基于虛擬現(xiàn)實技術的園林景觀設計研究

摘" " 要：數(shù)字時代的來臨必然會給園林景觀設計帶來革命性的變化。虛擬現(xiàn)實技術作為一種新興的計算機輔助手段，在園林景觀設計領域中應用的優(yōu)點主要體現(xiàn)在輔助設計和概念表達兩個方面。在進行概念設計時，利用虛擬現(xiàn)實技術可以實現(xiàn)人與場景之間的深度互動，這有助于更全面地理解設計師的設計意圖和核心理念。從虛擬現(xiàn)實技術的構成、分類和設計流程出發(fā)，論述了虛擬現(xiàn)實技術應用于園林景觀設計的重要意義和具體方法，希望能夠對園林景觀設計起到一定的借鑒作用。

關鍵詞：虛擬現(xiàn)實技術；園林景觀設計；概念設計；主體構思

中圖分類號：TU986" " " " " " " " " 文獻標識碼：A" " " " " " " 文章編號：1005-7897（2025）03-0049-03

0" 引言

在科學技術快速發(fā)展的今天，虛擬現(xiàn)實技術憑借其特有的沉浸式體驗和高交互性正在逐步向各行業(yè)領域滲透，園林景觀設計也不例外。傳統(tǒng)園林景觀設計通常依靠平面圖紙與物理模型相結合，很難完整地表現(xiàn)出設計空間感與整體效果。隨著虛擬現(xiàn)實技術的應用，設計師得到了前所未有的設計工具和平臺，這使得其設計流程變得更為直觀、高效且富有創(chuàng)意。本文先概述了虛擬現(xiàn)實技術，再詳細分析了園林景觀設計應用虛擬現(xiàn)實技術的意義，最后圍繞虛擬現(xiàn)實技術在園林景觀設計各流程中的具體應用展開論述，主要包括初期概念設計、中期主體構思和后期設計優(yōu)化，以期對推動園林景觀設計數(shù)字化進程有所幫助[1]。

1" 虛擬現(xiàn)實技術概述

1.1" 虛擬現(xiàn)實技術的構成及分類

對虛擬現(xiàn)實技術的構成和分類進行深入探討，是為了更好地理解其工作原理和應用領域。

在技術構成上，虛擬現(xiàn)實技術包括硬件、軟件與內容3個核心要素。硬件主要由高性能計算機、頭戴式顯示器、位置追蹤器和數(shù)據(jù)手套組成，這些設備共同搭建起能與用戶實時互動的虛擬環(huán)境。軟件部分負責虛擬環(huán)境生成、渲染以及對用戶交互做出反應，主要涉及三維圖形引擎、物理引擎和聲音處理等關鍵技術。內容是虛擬現(xiàn)實技術之魂，涉及虛擬場景設計、建模、動畫及音效各方面，給用戶帶來豐富多樣的虛擬感受。

從分類上看，虛擬現(xiàn)實技術按不同標準與需要可劃分為許多類型。按沉浸程度分，有完全沉浸、半沉浸、非沉浸3種。全沉浸式虛擬現(xiàn)實利用頭戴式顯示器和其他裝置讓用戶全身心地投入虛擬世界之中，達到高度真實的感受；半沉浸式是通過某些設備或用戶界面來實現(xiàn)虛擬與現(xiàn)實世界的融合；非沉浸式的交互更多地依賴于傳統(tǒng)計算機的用戶界面。

1.2" 虛擬現(xiàn)實技術的設計流程

虛擬現(xiàn)實技術的開發(fā)流程是一個嚴格和系統(tǒng)化的流程，包括需求分析、概念設計、模型構建和實現(xiàn)、測試和優(yōu)化以及發(fā)布和維護等多個關鍵步驟。需求分析作為設計流程中的出發(fā)點，需要設計師洞察用戶真實需求，厘清虛擬現(xiàn)實技術應用場景及功能需求。設計師與用戶及有關利益方進行充分交流，才能保證設計方案符合實際需要，取得預期效果。在虛擬現(xiàn)實技術設計中，概念設計是一個至關重要的環(huán)節(jié)。這一階段設計師需依據(jù)需求分析結果提出創(chuàng)新、可行的設計方案。其中包括決定虛擬環(huán)境總體風格、布局及交互方式，從而建立滿足用戶預期的虛擬世界。在模型構建和實現(xiàn)的過程中，概念設計被轉化為具體的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)。設計師需使用專業(yè)建模軟件及工具在虛擬環(huán)境中按照設計方案建立三維模型并加入相關材料、紋理及光影效果，還要在虛擬環(huán)境下實現(xiàn)交互功能，讓用戶與虛擬世界實時交互。建模實現(xiàn)完成之后，測試和優(yōu)化是保證虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)質量以及用戶體驗的一個重要環(huán)節(jié)。設計師要對該系統(tǒng)進行綜合測試，主要包括功能測試、性能測試以及用戶體驗測試，從而發(fā)現(xiàn)和解決可能存在的問題與缺陷。設計師可根據(jù)測試結果有針對性地對該系統(tǒng)進行優(yōu)化與完善，增強其穩(wěn)定性與用戶體驗。在虛擬現(xiàn)實技術的設計流程中，發(fā)布和維護處于收尾階段。這一階段設計師需把經過優(yōu)化的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)分發(fā)至對應的平臺或者設備中以方便用戶進行操作。同時，需要不斷地維護與更新系統(tǒng)以保證其能滿足用戶需求與技術發(fā)展變化的要求。

2" 園林景觀設計應用虛擬現(xiàn)實技術的意義

2.1" 虛擬現(xiàn)實技術使景觀設計意圖直觀呈現(xiàn)

將虛擬現(xiàn)實技術運用于園林景觀設計，給設計師直觀地展示自己設計意圖帶來了新的途徑。傳統(tǒng)園林景觀設計通常依靠平面圖紙與二維效果圖，很難將設計方案立體效果與空間感綜合表現(xiàn)出來。但在虛擬現(xiàn)實技術的幫助下，設計者能夠構造三維虛擬園林場景并且通過頭戴式顯示器和其他裝置讓使用者身臨其境地感受虛擬環(huán)境，由此直觀感受到設計方案總體布局、景觀元素造型與色彩搭配、空間層次感與流動性等，如圖1所示。這一直觀呈現(xiàn)方式既有利于設計師更加精準地掌握設計方案中的細節(jié)及效果，也為業(yè)主、施工人員等利益相關者搭建了共同的溝通平臺。借助虛擬現(xiàn)實技術，各方人員能夠在虛擬環(huán)境中自由漫游和體驗，從而能夠提出寶貴的意見和建議，確保在設計初期就能夠充分考慮和滿足各方的需求和期望。這樣既可降低后期改造調整工作量，又可提高設計方案可行性與認可度[2]。虛擬現(xiàn)實技術也有助于設計師對方案的比選與優(yōu)選，設計師通過構造若干個虛擬場景來比較各種設計方案的結果及區(qū)別，以選出最佳方案。虛擬現(xiàn)實技術也能模擬出不同時期、不同季節(jié)、不同天氣情況下園林景觀的效果，為設計師提供更多設計參考。

2.2" 虛擬現(xiàn)實技術輔助激發(fā)設計師創(chuàng)作靈感

將虛擬現(xiàn)實技術運用于園林景觀設計，不僅是為了直觀地展現(xiàn)設計意圖，也是為了幫助啟發(fā)設計師創(chuàng)作靈感。傳統(tǒng)設計過程中設計師通常局限于二維圖紙與有限想象空間內，很難將自己的想法完整地表現(xiàn)出來并付諸實踐。而虛擬現(xiàn)實技術則通過建立三維虛擬環(huán)境給設計師帶來沉浸式創(chuàng)作平臺。在此平臺中，設計師可自由探索，嘗試并修改設計方案以激發(fā)更多的靈感。虛擬現(xiàn)實技術可以模擬逼真的園林場景以及光影效果，讓設計師可以更直觀地感受設計方案的實際效果。這樣的沉浸式體驗能夠幫助設計師更深入地理解景觀元素間的聯(lián)系，識別潛在的設計問題，并尋找創(chuàng)新的解決方案，如圖2所示。

虛擬現(xiàn)實技術還具有交互性、實時反饋等特性。設計師可通過虛擬現(xiàn)實設備實時運行并修改虛擬環(huán)境，即時查看設計變化的影響。這一即時反饋機制使得設計師可以更快速地對設計方案開展調整與優(yōu)化，從而避免傳統(tǒng)設計中需要重復修改、等待渲染等煩瑣步驟。虛擬現(xiàn)實技術也能夠結合大數(shù)據(jù)和人工智能等先進技術給設計師帶來更多智能化設計輔助。通過對用戶行為及喜好進行分析，虛擬現(xiàn)實技術能夠提出具有針對性的設計建議，以幫助設計師更好地掌握市場需求及用戶心理。

2.3" 園林景觀設計應用虛擬現(xiàn)實技術是必然趨勢

虛擬現(xiàn)實技術在園林景觀設計中的運用，既是現(xiàn)階段技術發(fā)展的必然趨勢，又是行業(yè)進步和革新的內在需求。在信息技術快速發(fā)展的今天，虛擬現(xiàn)實技術憑借自身特有的優(yōu)勢正在逐步深入園林景觀設計領域中的每一個環(huán)節(jié)。虛擬現(xiàn)實技術在園林景觀設計中的運用，可以大幅提高園林景觀設計效率與質量。虛擬現(xiàn)實技術通過創(chuàng)建一個三維的虛擬場景，為設計師提供了一個直觀的方式來設計和調整其方案，這極大地縮短了設計的時間并提高了設計的準確性。虛擬現(xiàn)實技術有利于促進園林景觀設計產業(yè)數(shù)字化轉型。數(shù)字化時代下，各行業(yè)均積極尋求數(shù)字化轉型之路，園林景觀設計行業(yè)亦然。通過虛擬現(xiàn)實技術的運用，可實現(xiàn)設計數(shù)據(jù)數(shù)字化管理、設計過程自動化處理和設計成果數(shù)字化展示等功能，以促進產業(yè)數(shù)字化轉型進程。

3" 虛擬現(xiàn)實技術在園林景觀設計中的具體應用

3.1" 初期的概念設計

在園林景觀設計初期，虛擬現(xiàn)實技術的引入給概念設計帶來了翻天覆地的改變。傳統(tǒng)的概念設計更多是靠設計師的構思與手繪草圖來完成，這類方法雖能表現(xiàn)設計師的構思，卻很難完全表現(xiàn)出設計的空間感與整體效果。但虛擬現(xiàn)實技術的引入使設計師可以借助三維建模軟件來展開初步設計。設計師可通過虛擬現(xiàn)實技術構建虛擬環(huán)境，對設計元素的位置、尺寸、材料等性質進行實時調節(jié)，并觀察到不同設計元素間的結合效果，進而對設計方案進行迭代與優(yōu)化。這種既直觀又有效的設計方式在提高設計效率的同時，使設計師對整體風格與氣氛有了更精準的掌握[3]。

3.2" 中期的主體構思

園林景觀設計中期，深化和提煉主體構思是關鍵一環(huán)。在這一環(huán)節(jié)中，設計師需要對設計方案深入推敲與改進，保證其合理性與可實施性。虛擬現(xiàn)實技術的運用對中期主體構思起到有力支撐。虛擬現(xiàn)實技術能將設計方案以三維效果實時展現(xiàn)出來，讓設計師從各個角度和側面考察設計方案的好壞，如圖3所示。借助頭戴式顯示器及其他裝置，設計師可在虛擬風景園林中“身臨其境”遨游，體驗空間布局、景觀韻律及材料質感，進而更準確地捕捉設計細節(jié)與整體效果。虛擬現(xiàn)實技術也具有很強的交互功能，設計者可在虛擬環(huán)境下實時修改、調整設計方案。不論是調整植物配置、改變道路走向或是優(yōu)化水體設計等，設計者均可借助虛擬現(xiàn)實技術進行即時反饋與校正，使設計靈活性與效率得到極大提升。虛擬現(xiàn)實技術也能幫助設計師比較并優(yōu)化方案。通過搭建若干個虛擬場景，設計者可在同一個平臺下比較不同設計方案的優(yōu)缺點，進而選出最佳方案。

3.3" 后期的設計優(yōu)化

在園林景觀設計后期，設計優(yōu)化作為關鍵一環(huán)，直接影響設計方案最終成效與實施質量。虛擬現(xiàn)實技術的應用給設計優(yōu)化帶來了強大的技術支持。虛擬現(xiàn)實技術可以構造一個高度真實的虛擬環(huán)境，讓設計師在其中沉浸式體驗，通過這樣一種身臨其境的感受，設計師可以更加精準地掌握設計空間感、比例關系以及景觀元素細節(jié)處理等方面的內容，進而找出設計方案中的問題與不足之處。虛擬現(xiàn)實技術具有實時交互、動態(tài)模擬等特點。設計師可在虛擬環(huán)境下實時調整優(yōu)化設計方案，并觀察各種設計策略的整體效果。這一即時反饋機制使得設計師可以快速做出決定，從而避免了后期實施階段的大幅度修改與調整。虛擬現(xiàn)實技術也能模擬出不同時期、不同季節(jié)、不同天氣情況下景觀效果的變化，為設計師提供更多設計參考[4]。通過對不同情景的設計效果進行比較，設計師可以選出最佳設計方案，增強了設計的針對性與實用性。虛擬現(xiàn)實技術也可應用于設計方案展示與報告。通過制作優(yōu)質渲染圖像與視頻，設計師可以將設計方案最終結果直觀呈現(xiàn)給業(yè)主、施工方等利益相關者，提高其對設計方案的認同與信任。

4" 結語

將虛擬現(xiàn)實技術運用于園林景觀設計，給設計師帶來了空前的設計體驗與工作效率。在前期概念設計、中期主體構思、后期設計優(yōu)化等階段，虛擬現(xiàn)實技術起到了舉足輕重的作用，其既能實時展現(xiàn)設計方案三維效果，讓設計師從各方面考察其優(yōu)缺點，又能提供較強的交互功能，讓設計師可以在虛擬環(huán)境下實時修改、調整設計方案。同時，虛擬現(xiàn)實技術還可應用于各種場景設計效果的仿真，給設計師帶來更全面的設計借鑒[5]。因此，虛擬現(xiàn)實技術在園林景觀設計領域中是一項重要的技術革新，有利于促進園林景觀設計創(chuàng)新發(fā)展，提高設計質量及可實現(xiàn)性。

參考文獻

[1]" 廖綾.虛擬現(xiàn)實技術在園林設計中的應用研究[J].現(xiàn)代工程科技，2023，2（7）：1-4.

[2]" 姜明斐.虛擬現(xiàn)實技術在我國風景園林景觀設計中的應用與發(fā)展[J].新農業(yè)，2022（4）：32.

[3]" 張姝，王連德.虛擬現(xiàn)實技術在園林景觀設計中的科技創(chuàng)新應用[J].中國科技成果，2023，24（14）：31-33.

[4]" 程雪梅.基于虛擬現(xiàn)實技術的風景園林空間優(yōu)化設計探究[J].中文科技期刊數(shù)據(jù)庫（全文版）工程技術，2023（6）：45-48.

[5]" 丁高峰.虛擬現(xiàn)實技術在風景園林設計中的應用[J].中文科技期刊數(shù)據(jù)庫（引文版）工程技術，2022（4）：164-167.

作者簡介：黃嘉穎（1992— ），女，漢族，廣東清遠人，本科，工程師，主要從事園林方面工作。