數(shù)字技術(shù)在環(huán)境設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

萬國

摘 要：數(shù)字技術(shù)是一項(xiàng)與電子計(jì)算機(jī)相伴相生的科學(xué)技術(shù)，其與環(huán)境設(shè)計(jì)的結(jié)合，能模擬出立體的環(huán)境內(nèi)容。基于此，本文首先分析數(shù)字技術(shù)與環(huán)境設(shè)計(jì)之間的關(guān)系，然后從多媒體技術(shù)與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)兩方面來探討數(shù)字技術(shù)在環(huán)境設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，以期為相關(guān)學(xué)者的研究提供參考。

關(guān)鍵詞：數(shù)字技術(shù)；多媒體技術(shù)；計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)；環(huán)境設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：J505；TU238 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-5168（2018）07-0029-02

Application of Digital Technology in Environmental Design

WAN Guo

（College of Chinese & ASEAN Arts， Chengdu University， Chengdu Sichuan 610106）

Abstract： Digital technology is a science and technology associated with the electronic computer， and its combination with environmental design can simulate the content of the three-dimensional environment. Based on this， this paper first analyzed the relationship between digital technology and environmental design， and then discussed the application of digital technology in environmental design from two aspects of multimedia technology and virtual reality technology， in order to provide reference for the research of related scholars.

Keywords： digital technology；multimedia；environment design；application

現(xiàn)代環(huán)境設(shè)計(jì)需要在滿足基本建筑需求的前提下，突出建筑本身的藝術(shù)特性與文化特征。而數(shù)字技術(shù)中的虛擬仿真技術(shù)可以根據(jù)不同環(huán)境的結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行立體化虛擬仿真環(huán)境的構(gòu)建，用戶可以通過相應(yīng)的虛擬操作面板來實(shí)現(xiàn)與三維空間的交流互動(dòng)。因此，利用數(shù)字技術(shù)進(jìn)行建筑環(huán)境設(shè)計(jì)，可以有效提高環(huán)境設(shè)計(jì)效率，實(shí)現(xiàn)環(huán)境設(shè)計(jì)效益最大化。

1 數(shù)字技術(shù)與環(huán)境設(shè)計(jì)之間的關(guān)系

1.1 數(shù)字技術(shù)概述

數(shù)字技術(shù)主要包括多媒體技術(shù)、計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)兩方面內(nèi)容，其被廣泛應(yīng)用于建筑環(huán)境設(shè)計(jì)領(lǐng)域。多媒體技術(shù)作為環(huán)境設(shè)計(jì)內(nèi)容的呈現(xiàn)方式，其能借助LED顯示屏完成與觀眾的實(shí)時(shí)互動(dòng)[1]。多媒體技術(shù)在現(xiàn)代環(huán)境設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，可以通過互動(dòng)裝置實(shí)現(xiàn)參觀者的行為體驗(yàn)。而計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)主要包括虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信、地理信息系統(tǒng)、VR環(huán)境和產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理等技術(shù)，這些技術(shù)都能應(yīng)用于建筑環(huán)境設(shè)計(jì)中。數(shù)字技術(shù)具有空間感受性、交互性和多維感知性等特征，可以在虛擬空間中模擬三維環(huán)境，實(shí)現(xiàn)與用戶之間的虛擬互動(dòng)交流。環(huán)境設(shè)計(jì)人員通過操作虛擬軟件，能對(duì)設(shè)計(jì)出的仿真環(huán)境進(jìn)行相應(yīng)更改與刪除，從而完成環(huán)境設(shè)計(jì)項(xiàng)目的優(yōu)化。設(shè)計(jì)者通過使用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，可以更加直觀地進(jìn)行建筑方案的觀察與討論，為建設(shè)者提供相應(yīng)的互動(dòng)演示，并及時(shí)解決存在的不足與問題。

1.2 數(shù)字技術(shù)與環(huán)境設(shè)計(jì)之間的關(guān)系

現(xiàn)代環(huán)境設(shè)計(jì)不僅僅是對(duì)環(huán)境的平面設(shè)計(jì)，而是對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)空間的藝術(shù)加工。數(shù)字技術(shù)在環(huán)境設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，可以在滿足基本建筑要求的情況下，實(shí)現(xiàn)對(duì)樣板空間的三維仿真[2]。在建筑環(huán)境設(shè)計(jì)過程中，建筑與外部環(huán)境的協(xié)調(diào)性是環(huán)境設(shè)計(jì)的重中之重。而AutoCAD制圖、SketchUp推敲、3DMAX可視化軟件等，能搭建出立體化的三維建筑空間，并能完成對(duì)虛擬仿真空間的渲染，使其呈現(xiàn)出更加逼真的視覺效果。此外，與傳統(tǒng)的圖紙建筑設(shè)計(jì)相比，數(shù)字技術(shù)的可操作性與效率更高，在材質(zhì)渲染中的透視感與立體感更強(qiáng)，最終可以呈現(xiàn)出更加真實(shí)的藝術(shù)效果。因此，數(shù)字技術(shù)在現(xiàn)代環(huán)境設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，完全可以打破傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的空間限制，實(shí)現(xiàn)建筑內(nèi)容的立體化呈現(xiàn)與虛擬交互，從而完成環(huán)境設(shè)計(jì)工藝性與藝術(shù)性的融合。

2 多媒體數(shù)字技術(shù)在環(huán)境設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

2.1 借助多媒體技術(shù)的互動(dòng)式環(huán)境設(shè)計(jì)

多媒體技術(shù)是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的重要類型之一，其主要通過電腦或電子屏幕的操控面板來實(shí)現(xiàn)與用戶的互動(dòng)交流。當(dāng)前建筑環(huán)境設(shè)計(jì)的藝術(shù)性較強(qiáng)，借助多媒體技術(shù)的互動(dòng)裝置，能為設(shè)計(jì)者帶來更加多樣化的審美體驗(yàn)。而在虛擬互動(dòng)系統(tǒng)中的相應(yīng)操作，計(jì)算機(jī)只需要讀取設(shè)計(jì)者的動(dòng)作信息，就能完成與用戶之間的交互感應(yīng)。由于人機(jī)交互過程中不存在其他感應(yīng)設(shè)備的加入與干擾，因此多媒體技術(shù)所帶來的參與感與真實(shí)感更強(qiáng)。建筑環(huán)境設(shè)計(jì)者可以通過觀察虛擬仿真系統(tǒng)，討論與更改建筑設(shè)計(jì)內(nèi)容。這種集視聽于一體的交互體驗(yàn)，能促進(jìn)外部對(duì)象與信息、外部對(duì)象與外部對(duì)象之間的交流互動(dòng)，并有效提升建筑環(huán)境設(shè)計(jì)的效率[3]。

2.2 多媒體技術(shù)呈現(xiàn)的環(huán)境設(shè)計(jì)感官體驗(yàn)

多媒體技術(shù)主要通過改變傳統(tǒng)交互形式來實(shí)現(xiàn)數(shù)字系統(tǒng)與設(shè)計(jì)人員之間的信息傳輸。目前，建筑環(huán)境設(shè)計(jì)人員主要運(yùn)用鍵盤、鼠標(biāo)等進(jìn)行建筑形式與人員之間的交互。但是，依靠外在部件的交互形式，不能帶給設(shè)計(jì)人員沉浸式的立體感受。而多媒體技術(shù)在環(huán)境設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，帶來了全新的數(shù)字信息交互模式。多媒體技術(shù)交互模式無需人為輔助，設(shè)計(jì)人員只需站在電子屏幕操控面板前，就可以完成動(dòng)作識(shí)別。而動(dòng)作信息的讀取主要依靠圖像應(yīng)用技術(shù)中的觸感系統(tǒng)。首先，觸感軟件會(huì)將相應(yīng)的觸感信息傳輸至觸感硬件，觸感硬件在完成內(nèi)容識(shí)別后，將動(dòng)作信息發(fā)送回觸感系統(tǒng)。在多點(diǎn)觸摸的行為體驗(yàn)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)師可以隨意對(duì)環(huán)境設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行更改，這就實(shí)現(xiàn)了數(shù)字系統(tǒng)與用戶之間的交互擴(kuò)展。

3 計(jì)算機(jī)數(shù)字技術(shù)在環(huán)境設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

3.1 虛擬三維建模技術(shù)在環(huán)境設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

AutoCAD制圖、SketchUp推敲、3DMAX可視化軟件、Photoshop、VRay等是環(huán)境設(shè)計(jì)的虛擬三維建模軟件[4]。其中，AutoCAD軟件主要負(fù)責(zé)建筑環(huán)境圖紙的設(shè)計(jì)，從圖紙的平面數(shù)據(jù)可以得到各個(gè)透視點(diǎn)的位置關(guān)系，然后再將平面建筑圖紙導(dǎo)入至3DMAX可視化軟件中。3DMAX可視化軟件負(fù)責(zé)圖紙的三維立體建模，并運(yùn)用UVW貼圖來營造更加真實(shí)的視覺效果。3DMAX三維建模軟件能對(duì)建筑環(huán)境進(jìn)行全面展示，并能借助VR技術(shù)完成建筑空間的漫游。之后，再通過VRay渲染軟件進(jìn)行三維立體模型的材質(zhì)渲染。而Photoshop、Lightscape等計(jì)算機(jī)軟件主要負(fù)責(zé)虛擬三維建模的輔助設(shè)計(jì)。其中，Photoshop可以對(duì)UVW貼圖的大小進(jìn)行裁剪，以滿足3DMAX可視化軟件的貼圖需要。上述三維建模軟件在環(huán)境設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，能有效擺脫傳統(tǒng)圖紙的平面化特征，實(shí)現(xiàn)更加精確、美觀的建筑效果設(shè)計(jì)。其中，VR技術(shù)作為最先進(jìn)的虛擬技術(shù)，在環(huán)境設(shè)計(jì)中應(yīng)用廣泛。

3.2 信息采集技術(shù)在環(huán)境設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

在建筑環(huán)境設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)者需要采集與應(yīng)用各種信息。特別是對(duì)于存在花園、廣場、公園等外在環(huán)境的空間系統(tǒng)，需要使用AutoCAD平面制圖、SketchUp三維制圖軟件等提高虛擬三維模型的繪圖效率，完成建筑環(huán)境設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)輔助制圖。但是，對(duì)于場景較大的建筑環(huán)境空間，就需要通過地理空間信息系統(tǒng)進(jìn)行地理分布數(shù)據(jù)信息的采集與計(jì)算。地理空間信息系統(tǒng)主要包括軟件、硬件兩方面內(nèi)容，其中軟件包括繪圖與統(tǒng)計(jì)、圖像處理、數(shù)據(jù)庫等程序。各種軟件能對(duì)搜集到的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行準(zhǔn)確的查詢分析。因此，對(duì)于存在風(fēng)景園林的環(huán)境設(shè)計(jì)，需要借助地理空間信息系統(tǒng)、三維模型等數(shù)字技術(shù)來完成整個(gè)建筑環(huán)境的內(nèi)容構(gòu)建。虛擬三維建?？梢耘c建筑結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)相結(jié)合，以完成建筑模型的參數(shù)化設(shè)計(jì)。信息采集技術(shù)與其他計(jì)算機(jī)輔助軟件的協(xié)同使用，能實(shí)現(xiàn)對(duì)地理空間信息、建筑流體、建筑環(huán)境的準(zhǔn)確分析，從而有效提高環(huán)境設(shè)計(jì)的質(zhì)量與效率。

4 結(jié)語

在數(shù)字技術(shù)快速發(fā)展的新形勢下，利用數(shù)字技術(shù)進(jìn)行建筑環(huán)境設(shè)計(jì)成為最為有效的環(huán)境設(shè)計(jì)方案。多媒體技術(shù)和計(jì)算機(jī)虛擬軟件技術(shù)共同構(gòu)成了專業(yè)化的建筑環(huán)境設(shè)計(jì)平臺(tái)。計(jì)算機(jī)虛擬軟件技術(shù)能完成建筑環(huán)境三維模型的構(gòu)建，而多媒體數(shù)字技術(shù)可以借助虛擬互動(dòng)系統(tǒng)來完成用戶與計(jì)算機(jī)之間的觸感交互。數(shù)字技術(shù)在環(huán)境設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，能有效完成環(huán)境的藝術(shù)設(shè)計(jì)工作。

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