探究虚拟现实技术在风景园林设计中的运用

作者简介：翁南蓝（1981—），女，福建龙海人,工程师,主要从事风景园林设计工作。中图分类号：TU986文献标识码：A文章编号：16749944(2014)05005402

1虚拟现实技术概述

虚拟现实技术是20世纪末兴起的一门综合性信息技术,该技术集成了计算机技术、多媒体技术、人工智能、传感器技术、网络技术、并行处理等先进技术,在建筑设计、城市设计、风景园林景观设计领域已得到广泛应用。从本质上分析,虚拟现实技术为一种先进的计算机用户接口,为用户提供直观自然实时感知交互手段,方便用户进行系统操作,从而提高系统工作效率。通过对虚拟现实技术的应用,可以实现逼真的设计效果,可对设计构想进行可视化与可操作化处理等。该技术的出现与应用,改变了传统的设计模式,通过智能化绘图为设计工作人员提供逼真的信息处理效果,大大地提高了设计效率,也促进了设计质量的有效提升。如目前在风景园林景观设计行业通常使用的3DMAX、sketchup、Lumion等实时3D可视化软件工具,都是基于虚拟现实技术的基础上产生的。

2虚拟现实技术特征分析

虚拟现实技术在应用上具备感知性、存在感、交互性与自主性四大特征。其中感知性指的是在虚拟现实技术中具备人所具备的感知功能。因技术发展限制,当前虚拟现实技术主要具备视觉、触觉、听觉等感知功能;存在感又称为临场感,指的是用户在应用虚拟现实技术设计作业时,将设计现场作为主角存在于模拟环境中,这种模拟环境十分逼真;交互性指的是设计工作人员可以从虚拟的设计事物中获取其表达内涵的信息;自主性指的是虚拟环境中的物体按照物理定律进行动作。

3虚拟现实技术在风景园林设计中的应用

在传统的风景园林设计工作中,设计师通常是基于自身良好的艺术功底,通过手绘三维效果图进行节点工作讨论,并向业主进行最终效果展示;亦或依据设计最终情况制作沙盘,或绘制风景园林景观设计平面图进行设计效果评估。这种传统的工作方式在要求设计工作人员在设计工作过程中必须对完工后的园林有一个清楚明确的感知的同时,也要求业主必须具备一定的艺术理解能力这样才能够更好地与设计师进行对话,否则很容易产生误解。同时,因为手绘三维效果图或沙盘的制作,都是基于设计工作基本完成的前题下产生,任何部分的设计改变,都将给设计师带来巨大的工作量从而延误工作时间。但如果缺乏这项效果展示工作,则又可能无法及时发现设计中存在的问题与缺陷。因此,往往增加了设计师的工作量。而在风景园林设计中引入虚拟现实技术则可以很好的解决以上问题。

应用虚拟现实技术,通过计算机三维模型对风景园林设计进行最终效果展示,其直观性较之设计师的手绘图纸或立体沙盘的展示更为逼真,实时讨论性更强,而且通过三维动画技术更可对设计成果进行运动模拟展示,同时达到时间、空间变化时的全方位、立体化展示。

在风景园林设计工作中,设计师通常需要对园林景观,如景观构筑物、假山、池塘、雕塑等物体进行设计,而这些景观形态通常结构复杂、形态变化较大,如通过手绘效果图对这些景观物体一一展示,则其展示过程复杂,工作时间长。但通过在风景园林设计工作中引入虚拟现实技术,如对3DMAX、Sketchup、Lumion等实时的3D可视化软件工具的应用,一方面,可通过计算机软件工作的实时成像,让设计师在进行设计工作的同时,同步展示设计三维效果,使设计工作更为直观,从而让设计师及时发现设计中存在的问题及缺陷,改进设计方案,提升工作效率。另一方面,在风景园林设计工作中引入虚拟现实技术,可通过三维动画效果,让设计师对风景园林景观的设计进行全方位感受,并可对风景园林景观参与行为的运动方式进行模拟研究。设计师可以依据其各方面需求,对其风景园林设计选择合适的模拟运动方式,从微观角度及人体行为角度对风景园林设计的合理性与科学性进行研究与分析,有助于更好地把握风景园林细节设计,推动设计人员从多角度、全方位进行综合设计,提高风景园林设计质量。第三,将虚拟现实技术应用于风景园林设计中,可以通过计算机数据设置,对地理位置、时间、季节等可对风景园林设计造成影响的因素进行动态模拟研究,从而使设计师更全面地进行设计工作（图1）。

图1虚拟现实技术在苍海湿地公园设计项目的应用

(3DMAX与photoshop效果表达)

简言之,在虚拟现实技术系统中,设计人员可以自主选择观察角度,选择行进路线。视觉画面的变化属于虚拟空间的第一感触,在行进中,可以感受到明暗、冷热、闹静等感受,在运动中感受风景园林空间;在风景园林设计中,特定观察角度的景观设计属于设计的重要内容,应用虚拟现实技术,可以让设计人员在风景园林中选择多种角度进行观察,也可以转到特定角度进行环境观察;在虚拟现实技术中,用户可以对某些风景园林景观进行色彩替换,布置环境及绿化,随时间变化其景观会出现变化,支持对风景园林树种进行实时调换,可以模拟出树种在不同生长阶段与不同季节中的绿化效果;应用虚拟现实技术,可以为设计单位、业主、建设单位与管理部门提供较为理想的合作平台,让其可以准确认识风景园林设计现状,并准确理解设计意图,发挥辅助决策作用（图2）。

图2虚拟现实技术在广州星河丹堤设计项目的应用

(Lumion与photoshop效果表达)

4虚拟现实技术在风景园林设计中的应用展望

在风景园林设计中应用虚拟现实技术,其实时、交互式三维模拟空间,为设计人员提供了良好的信息交流界面。因虚拟现实技术其本身属于一种综合性信息技术,支持导入复杂系统模型,其技术应用为设计信息的科学分析提供了技术支持;虚拟现实技术打破了抽象思想的不确定性,让设计思维通过三维模型实时生成,提高了设计人员构思自由性;虚拟现实技术在风景园林设计中发挥着全程辅助设计作用。

当前,虚拟现实技术获得快速发展,但其技术还存在着较多不完善问题,在风景园林设计中的应用还处于初期阶段。然而它在风景园林设计中的应用,打破了二维设计方式的限制,在信息传输上更为方便,可以对园林景观进行虚拟展示,可以对景观进行色彩、声音、空间等多角度模拟,便于设计人员自由展示其设计构想,可以对设计效果进行细微观察,及时发现设计中存在问题,从而提高风景园林设计质量及水平。相信随着虚拟现实技术的进一步完善,其在风景园林设计中的作用会更为突出（图3）。

图3虚拟现实技术在广西东兴贸易区设计项目的

应用(Sketchup与photoshop效果表达)

5结语

虚拟现实技术是一项综合性极强的信息技术,在设计领域应用广泛。在概述虚拟现实技术内涵及特征的基础上,笔者基于日常工作经验重点对虚拟现实技术在风景园林设计中的应用进行了研究,它在风景园林设计中,可实时、交互式三维模拟空间,突破了二维设计方式的限制,为设计人员提供了一种新型的设计方式。当前虚拟现实技术虽尚未完善,但相信随着科学技术的进一步发展,虚拟现实技术在风景园林景观设计中的作用一定将会越发突出。

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