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【摘要】與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)一樣,虛擬現(xiàn)實(VR)技術(shù)是20世紀(jì)后期逐漸發(fā)展起來的一種綜合信息技術(shù)。本論文綜合介紹了計算機圖形學(xué)、多媒體、人工智能、多傳感器、網(wǎng)絡(luò)、并行處理等學(xué)科的最新進(jìn)展。目前,我國對虛擬城市系統(tǒng)的研究已經(jīng)取得了一些成果,但虛擬現(xiàn)實技術(shù)在景觀設(shè)計中的應(yīng)用還不多見。雖然虛擬現(xiàn)實技術(shù)最主要的設(shè)計范例是城市設(shè)計和建筑設(shè)計,但是很多非景觀學(xué)科都有自己獨特的外部動力,尤其是一些建筑設(shè)計理論,在景觀學(xué)科發(fā)展中具有不可替代的作用。本文從虛擬現(xiàn)實技術(shù)的特點出發(fā),探討了其在景觀設(shè)計中的應(yīng)用。
【關(guān)鍵詞】虛擬現(xiàn)實技術(shù);景觀設(shè)計;應(yīng)用
1引言
虛擬化技術(shù)為虛擬世界的創(chuàng)建和體驗提供了強大的支持,與以往的設(shè)計方法相比,虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)具有實時性、交互性、動態(tài)性和主動性,即景觀設(shè)計師能夠隨時隨地感覺到空間、尺度、材料,而紋理、聲音則要比坐在屏幕前,更能發(fā)現(xiàn)設(shè)計中的問題和缺陷,并能看到二維的設(shè)計圖。景觀設(shè)計能夠改變和完善設(shè)計要素,確保設(shè)計過程的連續(xù)性。園林設(shè)計不再是一種單純的直線式的設(shè)計體驗,而是一種多視角、活生生的有機整體,使設(shè)計體驗更加真實。
2虛擬現(xiàn)實的應(yīng)用特點
對園林設(shè)計而言,虛擬現(xiàn)實不僅具有實時性、交互性、3D性,在三維空間體驗中,通過對景觀元素進(jìn)行實時處理、實時適應(yīng)3D場景、系統(tǒng)信息集成等技術(shù)操作,為方案的比較與咨詢、設(shè)計思路、設(shè)計特征及相關(guān)信息的呈現(xiàn)提供強有力的支持(如圖1為擬現(xiàn)實技術(shù)3個基本特征),主要體現(xiàn)在三個方面:①對信息的準(zhǔn)確分析與定位,VR是一種高科技的信息技術(shù),它具有很強的通用性,能夠為設(shè)計者提供整體的、客觀的理解能力。高級光學(xué)跟蹤、大氣分析系統(tǒng)和地理信息系統(tǒng)(GIS)能夠為景觀設(shè)計師提供科學(xué)的創(chuàng)造性信息分析,以創(chuàng)造更加真實、準(zhǔn)確的空間效果。②設(shè)計是動態(tài)的,也是空間的,虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以讓景觀設(shè)計師擺脫二維表現(xiàn)形式的束縛,擺脫抽象思維中的不確定性,使他們能夠完全按照這一思想創(chuàng)造景觀空間,這是一種空間的自由。③這就是整個進(jìn)程的推進(jìn)過程,將其應(yīng)用于景觀設(shè)計,可從初步可行性研究、框架條件分析入手,到概念設(shè)計、開發(fā)階段的空間形式組合、細(xì)部景觀設(shè)計,貫穿景觀設(shè)計全過程,與環(huán)境融合,直至施工階段的技術(shù)仿真[1]。
3虛擬現(xiàn)實技術(shù)在風(fēng)景園林設(shè)計過程中的應(yīng)用范圍
3.1在運動中感受景觀空間
虛擬化技術(shù)的出現(xiàn)使空間體驗更加真實。更改視覺圖像只是空間體驗的開始。由明亮到黑暗,由寒冷到溫暖,由響聲到靜默,由地面的觸感對使用者的空間體驗產(chǎn)生影響。
3.2多種運動模式模擬
它提供了各種不同運動模式的模擬,如飛行、漂浮、駕駛等,用戶可以在其中選擇運動模式,設(shè)置相應(yīng)的觀測高度和運動速度,以及其他相關(guān)參數(shù)。利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以觀察到園林的高度、速度和路徑設(shè)置,為今后對園林景觀的感知提供了重要的依據(jù)。
3.3綜合多維空間信息交流
風(fēng)景園林設(shè)計過程中,不僅要處理風(fēng)景區(qū)的視覺信息,更要處理其他感官信息,如光、氣、人等相關(guān)信息,如狀態(tài)圖、底圖等。園林規(guī)劃師對信息的理解取決他們對信息理解和處理的綜合能力[2]。
4園林景觀設(shè)計中虛擬現(xiàn)實技術(shù)的實際應(yīng)用
設(shè)計前應(yīng)根據(jù)景觀設(shè)計的規(guī)模和特點,合理選擇CAD和3DMAX技術(shù)。運用虛擬現(xiàn)實技術(shù),在虛擬環(huán)境形成之前,通過計算機建立三維景觀模型,使設(shè)計者對設(shè)計環(huán)境有一個清晰的認(rèn)識。因此,設(shè)計師應(yīng)改變傳統(tǒng)的沙盤效果圖檢測方法,采用科學(xué)的虛擬現(xiàn)實技術(shù),將石頭、植物、建筑等主要元素及相關(guān)模型全面整合進(jìn)計算機三維模型中,建立起能夠檢驗景觀效果的三維景觀模型。在虛擬場景的制作過程中,應(yīng)嚴(yán)格按照要求進(jìn)行建模和設(shè)計。①在保證一定視覺效果的前提下,盡可能減少模型面的數(shù)量;在三維模型建立后,在3DMAX中適當(dāng)使用優(yōu)化修改工具,以優(yōu)化景觀場景的視覺效果,并適當(dāng)減少模型面。②合理使用instancescope,即相關(guān)復(fù)制。首先用關(guān)聯(lián)復(fù)制生成關(guān)聯(lián)復(fù)制對象,然后用VRML定義關(guān)聯(lián)復(fù)制對象的圖像平面;還可以多次使用這種處理方法來增加文件下載時間。③在創(chuàng)造虛擬場景的過程中,盡量忽略小物體的細(xì)節(jié),盡量使用“模擬”幾何體。例如,“幾何+地圖”可用于生成周邊次級場景,從而減少建模時間。④采用JPG圖像壓縮虛擬場景中的地圖,并根據(jù)實際情況合理縮小地圖尺寸,節(jié)約下載時間。由于VRML用于搜索特定的地圖目錄,因此在創(chuàng)建虛擬場景時需要設(shè)計一個目錄。⑤為方便VRML的圖像搜索,應(yīng)將虛擬場景中所使用的地圖全部放入目錄。在虛擬環(huán)境中,園林植物、建筑、石料等元素的創(chuàng)造要求如下:由于園林石材、植物、建筑等元素是不斷變化的,因此在進(jìn)行三維造型時,首先要從空間、時間、色彩、音質(zhì)等方面進(jìn)行全方位的模擬,以便不斷豐富三維景觀模型的內(nèi)容。采用vrnl處理方法,系統(tǒng)全面地描述園林設(shè)計中常用的石、植物、建筑等元素,從而創(chuàng)造出一個新穎、系統(tǒng)、合理的虛擬景觀。該系統(tǒng)充分利用攝像機導(dǎo)航虛擬三維景觀場景,并利用相關(guān)操作和活動豐富景觀地圖的瀏覽范圍,提高景觀設(shè)計效果。將虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用于景觀設(shè)計中,有助于設(shè)計師更好地呈現(xiàn)場景。實時性三維影像回饋有助于設(shè)計師改變場景的形狀與特征。利用影像即時反饋,激發(fā)設(shè)計師思考,促進(jìn)思考更新。此外,景觀設(shè)計也趨于復(fù)雜多變。設(shè)計者的整體構(gòu)思結(jié)構(gòu)必須考慮到多種因素,不僅要理解園林本身的地理特征,還要結(jié)合當(dāng)?shù)鼐用竦男枰?,包括文化和社會因素,把一般的空間和社會環(huán)境作為設(shè)計的前提,景觀是由各種文化因素綜合而成的。利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)的交互性,為實時控制場景提供更高效的交互性平臺,為設(shè)計者在虛擬平臺中進(jìn)行環(huán)境與情境設(shè)計提供及時的適應(yīng)性選擇,有效節(jié)約了比較和審查時間,提高了工作效率,使方案設(shè)計更為合理。
5結(jié)語
伴隨著時代的不斷進(jìn)步,計算機技術(shù)的創(chuàng)新和虛擬現(xiàn)實技術(shù)的興起,使設(shè)計工作的觀念和方法不斷創(chuàng)新,從根本上提高了設(shè)計工作的效率。相對于傳統(tǒng)技術(shù),虛擬現(xiàn)實技術(shù)突破了傳統(tǒng)二維模型的局限,以豐富的設(shè)計手段實現(xiàn)了設(shè)計過程中虛擬空間中不同數(shù)據(jù)的排列與組合,突破了空間的局限,從整體上模擬景觀設(shè)計的最終效果,幫助設(shè)計師解決設(shè)計問題,確保設(shè)計的合理性。在今后的發(fā)展中,應(yīng)不斷引進(jìn)先進(jìn)的理念和技術(shù),加快創(chuàng)新的步伐,為虛擬技術(shù)的應(yīng)用提供更高層次的保障,確保景觀設(shè)計的科學(xué)合理性。與此同時,設(shè)計者在設(shè)計過程中必須考慮到時代的發(fā)展,使設(shè)計更人性化。
參考文獻(xiàn)
[1]張圣林,馮思豫.虛擬現(xiàn)實技術(shù)(VR)在景觀設(shè)計中的應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展前景[J].品牌,2018:189-190.
[2]楊俊雄.虛擬現(xiàn)實技術(shù)在風(fēng)景園林設(shè)計中的應(yīng)用[J].當(dāng)代教育實踐與教學(xué)研究(電子刊),2017(3):470.
[3]劉錄,華巍.虛擬現(xiàn)實技術(shù)在風(fēng)景園林設(shè)計中的應(yīng)用[J].花卉,2016:16-17.
作者:羅雨星 單位:中國市政工程西南設(shè)計研究總院有限公司