虛擬現實技術在園林景觀設計中的應用分析

李雪

摘 要：隨著科學技術的不斷進步，虛擬現實技術作為一項先進技術被廣泛的應用于園林景觀設計當中，為人們對客觀世界的行為與特征的觀察提供便利，并能夠讓設計人員在多維化信息環境交互作用過程中得到啟發，從而激發其創造性思維。但是，當前在園林景觀設計中虛擬現實技術的應用仍處在一個探索時期，仍需相關人員進行積極的探索，將虛擬現實技術進行進一步完善。

關鍵詞：虛擬現實技術；園林景觀；設計；應用

1 虛擬現實技術的概念

虛擬現實（VirtualReality，簡稱VR）技術與網絡一樣是20世紀末興起的一門綜合性信息技術，包含了信息技術、圖形處理技術、計算機技術、行為學技術、傳感器技術、影像學技術等，是集各種不同技術為一體的綜合性技術體系。它的應用突破了傳統計算機與工作人員之間的界限，為了人類研究微觀、宏觀世界提供了極大便利，也為社會經濟發展做出了應有貢獻。近幾年來，國內外開始將虛擬現實技術應用到工業設計、建筑設計和城市設計領域，以虛擬城市系統方向的研究為主，并取得了一些成果在園林景觀設計、規劃和建造中發揮著重要作用。選擇虛擬現實技術中能夠滿足園林景觀設計規劃的方法對于建造科學、合理的研究平臺有著重要的意義，同時有著廣泛的推廣作用。

2 虛擬現實技術的應用特色

2.1 設計信息分析科學準確

因為VR系統具有較強的綜合性，具有強大的功能性，能夠通過程序接口導入并分析復雜系統模型，從而為設計者提供客觀、正確以及全面的理解。另外，其還能夠提供地理信息系統（GIS）、光學摹視系統以及大氣分析系統等先進系統促使創作信息更為準確、真實、有效。

2.2 設計構思動態空間化

VR技術不但能夠讓園林景觀設計師將抽象思維表現的更接近實際，而且還能夠突破以往表現方法的局限，讓園林設計師的構思得以在三維世界中充分發展。將人們的注意力從園林景觀的表面引導到園林景觀空間的塑造，通過VR技術能夠讓園林景觀空間的構思有著雕塑般的自由隨意。

2.3 景園林表現的臨場感

浸入式虛擬現實可以讓觀者仿佛置身在虛擬世界當中，可以在全角度觀察與了解園林景觀的空間塑造；也可以利用飛行模式來對整體風景園林的形態以及其和環境的關系進行了解與觀賞。在風景園林內外的實時漫游，可以讓其在較小的距離內對細節進行觀察，實地進行空間體驗，甚至能夠戴上數據手套觸摸園林景觀表面的材料，使其仿佛置身其中一般。

2.4 園林景觀體驗的交互性

采用虛擬交互接口設備，能夠達到人類自然技能對虛擬環境對象的交互考察與操作的目的，讓園林景觀設計中的空間體驗具有一定的靈活性與交互性，其所呈現出的精神也更為形象與真實。在虛擬現實中，既可以自由編輯風景園林元素，還能夠自主對觀察視點、觀看角度以及線路進行切換，而且可以根據相關數據來獲得重要節點的信息，虛擬現實給了設計師和用戶更多的自主性。

3 園林景觀中虛擬現實技術的實現方法

3.1 虛擬現實技術的選擇

經過多年的發展，虛擬現實技術的實現也派生出多種不同的方法。目前較為流行的有JAVA3D、CUTE3D、VRML等多種實現方法，它們也各有其不同的優缺點。對于大型場景的模擬，VRML較為適合，VRML（VirtualRealityModelingLanguage）是一個用于塑造和渲染的圖形描述語言。我們可以通過VRML創造出一個可參與、可進入的虛擬世界。在Internet上廣泛的應用VRML2.0的新標準用以創建虛擬三維空間，不但能夠自由創造物體，如飛船、山脈、星體、城市、建筑物等對象，而且能夠將動畫、聲音添加到虛擬空間當中，提高其真實性。

3.2 基本流程

創作者可以在3DSMAX中建立三維場景，首先，嚴格依照設計方案創作出場景內所需的不同要素模型，并且賦予其相對應的材質貼圖。然后，增加燈光，以照亮整體場景。最后，依據設置好的視高與視域，明確攝像機（Freecamera）的位置以及鏡頭類型。

4 虛擬現實技術在園林景觀設計中的應用

城市園林景觀規劃設計是一個復雜的系統工程，尤其是城市重點區域規劃，好壞直接關系到城市的整體布局和形象。利用數字動畫中虛擬現實系統的實時調整功能，進行規劃項目的輔助設計，可以更好地對城市園林景觀形態、輪廓線、空間布局等進行總體構思，減少規劃設計缺陷，提高規劃設計質量和進度。設計者按照設計構想建立虛擬的三維場景，按真實場景的體量來建造三維幾何模型，包括建筑、場地、園林小品以及道路等硬質景觀三維數字模型。接著對光照、陰影以及材質等場景環境內容進行布置，將園林景觀設計的虛擬場景表現出來，將山水、植物等配景與人、自然以及環境間的和諧關系凸現出來。

考慮到園林景觀設計的特點，園林設計中的硬質景觀形式多樣、造型各異，其三維模型的紋理貼圖的要求也各不相同，而且可以綜合色彩壓縮、色彩合并和柔化等技術，以達到預期效果。園林景觀設計中的虛擬現實場景，往往是將環境與植物間的關系體現出來。針對園林中大量的樹木，可以將樹圖片采用鏤空貼圖的方式，并且將樹圖片尺寸設置為2的冪次，來提高顯示精度。在動畫制作方面，系統采用多視窗交互方式，并設置路徑各關鍵點的參數，完成較為復雜的相機動畫及場景切換效果。

伴隨著城市化進程的不斷推進，城市園林景觀設計行業必將會與地理信息、規劃、建筑以及生態等行業關系更為密切，因此在“大園林”、“大景觀”的背景下，虛擬現實技術的應用將顯得極為重要。

參考文獻

[1] 倪一平.園林設計中虛擬現實技術的合理運用分析[J].城市建筑， 2015（35）.

[2] 曾峻峰，邱翠菊.虛擬現實技術在園林設計方面的應用[J].中國園林，2004，20（5）.

[3] 李國松.虛擬現實（VR）技術在風景園林規劃與設計中的應用研究[D].中南林業科技大學，2007.

[4] 唐洪濱.分析虛擬現實技術在風景園林設計中的應用[J].吉林農業，2013（04）.