淺談建筑動畫虛擬技術應用于風景園林

王星博 崔宇

1 建筑動畫虛擬技術相關概述

（1）建筑動畫的概念和發(fā)展：建筑動畫是利用計算機進行三維圖形創(chuàng)造出的動畫影片，建筑動畫從二十世紀后半葉發(fā)展至今，一開始的效果動態(tài)圖過渡到現在的虛擬現實技術，建筑漫游的制作水平有了質的飛躍。虛擬現實技術又稱作VR，動畫虛擬技術在設計時涉及到圖形學，圖像學，鏡頭，燈光，立體技術等，在加上不停更新的影視及動畫技術的表現手法，為建筑動畫提供了更豐富更有層次的表現效果。

（2）建筑動畫虛擬現實技術的現實意義：建筑動畫虛擬現實技術在視覺上，能讓設計師更充分的表達建筑思想，還降低了普通民眾欣賞建筑設計效果的門檻，是提升房產銷售的服務手段。建筑動畫虛擬技術的應用廣泛，例如古建筑保護修復領域的應用；城市規(guī)劃領域的應用；房地產開發(fā)領域的應用；室內裝領域的應用，以及本文將著重論述的園林景觀的應用等。隨著科技進步與影視表現的演變，建筑動畫虛擬現實技術也會應時而變，有更廣泛更親民的發(fā)展趨勢。

2 建筑動畫虛擬設計技術分析與風景園林實際應用

（1）建筑動畫虛擬設計技術原理：建筑動畫設計是根據動畫需要，利用三維動畫建模軟件構件虛擬地理環(huán)境、實體建模，以及符合情景的相應的運動制作、貼圖、烘焙和渲染處理。目前較常用的三維動畫建模軟件有3Ds Max等。風景園林在建筑動畫內容上，因為風景園林一般為露天空間，地理環(huán)境靈活，實體建模的內容包括建筑、水池、植被、光線、樹木、假山、花鳥、行人等眾多元素。當現實操作命令設計完成的建筑動畫虛擬，最終相應虛擬動畫效果輸出。

（2）風景園林建筑動圖虛擬的技術關鍵點：動畫虛擬技術在園林領域運用的難點在于對景觀園林及小品的表現，完全利用三維建模實現建筑虛擬動畫是比較困難的，一般采用貼圖的方法來彌補。一份表現植被的二維照片，還需要利用三維動畫建模軟件進行編輯處理，讓貼圖與視線一直保持垂直。動畫虛擬技術在園林領域運用的關鍵步驟，通過貼圖簡化建模，拍攝的照片盡量為視線夾角靠近直角的，照片內容要有豐富細節(jié)和質感。景觀園林中的植被樹木是主要內容，草坪就可用貼圖的方式處理，其中可點綴三維建模的立體樹木，提高視覺效果。烘焙是園林景觀建筑動畫虛擬技術非常關鍵的步驟，是三維建模融入虛擬場景的連接環(huán)節(jié)。在VR制作的關鍵，包括導出模型到VRP編輯；碰撞檢測，當運動式動畫的路徑觸碰到類似綠籬或者墻的硬物，可設置畫面的顛簸感；樹木的VR制作；圖像背景及音樂背景的編輯，圖像背景是指在主體景觀中增加進遠景照片，完善園林景觀系統(tǒng)性，增加太陽光暈和聲音背景可提高真實感。園林景觀建筑動畫虛擬技術的問題分析，貼圖樹木的烘焙是VR制作中最容易出現問題的，樹木圖形只顯示一面，明暗變化有出入。

（3）建筑動畫虛擬設計應用于園林景觀的模式：在建筑動畫虛擬設計中主要分為行為互動式動畫，和特定行為動畫。特定式動畫是指觀看的視角和場景，是被設計者按照一定規(guī)律固定設置的，例如要觀看景觀園林的內置環(huán)境，從園林入口到灌木林帶路徑、蓄水池及公共座椅、園藝花藝區(qū)、丘地鵝卵石路徑等都事先設定固定的一段動作和路線，如同觀看電影。行為互動式動畫，是有人為操作的命令來控制動畫效果內容的，是一種自由移動的視角，觀者能通過點擊鼠標選擇例如前后左右的運動方向，以及俯視、仰視、旋轉等視點。這種行為互動式動畫因為大量自由運動的存在，能增加虛擬現實的真實感，但也容易出現一些碰撞反應，這種情況又會破壞體驗者的沉浸感。

（4）建筑動畫虛擬技術再現皇家園林圓明園案例：歷史上“萬園之園”的圓明園飽含江南遺風，貫通中西建筑的精妙之處。圓明園經過毀難后只剩破敗殘壁，是國人心中永遠的痛，從2009年開始，有建筑學者團隊運用動畫虛擬技術，正在數字修復皇家園林圓明園的盛況，能讓人身臨其境的感受”九州清晏“”西洋樓“”方壺勝境“等。據團隊學者介紹，圓明園建筑動畫虛擬修復項目建立的數字模型，要與史料記載的建筑實際數據核實，例如山水形態(tài)，植物種類，牌匾內容，柱子的顏色，欄桿的比例，榫卯結構等。所有建筑都從內部結構做起，梁柱，門窗，瓦件等都是三維建模，依據時代特點自然變化。為了推廣圓明園的虛擬修復效果，設計者引進移動設備導覽，建筑動畫虛擬展示終端還設置背景音樂和配文。游客可以在園林景區(qū)實地游覽，也可以在家虛擬觀看漫游，選擇風景園林建筑動畫虛擬的動畫模式，能從不同視角和時代背景選擇觀看。技術團隊還在進一步研究”混合實感“以及”感映現實“的開發(fā)，提升虛擬場景的真實感。這種利用建筑動畫虛擬技術呈現的圓明園，使得人們能越過時間和空間的限制，從各個角度欣賞皇家園林圓明園的完整面貌和昔日風采。

結語

園林景觀結合建筑動畫虛擬現實技術給觀者以動態(tài)視角體驗，相讓觀者通過視覺、聽覺，甚至嗅覺和觸覺來感受園林景觀，比于傳統(tǒng)的效果圖有更為全面、準確和直觀的優(yōu)勢。虛擬現實技術融入設計，是包括園林景觀設計在內的所有建筑設計的重要方法和形式，不僅是建筑設計師表達建筑設計思考的方法，也可以完成所有人對園林景觀的設想。建筑動畫虛擬現實技術這項充滿無限可能的新興技術，需要后來人不斷的研究分析。

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[4]吳宣光,蘇云,曾峻峰.虛擬園林場景制作初探[J].科技資訊,2006,（29）.