移動虛擬現(xiàn)實設備用于植物景觀改造設計表達

湯興宇

隨著社會經(jīng)濟以及城市化進程的快速發(fā)展，其在很大程度上促進了我們國家對于生態(tài)環(huán)境的升級與改造，其中植物景觀作為城市重要的生態(tài)系統(tǒng)鏈組成部分，其質量以及可持續(xù)性將會直接影響到城市的建設與發(fā)展。但是在傳統(tǒng)的植物景觀設計過程中，由于受到選擇植物類型不當、區(qū)域設計不合理等諸多因素的制約，使得其植物景觀在建成投入使用的過程中面臨很多現(xiàn)實問題，因此也就對其植物景觀的功能發(fā)揮造成影響。但是在社會科學技術的推動下，虛擬現(xiàn)實技術已經(jīng)逐步成為各個領域創(chuàng)新發(fā)展的重要支持，因此本文在對該技術進行詳盡分析的基礎上，將其與植物景觀改造設計相聯(lián)系，從而促進植物景觀的功能持續(xù)性。

近些年來，隨著社會科學技術的飛速發(fā)展，其在很大程度上促進了很多行業(yè)領域的協(xié)同發(fā)展，其中最為重要的技術之一就是對虛擬現(xiàn)實技術的研究與應用。虛擬現(xiàn)實技術作為一種可視化的新型技術，能夠實現(xiàn)對未知事物的有效呈現(xiàn)，從而在很大程度上提升工作者對于其產(chǎn)品的感受性，從而更好的對其進行升級改造。但是事物發(fā)展必有其兩面性，雖然虛擬現(xiàn)實技術能夠有效實現(xiàn)產(chǎn)品的可視化研究，但是該技術的科技含量比較高，因此在對其進行實際應用的過程中自然需要投入大量的資源。與此同時，在社會經(jīng)濟的推動下，很多行業(yè)產(chǎn)品的設計與實現(xiàn)離不開對手機、平板電腦等的應用，而虛擬現(xiàn)實技術能夠與這些產(chǎn)品有著良好的融合效果，因此就可以使得虛擬現(xiàn)實技術的應用媒介問題得到有效解決。因此，為了避免植物景觀改造過程中出現(xiàn)了各類現(xiàn)實問題，就需要將可視化的虛擬現(xiàn)實技術更好的應用在其中，通過對植物群落的空間構成、植物生長的習性特點、植物群落間復合層次的豐富等進行合理分析，從而最終有效指導植物景觀改造設計的可持續(xù)性發(fā)展。

一、虛擬現(xiàn)實技術概述

（一）虛擬現(xiàn)實技術

虛擬現(xiàn)實技術，簡稱為VR，其最早的研究者是美國VPL公司創(chuàng)始人拉尼爾。虛擬現(xiàn)實技術的研究與應用，主要是依托于計算機設備以及相關的移動終端設備，并且是由內部系列計算機編程技術來實現(xiàn)對相關事物的虛擬呈現(xiàn);該技術能夠將其產(chǎn)品通過系列編程來進行可視化的呈現(xiàn)，并且還能夠參考相關的數(shù)據(jù)下對其產(chǎn)品進行一定的具體操作，從而幫助操作者和體驗者更加直觀明了的對產(chǎn)品進行感受。由于虛擬現(xiàn)實技術的結構組成，要想實現(xiàn)對該技術的實際應用，就需要設計者不僅要掌握所屬產(chǎn)品領域的專業(yè)知識，同時也要對計算機編程等有較好的了解與掌握。因此，虛擬現(xiàn)實技術的產(chǎn)生與創(chuàng)新應用不僅能夠為相關產(chǎn)品的融合發(fā)展提供新思路、新視角，而且這些融合發(fā)展背景下的虛擬現(xiàn)實技術又能夠實現(xiàn)對其VR技術的反哺，最終達到虛擬現(xiàn)實技術與行業(yè)領域發(fā)展的共生。

（二）虛擬現(xiàn)實技術的應用環(huán)境

虛擬現(xiàn)實技術的結構組成以及功能性就決定了該技術在實際應用的過程中需要具備一定的環(huán)境，一般而言，往往需要外界環(huán)境能夠具備以下三種條件，具體分析如下所示：

1.實物虛化

所謂的實物虛化，就是需要通過利用建模、空間跟蹤、視覺定位等技術的支持下，實現(xiàn)對現(xiàn)實世界中相關物體的映射，從而使得這些組成部分在虛擬現(xiàn)實技術的應用中對相關景觀的改造設計進行參考性輔助。同時，與其他的一些建模相比較而言，虛擬現(xiàn)實技術中的實物虛化則更多是一種開放的、虛擬與現(xiàn)實結合的動態(tài)世界，因此其難度、復雜度也相應比較高。

2.虛物實化

虛物實化，其通俗來講，即利用相關的技術支持來利用虛擬構造的環(huán)境給用戶提供一個相對真實的體驗，為了有效提升用戶的感知程度，這類體驗往往涉及到視覺、聽覺、觸覺等多方面的感官刺激。與此同時，通過利用數(shù)據(jù)手套、3D眼睛等外部的硬件設備來增加用戶的控制感，從而在很大程度上削弱計算機設備本身給用戶帶來的枯燥感和疲勞感。

3.高性能計算處理技術

與其他的社會科學技術相比較而言，虛擬現(xiàn)實技術更多注重其實時交互性，因為在虛擬現(xiàn)實技術中需要將虛擬的基礎環(huán)境與用戶體驗之間建立有效的聯(lián)接反應，從而有效的促進用戶的感知體驗值。為了實現(xiàn)虛擬基礎環(huán)境與用戶感知之間的粘合度，往往就需要實現(xiàn)良好的實時交互性，對于計算機編程等相關技術來講，就需要計算機提高其數(shù)據(jù)處理方式以及相應的處理速度。與此同時，在虛擬現(xiàn)實技術中，為了更好實現(xiàn)實時交互，不僅需要高性能計算處理技術，同時還離不開立體頭盔、3D眼睛、數(shù)據(jù)手套等多重媒介設備的支持，從而給用戶提供涉及視覺、聽覺、觸覺等多方面的感覺，最終讓用戶更好的體驗其虛擬環(huán)境中的產(chǎn)品。

二、植物景觀改造設計

（一）植物景觀設計改造的意義

隨著城市化進程以及綠色環(huán)保設施的建設，使得城市綠地建設以及升級改造工作愈發(fā)的重要;與此同時隨著人們環(huán)保意識、價值觀念的不斷改善，也就進一步對當前的很多城市綠地建設質量以及可持續(xù)性發(fā)展等有了更高的期待與要求;并且在城市綠地、植物景觀在投入使用的過程中，由于受到外界環(huán)境、地質條件等多方面的影響，其自身的功能性發(fā)揮也就日趨下降;面對以上因素，就不得不對當前的植物景觀進行一定的改造升級，從而實現(xiàn)城市綠地空間的生態(tài)環(huán)保性、可持續(xù)發(fā)展性以及科學合理性。

（二）植物景觀改造設計原則

1.生態(tài)性

城市綠地建設中的植物景觀，其必然是城市生態(tài)系統(tǒng)鏈中的重要組成部分，因此從生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性方面來講，如果植物景觀在改造設計的過程中遭到較大程度的破壞，其必然就會直接影響到城市的生態(tài)系統(tǒng)平衡，因此在對其進行改造設計的過程中要注重其生態(tài)性。要綜合考慮每一種植物的生長形態(tài)、生活習性以及人居環(huán)境等，力求做到因地制宜、適地植樹等。

2.功能性

植物景觀的興建，其最基本也是最為重要的功能就是能夠為人們的生活提供諸多觀賞性、娛樂性，因此不管如何對其植物景觀進行改造設計，其功能性的正常發(fā)揮則是不能被破壞的。因此，在對其進行改造設計的過程中，要充分研究和整合該園林中的綠地空間與人們所需之間的互動關系，從而最終能夠有效指導植物景觀改造設計的具體方式方法。

3.景觀藝術性

如前文所述，植物景觀的主要功能是為城市生活的個體提供重要的欣賞、娛樂價值，并且要能夠很好的維持生態(tài)系統(tǒng)的平衡。因此在對其進行改造設計的過程中自然要注重其藝術價值，要充分發(fā)揮其植物的顏色、氣味以及姿態(tài)等多方面的觀賞性，最終形成豐富多彩的植物景觀。

4.可持續(xù)性

為了有效提升其植物景觀改造的經(jīng)濟性以及降低成本的過度投入，就需要在植物景觀改造設計的時候考慮其可持續(xù)性，只有在植物景觀獲得可持續(xù)發(fā)展的前提下，才能夠更好的服務于生態(tài)系統(tǒng)、為人們提供更多的藝術價值與觀賞性。所以在植物改造時可以將速生、中生、慢生等多個種類的植物在科學合理的選擇之后進行種植，從而保證其植物群落的持久性與生態(tài)性。

三、基于虛擬現(xiàn)實技術的植物景觀設計多角度表達

（一）虛擬現(xiàn)實技術支持環(huán)境

1.硬件設備：在虛擬現(xiàn)實技術的實際應用過程中，首先就需要硬件設備來實現(xiàn)對現(xiàn)場情況的收集與處理，并且隨后利用系列設備進行產(chǎn)品的呈現(xiàn);一般情況下，所涉及到的硬件基礎為計算機系統(tǒng)、移動智能終端設備等。

2.軟件構成：軟件系統(tǒng)即指對植物景觀中的組成部分進行一定的建模處理，并且能夠根據(jù)實際情況實現(xiàn)對其的修正，在本文中所涉及到的軟件開發(fā)包括unity的C#系統(tǒng)的編程。

（二）軟件功能

1.室外植物景觀改造設計模塊

在該類植物景觀改造設計中的功能主要有以下幾方面：

拍照功能：即通過該功能將植物景觀中的組成部分以圖片的形式呈現(xiàn)出來，并且與其他植物群落、環(huán)境等一同被導入相關設備當中。

素材調用：在該軟件中可以通過選中素材這項功能來對植被種類、根系類型等進行選擇和使用;與此同時借助于旋轉、放大縮小等實現(xiàn)對素材之間的優(yōu)化調整。

橡皮擦功能：該功能能夠很好的實現(xiàn)對植物周邊的環(huán)境進行復制等，并且對于想要刪除的植被區(qū)域進行有效的覆蓋。

設置群落平面圖網(wǎng)格：通過對被改造群落長、寬數(shù)值設置來設定其平面面積，數(shù)值范圍（10m×10m）～（50m×50m）。通過此功能用以查看效果圖中所配置植物在平面圖中的位置是否合理，避免空間結構上植物的擁擠、雜亂與稀疏等分布問題，同時平面圖還能夠指導設計方案的實施

植物素材的年齡、季相變化：植物素材初始默認為0年時的狀態(tài)，點擊樹齡按鈕選擇不同的樹齡年限，即可顯示其所選時間點的狀態(tài)。

方案展示：系統(tǒng)設置了對設計方案進行多視角展示功能，從植物群落整體以及多角度審視方案的合理性與可持續(xù)性

環(huán)境對比展示：將改造設計方案與周邊植物群落環(huán)境進行協(xié)調與統(tǒng)一的對比，審視其改造設計方案的觀賞性與綠地空間功能性是否合理。

2.室內植物景觀設計

在對室內的植物景觀進行改造設計的過程中，所使用的軟件系統(tǒng)以及硬件設備等與室外植物景觀設計是一樣的;但是與室外植物景觀設計所不同的是，在軟件中會設有專門用于室內的盆栽素材供其選擇與使用，并且在其環(huán)境的設計與改造中均會有相對應的優(yōu)化分析處理。

（三）基于虛擬現(xiàn)實技術的植物景觀改造設計多視角表達

在借助于虛擬現(xiàn)實平臺進行的植物景觀改造設計方案表達中，首先能夠觀察到的是植物生長變化的狀態(tài)，通過抓取多個植物生長過程中的時間點和觀察四季更替中植物的生長變化，用以審視植物生長過程中的形態(tài)變化、群落變化以及綠地空間所提供的功能，實現(xiàn)植物景觀最終方案的美觀與生態(tài)性。同時，還可以看到植物景觀可持續(xù)性改造設計方案中植物群落整體生態(tài)效果，從時間和空間等多個角度綜合評價分析。

四、結語

將VR技術（虛擬現(xiàn)實技術）運用在園林植物景觀可持續(xù)性改造設計中是一次嘗試，也是園林景觀設計方案表達方式的創(chuàng)新應用，它不僅能多角度實時展示實際景觀場景，更重要的是它可以虛擬未來整體群落的生長和生態(tài)變化，有利于優(yōu)化方案設計，使設計方案更具有科學性，更有利于實現(xiàn)植物景觀改造設計的可持續(xù)性。（作者單位：長沙職業(yè)技術學院）