作品進(jìn)行考量，盡早找出設(shè)計(jì)過(guò)程中存在的問(wèn)題，杜絕設(shè)計(jì)缺陷的發(fā)生。

第二，增強(qiáng)公眾的參與性。利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)建立同園林使用者之間交流的平臺(tái)，讓公眾更好地幫助園林設(shè)計(jì)人員提出意見(jiàn)和建議，從而讓工作人員所設(shè)計(jì)的園林更加滿(mǎn)足大眾的審美要求。

第三，對(duì)施工過(guò)程進(jìn)行模擬。使用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)于園林規(guī)劃設(shè)計(jì)工作當(dāng)中，還可以完成對(duì)施工過(guò)程的模擬。以求檢查施工過(guò)程是否合理，提早杜絕安全隱患的產(chǎn)生。并幫助施工單位降低施工材料的無(wú)端浪費(fèi)。

第四，提供園林設(shè)計(jì)人員溝通的平臺(tái)。利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)展示時(shí)直觀(guān)生動(dòng)的優(yōu)勢(shì)性，有效減少設(shè)計(jì)人員在園林動(dòng)畫(huà)設(shè)計(jì)制作過(guò)程中所消耗的金錢(qián)、時(shí)間和精力。并幫助園林設(shè)計(jì)人員，為其提供一個(gè)可以良好交流溝通的平臺(tái)環(huán)境。

2.2 園林規(guī)劃設(shè)計(jì)中使用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的技術(shù)重點(diǎn)和建模軟件的甄選

第一，三維建模技術(shù)。三維建模技術(shù)是為了實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)實(shí)環(huán)境的模擬，為了使場(chǎng)景流暢地運(yùn)行，所以需要構(gòu)建的三維模型文件小、造型精確、面數(shù)低，虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境的三維建模技術(shù)存在較大的難度。在構(gòu)建傳統(tǒng)的園林模型過(guò)程之中，運(yùn)用次數(shù)較高的為AutoCAD和3DSMAX相互結(jié)合的組合方式。即先使用AutoCAD來(lái)進(jìn)行平面圖的導(dǎo)入，再使用3DSMAX軟件進(jìn)行建模操作。并且虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境還需要衡量園林的典型風(fēng)景特征，所以還需要使用SketchUP。

第二，立體聲技術(shù)與圖像立體顯示技術(shù)。在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)當(dāng)中，使用圖像立體顯示技術(shù)的目的是增強(qiáng)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在使用過(guò)程中的真實(shí)感。當(dāng)前世界范圍內(nèi)，使用較多的圖像立體顯示技術(shù)有全真式、立體式、全息式、補(bǔ)色法、時(shí)分法、光分法等。其中，中國(guó)使用最多的為補(bǔ)色法、時(shí)分法、光分法，而立體聲技術(shù)可以讓虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在聽(tīng)覺(jué)方面產(chǎn)生更加真實(shí)的感受。當(dāng)參與者與聲源距離比較近時(shí)，感受到的聲源就會(huì)更強(qiáng)，反之則會(huì)更弱，由此增強(qiáng)了參與者的體驗(yàn)性。

第三，三維立體圖像的實(shí)時(shí)生成。在傳統(tǒng)的三維圖像生成過(guò)程中，一直以來(lái)都有靜態(tài)渲染生成時(shí)間存在偏差這一問(wèn)題。并且渲染圖片的時(shí)間過(guò)于冗長(zhǎng)，動(dòng)畫(huà)渲染幀數(shù)很大，消耗的時(shí)間也很多，所以一般的辦法不能滿(mǎn)足虛擬場(chǎng)景圖的基本生成需求。在使用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的過(guò)程當(dāng)中，工作人員可以使用烘焙技術(shù)，讓整個(gè)虛擬場(chǎng)景一次性生成，最大程度降低動(dòng)畫(huà)制作的時(shí)間。

在建模軟件甄選這一環(huán)節(jié)，工作人員可以使用一些常見(jiàn)的建模軟件，如3DSMAX、Maya等。在上述的建模軟件當(dāng)中，Maya的建模能力最強(qiáng)，SketchUP的修改方便性最強(qiáng)，建模速度也最快。因此在園林規(guī)劃設(shè)計(jì)當(dāng)中，SketchUP是最為常用的建模軟件。

2.3 建立在SketchUP軟件上的園林景觀(guān)模型建設(shè)

第一，園林建筑建模。在我國(guó)的園林景觀(guān)當(dāng)中，建筑物往往是其中非常重要的一部分，在使用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的過(guò)程當(dāng)中，也有著極高的建模量。而在SketchUP當(dāng)中，使用照片建模是極佳的一種園林建筑建模方式。

第二，植物的建模。在園林建模當(dāng)中，因?yàn)閿?shù)量、種類(lèi)較多，所以植物的建模一直是較為困難的一大技術(shù)問(wèn)題。但SketchUP軟件提供了良好的樹(shù)木建模功能，為園林設(shè)計(jì)師們妥善地解決了這一問(wèn)題。

3 結(jié)語(yǔ)

在進(jìn)行園林規(guī)劃設(shè)計(jì)的過(guò)程當(dāng)中，合理使用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，能夠有效地增強(qiáng)設(shè)計(jì)人員的工作效率，減低工作中出現(xiàn)紕漏的可能性，并最大程度地節(jié)約經(jīng)濟(jì)成本。因此在近幾年當(dāng)中，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在我國(guó)園林設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)大面積使用，并收到了良好的效果，值得相關(guān)設(shè)計(jì)行業(yè)進(jìn)行借鑒和參考。

參考文獻(xiàn)：

[1] 李國(guó)松，楊柳青.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在風(fēng)景園林規(guī)劃與設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究——幾種常見(jiàn)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用評(píng)價(jià)分析[J].中國(guó)園林，2008（02）：32-36.

[2] 郭蕊，楊立新，趙偉韜.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在園林設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究[J].沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（社會(huì)科學(xué)版），2009（06）：738-741.