基于虚拟景观元素的现代食用菌栽培园区的设计趋势*

刘瑞颖

（郑州科技学院，河南 郑州 450000）

虚拟现实技术最早出现在60年代的美国，是一种多媒体技术的应用，用于模拟现实中的场景和生成三维逼真的虚拟环境，采用了多媒体技术、数字图像处理技术和传感器等多种新技术来生成虚拟环境[2]，用计算机来生成“真实”的世界[1-2]。用户借助各种交互设备，通过视觉、听觉、触觉等多种感觉与虚拟世界进行信息交流。

人们在景观设计中应用虚拟现实技术可以提高景观设计的工作效率，降低设计成本[3]，同时也满足了人们个性化的观赏需求。

食用菌栽培园区是以食用菌栽培为主的园林景观，近年来由于食用菌产业良好的发展势头和国家农旅融合产业发展的政策，食用菌特色旅游成为了许多栽培园一项新兴的业务[4]。

1 虚拟景观概述

1.1 虚拟景观的概念

虚拟景观从狭义上来说是指在传统的景观实体基础上，使用虚拟现实技术来构建的一些景观元素，用于重现或充实现实中的景观场景或进行实体景观的再设计。这种虚拟景观一般都利用了VR眼镜、头盔等虚拟现实的硬件设备或计算机网络来实现，让游客对景观有更加深刻和全面直观的感受，增加实体景观的体验感。而广义的虚拟景观还包括一些数字化的虚拟景观或场景，可以完全没有实体景观，只通过先进的虚拟现实技术和景观设计、艺术设计相结合，将景观元素以全数字化的方式呈现在人们的面前，是一种全新的数字虚拟景观设计方式。主要采用了一些3D全息激光投影等新型的数字虚拟技术[5]，将模拟出景观和场景影像以不同角度影像投影到全息膜上，让观看者可以看到立体虚拟的人和物体，不再会出现观赏实体景观时看不到部分景观或因自身角度问题而不能观赏景观全局的问题，而且全程无需配戴VR眼镜等设备；同时，还增加了触感等交互性技术，这也是虚拟景观区别于传统3D动画的一大特征，用户不再被动地接受景观的讲解和宣传信息，而是能够通过触摸手套、虚拟手柄等交互设备来操纵观看虚拟景观、改变虚拟景观的呈现方式，而且还有真实的触感，能够感觉到景观的大小、重量和触摸时的质感，这就是一种完全沉浸于景观场景中的体验，更加贴近现实景观场景，更具有真实性。

1.2 食用菌栽培园区虚拟景观设计的优势

借助虚拟现实技术对食用菌栽培园区进行设计是属于广义的虚拟景观设计，其主要作用是展示食用菌栽培园区的场景、食用菌景观的立体呈现和食用菌历史和文化的复原再现。虚拟景观设计在很大程度上弥补了传统食用菌栽培园区观光游览的缺陷和限制。

1）避免景观的重复利用和限制。食用菌因其生长的季节和气候等自然条件限制，不可能一年四季都能栽培，而且食用菌在不同的生长阶段所呈现的形态和外观都不相同，游客往往更希望能够在一次游览中看到食用菌生长变化的全过程，这在现实中是无法实现的。但如果采用了虚拟现实技术模拟出3D场景的食用菌景观及其生长环境，就可以突破这些条件限制，从时间和空间上完整呈现食用菌生长的过程和景观环境。可以多次反复、多人同时观看等都完全没有问题，而且可以避免现实中参观游览过程对食用菌生长和周边环境影响。

2）景观呈现方式的多样性和信息的丰富性。虚拟食用菌栽培园区的设计，可以整合世界各地的栽培园区设计经验和成功案例、吸取各类食用菌景观的资源、实现食用菌景观的资源共享。而且虚拟的食用菌景观和园区设计传达给游客的信息量更大，高清的食用菌图片、各种语言的文字介绍、3D场景的视频等信息同时展现给游客。游客还可以通过交互式的体验来近距离亲身感受食用菌景观的作物魅力，触摸灵芝盆景特有的表面光泽、体验牛肝菌“见手青”受伤后的变色现象，真正参与到食用菌景观的内部来体验不一样的观赏感觉，激发游客的参观热情。

3）再现食用菌历史和文化。将古代中国丰富的食用菌栽培、餐饮文化以图片、视频、文字等方式进行再现，通过多种的展示方式呈现出来。一些无法体验到的历史在虚拟景观中都可以观看欣赏，不仅可以看见大量翔实的食用菌历史资料，而且可以通过虚拟场景现场感受食用菌栽培工具、栽培过程、加工工艺和过程等。

4）提高了栽培园区的管理水平和经济效益。通过虚拟景观设计可以方便园区管理人员随时查询管理食用菌景观，即时掌握食用菌景观的游客观看量、景观展示内容、热门景观等信息。同时也促进了园区的信息化建设、数字化存储和管理，大大提高了园区的管理水平和工作效率。另一方面，通过虚拟景观还可以扩大宣传，提升食用菌栽培园区的档次和品牌形象，而虚拟景观和虚拟栽培园区的设计，前期投入一定的资金后，后期维护管理成本很低，随着知名度的提高，广告、食用菌产品销售等所带来经济效益十分可观。

2 现代食用菌栽培园区三维环境空间建模

食用菌栽培园区会有各种的配套设施和景观建筑，如休闲广场、喷泉、绿化带、食用菌栽培大棚、食用菌主题餐厅、住宿等。这些景观和旅游配套设施在虚拟世界中也要“真实”地还原设计，尽量使得虚拟环境的三维图形空间关系与空间参照物更加的直观地显现出来。通常采用一些3D模型制作软件来进行设计，如3D Max、Maya、Cinema 4D等三维模型制作软件[6]，这些软件能够提供丰富而灵活的工具组合来为园区的各种景观和建筑设计建模。

2.1 食用菌栽培园区信息的采集

1）根据食用菌栽培园区的设计目的和主要任务，对园区的整体规划、建筑面积、食用菌景观的种类和数量等有一个比较详细的了解。

2）要根据景观设计的总体规划，参考真实世界中食用菌栽培园区设计的各类景观平面图、高程图、建筑设计立体图、特别是食用菌景观建筑的剖面图等，对园区景观进行构思。

3）在三维环境建模中，还需要对园区的道路图纸、给排水、电路管线等图纸进行调研。

2.2 现场调研采集现场环境数据

需要到食用菌栽培基地或者观光园区进行现场调研，结合图纸和总体规划，查找虚拟园区三维空间模拟的遗漏和与实际食用菌景观不符之处，标记后在建模中注意更改。如食用菌生长的气候环境、土壤、水文和地形条件等，在北方生长的食用菌，土壤如果设计成了南方常见的红土色，那无论是在真实环境还是虚拟环境中，都会让游客产生“不真实”的感觉。

2.3 虚拟模型的渲染和视觉效果设计。

虚拟设计在视觉效果呈现时要注意考虑多种因素的影响。如气候条件会影响环境光线，食用菌多喜欢阴暗或散射光的生长环境，即使在虚拟场景中，也需要注意适当的光场景及背景的设计，以符合真实的食用菌生长环境。另外要对虚拟模型之间的连接进行重点设计，如在园区景观建筑物建模时，除了要了解现有景观建筑物的平面图、立体图之外，还需要重点对园区的道路及其连接情况进行设计，包括道路的宽度、铺设材料、颜色和大小道路的衔接方式等。最好利用建模软件中的各种工具箱，设计出多种模拟场景和视觉效果，如在雨天、晴天的道路水渍、小水坑的倒影、食用菌景观的影子随太阳转动的场景等，从而最大限度地体现虚拟场景的真实性。

3 现代食用菌栽培园区的虚拟景观的设计

3.1 食用菌景观的空间造型设计

食用菌景观通过占据和围合形成空间。从设计学的角度来说，占据形成的空间形成开放空间，围合形成的空间形成私密空间。虚拟园区设计中如果要形成开放空间，一般应选用形状规则、造型挺直的食用菌景观，如金针菇笔直造型的景观、双孢菇圆润形状的造型等，这样不仅划分了空间而且还成为了景观的中心；而在虚拟园区设计中塑造私密空间时，如设计小憩的桌椅和情侣交谈的小空间时，一般使用密实度较高的平菇、香菇等食用菌景观进行围合，起到景观隔墙的作用。

3.2 虚拟园区食用菌景观的灯光设计

在虚拟园区设计时，也需要考虑营造夜晚观光环境，在灯光的使用和渲染上，3D Max、Maya等三维模型制作软件都有十分先进的照明、着色和灯光处理功能，可以通过灯光应用场景将食用菌景观清晰自然的生长形态完美的呈现，让食用菌美味的天然材质和纹理更加真实地表现。在虚拟园区的设计中，更要充分利用灯光给景区添加场景气氛、增加各种景观元素的质感和效果。

3.3 虚拟园区食用菌景观的声音设计

除了灯光功能外，还有景观的声音功能，通过瀑布、喷泉、流水等景观来营造的声景观也是园区景观设计的重要内容。在虚拟园区设计时，也要尽可能地表现出来这种声音的变化。如在真实的观光过程中，不可避免地会有噪音，噪音的分布可能是一天到晚的大多数时间。噪音的处理成为是园区景观设计的关键衡量点，可以采用各种食用菌景观墙和其它枝繁叶茂灌木相互搭配、落叶和常绿植物的搭配、不同季节的食用菌品种相互搭配，做到常年噪音处理效果的季节持续性。在虚拟环境中也要注意要这一点，从声音的设计上，营造真实的声响和噪音，如在食用菌景观墙的外面听到的是较大的噪声，而转到景观墙内则声音要小一些，这样是才能营造更加真实的虚拟环境沉浸感。

4 结论

人们对食用菌的营养美味和自然健康属性的追求，使得食用菌栽培园区的旅游成为了热点。但现实中的食用菌栽培园区和食用菌景观设计有其局限性，不能满足日益增长的旅客个性化观光旅游需求，采用虚拟现实技术来模拟食用菌景观和栽培园区，利用数字虚拟景观模拟真实世界的食用菌景观和栽培园区供游人欣赏，已成为更加直观体会食用菌历史文化的好办法。通过虚拟景观元素设计食用菌栽培园区，为景观设计打开了一个新领域，也为食用菌行业的发展带来新的机遇和挑战。