虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)對(duì)于建筑景觀設(shè)計(jì)應(yīng)用

劉藝，張婕瓊

青島市建筑設(shè)計(jì)研究院集團(tuán)股份有限公司

前言

景觀設(shè)計(jì)作為提升建筑項(xiàng)目視覺效果，改善居住體驗(yàn)的重要手段。現(xiàn)階段，越來越多的設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)嘗試將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)納入到設(shè)計(jì)體系之中，通過技術(shù)應(yīng)用流程的完善與技術(shù)應(yīng)用要點(diǎn)的把控，發(fā)揮虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)優(yōu)勢(shì)，增強(qiáng)景觀設(shè)計(jì)實(shí)用屬性、美觀屬性，推動(dòng)建筑景觀設(shè)計(jì)機(jī)制的有效轉(zhuǎn)換。

一、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)概述

總結(jié)梳理虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)原理與構(gòu)成，設(shè)計(jì)團(tuán)員實(shí)現(xiàn)觀念認(rèn)知有效轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換工作重心，突出關(guān)鍵環(huán)節(jié)，為后續(xù)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)合理化運(yùn)用奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)涉及仿真技術(shù)、計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)、多媒體技術(shù)、傳感技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等多個(gè)門類，強(qiáng)調(diào)通過技術(shù)要素整合，構(gòu)建起三維視覺、觸覺、嗅覺等具有多種感官體驗(yàn)的虛擬化體驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)抽象到具象的快速轉(zhuǎn)化[1]。與傳統(tǒng)技術(shù)相比，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)表現(xiàn)出更強(qiáng)的沉浸性、交互性、多感知性、構(gòu)想性、自主性等特點(diǎn)，憑借技術(shù)特性，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)現(xiàn)階段，被廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)、教育、設(shè)計(jì)、航天、建筑項(xiàng)目開發(fā)、應(yīng)急救援、地理監(jiān)測(cè)、文物復(fù)原等多個(gè)領(lǐng)域，獲得了較好地現(xiàn)實(shí)表現(xiàn)。隨著建筑行業(yè)的發(fā)展，為滿足消費(fèi)者居住需求，提升居住體驗(yàn)，越來越多的設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)嘗試轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì)思路，有計(jì)劃、有目標(biāo)、有方向地將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)納入到建筑景觀設(shè)計(jì)活動(dòng)中，通過虛擬技術(shù)針對(duì)性應(yīng)用，提升建筑景觀設(shè)計(jì)水平。

二、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在建筑景觀設(shè)計(jì)中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

全面確立虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，推動(dòng)建筑景觀設(shè)計(jì)機(jī)制的健全與完善，確保設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)可以更好地發(fā)揮主觀能動(dòng)性，將抽象設(shè)計(jì)信息轉(zhuǎn)化為具象模型，實(shí)現(xiàn)建筑景觀設(shè)計(jì)信息全方位呈現(xiàn)。

（一）展現(xiàn)建筑景觀細(xì)節(jié)

現(xiàn)階段，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)在建筑景觀設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，傾向于選擇二維或者三維繪圖的方式，整合設(shè)計(jì)意圖與要求，形成準(zhǔn)確全面的建筑景觀設(shè)計(jì)方案[2]。必須清楚地認(rèn)識(shí)到，二維或者三維的建筑景觀設(shè)計(jì)方案，難以全面清晰地展現(xiàn)出建筑景觀設(shè)計(jì)方案的細(xì)節(jié)性要求，在很大程度上，影響了設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)、施工企業(yè)以及業(yè)主單位的設(shè)計(jì)方案判斷能力，對(duì)后續(xù)設(shè)計(jì)方案修改完善產(chǎn)生阻礙作用，圖1 所示。

圖1 某建筑項(xiàng)目虛擬現(xiàn)實(shí)模型

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)依托計(jì)算機(jī)技術(shù)等現(xiàn)代化技術(shù)手段，豐富數(shù)據(jù)呈現(xiàn)方式，更加充分展現(xiàn)出建筑景觀設(shè)計(jì)方案的實(shí)用屬性、美觀屬性，為施工企業(yè)與業(yè)主單位評(píng)估景觀設(shè)計(jì)方案，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)修改景觀設(shè)計(jì)方案提供便利條件。例如，在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)輔助下，將建筑景觀設(shè)計(jì)方案中的比例信息、尺寸信息、景觀要素空間位置以更為全方位的方式呈現(xiàn)出來，便于設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)從全局角度出發(fā)，論證建筑景觀與整體環(huán)境之間的和諧程度，再調(diào)整實(shí)現(xiàn)建筑景觀的細(xì)節(jié)性把握。

（二）實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)方案比選

在建筑景觀設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)往往需要從多個(gè)角度出發(fā)，考慮多元設(shè)計(jì)要求，形成多個(gè)建筑景觀設(shè)計(jì)方案。為確保建筑景觀設(shè)計(jì)方案的實(shí)用性、美觀性與經(jīng)濟(jì)性，施工企業(yè)、業(yè)主單位往往需要從專業(yè)角度出發(fā)，對(duì)不同設(shè)計(jì)方案作出比選，形成最優(yōu)化的建筑景觀設(shè)計(jì)方案[3]。具體來看，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)充分利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，將不同設(shè)計(jì)方案直觀呈現(xiàn)出來，在三維建筑模型的基礎(chǔ)上，從細(xì)節(jié)調(diào)整角度出發(fā)，有效優(yōu)化建筑景觀設(shè)計(jì)方案，突出景觀設(shè)計(jì)方案優(yōu)勢(shì)。例如，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用過程中，可以修改某些建筑景觀細(xì)節(jié)，修改過程中，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)可以拉伸設(shè)計(jì)時(shí)間維度，對(duì)比不同修改方案的實(shí)際表現(xiàn)，最終確定景觀設(shè)計(jì)方案。同時(shí)，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，在很大程度上，提升了施工企業(yè)、業(yè)主單位對(duì)設(shè)計(jì)活動(dòng)參與度，打通了信息溝通渠道，疏通梗阻環(huán)節(jié)，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)既能夠根據(jù)施工企業(yè)、業(yè)主單位的意見建議，定向修改建筑景觀設(shè)計(jì)方案。施工企業(yè)、業(yè)主單位通過觀察虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，提出建筑景觀設(shè)計(jì)要求，確保設(shè)計(jì)方案最大程度地兼顧方案實(shí)用性屬性、經(jīng)濟(jì)屬性以及美觀屬性。

（三）提升方案實(shí)用屬性

建筑景觀施工周期較長(zhǎng)，建設(shè)費(fèi)用較高，在這種情況下，為更好地滿足新時(shí)期消費(fèi)者審美需求，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)在設(shè)計(jì)過程中，往往忽視了景觀設(shè)計(jì)可操作性、經(jīng)濟(jì)成本，導(dǎo)致整個(gè)建筑景觀設(shè)計(jì)方案效果不佳，影響后續(xù)開發(fā)建設(shè)活動(dòng)有序開展。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與建筑景觀設(shè)計(jì)的全方位融合，無疑可以最大程度地提升設(shè)計(jì)方案實(shí)用屬性，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，對(duì)景觀設(shè)計(jì)方案作出全方位呈現(xiàn)，經(jīng)過多輪次修改、比對(duì)以及完善，實(shí)現(xiàn)景觀設(shè)計(jì)方案的最優(yōu)化設(shè)置，切實(shí)滿足新時(shí)期建筑景觀開發(fā)建設(shè)要求，總體較低項(xiàng)目開發(fā)建設(shè)難度。

三、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在建筑景觀設(shè)計(jì)中的應(yīng)用場(chǎng)景

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用場(chǎng)景多元，可以充分滿足不同場(chǎng)景下的使用要求，不斷拓寬使用場(chǎng)景，推動(dòng)建筑景觀設(shè)計(jì)的體系化與現(xiàn)代化，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)有景觀設(shè)計(jì)機(jī)制有效轉(zhuǎn)型。

隨著虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用，實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的積累，越來越多的設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)在建筑景觀設(shè)計(jì)中，將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與古建筑修復(fù)、景觀評(píng)估等活動(dòng)結(jié)合起來，依托建筑景觀設(shè)計(jì)場(chǎng)景持續(xù)延伸，不斷提升景觀設(shè)計(jì)總體水平例如，在古建筑景觀修復(fù)中，設(shè)計(jì)人員通過引入虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，借助虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)強(qiáng)大的技術(shù)能力，設(shè)計(jì)人員在錄入測(cè)量數(shù)據(jù)后，利用數(shù)據(jù)分析，進(jìn)行古建筑修復(fù)，實(shí)現(xiàn)建筑景觀細(xì)節(jié)化修復(fù)，幫助設(shè)計(jì)人員直觀感受到古建筑的藝術(shù)風(fēng)格、文化特點(diǎn)，引導(dǎo)設(shè)計(jì)人員調(diào)整修復(fù)方案，將古建筑修復(fù)與外部環(huán)境協(xié)同起來，實(shí)現(xiàn)景觀設(shè)計(jì)環(huán)境融入能力。同時(shí)，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在建筑景觀設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員可以更好地延續(xù)景觀設(shè)計(jì)風(fēng)格，使用更為多元設(shè)計(jì)語言，切實(shí)滿足不同公眾群體的審美需求。

四、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在建筑景觀設(shè)計(jì)中的應(yīng)用策略

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在建筑景觀設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，要求設(shè)計(jì)人員吸收借鑒意過往經(jīng)驗(yàn)，立足虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)使用場(chǎng)景，調(diào)整方式方法，改進(jìn)完善路徑舉措，實(shí)現(xiàn)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與建筑景觀設(shè)計(jì)深度融合。

（一）優(yōu)化建筑景觀設(shè)計(jì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用流程

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用環(huán)節(jié)，為確保建筑景觀設(shè)計(jì)效果，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)要吸收借鑒過往經(jīng)驗(yàn)，從收集資料、構(gòu)建三維場(chǎng)景、平臺(tái)基層流程出發(fā)，完善建筑景觀設(shè)計(jì)要點(diǎn)[4]。具體來看，設(shè)計(jì)人員要從實(shí)踐角度出發(fā)，應(yīng)當(dāng)充分發(fā)揮主觀能動(dòng)性，從建筑角度出發(fā)，圍繞景觀設(shè)計(jì)目標(biāo)，定向收集設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，將空間要素、人文要素、技術(shù)要素等納入到建筑景觀設(shè)計(jì)之中。充分利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，依托計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳感技術(shù)、三維技術(shù)，通過收集到的有關(guān)數(shù)據(jù)資料，快速生成建筑景觀設(shè)計(jì)效果圖，設(shè)計(jì)人員綜合評(píng)估景觀設(shè)計(jì)方案的基礎(chǔ)上，優(yōu)化景觀設(shè)計(jì)方案，如圖2 所示。

圖2 建筑景觀設(shè)計(jì)虛擬示模型意圖

在經(jīng)過多輪設(shè)計(jì)方案，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)將最終設(shè)計(jì)方案與施工企業(yè)、業(yè)主單位進(jìn)行共享，更好地發(fā)揮虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)優(yōu)勢(shì)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)模型創(chuàng)建過程中，要將場(chǎng)景尺寸、模型歸類塌陷、名節(jié)編輯、紋理尺寸、材質(zhì)等細(xì)節(jié)納入到景觀設(shè)計(jì)之中，以最大程度地提升景觀模型實(shí)用性。為保證整個(gè)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用水平，設(shè)計(jì)人員靈活控制模型尺寸、建筑比例[5]。同時(shí)，將視頻、圖片等內(nèi)容納入到設(shè)計(jì)模型中，通過設(shè)計(jì)要素全方位整合，可以最大程度地保證設(shè)計(jì)效果，增強(qiáng)建筑景觀細(xì)節(jié)處置能力。以奧林匹克公園植物景觀為例，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)使用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，選擇相應(yīng)的植被模型，對(duì)植物景觀類型作出優(yōu)化選擇，借助植物景觀類型針對(duì)性布局，將植物景觀與建筑結(jié)構(gòu)協(xié)同起來，凸顯審美價(jià)值。如圖3 所示。

圖3 綠色植物景觀虛擬示意圖

（二）明確建筑景觀設(shè)計(jì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用要點(diǎn)

1.實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)與施工的協(xié)同化

建筑景觀設(shè)計(jì)項(xiàng)目設(shè)計(jì)任務(wù)量較大、專業(yè)要求較高，往往需要不同專業(yè)背景的人員共同參與，才能夠保證設(shè)計(jì)方案的科學(xué)性與可行性。為提升不同專業(yè)人員對(duì)設(shè)計(jì)方案的參與度，降低設(shè)計(jì)管理準(zhǔn)入門檻，在建筑景觀設(shè)計(jì)全壽命周期內(nèi)，工作人員基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，進(jìn)行協(xié)同化設(shè)計(jì)管理工作模式的探索，旨在借助設(shè)計(jì)協(xié)同、管理聯(lián)動(dòng)，確保建筑景觀設(shè)計(jì)項(xiàng)目設(shè)計(jì)管理活動(dòng)有序開展。建筑景觀施工周期較長(zhǎng)，施工對(duì)象多元，涉及地形地質(zhì)勘測(cè)、樞紐布置、施工導(dǎo)流、場(chǎng)內(nèi)交通、施工組織、竣工驗(yàn)收、維護(hù)管理等不同內(nèi)容，設(shè)計(jì)與施工協(xié)同化，實(shí)現(xiàn)了不同專業(yè)領(lǐng)域有效貫通，保持了建筑景觀設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一性。具體來看，通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的合理化應(yīng)用，勘測(cè)團(tuán)隊(duì)可以將建筑景觀設(shè)計(jì)施工區(qū)域的地質(zhì)、地形、水文等環(huán)境條件進(jìn)行定向獲取，從總體上論證目標(biāo)區(qū)域施工可行性。

2.打造5D 設(shè)計(jì)管理模式

考慮到建筑景觀設(shè)計(jì)總體規(guī)模較大、施工周期較長(zhǎng)，技術(shù)難度較高，為更好地提升施工進(jìn)度，控制總體成本，在應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的過程中，工作人員有必要立足已有的成熟技術(shù)手段，通過將施工進(jìn)度、施工成本等納入到設(shè)計(jì)活動(dòng)中，構(gòu)建水抽蓄能電站5D 設(shè)計(jì)管理模式，打造垂直化、扁平化的管理機(jī)制。具體來看，工作人員在建筑景觀設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)過程中形成的三維模型設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，立足施工進(jìn)度計(jì)劃，將相關(guān)施工進(jìn)度軟件集成到虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)平臺(tái)，在原有3D模型上增加時(shí)間參數(shù)，形成全新的4 維模型，使得該模型可以按照施工進(jìn)度計(jì)劃，對(duì)整個(gè)開發(fā)建設(shè)進(jìn)度進(jìn)行模擬。并對(duì)施工進(jìn)度模擬過程中發(fā)現(xiàn)的問題及時(shí)進(jìn)行反饋，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)、施工企業(yè)根據(jù)反饋信息，及時(shí)優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，修正施工計(jì)劃，借助這種方式，最大程度地排除干擾因素的影響，推動(dòng)建筑景觀設(shè)計(jì)開發(fā)建設(shè)活動(dòng)平穩(wěn)有序開展。以4 維建筑景觀設(shè)計(jì)模型為基礎(chǔ)，工作人員可以將項(xiàng)目成本信息添加到模型內(nèi)部，將虛擬現(xiàn)實(shí)模型擴(kuò)展為5D 模型，便于施工企業(yè)、業(yè)主單位全方位掌握不同開發(fā)階段，項(xiàng)目資金投入規(guī)模以及資金使用情況，有效調(diào)試資金管理效能。

五、結(jié)語

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與建筑景觀設(shè)計(jì)的有效融合，對(duì)于景觀審美效果產(chǎn)生極大推動(dòng)作用。為更加切實(shí)地展現(xiàn)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)優(yōu)勢(shì)，文章在分析虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)構(gòu)成與應(yīng)用場(chǎng)景的基礎(chǔ)上，多維度出發(fā)，改進(jìn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法，通過方法舉措的優(yōu)化創(chuàng)新，推動(dòng)建筑景觀設(shè)計(jì)方法的轉(zhuǎn)型升級(jí)。