風(fēng)景園林設(shè)計(jì)工作中運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的方法

萬禹， 侯愛平

（中國市政工程西南設(shè)計(jì)研究總院有限公司）

1 引言

由于時(shí)代的快速發(fā)展，國內(nèi)開始向信息時(shí)代邁進(jìn)，電子計(jì)算機(jī)技術(shù)的深入推進(jìn)，開始與很多領(lǐng)域緊密相關(guān)，和人們的生活密不可分。虛擬現(xiàn)實(shí)信息技術(shù)，它有著自身特點(diǎn)，一是工作效率高，二是速度快，可以自根源入手，使風(fēng)景園林設(shè)計(jì)能力顯著提高，在設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)質(zhì)量、效率提升等方面給予支持和幫助，從而使風(fēng)景園林設(shè)計(jì)與具體需求相符。

2 項(xiàng)目背景

某城市風(fēng)景園林項(xiàng)目，設(shè)計(jì)范圍長超過3km，寬達(dá)到3.5km?？傞L度超過10km，總面積達(dá)到120000m2。在這一項(xiàng)目中有很多附屬工程，例如園林綠化設(shè)施以及地面鋪裝等。以虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)為依托，科學(xué)規(guī)劃項(xiàng)目建設(shè)實(shí)際，使城市快速發(fā)展有序推進(jìn)。

3 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的概念

對于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)來說，它是計(jì)算機(jī)技術(shù)之一，通過用戶接口，能夠?qū)⒁暵犛X感知交互技術(shù)提供給用戶，這樣可以使用戶壓力下降，從而顯著提高工作效率。在具體使用時(shí)，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以充分發(fā)揮VR作用，體現(xiàn)不同形式，比如，科學(xué)實(shí)質(zhì)化和可視化等，形成逼真的成效，與設(shè)計(jì)具體需求相符，同時(shí)這一技術(shù)能夠在其他環(huán)境中完成模擬訓(xùn)練。這一技術(shù)就是以計(jì)算機(jī)軟件為依托，結(jié)合設(shè)計(jì)用戶具體需求，完成現(xiàn)場模擬，從而查找出設(shè)計(jì)過程中出現(xiàn)的問題，改進(jìn)當(dāng)前設(shè)計(jì)方案與模式，與具體需求相符[1]。

4 虛擬現(xiàn)實(shí)交互設(shè)計(jì)應(yīng)用

4.1 多媒體觸摸屏導(dǎo)覽系統(tǒng)

對于智能導(dǎo)覽系統(tǒng)來說，它的載體就是智能多媒體觸摸屏，它的重點(diǎn)是AI智能，它是以公園實(shí)際數(shù)據(jù)為依托而建立的交互式系統(tǒng)。

在園區(qū)中，智能指示牌的類型有幾種：①綜合導(dǎo)覽指示牌，大多位于園區(qū)入口以及景點(diǎn)處；②導(dǎo)覽子系統(tǒng)；③科普問答子系統(tǒng)；④預(yù)約纜車子系統(tǒng)。在這之中，導(dǎo)覽系統(tǒng)游客能夠利用和AI對話，或完成手勢交互，對公園介紹、地圖等進(jìn)行查看，也可以對平面地圖、景觀以及服務(wù)設(shè)施等進(jìn)行查看。同時(shí)，導(dǎo)覽系統(tǒng)能夠結(jié)合游客需求制定適宜的瀏覽路線，游客能夠利用手機(jī)APP完成AR導(dǎo)覽，通過AR導(dǎo)覽能夠在目的地得到相應(yīng)的指導(dǎo)，在游覽時(shí)導(dǎo)覽系統(tǒng)能夠完成實(shí)時(shí)定位，在途中推送信息，還能夠規(guī)劃路徑，這樣人機(jī)一體化園林導(dǎo)覽功能真正實(shí)現(xiàn)。還有一種是快速查詢指示牌，大多居于公園路或是交通復(fù)雜的地點(diǎn)，這一指示牌交互界面有很多功能，不但能夠定位、介紹景點(diǎn)，同時(shí)還能夠查看以及定制路線，這樣游客導(dǎo)航更加便利，可以制定個(gè)性化路線，提供超市查詢等便民服務(wù)[2]。

4.2 手機(jī)APP多功能系統(tǒng)

通過需求分析，手機(jī)APP系統(tǒng)需求度要高一些，將中年游客排除在外，其他游客的需求度都要高一些，在科學(xué)規(guī)劃園林設(shè)施的過程中，一定要開發(fā)手機(jī)APP，在設(shè)計(jì)過程中，還要開發(fā)手機(jī)軟件，例如暢游園林等。

在暢游園林APP中，它的功能有很多，能夠?qū)崿F(xiàn)手機(jī)導(dǎo)覽，利用手機(jī)能夠查詢到周邊的服務(wù)點(diǎn)情況，同時(shí)APP 中還會(huì)介紹這些不同景點(diǎn)，將游覽路線提供給游客。此外，這一軟件還能夠預(yù)約游園，十分便利，能夠立即查看園區(qū)信息，通過手機(jī)APP完成智慧停車以及付費(fèi)功能，還能夠體驗(yàn)植物科普以及AI步道等功能。按下AI科普，系統(tǒng)能夠結(jié)合游客游覽地點(diǎn)，將附近植物種類呈現(xiàn)出來，游客識(shí)別更加便利，此外還能夠通過AR技術(shù)來對植物進(jìn)行識(shí)別，這一技術(shù)能夠使游園趣味性提升，按下動(dòng)物、植物AR圖標(biāo)，計(jì)算機(jī)形成的虛擬生物以及植物等能夠在實(shí)際場景中加入進(jìn)來，強(qiáng)化現(xiàn)實(shí)感。對于虛擬游覽菜單來說，游客能夠自主挑選所有景點(diǎn)，實(shí)施虛擬體驗(yàn)，在感受全方位游覽的過程中，能夠選擇介紹功能，或是詳細(xì)解說。在景區(qū)服務(wù)界面內(nèi)，有很多公園服務(wù)，例如醫(yī)療救助等，游客以景區(qū)服務(wù)界面為依托，能夠得到管理者的支持。在暢游園林頁面，能夠登錄到健身積分系統(tǒng)，公園中人臉識(shí)別攝像設(shè)備，能夠?qū)τ慰瓦\(yùn)動(dòng)軌跡追蹤，游客運(yùn)動(dòng)具體情況與數(shù)據(jù)，例如速度以及里程等，均在手機(jī)APP中詳細(xì)記錄下來，系統(tǒng)能夠?qū)⑵湎蚬珗@運(yùn)動(dòng)積分進(jìn)行轉(zhuǎn)換，游客花費(fèi)積分就能夠得到公園其他智慧設(shè)備的使用權(quán)[3]。這一手機(jī)APP的目的就是將便利的移動(dòng)服務(wù)系統(tǒng)提供給游客，只要使用手機(jī)就能夠預(yù)約、購買以及得到更多的智能服務(wù)使用權(quán)，這樣一來，游客游覽效率顯著提升，公園設(shè)施利用率大大提高。

4.3 智能太極拳健身

在城市公園中，人們最喜歡的健身項(xiàng)目之一就是太極拳運(yùn)動(dòng)，這是當(dāng)前全民健身時(shí)代背景下，人們最喜歡的一項(xiàng)運(yùn)動(dòng)，不單老年人將其當(dāng)成是主要健身運(yùn)動(dòng)，同時(shí)大多數(shù)年輕人開始了解到這一運(yùn)動(dòng)的作用與價(jià)值，智慧AR 太極健身區(qū)，即以此背景而開發(fā)的。

結(jié)合公園在智能太極拳健身方面的需求分析，能夠得出，老年人對這一運(yùn)動(dòng)十分喜愛，出于老年人運(yùn)動(dòng)需求以及習(xí)慣等考慮，這一設(shè)計(jì)對其全方位規(guī)劃，在公園西側(cè)設(shè)置智能太極拳健身設(shè)施，一處在健身小空間，一處在東北側(cè)入口廣場位置，其空間小，同時(shí)還有一定的私密性，所以，設(shè)置在與居民區(qū)入口近一些的空間為宜。AR技術(shù)，就是我們所說的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)，它是對攝像機(jī)影像位置進(jìn)行計(jì)算，同時(shí)與圖像、視頻等相結(jié)合的技術(shù)。此技術(shù)主要就是通過屏幕把虛擬環(huán)境向現(xiàn)實(shí)轉(zhuǎn)化，能夠和其保持互動(dòng)，同時(shí)感知體驗(yàn)。把太極拳和AR技術(shù)有機(jī)聯(lián)系起來，能夠完成現(xiàn)場教學(xué)，學(xué)習(xí)時(shí)間更加充足。

健身場中，結(jié)合場地具體情況，設(shè)置智能太極拳互動(dòng)裝置，數(shù)量在5個(gè)到8個(gè)左右，具體見下圖，在游客使用過程中，能夠結(jié)合屏幕指示實(shí)施，結(jié)合指示抬一抬手臂，可以轉(zhuǎn)化到太極教學(xué)模式。太極教學(xué)包括很多部分，登錄頁面，游客能夠以非接觸式控制為主，立于屏幕前動(dòng)動(dòng)手，在屏幕下按下，就可以進(jìn)入所需界面，通過手來觸摸屏幕，按下教學(xué)模式，就可以學(xué)習(xí)。學(xué)習(xí)模式啟動(dòng)，屏幕中出現(xiàn)太極拳大師教學(xué)分解動(dòng)作以及練習(xí)。屏幕中，還有學(xué)習(xí)人員的情況，可以結(jié)合屏幕中的動(dòng)作，進(jìn)行對比學(xué)習(xí)，這樣能夠查找自身問題，同時(shí)快速學(xué)會(huì)。學(xué)習(xí)結(jié)束，系統(tǒng)還能夠給出相應(yīng)的評分，游客結(jié)合自身分?jǐn)?shù)獲取相應(yīng)的反饋，這樣能夠便利地對自身學(xué)習(xí)成效進(jìn)行檢驗(yàn)，從而使學(xué)習(xí)成效顯著提升。圖1 是AR 健身裝置示意圖。

4.4 自然聲景觀體驗(yàn)裝置

結(jié)合游客需求調(diào)查分析能夠得出，對于青年群體以及文化程度高的群體來說，在自然聲景觀裝置方面的需求要高一些，這一設(shè)施的交互體驗(yàn)必須有相應(yīng)的鑒賞力，體驗(yàn)情況和游客自身的審美素養(yǎng)等密切關(guān)聯(lián)。想要使游客感知到聲景觀的價(jià)值，那么就要安裝具象化發(fā)聲裝置，同時(shí)標(biāo)識(shí)景點(diǎn)名稱，從而使其展現(xiàn)更加具體。所謂聲景觀，就是通過人的聽覺來傳達(dá)，游客盡管沒有見到景觀，然而，憑借聽覺能夠沉浸在內(nèi)，在傳統(tǒng)造園中，最關(guān)鍵的一個(gè)方面就是聲景觀。結(jié)合形成性質(zhì)的不同，它有兩種類型，一種是人工設(shè)計(jì)，一種是自然設(shè)計(jì)，結(jié)合構(gòu)成要素的不同，它有三種類型，一種是全自然聲景觀，一種是半人工聲景觀，還有一種是全人工聲景觀。這一園區(qū)自然聲景觀裝置，以人為設(shè)計(jì)為主，結(jié)合場地的具體屬性，將其劃分成兩種類型，一類是全自然聲景觀，一類是半自然聲景觀。

對于自然聲景觀體驗(yàn)裝置來說，通過現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)音頻控制等AR 技術(shù)，結(jié)合季度以及節(jié)氣、氣候等不同，其中的動(dòng)物、聲音數(shù)據(jù)庫達(dá)到數(shù)百種，一方面能夠?yàn)橛慰蛣?chuàng)設(shè)自然聲景觀，另一方面還能夠?qū)⑾鄳?yīng)的生境提供給野生動(dòng)物，例如鳥類等，從而將其他野生動(dòng)物的注意力吸引過來，在這里停留。倘若很多動(dòng)物都在這里休息，那么就能夠使一些模擬公園動(dòng)物聲景觀縮減，用真實(shí)聲音來將智能化發(fā)聲裝置全面取代。在公園的各個(gè)位置均有自然聲景觀體驗(yàn)裝置，根據(jù)安置點(diǎn)具體實(shí)際，結(jié)合野生動(dòng)物等具體活動(dòng)，科學(xué)規(guī)劃聲景觀。比如，在游客與公園水邊太近時(shí)，紅外傳動(dòng)器就能夠檢測到游客，同時(shí)開啟智能聲景觀系統(tǒng)，或是游客按下聲景觀啟動(dòng)鍵，就能夠聽見蛙叫與水聲等，或是還能夠聽到泉水聲，或是風(fēng)吹動(dòng)樹葉沙沙作響的聲音，這樣游客才能有身臨其境的感覺，游客入園體驗(yàn)進(jìn)一步強(qiáng)化[4]。

在這一設(shè)計(jì)中，聲景觀的類型有四種，一種是濕地，一種是水域，一種是森林，還有一種是動(dòng)物，其他聲景觀結(jié)合具體情況設(shè)置，根據(jù)地理位置等情況，可以以全自然聲景觀為主，例如風(fēng)泉清聽等。對于濕地聲景觀來說，它有兩個(gè)方面，一是濕地動(dòng)物鳴叫，二是風(fēng)吹植物聲，創(chuàng)設(shè)出聽取蛙聲一片的情境。對于水域聲景觀來說，它包括很多聲音，例如清泉、鳥鶯、風(fēng)雨、荷葉等聲音，重點(diǎn)就是創(chuàng)設(shè)出“曉起雷聲逗雨聲”的氛圍。對于森林聲景觀來說，它也包括很多不同聲間，不單有鳥語，還有鹿叫，還有林葉聲等，重點(diǎn)是創(chuàng)設(shè)出“林深無人鳥相呼”安靜氣氛。對于動(dòng)物聲景觀來說，重點(diǎn)就是對公園中動(dòng)物特點(diǎn)全面了解，例如叫聲以及習(xí)性等，從而將叫聲信息全面收集，在適宜的位置進(jìn)行播放，對動(dòng)物叫聲進(jìn)行模擬，從而將動(dòng)物吸引過來在這里休息，此外，還可以創(chuàng)設(shè)相應(yīng)的自然氛圍。值得一提的是，這一設(shè)計(jì)以自然聲景觀安置法為主，重點(diǎn)是結(jié)合這里的情況，倘若公園中有其他聲音特征時(shí)，聲景觀裝置不啟動(dòng)，在特殊時(shí)間、天氣等情況，導(dǎo)致自然聲景觀無法應(yīng)用時(shí)，這一裝置才啟動(dòng)，主要是對聲景觀起到補(bǔ)充作用。如此設(shè)計(jì)能夠體現(xiàn)自然感，并不是人為感，關(guān)注自然，而不是人工處理，盡可能確保真實(shí)自然聲音，聲景觀裝置僅起到輔助作用。

5 結(jié)語

總的來說，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以在國內(nèi)很多領(lǐng)域應(yīng)用，在風(fēng)景園林設(shè)計(jì)時(shí)，使用的技術(shù)日益完善，應(yīng)用范圍日益廣闊。本文結(jié)合實(shí)例案例，對風(fēng)景園林設(shè)計(jì)過程中虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)全面論述，設(shè)計(jì)效率大大提升，設(shè)計(jì)質(zhì)量顯著強(qiáng)化，從而確保設(shè)計(jì)工作科學(xué)性。