移動(dòng)虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備用于植物景觀改造設(shè)計(jì)表達(dá)

湯興宇

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)以及城市化進(jìn)程的快速發(fā)展，其在很大程度上促進(jìn)了我們國(guó)家對(duì)于生態(tài)環(huán)境的升級(jí)與改造，其中植物景觀作為城市重要的生態(tài)系統(tǒng)鏈組成部分，其質(zhì)量以及可持續(xù)性將會(huì)直接影響到城市的建設(shè)與發(fā)展。但是在傳統(tǒng)的植物景觀設(shè)計(jì)過程中，由于受到選擇植物類型不當(dāng)、區(qū)域設(shè)計(jì)不合理等諸多因素的制約，使得其植物景觀在建成投入使用的過程中面臨很多現(xiàn)實(shí)問題，因此也就對(duì)其植物景觀的功能發(fā)揮造成影響。但是在社會(huì)科學(xué)技術(shù)的推動(dòng)下，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)已經(jīng)逐步成為各個(gè)領(lǐng)域創(chuàng)新發(fā)展的重要支持，因此本文在對(duì)該技術(shù)進(jìn)行詳盡分析的基礎(chǔ)上，將其與植物景觀改造設(shè)計(jì)相聯(lián)系，從而促進(jìn)植物景觀的功能持續(xù)性。

近些年來，隨著社會(huì)科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，其在很大程度上促進(jìn)了很多行業(yè)領(lǐng)域的協(xié)同發(fā)展，其中最為重要的技術(shù)之一就是對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的研究與應(yīng)用。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)作為一種可視化的新型技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)未知事物的有效呈現(xiàn)，從而在很大程度上提升工作者對(duì)于其產(chǎn)品的感受性，從而更好的對(duì)其進(jìn)行升級(jí)改造。但是事物發(fā)展必有其兩面性，雖然虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能夠有效實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的可視化研究，但是該技術(shù)的科技含量比較高，因此在對(duì)其進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用的過程中自然需要投入大量的資源。與此同時(shí)，在社會(huì)經(jīng)濟(jì)的推動(dòng)下，很多行業(yè)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)離不開對(duì)手機(jī)、平板電腦等的應(yīng)用，而虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能夠與這些產(chǎn)品有著良好的融合效果，因此就可以使得虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用媒介問題得到有效解決。因此，為了避免植物景觀改造過程中出現(xiàn)了各類現(xiàn)實(shí)問題，就需要將可視化的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)更好的應(yīng)用在其中，通過對(duì)植物群落的空間構(gòu)成、植物生長(zhǎng)的習(xí)性特點(diǎn)、植物群落間復(fù)合層次的豐富等進(jìn)行合理分析，從而最終有效指導(dǎo)植物景觀改造設(shè)計(jì)的可持續(xù)性發(fā)展。

一、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)概述

（一）虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，簡(jiǎn)稱為VR，其最早的研究者是美國(guó)VPL公司創(chuàng)始人拉尼爾。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的研究與應(yīng)用，主要是依托于計(jì)算機(jī)設(shè)備以及相關(guān)的移動(dòng)終端設(shè)備，并且是由內(nèi)部系列計(jì)算機(jī)編程技術(shù)來實(shí)現(xiàn)對(duì)相關(guān)事物的虛擬呈現(xiàn);該技術(shù)能夠?qū)⑵洚a(chǎn)品通過系列編程來進(jìn)行可視化的呈現(xiàn)，并且還能夠參考相關(guān)的數(shù)據(jù)下對(duì)其產(chǎn)品進(jìn)行一定的具體操作，從而幫助操作者和體驗(yàn)者更加直觀明了的對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行感受。由于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的結(jié)構(gòu)組成，要想實(shí)現(xiàn)對(duì)該技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用，就需要設(shè)計(jì)者不僅要掌握所屬產(chǎn)品領(lǐng)域的專業(yè)知識(shí)，同時(shí)也要對(duì)計(jì)算機(jī)編程等有較好的了解與掌握。因此，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的產(chǎn)生與創(chuàng)新應(yīng)用不僅能夠?yàn)橄嚓P(guān)產(chǎn)品的融合發(fā)展提供新思路、新視角，而且這些融合發(fā)展背景下的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)又能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)其VR技術(shù)的反哺，最終達(dá)到虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與行業(yè)領(lǐng)域發(fā)展的共生。

（二）虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用環(huán)境

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的結(jié)構(gòu)組成以及功能性就決定了該技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用的過程中需要具備一定的環(huán)境，一般而言，往往需要外界環(huán)境能夠具備以下三種條件，具體分析如下所示：

1.實(shí)物虛化

所謂的實(shí)物虛化，就是需要通過利用建模、空間跟蹤、視覺定位等技術(shù)的支持下，實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)實(shí)世界中相關(guān)物體的映射，從而使得這些組成部分在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用中對(duì)相關(guān)景觀的改造設(shè)計(jì)進(jìn)行參考性輔助。同時(shí)，與其他的一些建模相比較而言，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)中的實(shí)物虛化則更多是一種開放的、虛擬與現(xiàn)實(shí)結(jié)合的動(dòng)態(tài)世界，因此其難度、復(fù)雜度也相應(yīng)比較高。

2.虛物實(shí)化

虛物實(shí)化，其通俗來講，即利用相關(guān)的技術(shù)支持來利用虛擬構(gòu)造的環(huán)境給用戶提供一個(gè)相對(duì)真實(shí)的體驗(yàn)，為了有效提升用戶的感知程度，這類體驗(yàn)往往涉及到視覺、聽覺、觸覺等多方面的感官刺激。與此同時(shí)，通過利用數(shù)據(jù)手套、3D眼睛等外部的硬件設(shè)備來增加用戶的控制感，從而在很大程度上削弱計(jì)算機(jī)設(shè)備本身給用戶帶來的枯燥感和疲勞感。

3.高性能計(jì)算處理技術(shù)

與其他的社會(huì)科學(xué)技術(shù)相比較而言，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)更多注重其實(shí)時(shí)交互性，因?yàn)樵谔摂M現(xiàn)實(shí)技術(shù)中需要將虛擬的基礎(chǔ)環(huán)境與用戶體驗(yàn)之間建立有效的聯(lián)接反應(yīng)，從而有效的促進(jìn)用戶的感知體驗(yàn)值。為了實(shí)現(xiàn)虛擬基礎(chǔ)環(huán)境與用戶感知之間的粘合度，往往就需要實(shí)現(xiàn)良好的實(shí)時(shí)交互性，對(duì)于計(jì)算機(jī)編程等相關(guān)技術(shù)來講，就需要計(jì)算機(jī)提高其數(shù)據(jù)處理方式以及相應(yīng)的處理速度。與此同時(shí)，在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)中，為了更好實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)交互，不僅需要高性能計(jì)算處理技術(shù)，同時(shí)還離不開立體頭盔、3D眼睛、數(shù)據(jù)手套等多重媒介設(shè)備的支持，從而給用戶提供涉及視覺、聽覺、觸覺等多方面的感覺，最終讓用戶更好的體驗(yàn)其虛擬環(huán)境中的產(chǎn)品。

二、植物景觀改造設(shè)計(jì)

（一）植物景觀設(shè)計(jì)改造的意義

隨著城市化進(jìn)程以及綠色環(huán)保設(shè)施的建設(shè)，使得城市綠地建設(shè)以及升級(jí)改造工作愈發(fā)的重要;與此同時(shí)隨著人們環(huán)保意識(shí)、價(jià)值觀念的不斷改善，也就進(jìn)一步對(duì)當(dāng)前的很多城市綠地建設(shè)質(zhì)量以及可持續(xù)性發(fā)展等有了更高的期待與要求;并且在城市綠地、植物景觀在投入使用的過程中，由于受到外界環(huán)境、地質(zhì)條件等多方面的影響，其自身的功能性發(fā)揮也就日趨下降;面對(duì)以上因素，就不得不對(duì)當(dāng)前的植物景觀進(jìn)行一定的改造升級(jí)，從而實(shí)現(xiàn)城市綠地空間的生態(tài)環(huán)保性、可持續(xù)發(fā)展性以及科學(xué)合理性。

（二）植物景觀改造設(shè)計(jì)原則

1.生態(tài)性

城市綠地建設(shè)中的植物景觀，其必然是城市生態(tài)系統(tǒng)鏈中的重要組成部分，因此從生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性方面來講，如果植物景觀在改造設(shè)計(jì)的過程中遭到較大程度的破壞，其必然就會(huì)直接影響到城市的生態(tài)系統(tǒng)平衡，因此在對(duì)其進(jìn)行改造設(shè)計(jì)的過程中要注重其生態(tài)性。要綜合考慮每一種植物的生長(zhǎng)形態(tài)、生活習(xí)性以及人居環(huán)境等，力求做到因地制宜、適地植樹等。

2.功能性

植物景觀的興建，其最基本也是最為重要的功能就是能夠?yàn)槿藗兊纳钐峁┲T多觀賞性、娛樂性，因此不管如何對(duì)其植物景觀進(jìn)行改造設(shè)計(jì)，其功能性的正常發(fā)揮則是不能被破壞的。因此，在對(duì)其進(jìn)行改造設(shè)計(jì)的過程中，要充分研究和整合該園林中的綠地空間與人們所需之間的互動(dòng)關(guān)系，從而最終能夠有效指導(dǎo)植物景觀改造設(shè)計(jì)的具體方式方法。

3.景觀藝術(shù)性

如前文所述，植物景觀的主要功能是為城市生活的個(gè)體提供重要的欣賞、娛樂價(jià)值，并且要能夠很好的維持生態(tài)系統(tǒng)的平衡。因此在對(duì)其進(jìn)行改造設(shè)計(jì)的過程中自然要注重其藝術(shù)價(jià)值，要充分發(fā)揮其植物的顏色、氣味以及姿態(tài)等多方面的觀賞性，最終形成豐富多彩的植物景觀。

4.可持續(xù)性

為了有效提升其植物景觀改造的經(jīng)濟(jì)性以及降低成本的過度投入，就需要在植物景觀改造設(shè)計(jì)的時(shí)候考慮其可持續(xù)性，只有在植物景觀獲得可持續(xù)發(fā)展的前提下，才能夠更好的服務(wù)于生態(tài)系統(tǒng)、為人們提供更多的藝術(shù)價(jià)值與觀賞性。所以在植物改造時(shí)可以將速生、中生、慢生等多個(gè)種類的植物在科學(xué)合理的選擇之后進(jìn)行種植，從而保證其植物群落的持久性與生態(tài)性。

三、基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的植物景觀設(shè)計(jì)多角度表達(dá)

（一）虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)支持環(huán)境

1.硬件設(shè)備：在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用過程中，首先就需要硬件設(shè)備來實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)情況的收集與處理，并且隨后利用系列設(shè)備進(jìn)行產(chǎn)品的呈現(xiàn);一般情況下，所涉及到的硬件基礎(chǔ)為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、移動(dòng)智能終端設(shè)備等。

2.軟件構(gòu)成：軟件系統(tǒng)即指對(duì)植物景觀中的組成部分進(jìn)行一定的建模處理，并且能夠根據(jù)實(shí)際情況實(shí)現(xiàn)對(duì)其的修正，在本文中所涉及到的軟件開發(fā)包括unity的C#系統(tǒng)的編程。

（二）軟件功能

1.室外植物景觀改造設(shè)計(jì)模塊

在該類植物景觀改造設(shè)計(jì)中的功能主要有以下幾方面：

拍照功能：即通過該功能將植物景觀中的組成部分以圖片的形式呈現(xiàn)出來，并且與其他植物群落、環(huán)境等一同被導(dǎo)入相關(guān)設(shè)備當(dāng)中。

素材調(diào)用：在該軟件中可以通過選中素材這項(xiàng)功能來對(duì)植被種類、根系類型等進(jìn)行選擇和使用;與此同時(shí)借助于旋轉(zhuǎn)、放大縮小等實(shí)現(xiàn)對(duì)素材之間的優(yōu)化調(diào)整。

橡皮擦功能：該功能能夠很好的實(shí)現(xiàn)對(duì)植物周邊的環(huán)境進(jìn)行復(fù)制等，并且對(duì)于想要?jiǎng)h除的植被區(qū)域進(jìn)行有效的覆蓋。

設(shè)置群落平面圖網(wǎng)格：通過對(duì)被改造群落長(zhǎng)、寬數(shù)值設(shè)置來設(shè)定其平面面積，數(shù)值范圍（10m×10m）～（50m×50m）。通過此功能用以查看效果圖中所配置植物在平面圖中的位置是否合理，避免空間結(jié)構(gòu)上植物的擁擠、雜亂與稀疏等分布問題，同時(shí)平面圖還能夠指導(dǎo)設(shè)計(jì)方案的實(shí)施

植物素材的年齡、季相變化：植物素材初始默認(rèn)為0年時(shí)的狀態(tài)，點(diǎn)擊樹齡按鈕選擇不同的樹齡年限，即可顯示其所選時(shí)間點(diǎn)的狀態(tài)。

方案展示：系統(tǒng)設(shè)置了對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行多視角展示功能，從植物群落整體以及多角度審視方案的合理性與可持續(xù)性

環(huán)境對(duì)比展示：將改造設(shè)計(jì)方案與周邊植物群落環(huán)境進(jìn)行協(xié)調(diào)與統(tǒng)一的對(duì)比，審視其改造設(shè)計(jì)方案的觀賞性與綠地空間功能性是否合理。

2.室內(nèi)植物景觀設(shè)計(jì)

在對(duì)室內(nèi)的植物景觀進(jìn)行改造設(shè)計(jì)的過程中，所使用的軟件系統(tǒng)以及硬件設(shè)備等與室外植物景觀設(shè)計(jì)是一樣的;但是與室外植物景觀設(shè)計(jì)所不同的是，在軟件中會(huì)設(shè)有專門用于室內(nèi)的盆栽素材供其選擇與使用，并且在其環(huán)境的設(shè)計(jì)與改造中均會(huì)有相對(duì)應(yīng)的優(yōu)化分析處理。

（三）基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的植物景觀改造設(shè)計(jì)多視角表達(dá)

在借助于虛擬現(xiàn)實(shí)平臺(tái)進(jìn)行的植物景觀改造設(shè)計(jì)方案表達(dá)中，首先能夠觀察到的是植物生長(zhǎng)變化的狀態(tài)，通過抓取多個(gè)植物生長(zhǎng)過程中的時(shí)間點(diǎn)和觀察四季更替中植物的生長(zhǎng)變化，用以審視植物生長(zhǎng)過程中的形態(tài)變化、群落變化以及綠地空間所提供的功能，實(shí)現(xiàn)植物景觀最終方案的美觀與生態(tài)性。同時(shí)，還可以看到植物景觀可持續(xù)性改造設(shè)計(jì)方案中植物群落整體生態(tài)效果，從時(shí)間和空間等多個(gè)角度綜合評(píng)價(jià)分析。

四、結(jié)語(yǔ)

將VR技術(shù)（虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)）運(yùn)用在園林植物景觀可持續(xù)性改造設(shè)計(jì)中是一次嘗試，也是園林景觀設(shè)計(jì)方案表達(dá)方式的創(chuàng)新應(yīng)用，它不僅能多角度實(shí)時(shí)展示實(shí)際景觀場(chǎng)景，更重要的是它可以虛擬未來整體群落的生長(zhǎng)和生態(tài)變化，有利于優(yōu)化方案設(shè)計(jì)，使設(shè)計(jì)方案更具有科學(xué)性，更有利于實(shí)現(xiàn)植物景觀改造設(shè)計(jì)的可持續(xù)性。（作者單位：長(zhǎng)沙職業(yè)技術(shù)學(xué)院）