虚拟景观空间的交互性教学实践——以苏州古典山水宅院网师园为例

王 雨，李东升，杨焰龙，任艳玲，王艺华

（河南科技大学园艺与植物保护学院，河南 洛阳 471000）

在风景园林学科传统的教学认知实习中，通常采用调研、现场讲解、抄绘图纸等手段，以提升学生对景观空间的感知能力和分析方法。交互性教学将教学模式转换为以学生为主体，在虚拟现实技术（VR）的虚拟空间中沉浸式探索景观空间。在新型冠状病毒感染疫情下，不同地区实习变得更加困难。VR 空间的建设尤为重要，通过建立VR 虚拟空间还原园林景观，供学生随时鉴赏学习，也有利于教师对园林经典案例进行交互性教学实践。

1 以网师园为案例的意义

网师园是苏州园林古典的山水宅园，其内部建筑以小山丛桂轩、看松读画轩、殿春簃、濯缨水阁等为主。网师园的亭台楼阁处处临水，全园景点都有水可依，各类建筑配合得当，布局精巧，空间合理。网师园是典型的宅园合一的私家园林，院落部分共为三进，轿厅、万卷堂、撷秀楼沿轴线依次展开。网师园是全国重点文物保护单位、世界文化遗产。其中殿春簃被建造成了中国式庭院“明轩”，成为中国古典园林走向世界的首例蓝本，在美国纽约大都会艺术博物馆展出，使中国园林闻名于世［1］。

网师园对风景园林的学习具有良好的教学和借鉴意义，因此本研究选择该园建立模型。将VR 融入风景园林教学旨在构建可供学生们虚拟学习的平台，以便供学生随时随地进入虚拟空间调研学习。

2 空间模型的介入与实现

2.1 认知层面

传统教学中对于空间自然模拟过程的学习，常采用平面图讲解并结合现场拍摄的图片让学生在脑海中想象园林空间或以手工模型制作的形式进行教学，对学习和教学有很大的局限性。虚拟景观空间模型的建设选取经典的园林空间案例网师园，建立1∶1 尺度的虚拟景观空间模型，进一步帮助学生理解空间的整体布局，加强对空间与地形、植物、水系、道路、建筑等之间尺度与联系的认知。

2.1.1 宅院相连的布局——东宅西园 鸟瞰网师园整体“东宅西园”的布局模式，整个园林以中部“彩霞池”为中心，各要素围绕中部水域展开，东部为住宅区，南部为宴乐区，北部为书房。这一布局使得内部由景划分，疏密有致；空间的精心处理，营造出不同的园林意境，空间视野层次丰富（图1、图2）［2］。

图1 网师园功能分区

图2 东宅西园布局

2.1.2 三进院落的感知 住宅部分共分为三进，从大门到轿厅、万卷堂、撷秀楼，沿中轴线依次进行，主厅万卷堂空间宽敞，装饰高雅。万卷堂前的砖雕门楼更是雕刻精美，巧夺天工，具有很高的艺术价值。全住宅部分严格规整，屋宇雅致，气宇非凡，与园林景观部分的清幽含蓄形成强烈对比（图3）。

图3 三进院落布局

2.1.3 中部理水空间 水体轮廓近正方形，建筑和游览路线沿水池四周安排。水体由东南角的狭长水源入口进入庭院向西北方向延伸。引静桥是苏州园林最小的石拱桥，运用尺度对比衬托水面，扩大景深；西北角设有平曲桥，似池水而去，两座桥一拱一平，互成对景。彩霞池东岸半亭、南岸濯缨水阁、西岸月到风来亭的岸基都为空透的形式［3］。

2.1.4 园中园——殿春簃 殿春簃占地0.067 hm2，富有明代庭园“工整柔和、雅淡明快、简洁利落”的特色；主体建筑将院落分南北2 部分，北为一大一小宾主相从的书房；南为中心大院落，置有山石、涵碧泉、冷泉亭，景物起、承、转、合极具章法（图4）。

图4 殿春簃布局

传统的教学模式和内容讲解，使学生对于园林景观要素的理解停留在“物体、对象”层面，无法将其转化为立体空间，有碍对空间平面、立面和剖面的构建。而对于网师园景观空间的小中见大、欲扬先抑、起伏变化、宅园合一、意境营造、植物造景、山石布置、四季变化等相关内容的学习更不容易理解。运用网师园虚拟景观空间，建立三维空间模型辅助于实践教学，真切地感知到造园者想要表达的意境、感受空间尺度［4］。

2.2 沉浸式项目的融合

融入VR，利用虚拟现实构建虚拟空间，使学者可以通过特定的方式对处在虚拟环境中的模型进行移动，视角同时发生改变，实现学习者与景观的交互性，由于虚拟现实技术所创造的环境与现实环境近乎相同，在使用过程中会感觉处在现实环境中，沉浸在该环境中。虚拟环境可以通过人为操控进行与现实物理世界相同的运动，打破时间与空间的限制。在课堂上，教师通过展现VR 案例库补充课堂内容，使课堂内容不再枯燥和无趣。学生使用VR 虚拟现实技术可以具有更多的选择性，园林景观和园林建筑不只存在于课本上，而是以更加鲜活的方式出现在眼前，且可以根据自己的兴趣或研究方向进行变动，提供了交互性功能和沉浸式体验的动态学习和教学平台。

2.2.1 空间营造手法的学习 网师园的内外空间相互渗透，将框景、借景、透景、对景、障景融为一体，这种“巧于因借”给予空间不同层次。立面上的起伏变化将设计技巧中的疏密、序列、起伏、层次与渗透呈现在一幅画面上。利用VR 景观空间模型，在不同的视点以不同视角观赏网师园小中见大的空间构造形式（表1）。在虚拟空间中不断转换视角，借助殿春簃景观空间虚拟现实场景可包裹全部视界，真正做到身临其境并以现实的观察角度、观察方式进行观察，对建筑以及场景的空间尺度感更加自然真实［5］。

表1 空间层次表达分析

2.2.2 意境表达的感知 意境是艺术创作和鉴赏的重要美学范畴，即创作者将主观感情、理念融入客观生活、景物之中，引起观赏者情感与思想的理念联想。“园之筑出于文思，园之存赖文以传”，网师园主题是“渔隐”，体现园主人在官场失意之后隐居江湖的思想。网师园中很多的景点、匾额、植物配置、山石理水的营造方面都暗含了隐逸的思想，展现园林景观的幽雅意境（表2）。利用虚拟景观空间沉浸式探索，只有身处其中观察，用心体会才能实现与园主人“对话”［1］。

表2 意境表达分析

2.2.3 植物造景艺术的欣赏 古典园林的创造大多数依照写意山水画来建造，形成鱼戏荷花、雨打芭蕉、自然野趣等。网师园四季如画的景观，各有风味，运用虚拟景观身临其境地感受园林之美（表3）。切换不同季节、不同视角看到的、感知到的将各不相同，每次对网师园景观欣赏时都有不同的理解。可视化景观，深化对植物配置的学习与意境的创造及植物构成景观四季的表现形态与变化，在虚拟空间中真实体验不同植物造景所带来的意境［6，7］。

表3 四季植物景观分析

2.2.4 视觉转化的体验 苏州园林追求意境，游览线路往往处理为曲折而萦回，从而求得意之深、境之远“隔而不断”“步移景异”［6］。网师园空间虽然小，但却成功创造出深远的天地，园内利用路线的滞后性和视线的先行性，在有限的视觉范围中，通过路线与视线的交叉、阻隔来实现深远的空间意境，引起观赏者产生无穷空间的联想。

如在虚拟景观空间从东面进到“竹外一枝轩”再向西前进，视线被苍劲的古柏所吸引，走近就会进入到一个新的开阔场地——看松读画轩；从北到南，西北角的小曲平桥连接的是“殿春簃”，但在视线上却与“月到风来亭”相连。虚拟景观空间可以进行网师园的整体漫游，通过人为操控进行与现实物理世界相同的运动，使得学习者始终处于动态的视觉变化中，仿佛漫步在网师园中。

2.2.5 视角数字化 网师园空间D∕H 合适尺度适宜，彩霞池收纳对岸全尺寸景观，四周为4 幅完美画面，内容各不相同。在虚拟空间中可在不同的视角体会空间尺度变化，测量驻点与视点的距离、高度等得到D∕H，得到数字化的视觉感受体会。站在月到风来亭看向半山亭，可感受到空间的开朗，欣赏宽阔的水面，形成舒适视觉感受；可量的2 个空间之间的距离为20.8 m，半山亭高度为4.8 m，得到D∕H 为2。而乘船驻足于彩霞池湖中心看向半山亭时，就会感受到空间的压迫性；可量的空间距离为10.4 m，得到D∕H 为4（图5）。沉浸式体验理解不同D∕H 所带来的空间感受（图6、图7）［8］。

图5 月到风来亭和彩霞池视线分析

图6 月到风来亭视线效果

图7 彩霞池视线效果

虚拟景观空间的融入摆脱了传统教学的束缚，打破了空间和时间的限制，使风景园林的景观空间学习不再拘泥于枯燥的文字和二维的图片，而是在三维的虚拟空间中沉浸式体验苏州园林的造园艺术。同时教师对景观空间和植物造景的讲解也不再晦涩难懂，学生在亲身感受探索过之后可表达自己的意见和想法，再由教师讲解，使学生更好地理解和吸收更多的风景园林景观课程相关知识，达到师生与景观交互性学习的效果。

2.3 空间设计

空间的设计首先要对经典景观空间即殿春簃景观空间的设计规划、各要素处理、建造手法等有更深一步的了解。在传统教学中，学生对地形改造与利用、各种园林设计手法的运用等不能很好的利用。如在设计小场地时，学生想要构建“渔隐”般的意境空间，只知道殿春簃景观空间似乎有此意境，单看平面图没有办法切实体会其尺度上的处理手法，并且对于植物搭配所想要展现出的效果和蕴含的意义，都需要身临其境地去感知。通过漫游网师园虚拟景观空间去感受所表达的意境和造园手法的运用，感受空间尺度的比例，观赏植物配置构成的景观在四季的变化，从而总结出“渔隐”这一意境的处理手法［9］，更好地运用到自己的设计当中。

更深一步的学习可以自己设计景观空间，将所设计的空间运用上述虚拟空间建设的方法，创造自己的园林空间，漫游观赏。体会各要素间的适宜尺度，处理灰空间得当，丰富植物搭配和在四季所营造的季相变化，感知景观空间所要表达的意境。

3 小结

基于网师园VR 空间的建设和在风景园林学习教学中的运用，VR 技术的引入对风景园林教学中经典案例的赏析学习和学生们的互动性沉浸式体验等都有极其重要的意义，解决了传统教学包括传统网络授课模式中存在的物理场地的交互失真问题。VR 景观空间的建设以二维码为载体，可在网页上浏览三维空间模型，或观看讲解视频在与现实近乎1∶1 的空间模型中进行学习，还可通过软件界面调整时间等，在软件的配合下提供春夏秋冬四季，对一天中不同时间点的景色进行展示，脱离时间、角度对景观观赏的限制性，可视化、立体化、身临其境地感受园林之美。该技术的不断发展和完善，在未来会更好地服务于风景园林的教学和学科发展［10］。