虛擬現(xiàn)實技術(shù)在城市廣場設(shè)計中的應用

劉穎

摘 要：城市建設(shè)中現(xiàn)代信息技術(shù)的應用越來越廣泛，虛擬現(xiàn)實技術(shù)在城市廣場設(shè)計中的應用也越來越成熟。在這樣的時代背景下，虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應用價值逐漸凸顯，其研究也更趨深入，有助于實現(xiàn)城市規(guī)劃、城市設(shè)計、城市景觀設(shè)計、城市建筑設(shè)計等多方面的統(tǒng)籌應用，助力現(xiàn)代城市的創(chuàng)新發(fā)展。隨著信息技術(shù)的創(chuàng)新研發(fā)，虛擬現(xiàn)實技術(shù)功能也更為強大，因此，關(guān)于虛擬現(xiàn)實技術(shù)在城市設(shè)計中的應用也成為熱門話題。文章主要對城市常規(guī)設(shè)計技術(shù)與虛擬現(xiàn)實技術(shù)進行對比，闡述了虛擬現(xiàn)實技術(shù)在城市廣場設(shè)計中的應用優(yōu)勢，推動城市建設(shè)與發(fā)展。

關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實技術(shù);城市廣場;設(shè)計

科技的創(chuàng)新發(fā)展，使城市建設(shè)速度加快，城市建設(shè)、城市規(guī)劃等活動中信息技術(shù)的滲透也更為充分。在景觀設(shè)計中，計算機的出現(xiàn)、虛擬現(xiàn)實技術(shù)的運用等，讓設(shè)計達到了錦上添花的效果，增加了設(shè)計的無限可能性。有了虛擬現(xiàn)實技術(shù)的加持，城市廣場設(shè)計也能夠有效實現(xiàn)實現(xiàn)設(shè)計空間的靈活把握，方便各設(shè)計方案的科學對比、差異分析，使設(shè)計方案更科學、更合理。探討虛擬現(xiàn)實技術(shù)在城市廣場設(shè)計中的應用具有典型性，有助于為其他城市建設(shè)提供有效的指導與參考。

一、虛擬現(xiàn)實技術(shù)概述

虛擬現(xiàn)實技術(shù)是一種可以創(chuàng)建和體驗虛擬世界的計算機仿真系統(tǒng)，仿真性是其強大的功能屬性體現(xiàn)。以計算機技術(shù)為支持，建構(gòu)虛擬化的環(huán)境場景，支持多源信息融合，關(guān)注信息的交互，倡導思維動態(tài)視景和實體行為的統(tǒng)一，以傳感器、攝像頭等設(shè)備帶來全新的仿真感官體驗，能夠給予用戶身臨其境之感。

二、城市常規(guī)設(shè)計技術(shù)與虛擬現(xiàn)實技術(shù)的對比

（一）常規(guī)設(shè)計技術(shù)的特點

城市規(guī)劃是復雜的、抽象的，數(shù)據(jù)化的，城市設(shè)計又具有圖形化的特征，這意味著無論是城市規(guī)劃還是城市設(shè)計都必須多元統(tǒng)籌、深入分析。傳統(tǒng)的設(shè)計技術(shù)為二維圖形展示，其技術(shù)手段的局限是顯而易見的，雖然部分設(shè)計系統(tǒng)也支持三維建模，但更局限于小群體設(shè)計中，對于大型的城市規(guī)劃與項目設(shè)計，支持明顯不足。在常規(guī)設(shè)計技術(shù)中應用較多的是GIS系統(tǒng)（地理信息系統(tǒng)），它隨著地理科學、計算機技術(shù)、遙感技術(shù)和信息科學的發(fā)展而發(fā)展，是典型的二維模式。而3D MAX三維建模又耗時耗力，無法廣泛應用于大規(guī)模的場景設(shè)計。建筑沙盤的制作成本高，使用不便，效果也不夠理想。這些常規(guī)的設(shè)計方法，無法實現(xiàn)人機的有效互動，更無法完整地傳遞設(shè)計者的想法思路等，其應用局限推動著技術(shù)的變革。

（二）虛擬現(xiàn)實技術(shù)的特點

對比常規(guī)的技術(shù)方法，虛擬現(xiàn)實技術(shù)的優(yōu)勢是有目共睹的，其優(yōu)勢也決定了其在城市規(guī)劃與設(shè)計中應用的廣泛性。虛擬現(xiàn)實技術(shù)融合了二維GIS系統(tǒng)、多媒體技術(shù)等。虛擬現(xiàn)實技術(shù)通過有效利用GIS系統(tǒng)的優(yōu)勢，可以對建筑密度、容積率、選址等要素進行虛擬的可行性分析，實現(xiàn)了對周邊環(huán)境的統(tǒng)籌關(guān)注。而其融入網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、遙感技術(shù)等，實現(xiàn)了信息的及時更新與隨時瀏覽，其交互式動態(tài)傳感技術(shù)也實現(xiàn)了對場地對象、視點、路徑的直觀展示。對比于3D MAX建模，虛擬現(xiàn)實技術(shù)也突破了拍攝的局限，支持全景拍攝，在虛擬建模技術(shù)的配合下，其全景拍攝取得了理想效果，三維視圖展示更直觀、更全面。虛擬現(xiàn)實技術(shù)應用于城市廣場等景觀設(shè)計中也帶來了設(shè)計成本的縮減，主要是降低溝通成本和展示成本。虛擬現(xiàn)實技術(shù)因其交互性功能強大[1]，可以帶給人們良好的沉浸式體驗，景觀展示更加豐富、全面，省去了傳統(tǒng)的效果圖、沙盤微縮模型及景觀漫游動畫制作，成本更節(jié)省，展示效果更全面，也更理想。對于設(shè)計人員來說，可以在網(wǎng)絡(luò)虛擬現(xiàn)實平臺中與甲方溝通，與大眾溝通，使得溝通擺脫了時間與空間的限制，節(jié)省人力、物力及財力等。

三、虛擬現(xiàn)實技術(shù)在城市廣場設(shè)計中的應用優(yōu)勢

（一）協(xié)助制作設(shè)計方案

城市廣場設(shè)計的第一步是制作設(shè)計方案，二維模式下主要聚焦于平面圖、剖面圖、立面圖等，引入虛擬現(xiàn)實技術(shù)后，人機互動良好，設(shè)計師點擊鼠標就可以從多個角度進行方案的體驗與觀察分析，不斷地調(diào)整設(shè)計方案，空間感的掌控更到位，可以使廣場設(shè)計中選擇最佳的材料、空間布局及體量等，光照度、美觀度明顯提升。虛擬現(xiàn)實技術(shù)支持多個方案的組合與對比分析，方便設(shè)計人員權(quán)衡利弊，及時明確廣場設(shè)計中的問題，查找修復，減少設(shè)計失誤。設(shè)計人員可以自由發(fā)揮想象力，獲得更多的設(shè)計靈感，取得更理想的設(shè)計效果。虛擬現(xiàn)實技術(shù)支持下的城市廣場設(shè)計打破了二維空間模型的局限，使景觀設(shè)計更合理。

（二）多維展示設(shè)計方案

傳統(tǒng)的城市設(shè)計方案主要有剖立面圖、動畫漫游等展現(xiàn)方式，其中剖立面圖為二維動畫成像，無法進行三維立體呈現(xiàn)。而動畫漫游則是運動狀態(tài)下的三維圖形，無法進行路徑觀察，也不支持視角的改變。虛擬現(xiàn)實技術(shù)應用于城市廣場設(shè)計，融入了設(shè)計者、觀察者的主觀能動性，實現(xiàn)了多個角度的立體三維呈現(xiàn)，甚至調(diào)動了設(shè)計者、觀察者的視覺、聽覺等。另外，虛擬現(xiàn)實技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)連接，發(fā)布方案讓他人體驗，設(shè)計方案完成后支持互動和多維全景模擬呈現(xiàn)，帶來的真實感十分明顯[2]，這是傳統(tǒng)的城市設(shè)計中沙盤微縮模型、效果圖、漫游動畫所不具備的展示優(yōu)勢。

（三）促使公眾參與廣場設(shè)計

城市廣場設(shè)計要考慮大眾的需求，在以往的城市設(shè)計規(guī)劃中，大眾無法參與，只能簡單建言獻策，而一旦根據(jù)大眾意見進行調(diào)整，對應的設(shè)計成本就會增加，所以往往不了了之。傳統(tǒng)城市廣場設(shè)計重視視覺美感，在一定程度上忽視了功能設(shè)計，雖然審美價值高[3]，但大眾體驗感不佳。因此，在城市景觀設(shè)計中應吸引公眾參與，這也是建筑設(shè)計的大方向。特別是在項目設(shè)計階段引導大眾參與，借助虛擬現(xiàn)實技術(shù)建構(gòu)溝通平臺，多種交流模式兼顧，有助于讓大眾獲得直觀的體驗、形象的設(shè)計認知等，讓公眾更好地參與設(shè)計過程中。虛擬現(xiàn)實技術(shù)支持方案的網(wǎng)絡(luò)發(fā)布，網(wǎng)絡(luò)媒介的支持下，大眾參與積極性高，可以根據(jù)個人的聽覺、視覺等主觀感受[4]，進行方案設(shè)計的好壞評價，提出建議給設(shè)計者、決策人員，城市設(shè)計的最終呈現(xiàn)效果也會更好。

（四）融入地理信息系統(tǒng)

在虛擬現(xiàn)實技術(shù)的支持下，城市廣場設(shè)計也實現(xiàn)了與地理信息系統(tǒng)的融合，讓城市廣場設(shè)計疊加更多的社會元素，也獲得了更多的基礎(chǔ)支持。地理信息系統(tǒng)的加持實現(xiàn)了城市設(shè)計中信息的有效收集、有效保存、有效管理、有效輸出引導等，使城市廣場設(shè)計中空間分析更到位[5]。而虛擬現(xiàn)實技術(shù)與地理信息系統(tǒng)的結(jié)合也開發(fā)了新的技術(shù)平臺，結(jié)合地理信息系統(tǒng)的虛擬現(xiàn)實技術(shù)其設(shè)計分析的準確性與科學性明顯提升，也增強了其可視化與實時性功能。

（五）實現(xiàn)施工過程的可視化處理

虛擬現(xiàn)實技術(shù)在城市廣場設(shè)計中的應用也體現(xiàn)為施工過程的可視化，整個施工流程可以直觀地模擬呈現(xiàn)，施工作業(yè)人員可以對施工設(shè)計的合理性進行論證分析。通過分析施工流程，達到施工進度科學合理把控的目的，以實現(xiàn)施工順序的合理安排，減少施工中的安全隱患，降低浪費，在施工可視化保障的情況下讓施工順利推進[6]。虛擬現(xiàn)實技術(shù)帶來的施工技術(shù)可視化優(yōu)勢又具體體現(xiàn)在科學指導、全方位掌控施工現(xiàn)場及合理指導施工部署等具體的多個方面[6]。在虛擬現(xiàn)實技術(shù)的幫助下，有助于實現(xiàn)城市廣場設(shè)計施工情況的模擬，預防施工隱患，施工安全更有保障，也減少了施工成本，避免施工中的資源浪費，使施工效率和品質(zhì)都得到提升。而在虛擬現(xiàn)實技術(shù)應用之前，處理這些問題較為棘手。虛擬現(xiàn)實技術(shù)支持下的城市廣場施工可視化也可以帶來施工管理有效性的提升，以杭州西湖白堤的春季景觀模擬為例，其在虛擬現(xiàn)實技術(shù)的加持下，景觀設(shè)計效果更佳，景觀輔助設(shè)計操作也更便利。

四、結(jié)語

虛擬現(xiàn)實技術(shù)作為創(chuàng)新的技術(shù)，其以迅猛發(fā)展的計算機技術(shù)為核心支持，在城市設(shè)計、城市規(guī)劃中發(fā)揮重要作用。對比傳統(tǒng)的常規(guī)設(shè)計方案，其技術(shù)優(yōu)勢是多方面的，無論是方案設(shè)計、方案展示，還是即時溝通、成本把控方面都取得了理想預期。城市廣場作為城市景觀設(shè)計的一方面，虛擬現(xiàn)實技術(shù)的加持使得設(shè)計操作更靈活，設(shè)計效果更理想，對應的城市設(shè)計前景也將更加廣闊。

參考文獻：

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[6]鄭衛(wèi)民，曹文，曹永卿.虛擬現(xiàn)實技術(shù)在城市設(shè)計中的應用[J].中外建筑，2005（1）：21-23.

作者單位：

河北科技工程職業(yè)技術(shù)大學