虛擬現實技術在園林景觀設計中的應用

摘要：虛擬現實技術應用于園林景觀設計中，為我們觀察客觀世界的特征與行為提供了有力支持，也使設計者在與多維化信息環境的交互作用中得到啟發，加深感性與理性的認識，從而產生新的創意。通過與多維化信息環境發生交互作用，增強園林景觀創作手段，在定性定量的綜合集成環境中，得到感性和理性的認識，從而深化概念，并拓展創意途徑。雖然虛擬現實技術目前在園林景觀設計中的應用僅出于探索時期，但隨著技術的成熟，其對園林景觀設計影響必將更大。

關鍵詞：虛擬現實技術；景觀園林；應用

在人類社會發展的過程中，我們經常把某一時期的發展用當時最典型的工具或最先進的生產力代表來命名，如“新石器時代”、“青銅器時代”、“機器大工業時代”等等。而如今代表人類社會最先進生產力的，應屬以計算機技術為核心的信息技術。當前社會與技術的發展中，電子計算機技術和數字化媒體的興起與普及已經成為這個時代的重要方面和主導特色，計算機技術改變了我們對未來生活的期望，給人類社會的方方面面施加了不可忽視的影響，同時為新的生活方式注入了強大的生命力。在過去的幾十年里，計算機與數字技術的發展不僅影響了建筑、繪畫、視覺傳達等藝術門類，同時也給當代的園林景觀設計帶來了一系列沖擊，現有的園林景觀設計是有許多局限性的，如：過于追求形式，裝飾化的風景園林設計比比皆是；而在景觀設計表現上，無論是一維文字符號、二維的圖形圖像，還是三維的模型沙盤、效果圖和動畫制作，都是一種靜態媒介形式，不能去動態的演示園林景觀本身固有的變化；同時由于景觀設計的專業拓展空間越來越大，城鄉與區域景觀及生態規劃、自然與文化保護地規劃設計、旅游規劃將成為設計的重點，而原有的過于定性設計必將要向定量設計進行轉變。因此，我們必須通過借鑒其他學科如建筑設計、城市規劃設計等研究成果，拓展原有的景觀園林設計思維方法，使景觀園林學科繼續發展。

1虛擬現實技術概念的提出

早在上個世紀末，威廉·米歇爾的“比特之城”和尼葛洛龐帝的數字化生存就為我們勾勒出了一幅數字化背景下未來城市和生活的樂觀圖景。而邁克爾·海姆提出的“虛擬現實的形而上學”則以哲學思辯對數字化技術與虛擬現實的本質進行了深層研究。虛擬現實技術和網絡一樣是20世紀末才興起的一門綜合性信息技術。它集成了計算機圖形學、多媒體、人工智能、多傳感器、網絡、并行處理等技術的最新發展成果，虛擬現實技術實時的三維空間表現能力和人機交互的操作環境以及給人帶來的“身臨其境”的感覺，改變了過去人與計算機之間枯燥、生硬和被動的狀況，為人類探索和研究宏觀世界與微觀世界提供了極大的便利。近幾年來，國內外開始將虛擬現實技術應用到了工業設計、建筑設計和城市設計等領域，以虛擬城市系統方向的研究為主，并取得了一些成果，但在園林景觀設計中虛擬現實技術應用較少，還處于起步和探索階段。

2虛擬現實技術作為研究工具

社會的發展變化對園林景觀師來說應該是最敏感的事物之一，科技的發展使得設計師的創造力享有新的自由，園林景觀學也面臨新的突破。虛擬現實技術作為科技發展的產物正在不斷為我們創建和體驗虛擬世界提供有力的支持。它對園林景觀設計對象—園林空間的描述是實時的、交互的、動態的、主動的，而完全不同于以往的設計方式：

（1）園林景觀設計師可以在任意時間和設計的任意階段“走進”園林，從任意角度、以任意視角，通過漫游來觀察和體驗自己的設計作品，身臨其境地感受空間、尺度、材料、質感甚至聲音……，這遠比坐在屏幕前通過觀看二維的設計圖來發現設計中的問題和錯誤要容易得多。（2）園林景觀設計師可以實時地對設計要素進行修改和完善，較好地保證了設計思維的連續性；（3）園林漫游使得園林景觀設計師的設計體驗不再是簡單的線性片斷，而是將其整合為多感知的、生動的、有機的整體，從而使設計體驗更加真實；（4）沉浸在更加真實的設計體驗中，園林景觀設計師的思維、創造力和靈感將被極大地激發。因此，虛擬現實技術是可以應用到景觀園林設計中去的，而且必將引發一種新的園林景觀設計思維方式。

3虛擬現實技術在風景園林設計中的應用特色

3.1設計過程中的互動和交流

（1）設計構思動態空間化。VR技術除了能使風景園林師抽象思維的表現更接近實際，其更重要的潛質在于它可以突破由于表現方法的限制而形成的某些習慣性的設計戒律，從而真正地使風景園林師在技術上有可能表現詩意的造型追求。現代風景園林的革命將人們的注意力從風景園林的表面引導到風景園林空間，空間風景園林模型的作用變得越來越重要。VR技術可使風景園林師擺脫二維表現的束縛和抽象思維的不確定性，使其構思得以在實時生成的三維世界中充分發展。使創造的風景園林空間的構思能有雕塑般的自由隨意。（2）輔助設計貫徹全程。VR系統在風景園林設計的應用可貫穿整個過程，從開始階段的可行性研究、基地條件分析，到概念設計、發展階段的空間形體組合、風景園林細部推敲、與環境的融合……直到施工階段的技術模擬，VR系統均能發揮其作用。

3.2表現過程中的真實和創新

（1）景園林表現的臨場感。浸入式虛擬現實令觀者感到猶如身處虛擬世界之中，通過飛行模式鳥瞰風景園林體形并觀察風景園林與環境的關系；通過全比例正常視角對風景園林空間進行觀察理解。在風景園林內外的實時漫游，能夠幫助近距離觀察細節，實地體會空間，甚至可以戴上數據手套去觸摸風景園林表面的材料，讓觀者獲得身臨其境的真實感覺。（2）風景園林體驗的交互性。虛擬現實技術通過使用虛擬交互接口設備實現人類自然技能對虛擬環境對象的交互考察與操作，使得風景園林設計中的空間體驗更具交互性，靈活性場所精神得到盡可能地表現，真實性也大大加強了。在虛擬現實中，可以自行決定觀看的路線、觀看的角度、觀察的視點、停留的時間；對風景園林元素進行編輯；在重要節點，能夠根據需要鏈接相關數據，獲取更多信息。虛擬現實給了設計師和用戶更多的自主性。（3）感知活動的創造性。虛擬現實技術的根本目的是：不僅能夠在多維信息空間仿真建模，強調三維圖形的立體現示，而且能夠幫助人們獲取知識和形成新的概念。虛擬現實系統具有功能強大的接口，支持多種感知程序和硬件。在虛擬風景園林空間的動態觀察和多媒體多種形式感知，不斷造成人體的感官反饋，激發設計者在頭腦中產生新的構想。這正是設計者通過虛擬現實系統進行創意生成的至關重要之處。虛擬現實技術是人類認識和改造客觀世界的高級工具，是人類創意思維的輔助。虛擬現實提供的沉浸式的境界能使人產生如同身處世界一樣的感覺。它完全有可能在不久的將來把圖形界面淘汰掉，就像圖形界面把單詞的字符界面推下計算機界面的歷史舞臺一樣。這樣園林景觀設計師就不會再處于嚴格的數理推斷和創意思維之間的兩難境地。利用虛擬現實系統的多維信息空間，風景景觀設計者可以進一步解放思想、拓展思路、開辟前所未有的創意新途徑。

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