智能化時(shí)代虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在園林綠化設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

韋海清 朱家全

（廣西英華國(guó)際職業(yè)學(xué)院 廣西壯族自治區(qū)欽州市 535000）

在人工智能背景下，虛擬技術(shù)在各行業(yè)都得到了有效應(yīng)用，尤其是在設(shè)計(jì)行業(yè)中，虛擬技術(shù)對(duì)園林綠化設(shè)計(jì)有重要的推動(dòng)作用。虛擬技術(shù)解決了在園林綠化設(shè)計(jì)中無(wú)法讓人們真切感受到設(shè)計(jì)效果的問(wèn)題，有利于推動(dòng)園林綠化設(shè)計(jì)行業(yè)實(shí)現(xiàn)更好的發(fā)展。利用虛擬技術(shù)能夠給人們帶來(lái)不同感官體驗(yàn)，讓設(shè)計(jì)師和客戶能夠從多個(gè)角度去觀察空間，讓設(shè)計(jì)和實(shí)際有機(jī)結(jié)合，構(gòu)建出最合理化的設(shè)計(jì)方案。

1 當(dāng)前園林綠化設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀

園林設(shè)計(jì)師繪制場(chǎng)景效果圖基本上分為設(shè)計(jì)師繪制草圖或者是AutoCAD 平面剖圖，在這些基礎(chǔ)由綠化設(shè)置設(shè)計(jì)師完成AutoCAD的植物配置，然后交給建模師利用3DSMAX 軟件進(jìn)行建模，最終設(shè)計(jì)師結(jié)合建好的模型給出修改意見(jiàn)，不斷完善模型，進(jìn)行貼圖渲染?；镜酱司屯瓿闪讼嚓P(guān)的設(shè)計(jì)工作，然后還需要設(shè)計(jì)師結(jié)合，最終建好的模型給出修改意見(jiàn)，不斷完善模型。還有一種方式就是設(shè)計(jì)師借助草圖的CAD 經(jīng)過(guò)分析之后，直接用Sketch UP 進(jìn)行方案設(shè)計(jì)。兩種方案對(duì)比，第二種方案更為先進(jìn)，利用三維建模軟件可以讓園林設(shè)計(jì)效率更高[1]。然而在這兩種設(shè)計(jì)的背景下，都沒(méi)有辦法和效果圖進(jìn)行真正融合，這就導(dǎo)致最終景觀設(shè)計(jì)的實(shí)際與效果圖存在一定的差異。究其根本都是缺乏了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的幫助，因此虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在園林綠化中的應(yīng)用非常緊迫，智能化時(shí)代虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在園林綠化中的應(yīng)用已經(jīng)是必然趨勢(shì)。

2 虛擬技術(shù)在綠化設(shè)計(jì)中的應(yīng)用分析

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)已經(jīng)被廣泛用在眾多領(lǐng)域，給人們的生活帶來(lái)很大的轉(zhuǎn)變，隨著經(jīng)濟(jì)水平提高，景觀規(guī)劃相關(guān)從業(yè)者也緊跟時(shí)代潮流，利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，有效地把握各類景觀要素，能夠做好園林綠化設(shè)計(jì)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)就是利用互聯(lián)網(wǎng)和計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)，創(chuàng)造一個(gè)虛擬的世界，與實(shí)際環(huán)境相似度很高，又超越了時(shí)空的局限，在人機(jī)交互的環(huán)境中，讓人們能夠感受一種身臨其境的效果。虛擬技術(shù)的出現(xiàn)給景觀設(shè)計(jì)帶來(lái)了新的轉(zhuǎn)變，設(shè)計(jì)師可以利用于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)將他們的設(shè)計(jì)靈感呈現(xiàn)出來(lái)，用數(shù)字化的模式更直觀地呈現(xiàn)在人們眼前，讓人們更好的感受設(shè)計(jì)的效果[2]。設(shè)計(jì)師和客戶能夠從任何角度去觀察空間，發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中存在的不足，有效的縮短項(xiàng)目的時(shí)間，這樣能讓整個(gè)綠化設(shè)計(jì)更加的科學(xué)化，虛擬技術(shù)對(duì)園林綠化設(shè)計(jì)有重要的意義，虛擬技術(shù)借助于交互性、想象力和感知能力，能夠幫助園林綠化設(shè)計(jì)方案不斷的優(yōu)化，尤其是在園林綠化設(shè)計(jì)初期，借助虛擬技術(shù)，設(shè)計(jì)師能夠具備更為直觀性的空間感，為創(chuàng)新化的方案設(shè)計(jì)提供新型思路，讓整體設(shè)計(jì)方案更加完美。利用虛擬技術(shù)和園林綠化設(shè)計(jì)的融合可以幫助虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)模擬園林綠化施工現(xiàn)場(chǎng)安排施工進(jìn)度，科學(xué)指導(dǎo)施工流程，從宏觀層面對(duì)整個(gè)施工場(chǎng)地進(jìn)行控制，在最大程度節(jié)約成本的同時(shí)讓設(shè)計(jì)效果達(dá)到最佳。

圖1：三維虛擬技術(shù)在園林綠化設(shè)計(jì)中的流程

3 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在園林綠化設(shè)計(jì)中的實(shí)現(xiàn)策略

3.1 軟硬件要求

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在園林綠化設(shè)計(jì)中的實(shí)現(xiàn)策略，首當(dāng)其沖的就是對(duì)軟硬件的嚴(yán)格要求。這是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在園林綠化中的實(shí)現(xiàn)前提，首先就是對(duì)硬件的要求，Sketch UP 對(duì)硬件沒(méi)有很高的要求，Lumion 的最低配置為硬件要求基于2GB 以上內(nèi)存，Windows XP、Vista 或者 Windows7 32 位或64 位操作系統(tǒng)就可以，同時(shí)配備最低的512MB 顯存。SpeedTree 硬件要求基于Intel 奔騰4，2GHz 以上，512MB 以上的內(nèi)存，1.5G 空間以上的硬盤(pán)，64MB 顯存以上。園林綠化設(shè)計(jì)中創(chuàng)設(shè)虛擬場(chǎng)景用到Lumion，植物建模時(shí)要使用SpeedTree。這幾種軟件在應(yīng)用的過(guò)程中需要結(jié)合園林綠化設(shè)計(jì)的實(shí)際情況，有選擇地進(jìn)行應(yīng)用，這樣能夠讓軟硬件發(fā)揮最好的效果。

3.2 園林綠化設(shè)計(jì)基本的流程

當(dāng)前園林綠化設(shè)計(jì)中，雖然融入了虛擬技術(shù)，但是其中也包含了CAD 的傳統(tǒng)三維軟件應(yīng)用：例如在對(duì)園林綠化設(shè)計(jì)過(guò)程中，實(shí)施虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)要確定整體設(shè)計(jì)方案，確定方案后Auto CAD 三維軟件中對(duì)園林綠化設(shè)計(jì)的構(gòu)建場(chǎng)景進(jìn)行基本的描繪，整理好各種線條導(dǎo)入Sketch UP 中，對(duì)線條進(jìn)行三維虛擬模擬創(chuàng)建和貼圖的處理，在建模完成之后，將模型導(dǎo)入三維虛擬VR 技術(shù)平臺(tái)中，在對(duì)各個(gè)細(xì)節(jié)進(jìn)行進(jìn)一步的調(diào)整[4]。在三維虛擬VR 技術(shù)平臺(tái)對(duì)物體進(jìn)行大小材質(zhì)等細(xì)節(jié)調(diào)整后得到最終的效果，主要的實(shí)施流程如圖1所示。

在當(dāng)前的智能化時(shí)代，園林綠化設(shè)計(jì)中應(yīng)用到虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，它是直接把Sketch UP 建立的三維場(chǎng)景導(dǎo)入到Lumion，按照相關(guān)的設(shè)計(jì)方案，將針對(duì)性的圖導(dǎo)出必要的文件格式后，根據(jù)設(shè)計(jì)方案的需要，可以在Lumion 中選擇合適的模型作為場(chǎng)景，然后在該場(chǎng)景中對(duì)整體環(huán)境進(jìn)行充分的優(yōu)化編輯，進(jìn)行該步驟操作時(shí)一定要注意格式的選擇，如果沒(méi)有做好格式選擇，就可能會(huì)出現(xiàn)模型貼圖丟失的情況所以對(duì)Sketch UP 支持最好的格式就是DNA 格式，這種模式能夠最大程度的保障模型貼圖的安全性，減少丟失情況的出現(xiàn)。在建模的過(guò)程中要做好坐標(biāo)設(shè)置，保障建模和遠(yuǎn)點(diǎn)距離的情況。要求和遠(yuǎn)點(diǎn)距離很近，因?yàn)樗哪Ｐ投ㄎ皇墙Y(jié)合與坐標(biāo)原點(diǎn)的距離實(shí)施的，如果沒(méi)有按照相關(guān)的要求處理距離遠(yuǎn)近情況，在導(dǎo)入文字時(shí)，就會(huì)發(fā)現(xiàn)在場(chǎng)景中無(wú)法找到文字，或者出現(xiàn)嚴(yán)重操作不便的情況。同時(shí)在Sketch UP 文件中導(dǎo)出為DAE 選出選項(xiàng)必須要全部平面，分為三角形/保留組件層次結(jié)構(gòu)和導(dǎo)出紋理地圖。還要記得圖像在導(dǎo)出過(guò)程中，模型如果沒(méi)有辦法調(diào)整，沒(méi)有選擇雙面材質(zhì)，這個(gè)選項(xiàng)就會(huì)讓反面在Lumion 中顯示異常情況。

3.3 虛擬場(chǎng)景中植物水體地形等種植要素添加

在園林綠化設(shè)計(jì)中，最重要的就是綠色植物了，因此將植物作為基礎(chǔ)進(jìn)行相關(guān)說(shuō)明，在綠化配置中利用Lumion 自帶的豐富動(dòng)態(tài)植物庫(kù)是有效的。使用這些植物大部分都是來(lái)自于SpeedTree，品種非常豐富，造型逼真，能夠結(jié)合實(shí)際情況找到最合適的綠化配置。這些植物的添加，只需要在組件面板中選擇合適的樹(shù)種后，輕輕點(diǎn)擊鼠標(biāo)左鍵，然后在需要種植的位置直接添加，就能夠看到種植后的效果，讓整個(gè)植物的組成情況立刻呈現(xiàn)在人們眼前，如果需要大量的添加樹(shù)木配合Carl,然后輕點(diǎn)左邊鼠標(biāo)左鍵，就能夠十分快捷地實(shí)現(xiàn)大量的群落效果。

同時(shí)SketchUp 的三維植物模型也能夠?qū)隠umion，這樣可以進(jìn)行水生植物配置，配置后能夠直接觀察到水生植物，浮水植物，沉水植物和魚(yú)蝦在水下的生動(dòng)場(chǎng)景。除了植物之外，整個(gè)地形的選擇也是園林綠化設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵要素，Lumion 主要提供了三種制作形式，其一就是直接通過(guò)地形面板中的工具擠壓地面，形成差異化的地形，這種操作方法簡(jiǎn)便，第二種是導(dǎo)入已經(jīng)創(chuàng)建好的地形實(shí)體模型，為模型添加材質(zhì)，最后是導(dǎo)入黑白地形圖生成地圖，這三種方式都可以結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行有選擇的應(yīng)用。在園林綠化設(shè)計(jì)過(guò)程中，植物種植會(huì)和水環(huán)境有密切關(guān)系，Lumion 主要有兩種的水體做法，第一種方法可以放置水體工具，作為長(zhǎng)方形和正方形的平面，另外一種是對(duì)導(dǎo)入的模型，給予模型水的性質(zhì)，這種方式能夠更加靈活地控制水的邊緣，讓場(chǎng)景更加的逼真，同時(shí)還能夠利用Lumion 的瀑布材質(zhì)制成瀑布。

在進(jìn)行園林綠化設(shè)計(jì)時(shí)，涉及到了時(shí)間的變化，因?yàn)橥饨绲臅r(shí)間有白天和黑夜，所以為了場(chǎng)景更加真實(shí)，就需要在虛擬場(chǎng)景中設(shè)置時(shí)間的變化，利用燈光這種工具。光在夜間對(duì)植物種植照射的效果也需要進(jìn)行借鑒，利用燈光觀察植物在夜間的具體情況，在內(nèi)容的素材庫(kù)中，有很多的燈光和項(xiàng)目，能夠?qū)Σ煌瑹艄忸愋瓦M(jìn)行有效選擇，在虛擬場(chǎng)景中實(shí)現(xiàn)的燈光照射效果和最終現(xiàn)實(shí)中的效果都是相同的，都是由下往上照射燈光的顏色也可以進(jìn)行適當(dāng)調(diào)節(jié)，這樣的效果下就能夠幫助園林綠化設(shè)計(jì)者看到設(shè)計(jì)出來(lái)的場(chǎng)景，在夜幕下的效果。最終輸出文件，Lumion 在導(dǎo)出動(dòng)畫(huà)時(shí)，會(huì)添加各種視頻濾鏡，有簡(jiǎn)單行走的、剖面的、高級(jí)位移、天空掉落和景深動(dòng)畫(huà)等，這樣就能夠在導(dǎo)出時(shí)形成更為豐富的圖片效果，幫助園林綠化設(shè)計(jì)師和客戶對(duì)此有更深刻的印象。

3.4 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在園林綠化中的技術(shù)

在設(shè)計(jì)的過(guò)程中用運(yùn)用到了動(dòng)態(tài)感官技術(shù)，傳統(tǒng)的園林綠化設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)師常采用的感光使用圖片和聲音，這些是來(lái)自人們的視覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)感官系統(tǒng)，但是這樣的方式不能夠讓人們感受到綜合性的感受，缺少觸覺(jué)和嗅覺(jué)的感官體驗(yàn)相對(duì)較差。借助虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在園林綠化中的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了多種感官的綜合，能夠讓人們真實(shí)的感受到園林設(shè)計(jì)效果。能夠從多個(gè)角度進(jìn)行感官模擬運(yùn)動(dòng)的方式，在對(duì)園林綠化設(shè)計(jì)效果進(jìn)行觀賞的時(shí)候，通過(guò)設(shè)置參數(shù)可以改變相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)，通過(guò)多種方式感受到園林綠化的景觀構(gòu)建。同時(shí)，觀測(cè)的角度也更加的廣泛，有不同的觀測(cè)角度觀看園林綠化設(shè)計(jì)的最終景觀效果，這項(xiàng)技術(shù)可以結(jié)合現(xiàn)實(shí)中對(duì)園林綠化地區(qū)最真實(shí)的情況，然后做好規(guī)劃設(shè)計(jì)，這樣的設(shè)計(jì)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)實(shí)中資源的充分利用，虛擬技術(shù)可以對(duì)園林綠化進(jìn)行實(shí)時(shí)的編輯，通過(guò)合理的設(shè)計(jì)，將不同的設(shè)計(jì)效果進(jìn)行對(duì)比，形成最終最完美的設(shè)計(jì)。

4 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在園林綠化的積極作用

由于當(dāng)前園林綠化設(shè)計(jì)的主要途徑就是以保護(hù)自然環(huán)境和保護(hù)生態(tài)平衡為基礎(chǔ)，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行生態(tài)景觀規(guī)劃，在布局的時(shí)候需要結(jié)合當(dāng)?shù)氐淖匀痪坝^特色，展開(kāi)相應(yīng)的設(shè)計(jì)[5]。

4.1 提升園林綠化建設(shè)的整體性

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能夠讓園林綠化設(shè)計(jì)更具有整體性，它能夠結(jié)合當(dāng)?shù)靥厣?，因地制宜的進(jìn)行設(shè)計(jì)規(guī)劃。例如在實(shí)際的園林綠化建設(shè)中存在山水，就能夠在山水的基礎(chǔ)上，對(duì)園林綠化進(jìn)行相關(guān)的設(shè)計(jì)，形成統(tǒng)一的園林綠化設(shè)計(jì)體，讓最終的設(shè)計(jì)和實(shí)際情況更能融合，這樣的園林綠化設(shè)計(jì)，借助于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能夠?qū)⑵湔宫F(xiàn)在人們面前，方便直觀看到效果。更重要的是，這樣的綠化建設(shè)是從整體宏觀角度出發(fā)的，考慮了工程的整體性，這樣就能讓后續(xù)施工過(guò)程中減少施工浪費(fèi)，提高園林綠化工程的整體效益。

4.2 激發(fā)園林綠化建設(shè)的創(chuàng)新性

隨著當(dāng)前可持續(xù)發(fā)展的要求，園林綠化建設(shè)逐漸增多，但是在當(dāng)前的園林綠化建設(shè)中，普遍出現(xiàn)的問(wèn)題就是缺乏創(chuàng)新性，沒(méi)有當(dāng)?shù)靥厣宦傻膱@林綠化場(chǎng)景讓人們看起來(lái)倍覺(jué)無(wú)聊。因此在建設(shè)過(guò)程中利用創(chuàng)新化的元素，設(shè)計(jì)師們可以借助虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)將腦海中的想法展現(xiàn)出來(lái)，更好地凸顯當(dāng)?shù)氐奶厣?，讓園林綠化建設(shè)有創(chuàng)新性，本土性和特色性。因此，在當(dāng)前利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以讓設(shè)計(jì)師發(fā)揮想象力，結(jié)合園林綠化地區(qū)的自然特色，對(duì)當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境進(jìn)行有機(jī)的應(yīng)用，設(shè)計(jì)出人與自然和諧相處的園林綠化景觀。

5 結(jié)束語(yǔ)

總結(jié)全文，當(dāng)前在園林綠化設(shè)計(jì)中，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)主要用到了SketchUp、Lumion、 SpeedTree。Lumion 建立完美對(duì)接方案的虛擬現(xiàn)實(shí)平臺(tái)，SpeedTree 可以提供豐富的素材進(jìn)行應(yīng)用，利用各種樹(shù)木等性質(zhì)的軟件完成園林綠化設(shè)計(jì)。然而在實(shí)際園林景觀設(shè)計(jì)規(guī)劃中，卻無(wú)法有效地應(yīng)用以上文中所提到的這些虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)更科學(xué)設(shè)計(jì)，大部分的園林綠化設(shè)計(jì)還是以傳統(tǒng)的CAD 和photoshop 等成就方式來(lái)進(jìn)行工作，伴隨著當(dāng)前信息技術(shù)的發(fā)展，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在園林綠化中的應(yīng)用必然成為現(xiàn)實(shí)，它能夠更好地滿足人們的需求，從宏觀層面進(jìn)行整體設(shè)計(jì)。因此設(shè)計(jì)師們需要學(xué)會(huì)運(yùn)用。智能化時(shí)代的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)幫助園林綠化設(shè)計(jì)工作有效進(jìn)行。