基于虚拟现实的园林水景景石空间协调配置方法

摘要：传统园林水景景石空间协调配置一般采用规范布局搭建，无法有效释放最佳景石空间距。为有效解决该问题，引入虚拟现实技术，提出新型水景景石空间协调配置方法。利用虚拟现实技术，建立当前水景区域前导数据集，转化为VR数据流，获取数据表征，依靠数据流执行参数，环境表征、空间环境数值，综合费用等，建立约束性函数，获取景石最优排列解，利用统计领域的BioWin微观统计模型对当前园林河道坐标进行量化操作，对计算值进行空间拟合，实现景石空间的协调配置。实验结果表明，应用虚拟现实园林景石空间配置方法后，景石空间规则比提高23%，自然配置空间提高35%，可有效提高景石空间距。

关键词：园林水景;景石空间;BioWin;虚拟现实;空间规划;数据分析

中图分类号：TN911.2-34;F272

文献标识码：A

文章编号：1004-373X（ 2019） 24-0133-03

水景景石空间协调布局是现代园林水景搭建的核心，对园林景观具有空间延伸、渗透和导向作用。传统园林水景景石空间协调配置大多依靠布局规范或者平面图纸搭建，这种搭建方式效率低，无法释放最佳空间距，配置效果并不理想。VR技术引进，为改善这一问題提供最佳解决方案。VR技术最初在美国被开发和应用，因交互体验性较强，已广泛应用于各个方面。在当代园林水景景石应用虚拟现实技术中，可在虚拟空间直接进行景石搭建模拟，充分获取水景间距。基于该技术，提出新型园林水景景石空间协调配置方法。

1 虚拟现实技术下园林景石空间协调配置方法

1.1 虚拟测试性景石环境信息流建立

园林景石设计者可在当前园林设计区，依托虚拟平台，建立、调控、修改虚拟空间[1]。由于园林空间景石设计环境与虚拟现实模拟存在差异，所以将虚拟现实平台和模拟软件以环境空间信息流的形式展开设计，为后续景石空间协调配置奠定基础[2]。为适应后续空间环境输出和环境分析，将当前园林环境信息流转化为以下要素：测试要素、环境配置要素、可测试性理论、不可测试性理论[3]。可测试性理论可作为当前园林环境数据先导可行性数据理论，当前环境信息流导向图见图1。

在虚拟现实测试性景石信息流中，用T1表示测试部分，一般域名范围为1-N，其中Ⅳ表示当前环境数据位总参数。如果当前信息流输出端正常，渲染部分测试一般指代0，反之则输出表现为1。此外数据流导向可以用m表示当前信息故障隔离的测试结果，也就是数据流故障隔离理论。设k=1，2，…，L，L为信息流故障隔离总参数的数据量。当园林数据虚拟信息出现隔离故障时，输出的L值为1，否则为其他自然数。在当前虚拟现实环境下园林信息流的表象中，还需设定混合型表征数据，利用数据流故障隔离理论设定混合型表证数据。该表征如表1所示。表1为当前园林信息流故障距离测试相关矩阵，即园林任意环境下所包含元素均为客观因素，其不同因素搭配之间会形成对应阈值。只要该阈值所对应的结果唯一，则可以建立测试性信息流[4-5]。园林区域内空间质量为二次数据测评项.需要利用加权项进行测评，引导信息流。加权项计算公式为：式中：u和v分别为不同公式项;c为数据项实际测评系数;n为当前权重迭代次数。

1.2 虚拟环境景石最优排列解

不同景石辐射区域的空间排列计算是园林水景景石排列的核心。在现代环境美学水景自然配置规则的基础上，选择合理景石位置和方向性搭配方案。该配置方案除基础的空间美化性能外，不仅需具备一定灵活性，还需满足景石空间辐射区内其他景物的经济需要。上述建立的景石空间环境数据流可为设计提供区域空间负荷执行参数[6]。根据该参数可获取环境表征、空间环境数值、环境负荷积累等多重影响性数据，以此作为

对于约束目标函数的排列解求取，根据当前园林景石排列网状结构，获取不同景石网架路径数，完成网架结构的重新组合，进行网架型号选择，保证后续优化计算可行性，获取最优空间配置解[9]。

1.3 实现园林水景景石空间配置

园林河道引入会对景石空间辐射产生一定影响，对其进行实际坐标量化，进而实现整体最优配置。河道坐标量化需要利用统计领域BioWin微观统计模型，其作为当前污染物稳态计算条件，通过引入横纵两项变量因素梯度指标，对河道和景石位置进行空间量化。设计引入的坐标图见图2。图2中，E为当前景石河道中心原点;B为当前景石河道的实际走向;u，v，r分别为当前河道辐射点;m为河道延伸质量。对当前景石河道坐标点进行定位、空间坐标量化等可确定边界值。将景石坐标引入河道坐标后，二者的辐射区域会产生明显的变化。

2 实验数据分析

设计空间协调配置方法后，需利用仿真控制台仿真软件进行对设计方法有效性和优势性验证的模拟实验。此外还可获取应用数据，为后续开发研究提供数据基础。对比方法选择传统规划图法和上文设计配置方法，实验工作人员通过验证结果的景石空间规则比以及自然配置空间面积确定两个实验组优势性。

2.1 景石空间规则比对比

景石空间规则比可看作是空间辐射区和表征面积的对应比值，是衡量当前景观空间规则重要参数。将两个实验组所提供的景石配制方法以点格的形式测取空间规则比的比值，其结果见图3。

随机选取10个点以S为编号进行规划，并测量其对应空间规则比的比值。从图3数据可以看出，本文设计的空间配置方法空间规则比明显高于传统方法。经过数据统计，提高比例超过23%。为进一步验证猜想，实验对规划后景石的自然配置空间进行检测对比。

2.2 景石自然空间对比

实验将景石自然空间作为辅助性参数，实现配置效果的验证。表2展示了这两种配置方法的景石自然空间配比。

对表2数据统计，二者相差比例达到35%，应用虚拟现实园林水景景石空间协调配置方法后，景石空间间距更大，整体配置效果更好。

3 结语

我国水景景石搭配艺术造型具有多年历史，随着时代的发展，布景中的“景石”也承载了新的时代要求。本文通过引入虚拟现实技术，建立目标函数获取最优排列解，可有效改善传统布景方法产生的弊端，提高景石空间距，具有较好的应用效果。

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作者简介：李星宁（1983-），男，贵州开阳人，硕士研究生，讲师，研究方向为信息应用、园林规划设计与理论。