环境艺术设计中VR技术的应用研究

刘富营 承 杰

（安徽工程大学 安徽 芜湖 241000）

0.引言

近年来， 我国现代化城市建设不断加快， 现代化信息技术更是已经应用于各种领域，这也使VR 技术的发展变得越来越趋于成熟，通过VR 技术与三维制图技术、 多媒体技术以及互联网技术进行结合应用，能够使VR 技术变得富有感知力，进而提高VR 技术的交互能力。 近年来，环境艺术设计领域的快速发展，使人们对环境艺术有了更高层面的需求，因此将VR 技术在环境艺术设计中应用，能够使用户和环境艺术设计人员的沟通和交流变得更加便捷，进而使传统的环境艺术设计方法中存在的不足得到有效弥补， 使环境艺术作品更具沉浸感和融入感。鉴于此，本文便对城市环境艺术中VR 技术的相关应用进行深入的研究，以期能够提高我国的环境艺术设计水平。

1.VR技术介绍及其基本特征

1.1 VR技术介绍

VR 技术的实质是一种虚拟现实技术， 其是通过众多先进技术的集成化应用而形成的，在这些众多先进技术中，主要包括互联网技术、仿真技术、多媒体技术等，VR 技术能够为用户提供一种虚拟化的三维环境， 用户可在这种虚拟的三维环境中进行多维度的感知和交互操作。 虚拟环境是由众多设备共同支撑的，其能够根据用户的不同需求来进行不同虚拟场景的展示，使用户在虚拟场景中能够有一种身临其境的现实感知。

1.2 VR技术的基本特征

对于VR 技术来说，人类在感知虚拟场景时，主要是通过视觉、听觉、触觉甚至嗅觉等来实现的，利用VR 技术来构建虚拟场景，需要确保该虚拟场景被人类的感官功能所感知，同时还要确保人类的某些行为能够与场景中的事物进行互动， 这种互动从本质上来说是虚拟的，其并不具备真实的触觉效果，不过人们却可以通过视觉来对这种互动进行感知，可以说，这是VR 技术的基本特征之一。 除此之外，在利用VR 技术构建虚拟场景时， 这种虚拟场景是会根据用户的不同需求而进行变化的，其本身具备明显的构想性，能够在很大程度上满足人类的想象力，因此构想性也是VR 技术的一大基本特征。

2.VR技术在环境艺术设计中的应用价值

在环境艺术设计领域中，对环境艺术作品进行设计的初衷是为了以最小的成本获取最大的效益，而这就需要设计人员在进行环境艺术作品设计时， 通过一系列方法和手段的使用来提高作品的设计质量，使其具备更高的展示效果。 为了满足这种设计初衷， 人们逐渐将VR技术应用于其中，通过VR 技术的应用，不仅能够使环境艺术作品的设计质量得到大幅提高，还能使作品的展示效果变得更加逼真、直观，进而有效打破传统环境艺术设计方法中存在的局限性。

3.环境艺术设计中VR技术的应用研究

对于环境艺术设计来说， 其和VR 技术有着十分密切的联系，VR技术不仅能够为环境艺术设计工作提供海量的信息支持，提高环境艺术设计的便捷性，还能使用户在感受环境艺术设计作品时有一种身临其境之感，进而为用户带来强烈的视觉冲击。

3.1 环境艺术设计中VR技术的应用流程

城市环境艺术是环境艺术设计领域的重要组成部分，城市环境艺术设计水平的高低直接关系到现代化城市的建设质量，而城市环境艺术设计中，将VR 技术应用于其中，其流程主要分为以下步骤，首先，在应用VR 技术时，需要利用AutoCAD 软件来对城市的规划区域进行描绘， 并在SketchUp 中导入各种样式的线条， 然后进行三维模型构建，并对构建好的三维模型进行贴图处理，在此过程中，需要将模型导入到VR 技术平台中， 以便于对模型中的设计细节进行相应的调整，从而使模型的展示效果变得更加丰富、真实，进而形成最终的设计方案，最后再利用输出设备将各个设计方案的三维效果图进行输出来进行后期筛选和使用。

3.2 环境艺术设计中运用VR技术构建三维模型

根据城市环境艺术的设计范围及相关要求，在应用VR 技术来构建三维模型时，需要确保该三维模型中能够包含有真实的地理信息与空间信息，并通过细节纹理的处理来对模型特点进行真实的表现。 为了使三维模型的细节表现变得更加逼真，需要通过遥感技术来进行影像拍摄，其影像分辨率至少应为0.5m，并严格按照相关要求对图像中的点云数据进行处理， 然后按照1:1000 的比例来构建城市环境艺术设计三维模型。在模型纹理信息获取方面，可采用单反相机来实现。在建筑物的三维模型构建时， 需要把拍摄到的建筑影像和比例尺为1:1000 的地形图进行匹配， 并利用3ds Max 软件获取建筑物基底信息，然后把DOM 图像和DSM 图像进行叠加处理后，按照不同角度来对设计建筑的高度进行多次测量后进行记录， 取所有测量结果的平均值，以此得到建筑物的实际高度，并利用3ds MAX 软件来构建模型。 对于建筑物中精细构件位置信息的提取可利用CAD 来实现，这些精细构件的属性信息则可通过纹理图像来获取， 采用VR 软件来对这些精细构件进行三维建模，并通过贴图来赋予这些构件的纹理信息。 在地形模型构建中，需要对CAD 数据中的高程数据进行提取，并根据这些高程数据来模拟地表TIN 模型， 然后按照TIN 模型来对DEM数字地面模型进行构建。 通过该DEM 模型能够帮助设计人员对该区域的实际地形情况进行分析。 在构建三维模型时，还要进行一系列的检查来验证该模型的完整性与准确性，使其能够和周围环境成为一体，从而使三维虚拟场景得以构建。 从构建的场景中可以了解到，利用VR 技术来对同一环境下的所有模型进行整合，能够使模型具备更好的可视化展示效果， 对VR 技术的研究主要分为实际应用及其软硬件能力两个方面。 以下便从不同角度对VR 技术在城市环境艺术设计中的应用进行相应的探讨。

3.3 园林环境艺术设计中VR技术的具体应用分析

在城市环境艺术设计工作中，对园林环境的艺术设计是必不可少的，而通过VR 技术则能够实现对真实园林景观的模拟，其能够实现园林景观在虚拟场景下的渲染。 在园林环境艺术设计工作中，需要应用到很多种类不同的树木，而相对的建筑物却较少，这也使园林环境艺术的设计难度比较大。 而通过VR 技术的应用，则可通过动态贴膜及面片建膜等方式来设计园林景观。 VR 技术在园林环境艺术设计中的应用步骤如下， 首先需要对园林景观中的各个要素进行分类规划，并将原始数据输入到计算机中，利用Auto CAD、VRML、3ds MAX 等软件来进行三维建模， 并根据不同方案的设计效果来构建实时多方案数据库， 最后再对这些设计方案进行筛选和选择后进行合成输出。在构建园林景观模型时，其景观可分为动态与静态两种，这需要通过计算机技术的应用来规划园林的游览路线，并将各种景观要素和游览路线进行结合使用，从而使用户能够在游览路线中身临其境的感受到园林场景的设计效果。

3.4 交通环境艺术设计中VR技术的具体应用分析

在城市环境艺术设计中， 交通环境艺术设计也是必不可少的，近年来，我国汽车数量大幅增加，这也给城市环境带来了很大的交通负荷，从而给城市交通带来了不小的影响。 通过VR 技术来进行交通环境艺术设计，能够使城市的交通压力得到有效缓解，在应用VR 技术时，需要通过各种设备来对城市交通环境进行模拟，将城市中分布的道路作为基础，以此实现对各个街道的虚拟仿真，同时根据不同街道的交通实际状况来进行相应的调整，以此实现对城市交通环境的最佳规划。在交通环境艺术设计工作中，需要在VR 平台中对各种对象所具有的空间位置关系进行自由的组合，应先在虚拟场景中构建某个对象，然后根据该对象的位置关系来构建其他对象。 在路口设计中， 需要根据各个街道路口的车流情况来对虚拟道路进行设计，然后将其他对象作为参照物来构建交通信号灯、经过车辆、楼房等三维模型，并通过Java Script 脚本的利用来进行相应的修改。

3.5 小区环境艺术设计中VR技术的具体应用分析

在小区环境艺术设计中，需要根据小区中各类建筑和环境景观所具备的特征利用VR 技术来表现出来，以此弥补传统环境艺术设计中模型过于突兀、难以与周围环境融为一体的不足。 通过在三维虚拟场景中将设计的建筑及环境景观进行安放，并根据小区环境艺术设计的具体要求来进行相应的调整，能够使环境艺术设计所消耗的时间大幅缩短，并且用户还能通过VR 技术来对设计的小区效果进行自由的漫游，以此观察小区中各种服务设施的完善情况以及绿化带的覆盖分布情况等，从而实现对小区环境的监控与管理。

4.结语

综上所述，本文通过对环境艺术设计中VR 技术的具体应用进行深入的研究， 进而明确了VR 技术在环境艺术设计中的应用优势，可以说，将VR 技术应用于环境艺术设计领域，其前景是非常广阔的，特别是在城市环境的艺术设计工作中，更是有着其他设计方法所无可比拟的优势，因此，对VR 技术在环境艺术设计中进行更加深入的研究，已经成为环境艺术设计领域未来发展的重要举措。