VR在城市設(shè)計(jì)中的應(yīng)用初探

曾祥珂 蔣偉明

華藍(lán)設(shè)計(jì)（集團(tuán)）有限公司，廣西南寧 530001

VR即虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，綜合了計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、語音與音響技術(shù)等多門學(xué)科，將計(jì)算機(jī)處理的數(shù)字化信息變?yōu)槿藗兯芨惺艿木哂懈鞣N表現(xiàn)形式的多維信息。作為一種圖形圖像領(lǐng)域的綜合型高新技術(shù)，VR已經(jīng)普遍運(yùn)用于建筑、室內(nèi)、景觀等設(shè)計(jì)領(lǐng)域。在相關(guān)領(lǐng)域中，VR主要服務(wù)于設(shè)計(jì)的公眾參與或末端環(huán)節(jié)，起到取代傳統(tǒng)效果圖及模型表現(xiàn)的作用。運(yùn)用VR展示建筑、室內(nèi)、景觀設(shè)計(jì)方案，為參與者帶來身臨其境的沉浸式體驗(yàn)，具有體驗(yàn)性強(qiáng)、操控性強(qiáng)等特點(diǎn)。

城市設(shè)計(jì)是對城市形體和空間環(huán)境所做的整體構(gòu)思和安排，貫穿于城市設(shè)計(jì)全過程，而環(huán)境效益是城市設(shè)計(jì)工作追求的主要目標(biāo)。結(jié)合城市設(shè)計(jì)工作的自身特征，VR技術(shù)在城市設(shè)計(jì)中如何應(yīng)用，以及扮演何種角色都是需要關(guān)注的問題。

1 城市設(shè)計(jì)特征

城市設(shè)計(jì)在工作對象上由傳統(tǒng)城市規(guī)劃的二維平面功能布局轉(zhuǎn)向三維空間形體，側(cè)重從空間構(gòu)成方面，研究城市空間體系和環(huán)境景觀，體現(xiàn)城市特色和風(fēng)貌。

1.1 建筑與城市

城市設(shè)計(jì)涉及尺度多樣，大的有超出感知范疇的總體城市設(shè)計(jì)，小的有涉及具體微觀尺度的街區(qū)城市設(shè)計(jì)；即包括建筑群落、天際線輪廓、公共空間的塑造，也包括街道家具、城市色彩、標(biāo)識系統(tǒng)的引導(dǎo)。

以建筑設(shè)計(jì)視角切入的城市設(shè)計(jì)通常被看作是放大的建筑設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)師可以把個(gè)人的主觀因素發(fā)揮其中，最終成果由充滿創(chuàng)造性的設(shè)計(jì)構(gòu)成，這些設(shè)計(jì)注重構(gòu)圖，形態(tài)優(yōu)美。

以城市規(guī)劃視角切入的城市設(shè)計(jì)更多的是從姿態(tài)各異的建筑單體之間獲得一種整體性與協(xié)調(diào)性，以規(guī)范化、制度化的指標(biāo)控制，營造高品質(zhì)環(huán)境[1]。

1.2 形態(tài)設(shè)計(jì)與引導(dǎo)控制

不同于建筑、室內(nèi)、景觀專業(yè)偏向形態(tài)設(shè)計(jì)，他們通常給人們呈現(xiàn)一個(gè)具體的需實(shí)施建造落地的結(jié)果；城市設(shè)計(jì)在注重形態(tài)設(shè)計(jì)的同時(shí)注重引導(dǎo)控制，即兼具創(chuàng)造力與剛性管理體制。

2 VR在城市設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

城市設(shè)計(jì)具有建筑、室內(nèi)、景觀設(shè)計(jì)的屬性，涉及多種尺度空間塑造，注重充滿創(chuàng)造性的形態(tài)設(shè)計(jì)。城市設(shè)計(jì)同時(shí)具有城市規(guī)劃屬性，講求引導(dǎo)控制，配合城市規(guī)劃，以三維空間形態(tài)驗(yàn)證與反饋城市規(guī)劃在功能、技術(shù)和經(jīng)濟(jì)方面指標(biāo)的合理性。

面對不同的對象，城市設(shè)計(jì)需要展示和表達(dá)的信息不一樣。公眾關(guān)注的是城市的藍(lán)圖和未來體驗(yàn)；城市執(zhí)行長官需要關(guān)注城市定位與健康發(fā)展，以及各種指標(biāo)權(quán)衡；城市設(shè)計(jì)師關(guān)注城市的藝術(shù)性與創(chuàng)新性。因此，VR在城市設(shè)計(jì)中的應(yīng)用在面對不同人群時(shí)擁有不同的作用。

2.1 對于公眾：簡單易懂，沉浸式體驗(yàn)多尺度城市設(shè)計(jì)

傳統(tǒng)城市規(guī)劃設(shè)計(jì)基本是一個(gè)自上而下的制定過程。隨著我國城市化進(jìn)程的加快，城市受公眾關(guān)注的程度日益加大，自下而上的方式也將逐漸融入城市規(guī)劃設(shè)計(jì)。VR作為一種易被人們理解、接觸的全新體驗(yàn)方式，能更快速、有效地使公眾參與到城市設(shè)計(jì)中來。

（1）沉浸式體驗(yàn)多尺度城市設(shè)計(jì)。VR技術(shù)在公眾感知具體空間尺度、視景空間序列變化等方面具有優(yōu)勢。公眾可以通過VR技術(shù)中飛行的方式實(shí)現(xiàn)對于虛擬城市空間的鳥瞰，鳥瞰能提供更大范圍、更多的觀察視角，更易獲取空間特征的集成，加速對城市空間認(rèn)識。同時(shí)，VR技術(shù)多視點(diǎn)的觀察方式滿足人們對中微觀層面空間的認(rèn)知需求，更貼近人們通常傾向地從局部到整體的空間對象認(rèn)知習(xí)慣。公眾可借助VR技術(shù)感受利用車行、步行等漫游模式，對多個(gè)局部具體小空間多視點(diǎn)觀察，集成空間各局部屬性特征，實(shí)現(xiàn)對空間整體的認(rèn)識[2]。

（2）動態(tài)的空間感知方式。人們對于空間的感知，并未以靜態(tài)觀看的方式進(jìn)行，而是在漫游與視角的不斷變化中以動態(tài)的、第一視角的體驗(yàn)積累形成。第一視角具有本人親眼所見的角度對客觀事物的觀察和描述。傳統(tǒng)效果圖和實(shí)體模型的展示方法無法為公眾提供準(zhǔn)確、仿真的空間體驗(yàn)。VR技術(shù)的動態(tài)仿真模擬，有利于調(diào)動人們對現(xiàn)實(shí)城市空間環(huán)境的聯(lián)想、更易于產(chǎn)生心理感受評價(jià)。

（3）簡單易懂的多元展示方式。常用的VR沉浸式體驗(yàn)可一鍵切換VR模式，在創(chuàng)作階段就能夠體驗(yàn)到項(xiàng)目建成的真實(shí)效果。除此之外，VR技術(shù)還可提供包括3D立體漫游、全景圖、全景動畫、PC漫游匯報(bào)、AR文本匯報(bào)的新方式。3D立體漫游一鍵切換3D立體電影效果，配合快門式眼鏡增強(qiáng)漫游沉浸感，適用于多人同時(shí)觀看。全景圖可實(shí)時(shí)輸出高清全景圖，配合Venus制作成全景故事，通過二維碼快速分享，全方位展示方案。全景動畫極速輸出高清全景動畫，通過便攜VR設(shè)備，在固定路徑中沉浸式體驗(yàn)。PC漫游匯報(bào)實(shí)時(shí)渲染、無須輸出，PC端通過快捷鍵切換場景效果與動畫播放，可實(shí)時(shí)與畫面內(nèi)容進(jìn)行互動和編輯修改，實(shí)現(xiàn)全新可交互式的效果圖和動畫匯報(bào)。AR文本匯報(bào)將3D模型、視頻等虛擬信息與真實(shí)空間場景進(jìn)行無縫結(jié)合，實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)2D文本的3D可視化功能與可交互功能的升級，讓設(shè)計(jì)方案的展示更直觀與全面。

2.2 對于城市的執(zhí)行長官：高效專業(yè)，提高管理效率

城市長官關(guān)注城市發(fā)展中存在的各種問題，需對城市發(fā)展定位以及其他領(lǐng)域給出準(zhǔn)確判斷。VR是一種全新的匯報(bào)方式，在城市設(shè)計(jì)交流匯報(bào)過程中，能有效減緩溝通過程中信息衰減，使城市執(zhí)行長官更精準(zhǔn)得獲取城市設(shè)計(jì)信息以及做出相應(yīng)判斷。

（1）針對城市執(zhí)行人員專業(yè)背景。城市執(zhí)行長官由政府領(lǐng)導(dǎo)班子、各職能部門相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)組成，涉及多種專業(yè)背景。利用VR技術(shù)結(jié)合城市設(shè)計(jì)進(jìn)行效果表現(xiàn)，與文本、圖紙、說明書等龐雜的規(guī)劃設(shè)計(jì)成果相比，更有助于城市執(zhí)行長官對項(xiàng)目的理解，使城市執(zhí)行長官能從各自不同的專業(yè)背景角度快速精準(zhǔn)地對項(xiàng)目提出改進(jìn)優(yōu)化意見。

（2）提高城市執(zhí)行長官工作效率。城市管理者，專家、學(xué)者在城市規(guī)劃專家審查會或城市規(guī)劃委員會中通常需要在有限時(shí)間內(nèi)對多項(xiàng)城市規(guī)劃設(shè)計(jì)項(xiàng)目進(jìn)行審查。通常而言一天會多達(dá)十個(gè)以上項(xiàng)目，因此，每個(gè)城市規(guī)劃設(shè)計(jì)項(xiàng)目所占有的時(shí)間會比較少。利用VR技術(shù)結(jié)合城市設(shè)計(jì)進(jìn)行項(xiàng)目展示，可減少或直接替代傳統(tǒng)以口頭結(jié)合文本、圖紙、說明書匯報(bào)的形式，同時(shí)城市管理者，專家、學(xué)者可基于VR對城市設(shè)計(jì)項(xiàng)目展示直接反饋存在的問題，壓縮每個(gè)項(xiàng)目審查的時(shí)間，提高城市執(zhí)行長官的工作效率。

（3）多角度、多視角展示城市設(shè)計(jì)。相較于效果圖的特定單視點(diǎn)觀察和模型展示的鳥瞰視角，VR支持人們對城市空間環(huán)境進(jìn)行任意視角、任意視點(diǎn)的觀察，拓展的觀察視角、視點(diǎn)避免了單視角或單視點(diǎn)帶來的空間信息“盲點(diǎn)”，使人們更全面、更主動地獲取空間信息。簡言之，VR技術(shù)展示城市設(shè)計(jì)可5個(gè)面的旋轉(zhuǎn)，各個(gè)角度的驗(yàn)證，也避免了效果圖的最優(yōu)角度給城市執(zhí)行長官的片面展示。

2.3 對于城市設(shè)計(jì)師：精準(zhǔn)設(shè)計(jì)，加強(qiáng)設(shè)計(jì)在規(guī)劃管理中的落地性

城市設(shè)計(jì)師在城市設(shè)計(jì)創(chuàng)造中與建筑設(shè)計(jì)師有相似之處，都會關(guān)注作品的空間形態(tài)、藝術(shù)性與創(chuàng)新性。VR結(jié)合城市設(shè)計(jì)，對于城市設(shè)計(jì)師而言，將城市空間環(huán)境仿真模擬，有助設(shè)計(jì)師在講究創(chuàng)造性的同時(shí)把握真實(shí)空間尺度，在虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境中提升作品創(chuàng)作性，同時(shí)確保作品落地性。

（1）便捷創(chuàng)建，調(diào)整虛擬環(huán)境。VR技術(shù)的便捷創(chuàng)建和實(shí)時(shí)調(diào)整設(shè)計(jì)要素等特征能夠有效減少城市設(shè)計(jì)師設(shè)計(jì)過程中創(chuàng)建模型、修改模型耗費(fèi)的時(shí)間成本。

（2）精準(zhǔn)設(shè)計(jì)，加強(qiáng)設(shè)計(jì)在規(guī)劃管理中的落地性。傳統(tǒng)城市設(shè)計(jì)重編制，輕實(shí)施，導(dǎo)致很多設(shè)計(jì)落地性不強(qiáng)。城市公共空間包括街道、人行道、自行車道、廣場、濱水區(qū)、花園和公園等。安全、包容、便利、綠色和優(yōu)質(zhì)的多功能使用是公共空間的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。城市設(shè)計(jì)關(guān)注人居空間環(huán)境，核心問題是要能夠“落地”。過于宏觀的城市設(shè)計(jì)項(xiàng)目如“城市設(shè)計(jì)輪廓線設(shè)計(jì)”“城市整體色彩設(shè)計(jì)”“城市整體照明色彩設(shè)計(jì)”等，對創(chuàng)建具有實(shí)效的公共空間與創(chuàng)造宜居場所，貢獻(xiàn)有限。利用VR結(jié)合城市設(shè)計(jì)，用虛擬技術(shù)模擬真實(shí)空間場景，從尺度、材質(zhì)等多方面輔助設(shè)計(jì)師對城市空間環(huán)境塑造的再認(rèn)識，針對具體城市或節(jié)點(diǎn)，創(chuàng)造有實(shí)效的、能夠真正為公眾利用的、受公眾歡迎的、公眾參與的公共空間場所，而不只是一個(gè)脫離實(shí)際的、沒有人的空間。

3 結(jié)語

城市設(shè)計(jì)包羅萬象，需要擁有非常廣博的背景知識和理解力，它涵蓋了城市系統(tǒng)的方方面面。除了具有建筑、室內(nèi)、景觀等設(shè)計(jì)領(lǐng)域的藝術(shù)與創(chuàng)新屬性之外，城市設(shè)計(jì)工作還有一個(gè)很重要的內(nèi)容，就是與權(quán)力、社會的溝通和協(xié)調(diào)。VR技術(shù)作為一種全新的表現(xiàn)及匯報(bào)與創(chuàng)作方式，從公眾、城市執(zhí)行長官、城市設(shè)計(jì)師三者的角度出發(fā)，對促進(jìn)城市設(shè)計(jì)的發(fā)展與落地具有一定積極作用。未來，利用VR技術(shù)拓展其功能結(jié)合城市設(shè)計(jì)，將從更高的層面積極參與城市的發(fā)展與決策。