基于VR技術(shù)的環(huán)境設(shè)計(jì)方案虛擬展示研究

張歡

摘要：研究VR虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在環(huán)境設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的基本特征與現(xiàn)代環(huán)境設(shè)計(jì)的需要相吻合。此技術(shù)可提高預(yù)算精確性，增強(qiáng)設(shè)計(jì)雙方互動(dòng)性，突破了傳統(tǒng)環(huán)境設(shè)計(jì)表達(dá)思維的維度限制，是目前比較全面的設(shè)計(jì)表達(dá)系統(tǒng)，并且具有廣闊的應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞：VR技術(shù)；虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)；互動(dòng)；環(huán)境設(shè)計(jì)

由于核心技術(shù)的發(fā)展，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)正在廣泛被用于各個(gè)領(lǐng)域，筆者研究在環(huán)境設(shè)計(jì)中利用計(jì)算機(jī)生成虛擬3D環(huán)境，使用適當(dāng)?shù)娘@示設(shè)備，傳輸用戶的視覺、聽覺、觸覺、感覺，使他們能夠體驗(yàn)和交互虛擬環(huán)境空間，獲得身臨其境的感覺，同時(shí)游客也可以直接參與各種動(dòng)態(tài)變化的解決方案。

一、傳統(tǒng)環(huán)境設(shè)計(jì)方案展示缺陷

目前，中國(guó)傳統(tǒng)的環(huán)境設(shè)計(jì)有很大的局限性。設(shè)計(jì)師很難把他們的作品完美地呈現(xiàn)給用戶。同時(shí)用戶對(duì)設(shè)計(jì)本身的體驗(yàn)也很低。傳統(tǒng)的渲染和動(dòng)畫允許設(shè)計(jì)師與用戶之間傳遞相對(duì)缺乏完整性的信息。

1、可以反映出更精確的設(shè)計(jì)、混凝土和建筑基于地形的位置，但這個(gè)計(jì)劃并不直觀，形象反映了忠實(shí)的效果，也不能允許用戶從感性的角度理解外觀、結(jié)構(gòu)、顏色、材料。

2、無(wú)論手繪或計(jì)算機(jī)輔助繪圖，可以隨意用戶顯示，這是當(dāng)前環(huán)境設(shè)計(jì)最常見的方法。專業(yè)人士?jī)A向于非?，F(xiàn)實(shí)的渲染圖，但靜態(tài)和特定視角的空間效應(yīng)，無(wú)法準(zhǔn)確描述功能空間之間的一致性。

3、建立模型：通過(guò)一個(gè)微型景觀設(shè)計(jì)給用戶，用戶可以在模型和不同的角度觀看內(nèi)容，效果更好的提高用戶的自主和探索的欲望。但是這個(gè)表單只能在一個(gè)特定的范圍中完成，用戶無(wú)法適應(yīng)。

4、建筑動(dòng)畫近年比較受歡迎，它結(jié)合了人體模型的優(yōu)點(diǎn)，使用視頻顯示用戶媒介，從腳本特點(diǎn)的角度來(lái)看，在特定時(shí)間，特定方位，觀眾可以鳥瞰、俯視、穿梭等方式觀看整體設(shè)計(jì)，還可以模擬各種天氣、動(dòng)物和行人。但是觀察者只能根據(jù)設(shè)置好的攝像機(jī)和角度來(lái)瀏覽，不能讓決策者在任何訪問和觀察的設(shè)計(jì)中，實(shí)現(xiàn)真正的人機(jī)交互。

二、環(huán)藝項(xiàng)目虛擬展示的基本特征

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)引入環(huán)境設(shè)計(jì)中，可以描述太空計(jì)劃的各個(gè)部分，實(shí)現(xiàn)用戶之間的人機(jī)交互操作，強(qiáng)調(diào)以人為本。從直覺，身臨其境，人機(jī)互動(dòng)理念和超現(xiàn)實(shí)主義等幾個(gè)方面進(jìn)行分析。

1、直觀完整的信息傳遞，從語(yǔ)言表達(dá)變?yōu)楹?jiǎn)單的圖像表達(dá)，多媒體演示文稿和圖片傳遞給它的內(nèi)容也越來(lái)越豐富、完整和清晰。從原始社會(huì)的結(jié)語(yǔ)到歷史書，越來(lái)越復(fù)雜的猜測(cè)是計(jì)算機(jī)信息的記憶變得越來(lái)越復(fù)雜。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的誕生使人類信息傳播的方式獲得了解放，改變了傳播信息的理念。VR技術(shù)將思想與現(xiàn)實(shí)相結(jié)合，效果比模型或渲染圖更好，通過(guò)實(shí)時(shí)演示提高整體效果和完整性設(shè)計(jì)方案的可行性與實(shí)用性。

2、人機(jī)交互從環(huán)境和自然程度的反饋，用戶可以操作的空間設(shè)施在一個(gè)虛擬環(huán)境方案中。虛擬現(xiàn)實(shí)為用戶提供更全面的體驗(yàn)，用戶可以根據(jù)自己的意愿與任何對(duì)象在虛擬世界中感受和體驗(yàn)現(xiàn)實(shí)環(huán)境，這是成為虛擬顯示環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)發(fā)展的驅(qū)動(dòng)力。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)使個(gè)性化的解決方案在虛擬環(huán)境中變得更加開放，你可以選擇你想要看到的空間環(huán)境，能夠展現(xiàn)出完全尊重他們意愿的過(guò)程。憑個(gè)人直覺不會(huì)影響他人的情緒。虛擬數(shù)字環(huán)境的現(xiàn)實(shí)，可以放棄世界純粹的理想材料束縛在現(xiàn)實(shí)中，用戶自由漫游在虛擬環(huán)境藝術(shù)項(xiàng)目中顯示內(nèi)涵非常豐富，符合時(shí)代個(gè)性化的特點(diǎn)和訂購(gòu)的特點(diǎn)。打破了工作和游客之間時(shí)間和空間的界限，可提前幫助用戶路徑規(guī)劃后續(xù)生活習(xí)慣等等，這不是普通的顯示，這是優(yōu)勢(shì)凸顯其價(jià)值所在。

3、思想超現(xiàn)實(shí)，在虛擬世界中尋求真實(shí)的東西，甚至比真實(shí)的東西更深動(dòng)，實(shí)際上在這個(gè)過(guò)程中虛擬和現(xiàn)實(shí)的界限比較模糊，前者比后者更具吸引力和超現(xiàn)實(shí)的美。環(huán)境的概念和超越的目的是把想象放在想象的翅膀上，極大地拓展人類認(rèn)知的范圍。你可以添加不同的樣式和功能，也可以把你的立體眼鏡帶進(jìn)測(cè)試。然后讓用戶體驗(yàn)，讓公眾參與更好的管理設(shè)計(jì)，在這個(gè)平臺(tái)的幫助下，做到更好的規(guī)劃，更好的安排設(shè)施來(lái)促進(jìn)決策的民主化。設(shè)計(jì)師們可以通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在景觀和景觀的外觀設(shè)計(jì)之前，在未來(lái)的計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)效果中進(jìn)行設(shè)計(jì)。

三、基于VR技術(shù)的環(huán)境設(shè)計(jì)方案優(yōu)勢(shì)

1、實(shí)時(shí)渲染：可以確保虛擬系統(tǒng)運(yùn)行30赫茲圖像刷新率，高于目前的3D場(chǎng)景渲染圖片，只需要0.3秒，如果使用電腦渲染3D需要很長(zhǎng)時(shí)間。這是因?yàn)殇秩拒浖峭ㄟ^(guò)計(jì)算對(duì)象的整個(gè)空間信息，如材料質(zhì)地生存最終效果，一般來(lái)說(shuō)，把一個(gè)高質(zhì)量渲染需要數(shù)十分鐘，甚至數(shù)小時(shí)。

2、三維空間場(chǎng)景：傳統(tǒng)方式需要數(shù)十分鐘，甚至幾十個(gè)小時(shí)去呈現(xiàn)建筑動(dòng)畫視頻，如果觀眾想通過(guò)其它的視點(diǎn)來(lái)觀察，需調(diào)整相機(jī)進(jìn)行渲染是唯一的方法。但是VR技術(shù)在三維場(chǎng)景中，用戶可以自由上下左右移動(dòng)。每秒超過(guò)30次的圖像刷新率可以替代現(xiàn)場(chǎng)觀眾，輕松地沉浸在自由游戲和探索的虛擬空間中。

3、自由互動(dòng)：傳統(tǒng)方式花在渲染和構(gòu)建動(dòng)畫時(shí)鐘上的時(shí)間是被動(dòng)和不現(xiàn)實(shí)的，缺乏與觀眾互動(dòng)。從當(dāng)前市場(chǎng)分析，傳統(tǒng)方式的價(jià)值越來(lái)越低，VR技術(shù)價(jià)值越來(lái)越高。VR技術(shù)虛擬顯示可以讓觀眾在三維空間中自由穿梭和觀察，主要是與用戶建立虛擬空間，打開一扇門、打開電視、打開壁燈、變換墻面壁紙、木地板體驗(yàn)等都可以隨意操作和使用。設(shè)計(jì)師通過(guò)此種方式可以將環(huán)境設(shè)計(jì)方案直觀展示給觀眾，呈現(xiàn)出不同的層次信息，從更多更深更有效的計(jì)劃理解研究分析與評(píng)價(jià)，為下一步設(shè)計(jì)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)實(shí)現(xiàn)環(huán)境設(shè)計(jì)方案，研究設(shè)計(jì)方案的豐富性意味著其身臨其境的沉浸感和強(qiáng)大的交互性，以彌補(bǔ)傳統(tǒng)的顯示方式的不足。

四、結(jié)論

如今，VR技術(shù)在環(huán)境設(shè)計(jì)各個(gè)領(lǐng)域被廣泛運(yùn)用，改善了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的局限性，并且節(jié)約了后期因設(shè)計(jì)不滿意而導(dǎo)致的資源和人力的浪費(fèi)。通過(guò)公司平臺(tái)搭接VR技術(shù)公司合作交流，將虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備與設(shè)計(jì)集合，使得客戶第一時(shí)間親身體驗(yàn)設(shè)計(jì)樣例，置身于相對(duì)真實(shí)的模擬空間，極大提高客戶參與感。設(shè)計(jì)師們將會(huì)把他們的天賦帶到能力當(dāng)中，每個(gè)靈感都會(huì)帶給用戶體驗(yàn)的感動(dòng)。引入虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)將會(huì)逐漸受到設(shè)計(jì)師們的重視和青睞。

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