数字媒体在环境艺术设计中的应用

刘敏　孙凤森

数字媒体技术应用于环境艺术设计改变了传统的设计方式，让设计师可以依靠计算机来完成设计方案，节省了大量的时间和人力，可以让客户真实地、自由地观察虚拟空间内的事物，而且将数字媒体技术应用于环境艺术设计教学中能够较好地提高教学效果。

进入21世纪以来，数字媒体技术在世界各个国家飞速发展，数字时代的到来掀起了环境艺术设计行业的一场深刻的变革，改变了传统的设计方式，并作为一种独特的技术手段，可以有效地解决抽象思维与其所产生的空间实体间的联系问题。

一、数字环境艺术设计原则

（一）明确设计的目的

环境艺术设计行为是有明确的设计意图的，设计师要具备较高的综合素质才能设计出一部好作品。数字媒体是辅助工具，通过软件表现设计意图，是一种既能形象生动地表现设计主题，又能美化设计主题的一种思维、技术活动。

（二）新颖的艺术形式

数字媒体与环境艺术设计的人机交互手段的运用不仅能够提供丰富的、方便的、基于自然的技能，还可以在设计时从各种视角观察和评估设计的风格是否统一、色彩搭配是否协调，从而比较实际效果，选择最佳的设计方案。

（三）集成性与交互性

环境艺术设计中的数字媒体技术是集成了计算机图形技术、计算机仿真技术、人工智能、传感技术、显示技术、网络并行处理等技术的最新发展成果。

（四）科学性与真实性

利用数字媒体技术的环境艺术设计是基于对象的真实数据的，是真实景物的再现。数字媒体技术不但能够对不同方案进行比较，而且可以修改某个特定的局部。

二、数字媒体应用在环境艺术设计中存在的问题

（一）空间信息的采集和数据库的建立问题

环境艺术设计中的数字媒体技术虽然有三维空间表现能力，能给人带来身临其境的感觉，但是其数据库的建立是需要大量的时间和人力的。其中模型就要求按空间比例1：1进行绘制，绘制之前要对实体的每一个细节进行测量，再按测量结果绘制模型，绘制好后进行存储，以备以后调用。而且随着时代的进步，设计水平的提高，模型库也要与时俱进，需要随时更新。材料库的建立也是一项巨大的工程，环境艺术设计涉及的材料类型广泛，如金属、木材、石材、织物、皮革、树木、花卉等。而且每一类材料就有成千上万种，所以采集材料的信息与图片并进行修改、整理与存储费时费力。灯光光域网库的建立更具难度，需要对实际灯光进行信息采集，分析其照明度、色温值、辐射范围和墙面光影，再建立灯光光域网，并进行存储。只有建立了这些基础数据库，在今后的设计中设计师才能直接在3DMAX和VR中调用，才能高效率地制作出效果图或三维仿真动画。

（二）数字媒体应用在环境艺术设计中的关键技术问题

利用数字媒体进行环境艺术设计的过程是首先将真实场景抽象化，然后通过设计图纸、规划图等提取数据，用多边形构造三维模型（如场地、建筑、室内、家具、树木、花坛等），然后进行纹理贴图、参数控制。但这种方法只适合于场景组织不复杂、多边形数目比较少的，较规范、较简单或简化的场景绘制。因为数字媒体的应用是建立在计算机的基础上的，复杂的场景对计算机的配置要求比较高，计算机会运行不顺。这就要求设计师合理运用场景管理技术。必须在保证建筑物外形不受影响的情况下尽量减少模型的面片数量，也可以用纹理代替模型的细节，不仅可以提升细节水平和景物的真实感，而且可以有效减少场景中的多边形数量，提高刷新率。绘制三维实体、剪裁视域、剔除遮挡面也可大大提高场景绘制的效率，从而可以实现快速的场景绘制，达到实时的效果。在漫游系统中，需要计算机的配置更高，更需要设计师整体规划场景，规划路径。在虚拟建筑环境实时漫游中，需要及时检测物体的运动和物体间经常可能发生的碰撞，并计算相应的碰撞反应，更新绘制结果，否则物体间会发生穿透现象，破坏虚拟环境的真实感和用户的沉浸感。

（三）数字技术与环境艺术建造的关系问题

建立以多维信息空间为基础的人机环境，实现人与计算机和谐而自然的信息交流，一直是计算机信息技术追求的目标之一。有了虚拟现实技术的支撑，使这一目标的实现成为现实。设计师可以通过它向客户展示自己的设计思路，客户可以在观看过程中针对不足提出修改意见。应用数字媒体进行环境艺术设计主要有以下几个步骤，即设置灯光、设置路径、控制漫游过程中观察相机的运动等，同时完成场景调度、碰撞检测与响应、地形匹配等，最后渲染输出，并进行后期处理。但环境艺术设计的关联性和前瞻性要求较高，在设计过程中还需要考虑设计对象与周围的环境是否和谐相融，整体设计风格是否新颖、是否统一。这些问题数字媒体技术并不能解决，是需要设计师解决的，所以设计师要在掌握数字媒体技能的基础上，学习专业理论知识，并提高自身艺术修养。

三、数字媒体在环境艺术设计中的应用

随着时代的进步，人们对可视化要求越来越高，数字媒体技术的市场不断扩大，数字技术越来越多地融入到了设计之中，使得设计有了新的生命，艺术表现手法也有了更丰富的手段。各种复杂空间形式和风格的创造，都可以通过数字媒体技术来实现。

（一）数字媒体技术弥补了环境艺术设计中的不足

设计需要更为直观和方便的实体模型表现。传统设计的图示思维方式虽然有着不可替代的优势，但其自身也有着极大的局限性，如抽象的设计作品和具体现实的设计内容之间容易出现疏漏和不同，设计元素的使用不够精确，欠缺灵活性，设计信息的表现容易造成时间的较大损耗，效率也低下，并造成大量材料的浪费。数字媒体技术承担了新的角色，具有革命性的意义。环境艺术设计中数字化表现方式的运用，可以更大范围地共享信息，可以调用统一规范的信息模型，可以加强设计者之间的协作，有利于弥补传统图示思维的缺陷，使得设计更加多元多维、丰富多彩。运用数字化表现技术，可以减少设计工作中的重复劳动，有利于提高效率、减少错误和降低设计成本，而且便于保存和留档。数字媒体技术可以使设计师减少大量重复繁杂的事务，把精力用于构建信息模型、绘制设计方案图、处理三维建模上，使设计师的才能最大限度得到发挥。

（二）数字媒体技术开辟了环境艺术设计教学新领域

环境艺术设计是个与时俱进的学科，当今社会设计领域迫切需要能够运用数字媒体技术的环境艺术设计人才，导致传统教学单一化的人才培养模式已经不能满足这个特殊学科的需求。所以，环境艺术设计专业教师把数字媒体技术引用到教学当中，能够满足环境艺术设计的需求，能够把众多信息在有限的学时内传授给学生，并且让学生在设计过程中进行交互式三维场景考察、比较和方案修改，能够让学生充分理解教师的设计意图，能够达到节省时间、方案交流便利、传授内容多的目的。可见，数字媒体技术走进环境艺术设计课堂，能提高学生的科学素养和创新精神，能促进现代教育技术进步，能够较好地提高教学效果。

四、结语

总体来说，数字媒体技术应用于环境艺术设计中建立了以多维信息空间为基础的人机环境，实现了人与计算机和谐而自然的信息交流，有利于环境艺术设计专业设计师和学生进行整体构思、体会设计的空间感受、加快设计速度。

（黑河学院）

基金项目：黑河学院艺术学研究项目“数字媒体与环境艺术交互设计研究”（项目编号：YSY201406）。