風(fēng)景園林設(shè)計(jì)中虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用
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［摘要］現(xiàn)如今，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)水平不斷提高，相關(guān)行業(yè)也隨之完善，尤其是在風(fēng)景園林行業(yè)中的應(yīng)用效果尤為突出，為了更好地在風(fēng)景園林設(shè)計(jì)工作中發(fā)揮出該項(xiàng)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，本文結(jié)合風(fēng)景園林設(shè)計(jì)工程案例項(xiàng)目圍繞著虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用展開探討分析，明確虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在風(fēng)景園林設(shè)計(jì)中的應(yīng)用范圍、應(yīng)用方法、應(yīng)用模式和應(yīng)用效果，打造出一個(gè)完善的技術(shù)應(yīng)用體系，在提高設(shè)計(jì)水平的同時(shí)，豐富設(shè)計(jì)手法。
［關(guān)鍵詞］風(fēng)景園林；虛擬現(xiàn)實(shí)；綠化建設(shè)；應(yīng)用優(yōu)勢(shì)
引言
風(fēng)景園林是國(guó)家建設(shè)發(fā)展中最為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，尤其是在城市發(fā)展建設(shè)的過(guò)程中，對(duì)風(fēng)景園林設(shè)計(jì)均提出了較高的要求，按照以往常見的設(shè)計(jì)方法及表現(xiàn)方式，園林的設(shè)計(jì)容易產(chǎn)生雷同性，或缺少一定的新意，無(wú)法給人留下深刻的印象，在趣味性或娛樂性等方面表現(xiàn)不佳。而將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用在風(fēng)景園林設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中，可以幫助設(shè)計(jì)人員更好地了解設(shè)計(jì)作品，把控整體效果，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量，設(shè)計(jì)效果也會(huì)得到有效改善。因此，加強(qiáng)對(duì)風(fēng)景園林設(shè)計(jì)中虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用分析具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。
1虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的概述
虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)借助計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)的，旨在生成出一種虛擬化、模擬化、仿真化的環(huán)境，為用戶帶來(lái)沉浸式體驗(yàn)。在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)使用過(guò)程中需要利用大量現(xiàn)實(shí)真實(shí)數(shù)據(jù)，配合輸出設(shè)備打造出三維立體模型，雖然在虛擬環(huán)境中，物體可以是真實(shí)存在的，但也有一些是尚未完善的內(nèi)容。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)又被稱為VR技術(shù)，發(fā)展至今已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了人機(jī)交互功能，用戶在實(shí)際操作過(guò)程中，五感上能夠得到最直接的體會(huì)，因此在多個(gè)領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用。尤其是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在設(shè)計(jì)、建筑類領(lǐng)域中，因其本身的交互性、多感知性、存在性得到了廣泛應(yīng)用。
2虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在風(fēng)景園林設(shè)計(jì)工作中的基本原則
虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在風(fēng)景園林設(shè)計(jì)工作中需要堅(jiān)持相應(yīng)的原則，才能夠真正呈現(xiàn)出虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以將風(fēng)景園林空間完整地展現(xiàn)給設(shè)計(jì)師，并且讓設(shè)計(jì)師更好的進(jìn)行創(chuàng)新性設(shè)計(jì)。不僅如此，用戶也能夠借助虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)提前享受到風(fēng)景園林的設(shè)計(jì)效果，設(shè)計(jì)質(zhì)量也會(huì)得到保證。在應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行風(fēng)景園林設(shè)計(jì)工作時(shí)，必須堅(jiān)持以下幾點(diǎn)原則。
2.1體現(xiàn)以人為本的原則
在實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中，很多風(fēng)景園林節(jié)點(diǎn)小品、休息區(qū)域等都要和人體工程學(xué)相互結(jié)合，借助虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能夠更好地完成細(xì)節(jié)上的設(shè)計(jì)和尺度優(yōu)化。例如風(fēng)景園林設(shè)計(jì)中對(duì)于基礎(chǔ)地形的再塑造，如果借助虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以更加直觀地展現(xiàn)地形的高差及視覺感官，通過(guò)對(duì)設(shè)計(jì)地塊的高差尺度進(jìn)行細(xì)致推敲，控制全局設(shè)計(jì)效果。通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的全面應(yīng)用，將人本原則徹底落實(shí)，滿足不同人群對(duì)綠地空間的需求。符合人體工程學(xué)需求的設(shè)計(jì)是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)中的重要環(huán)節(jié)，在風(fēng)景園林設(shè)計(jì)中利用好人體工程尺度，通過(guò)不同年齡段、不同身高比例等特點(diǎn)確定受眾人群的尺度范圍，繼而模擬不同身高的視覺范圍，落實(shí)相應(yīng)的設(shè)計(jì)工作。比如，在某風(fēng)景園林節(jié)點(diǎn)小品設(shè)計(jì)過(guò)程中，根據(jù)受眾人群的視覺和身高特點(diǎn)，可以創(chuàng)作出符合人體工程學(xué)的小品，通過(guò)對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景的模擬、應(yīng)用，能夠讓風(fēng)景園林更好的服務(wù)群眾，讓服務(wù)對(duì)象可以更好地享受園林。
2.2體現(xiàn)風(fēng)景園林的交互原則
虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)不僅能夠真實(shí)地表達(dá)出風(fēng)景園林內(nèi)的環(huán)境特點(diǎn)，更能夠生動(dòng)地展現(xiàn)出園林中的環(huán)境意境，設(shè)計(jì)人員要保證受眾群體在欣賞園林自然環(huán)境的過(guò)程中也能夠全面地感受園林中的氛圍特點(diǎn)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)除了根據(jù)人體特征進(jìn)行視角模擬，還可以對(duì)行駛速度進(jìn)行模擬，通過(guò)設(shè)定步行或車行的速度進(jìn)行景色動(dòng)態(tài)模擬，使得人與環(huán)境可以完美交融。除此之外，虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中還具體設(shè)定了園林中的環(huán)境質(zhì)感，模擬不同環(huán)境下的自然景觀，在短時(shí)間內(nèi)，感受時(shí)間、天氣和季節(jié)的變化，并且結(jié)合擬聲學(xué)，配合回聲、混響等聲音，讓場(chǎng)景更加的真實(shí)可感。利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)對(duì)風(fēng)景園林不同的功能性進(jìn)行模擬，幫助設(shè)計(jì)師更加真實(shí)的進(jìn)行設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)完善自己作品的同時(shí)，也可以對(duì)細(xì)節(jié)進(jìn)行修改，增加不同風(fēng)景場(chǎng)所的交互性。在實(shí)際建設(shè)過(guò)程中，根據(jù)模擬行動(dòng)路徑、時(shí)間、光影情況，表達(dá)空間不同狀態(tài)下的效果，切實(shí)提高風(fēng)景園林的整體設(shè)計(jì)水平。
2.3展現(xiàn)風(fēng)景園林的時(shí)效原則
虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在風(fēng)景園林設(shè)計(jì)中，不僅需要處理視覺信息，還要處理其他的信息內(nèi)容。園林設(shè)計(jì)中最具特色的就是園林中的景觀會(huì)隨著季節(jié)的變化而發(fā)生改變，因此，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，也要全面考慮植物的季節(jié)性和實(shí)效性。依靠虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以更加方便地感受植物在不同時(shí)節(jié)的變化效果，讓景觀設(shè)計(jì)變得更加真實(shí)完美。采用數(shù)據(jù)庫(kù)和三維動(dòng)畫的方法，對(duì)植物動(dòng)態(tài)進(jìn)行創(chuàng)作，并輸入到虛擬場(chǎng)景中，簡(jiǎn)單快捷地實(shí)現(xiàn)了植物群落的季節(jié)更替模擬。不同時(shí)節(jié)的喬木、花卉等植物生長(zhǎng)情況均不相同，再結(jié)合光線、氣候、等多方面信息，借助虛擬技術(shù)可以讓設(shè)計(jì)師更好地感知自己設(shè)計(jì)的場(chǎng)地在不同時(shí)節(jié)的景觀效果，設(shè)計(jì)整體的層次性、美觀性都會(huì)得到極大的保證，方案設(shè)計(jì)的合理性也會(huì)進(jìn)一步提高，工作效率也將得到明顯改善。景觀設(shè)計(jì)會(huì)受到多方面因素的影響，如果可以借助虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)把握設(shè)計(jì)的時(shí)效性，就可以更好地聯(lián)系環(huán)境和情境設(shè)計(jì)之間的關(guān)系，傳達(dá)設(shè)計(jì)者的設(shè)計(jì)意圖。
3虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在風(fēng)景園林設(shè)計(jì)工作中的具體應(yīng)用
虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)相比較傳統(tǒng)技術(shù)，突破了二維設(shè)計(jì)的局限性，借助豐富的設(shè)計(jì)手段可以更好地幫助設(shè)計(jì)人員解決細(xì)節(jié)問(wèn)題，設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)過(guò)程中需要考慮到不同方面的情況，在現(xiàn)今的理念和技術(shù)支持下，設(shè)計(jì)也要更加全面、多元化發(fā)展。
3.1在設(shè)計(jì)初期設(shè)計(jì)方案中的應(yīng)用
虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在風(fēng)景園林初期設(shè)計(jì)方案的過(guò)程中，發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，設(shè)計(jì)人員可以透過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)完善相應(yīng)的概念設(shè)計(jì)，不同專業(yè)的設(shè)計(jì)人員也可以借助虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)參與其中，更好的配合設(shè)計(jì)，滿足總體的設(shè)計(jì)理念。可以借助VR技術(shù)模擬自然環(huán)境，樹木、道路、河流、地形、光源、氣候等方面。比如，某風(fēng)景園林設(shè)計(jì)工作中模擬設(shè)計(jì)出不同需求人群的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，結(jié)合風(fēng)景園林中的道路情況，確保設(shè)計(jì)路徑適合散步、跑步、騎行等不同人群的需求，確保園林中的路徑滿足實(shí)際情況。這種借助VR技術(shù)可以讓道路的延展性、可視性和眺望性得到充分的落實(shí)。而且其他的景觀小品也可以在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的輔助下和道路進(jìn)行全面的配合，打造出風(fēng)景園林中良好的路徑休閑區(qū)域。除此之外，在風(fēng)景園林初期設(shè)計(jì)中，借助BIM技術(shù)可以將施工圖紙立體化的落實(shí)，設(shè)計(jì)人員可以更好將設(shè)計(jì)理念落實(shí)到實(shí)際，相應(yīng)的設(shè)計(jì)方法也會(huì)得到進(jìn)一步落實(shí)。另外，在初期設(shè)計(jì)方案中概念上的優(yōu)化非常重要，借助3DMAX、SketchUp、BIM等技術(shù)進(jìn)行模型建設(shè)，可以保證設(shè)計(jì)師的靈感，同時(shí)將設(shè)計(jì)效果得到根本上的完善，形成全新的設(shè)計(jì)理念。
3.2在設(shè)計(jì)中期施工圖中的應(yīng)用
在設(shè)計(jì)中期可以結(jié)合BIM技術(shù)進(jìn)行虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)計(jì)的推進(jìn)工作。BIM技術(shù)在風(fēng)景園林和單體景觀小品施工中的應(yīng)用存在一定的不同，但整體上需要完成的工作基本一致，分為動(dòng)態(tài)模擬、質(zhì)量管控、安全控制以及精度控制等。由于風(fēng)景園林中的植物數(shù)量較多，因此對(duì)動(dòng)態(tài)模擬、三維軟件、施工計(jì)劃、空間運(yùn)動(dòng)軌跡等內(nèi)容要求較高。比如，可以在施工開始前，利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行施工動(dòng)態(tài)模擬，對(duì)比不同的施工方案，并且根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行優(yōu)化，確保后續(xù)施工穩(wěn)定有效地進(jìn)行。另外，在進(jìn)度控制中，借助4D-BIM模型可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)風(fēng)景園林之間空間沖突問(wèn)題，對(duì)工程施工前后順序進(jìn)行妥善安排，有效縮短工期，節(jié)約成本，充分體現(xiàn)出BIM技術(shù)的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。除此之外，借助虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以更好地模擬風(fēng)景園林中的風(fēng)景園林、石料等不同元素并進(jìn)行三維造型設(shè)計(jì)，采用VRML處理方法，更好地進(jìn)行處理，包括石頭、植物、小品雕塑等切實(shí)提高景觀設(shè)計(jì)效果，借助虛擬軟件中的攝像機(jī)通過(guò)場(chǎng)景導(dǎo)覽潤(rùn)色景觀瀏覽地圖，向其他觀賞群眾呈現(xiàn)出一個(gè)高質(zhì)量的場(chǎng)景效果。設(shè)計(jì)者的整體設(shè)計(jì)意圖及思路本身就需要考慮多種因素，除了要理解地域環(huán)境特征還要結(jié)合當(dāng)?shù)鼐用竦奈幕蜕鐣?huì)需求。借助虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，可以讓方案更加合理。
3.3在設(shè)計(jì)后期其他設(shè)計(jì)的應(yīng)用
在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，為了保證整體結(jié)構(gòu)的合理性、科學(xué)性，將BIM技術(shù)下的結(jié)構(gòu)模型導(dǎo)入其中，建立形成風(fēng)景園林的有限元模型，在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步計(jì)算出該風(fēng)景園林中的實(shí)際情況。三維實(shí)體模型包括各種符合風(fēng)景園林功能的多種構(gòu)件組成，相關(guān)內(nèi)部構(gòu)件的詳細(xì)信息也被記錄于BIM軟件內(nèi)，對(duì)于工程中定制加工材料，需要在BIM模型內(nèi)實(shí)施分割排版，通過(guò)NAVISWORKS對(duì)復(fù)雜部位進(jìn)行整合審閱，如：景觀廊架的設(shè)計(jì)，利用BIM構(gòu)建模型信息，再通過(guò)NAVISWORKS整合仿真展示出具體工藝并指導(dǎo)施工順利進(jìn)行，降低專業(yè)之間的干擾和影響。最終，確定景觀廊架各部件結(jié)構(gòu)，建立4D-BIM模型，根據(jù)這一模型確定具體的工期和成本。在此基礎(chǔ)上還可以利用BIM技術(shù)對(duì)整體結(jié)構(gòu)的安全性進(jìn)行判斷。隨著BIM技術(shù)的發(fā)展成熟，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作也將得到進(jìn)一步發(fā)展。在此基礎(chǔ)上，引入虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，讓平面二維設(shè)計(jì)圖，變成三維立體可感的風(fēng)景園林設(shè)計(jì)作品，提高公眾的參與度。3.4風(fēng)景園林設(shè)計(jì)中虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用前景目前，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)得到飛速發(fā)展，在許多設(shè)計(jì)領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用，為許多設(shè)計(jì)人員帶來(lái)便利條件，搜集大量信息，激發(fā)設(shè)計(jì)人員的靈感。當(dāng)前，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)還存在一定的問(wèn)題，不能充分將形態(tài)各異的實(shí)物進(jìn)行高效還原。不過(guò)，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以創(chuàng)建三維模型，突破傳統(tǒng)二維平面的影響，為設(shè)計(jì)人員提供充分的信息。在三維模型中，可以充分展現(xiàn)風(fēng)景園林的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，為設(shè)計(jì)者提供合理的依據(jù)。通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以締造逼真的虛擬空間，最大程度還原時(shí)間、空間、聲音、色彩，有助于激發(fā)設(shè)計(jì)者的設(shè)計(jì)靈感。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)依托于現(xiàn)代科技，將風(fēng)景園林的物質(zhì)性與信息性賦予不同的內(nèi)涵，將物質(zhì)性的信息的載體由一元變?yōu)槎嘣瑥亩癸L(fēng)景園林的虛擬化更加完善，也促進(jìn)設(shè)計(jì)師不斷創(chuàng)新設(shè)計(jì)手段與設(shè)計(jì)形式，使風(fēng)景園林設(shè)計(jì)符合實(shí)際要求。
4總結(jié)
綜上所述，風(fēng)景園林設(shè)計(jì)過(guò)程中虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，并且其未來(lái)?yè)碛袕V闊的前景。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以幫助設(shè)計(jì)人員更好地進(jìn)行分析，為其提供強(qiáng)有力的技術(shù)的支撐。現(xiàn)階段，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)還處于發(fā)展階段，隨著技術(shù)、功能上的發(fā)展和完善，對(duì)聲音、顏色、感知等多方面內(nèi)容進(jìn)行模擬，設(shè)計(jì)師可以更好地進(jìn)行整體性的把控調(diào)整，讓風(fēng)景園林的設(shè)計(jì)效果得到根本上的改善，完善設(shè)計(jì)思路、提高設(shè)計(jì)質(zhì)量。
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作者:王穎 單位:江蘇交科交通設(shè)計(jì)研究院有限公司
