楊宇航

（煙臺市園林建設(shè)養(yǎng)護中心，山東 煙臺 264001）

1 綜合概述

1.1 VR 的特點

VR 具有浸入性、交互性、概念性等特點。使用者可以利用不同的裝置，在虛擬的環(huán)境中感受到不同的感覺，并利用電腦產(chǎn)生的立體影像，使其在虛擬的環(huán)境中呈現(xiàn)出真實的感覺。通過與電腦終端設(shè)備的互動，語言、動作、動作等感知設(shè)備可以通過頭盔、手套等感知設(shè)備獲得。終端設(shè)備能夠根據(jù)使用者的動態(tài)變化來調(diào)節(jié)整個系統(tǒng)的運行狀況，從而達到對虛擬環(huán)境進行觀察和操作的目的。利用VR 裝置的特殊交互功能，從聽覺以及視覺等多個感官的角度表現(xiàn)景觀設(shè)計的方案，令使用者能夠通過VR 裝置更深入地了解景觀圖像，從而產(chǎn)生更加真實的畫面與聯(lián)想[1]。

1.2 VR 技術(shù)的要點

VR 技術(shù)是一種虛擬現(xiàn)實技術(shù)，它是通過大量的圖形系統(tǒng)和各種界面裝置來實現(xiàn)交互的。這種技術(shù)在各個領(lǐng)域都有許多優(yōu)勢。比如現(xiàn)場感，VR 技術(shù)可以營造出非常真實的場景，讓使用者在游戲中體驗到設(shè)計的魅力，同時也能讓雙方進行更好的交流。在這個虛擬場景中，存在大量的傳送口讓玩家能夠真正地感受到與場景中的對象的聯(lián)系，并且能夠在這樣的環(huán)境中到處走動，從而最直觀地體驗到自己身處其中的感覺。VR技術(shù)能用虛擬技術(shù)來模擬真實的世界，這樣一種沉浸式的交互性體驗，能夠突破體驗者自身的思維限制，使需要表達的畫面完整地映射在體驗者的認知當中[2]。

1.3 景觀設(shè)計的基本原理

在現(xiàn)代社會和經(jīng)濟發(fā)展的今天，人類與大自然之間的競爭越來越激烈。人們對自然環(huán)境的物質(zhì)及精神層面的追求在不斷提高，并十分關(guān)注自然環(huán)境帶來的體驗感。隨著人類社會的發(fā)展，人們和自然之間的關(guān)系日益密切，人們對自然的要求也越來越高。人類在追求單純的精神狀態(tài)下，創(chuàng)造出了多種多樣的自然風景。通過對園林的規(guī)劃與設(shè)計，使人的情感、體驗、思維得到升華，并通過科技資源與景觀的結(jié)合，達到陶冶人類情操的目的[3]。

1.4 景觀設(shè)計中的VR 意義

1.4.1 交互與交流的實施

傳統(tǒng)的花園設(shè)計中，有許多因素，如語言、文字等。現(xiàn)代科技的發(fā)展，傳統(tǒng)的設(shè)計草圖、效果圖紙無法增強人們與虛擬景觀環(huán)境空間之間的交流。對此，采用一種更具交互性的方法表現(xiàn)景觀園林的效果，是景觀行業(yè)應當研究的重點話題[4]。VR 技術(shù)以數(shù)字模擬、三維模型、多媒體技術(shù)為基礎(chǔ)，通過VR 技術(shù)來實現(xiàn)園林互動設(shè)計，使其表現(xiàn)形式更為優(yōu)化。

1.4.2 公共參與與景觀建筑的動力體驗

當前，大型公園的展示效果缺少經(jīng)驗、互動以及吸引力，也不能達到很好的推廣效果。因此，必須把宣傳和VR 技術(shù)結(jié)合起來，實現(xiàn)時空上的跨越，使游客能夠更好地感受到自然風光，從而達到更好的廣告效果。利用景點的數(shù)據(jù)來記錄各個階段的景觀效果，讓觀眾感受到由于種種原因無法在現(xiàn)場體驗到的真實感受，彌補觀眾觀賞的缺憾，同時綜合運用場館、科技、現(xiàn)代科技，實現(xiàn)多種觀念的交融。更加有利于提高科普效果、學習效果、科技創(chuàng)新效果，全面展現(xiàn)各項公共服務的效果，提升景區(qū)的吸引力[5]。

2 VR 技術(shù)與園林景觀

20 世紀80 年代以來，VR 技術(shù)已經(jīng)出現(xiàn)在一些地方的科學研究當中，成為一種典型的綜合性信息技術(shù)研究對象。從VR 技術(shù)應用的本質(zhì)目的來看，VR 技術(shù)通過打造出完整的虛擬空間，利用現(xiàn)代科技展示出園林景觀規(guī)劃、設(shè)計中的預期效果，使參與景觀園林項目的多方能夠更加直觀地了解到項目的具體建成，以及整體的環(huán)境空間。現(xiàn)階段的園林景觀設(shè)計方案主要以施工圖、效果圖、模型圖的方式進行預期效果的表現(xiàn)，但有了VR 技術(shù)的加入，園林景觀作品或工程能夠以全新的空間圖像形式進行表現(xiàn)，有效地跨越了空間及時間對景觀設(shè)計預期效果表現(xiàn)的影響，具有十分顯著的實用價值[6]。

3 項目在應用與推廣中遇到的難題

本文應用效果圖插件Enscape（簡稱Es 插件）進行景觀設(shè)計效果的預覽，結(jié)合模型軟件sketchup（簡稱Su 軟件）進行模型調(diào)整，利用可視化效果軟件Lumion（簡稱Lu 軟件）、Mars 進行虛擬現(xiàn)實圖像及漫游動畫的制作。本文對此次項目應用與推廣中遇到的難題進行總結(jié)。

3.1 軟件功能難題總結(jié)

在此次項目試驗當中，項目組成員結(jié)合多種設(shè)計軟件研究VR 技術(shù)在園林景觀中的應用，雖然試驗中使用的軟件功能多樣，但部分軟件在使用以及操作當中存在難點。首先，Es 插件能夠與Su 軟件同時使用，從而在調(diào)整景觀空間模型布局的同時，觀察到相對應的效果預覽圖，便于加快景觀園林設(shè)計方案的布局規(guī)劃。雖然Es 插件的使用過程便捷，但從Es 插件的實際效果來看，該插件的實際渲染效果屬于類真實性的范疇，最終渲染圖的觀感較為不足。其次，Lu 軟件在景觀藝術(shù)設(shè)計當中的使用率較高，但該軟件不僅對電腦的配置要求較高，而且在使用的過程中，容易因無法支持龐大模型量而出現(xiàn)崩潰問題。且Lu 軟件的模型無法進行變形處理（比如調(diào)整建筑設(shè)施或某項零件的結(jié)構(gòu)，但可以進行整體的縮放及位移），需要項目組成員在Su 軟件中完成建模之后，方能使用Lu 軟件進行后續(xù)處理。這就導致景觀建模與渲染環(huán)節(jié)之間缺少便利性，影響了此次項目試驗過程的效率。最后，Mars 同樣是一種可視化的渲染效果軟件，該軟件的可操作功能比Lu 軟件更加突出，但并不屬于免費開放的軟件平臺，渲染漫游動畫及圖片效果的過程較為漫長。

3.2 VR 全景動畫制作難題

雖然在諸多模型軟件與可視化效果軟件的作用下，全景動畫的天氣、陽光等場景能夠順利得到呈現(xiàn)，但在實際的制作過程中同樣存在值得重視的難題。首先，由效果軟件制作出的全景動畫具有固定的視角、運動軌跡與運動方向。所以，在利用VR 設(shè)備觀看制作出的景觀全景動畫時，使用者無法通過VR 設(shè)備來操縱觀看視角，導致利用VR 觀看景觀環(huán)境的過程只能做到半互動性、半沉浸式。其次，在一些較為大型的景觀空間的全景動畫表現(xiàn)中，由于空間內(nèi)使用的樹木、水體及山石的塊面較多，導致全景動畫對VR 裝置的顯示參數(shù)標準具有較高要求。所以，在展示大型的景觀空間時，VR設(shè)備以及計算機系統(tǒng)會自動降低眼鏡顯示的圖像清晰度，劣化使用者的觀看效果。

3.3 VR 圖像真實效果的制作難題

真實的景觀園林空間效果應當以動態(tài)效果為主，但在利用VR 技術(shù)表現(xiàn)景觀空間的過程中，部分景觀模型無法清晰地展現(xiàn)出應有的動態(tài)效果。例如，由Es 渲染插件制作出的樹木模型無法展現(xiàn)出落葉、隨風吹動的動態(tài)效果，水體表面的動態(tài)性不強。因此，缺少動態(tài)效果的圖像制作問題，是利用VR 表現(xiàn)景觀園林空間的典型難題。

4 虛擬現(xiàn)實技術(shù)在園林景觀效果設(shè)計中的應用及特點

4.1 動態(tài)感官

在傳統(tǒng)的園林設(shè)計中，設(shè)計者所運用的感覺往往是以圖像、聲音為媒介。這種方式通常無法達到完全的真實感，沒有味覺和觸覺的感覺，因此其效果也就比較差。將虛擬現(xiàn)實技術(shù)運用于景觀設(shè)計中，使不同的感官效果相互融合，使之能真實地體會到園林的設(shè)計效果。

4.2 角度更廣泛

在園林設(shè)計中，根據(jù)所設(shè)置的參數(shù)，對角度進行定性的選取。從一個特殊的視角來觀察風景，可以最大限度地利用不同的資源，以最大限度地節(jié)約資源，達到節(jié)約能源的目的。通過對高層建筑進行智能化的管理，對建筑物的結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化，提高了小區(qū)的整體和局部的設(shè)計水平。通過合理使用各類能源，可以有效地減少能耗和浪費。

4.3 設(shè)計元素的實時編輯

虛擬現(xiàn)實技術(shù)相對于傳統(tǒng)的設(shè)計方式，能夠?qū)崟r地編輯風景，并通過合理的規(guī)劃來實現(xiàn)對風景的實時編輯。在設(shè)計時，園林中的花草會因其自身的凋謝而發(fā)生不同程度的改變。所以，要保存植物的生長效應，并對其進行對比，以創(chuàng)建最優(yōu)的影像庫。

4.4 感受運動狀態(tài)中的園林空間動態(tài)效果

了解空間并不一定要看，最好是運用和觀察。從其運用方式來看，常包含兩個層面：空間動態(tài)與靜態(tài)觀測。在景觀設(shè)計中，設(shè)計師要想得到一個完整的空間形象，就必須要通過觀察和運用。從前面的觀點來說，設(shè)計師首先要拍一組圖片，再結(jié)合圖片當中展示的景觀空間效果，對圖片中的景觀空間效果進行分析，用于改善觀感效果。這種方法在實踐中雖能實現(xiàn)一定的分析目標，但也有其局限性，其結(jié)果往往不盡如人意，與現(xiàn)實生活中的感覺還是有距離的。比如，一組透視素描和相片僅僅是一個剪輯片段的堆疊，而動畫則是在大樓內(nèi)外按照既定的路徑進行循環(huán)。在觀測到的路徑或角度出現(xiàn)相應的改變后，使用者需要花費一定的時間，通過畫面拼接、角度分析等方式，才能夠還原出圖片想要表達的效果特點。

從目前的情況來看，傳統(tǒng)的花園設(shè)計無法實現(xiàn)互動，缺少對使用者的自主經(jīng)驗。虛擬現(xiàn)實技術(shù)在該領(lǐng)域的廣泛運用，使人們能夠在虛擬環(huán)境中自由地選擇視野和路徑。從視覺影像的角度，VR 技術(shù)僅僅是一個經(jīng)驗空間的開端。在不斷變換的角度，為使用者積累空間感覺、技術(shù)支撐等方面發(fā)揮著十分關(guān)鍵的作用。

4.5 模擬多種運動方式

從景觀設(shè)計的空間感受上，人們的情緒常常是多樣的，而且這種情緒常常呈現(xiàn)出多樣化的特征。在景觀設(shè)計的過程中，人們可以通過樓梯或者步行，而這一切都是由人類自己決定的。我們能夠在虛擬現(xiàn)實中扮演一個角色，展現(xiàn)出很多優(yōu)點。我們能模擬各種不同的運動方式，其中最常用的就是騎車、懸停、飛行等，同時還能讓使用者根據(jù)自己的需求，任意地選擇各種動作方式，并設(shè)計相應的參數(shù)。例如，以步行的速度，可以確保在風景建筑中行走。這時，借助景觀建筑的外部空間，使用者可以通過升降梯感受到不同的視覺效果，同時也能從第一人稱視角進行一次身臨其境的體驗，置身觀察景觀建筑或者空間的布局、全景，為使用者帶來一次視覺上的享受。

5 “VR 技術(shù)+園林景觀設(shè)計”的發(fā)展趨勢與方向

5.1 以虛擬漫游為方法的景觀空間觀光技術(shù)

在風景園林主題漫游中，運用VR 技術(shù)進行動態(tài)虛擬場景的建設(shè)與設(shè)計，將會是未來的發(fā)展趨勢。最近幾年，VR GIS 技術(shù)在景觀空間設(shè)計中的應用范圍較廣，為景觀空間設(shè)計中的場景布局、情景設(shè)計提供了充足的技術(shù)保障。特別是VR GIS 技術(shù)將傳統(tǒng)的二維GIS 提高到了三維視覺、聽覺等多種真實體驗的實時互動層次。該系統(tǒng)為用戶提供了一個可視化的景觀地理信息系統(tǒng)接口。

5.2 園林景觀立體視覺觀賞效果評價

利用VR 技術(shù)打造景觀效果的計算機評估功能，用于評價三維景觀裝飾效果，是未來VR 技術(shù)在園林設(shè)計中的一個重要發(fā)展趨勢。前面已經(jīng)提到，VR 技術(shù)在景觀虛擬場景中的運用是現(xiàn)實的，但是，如何評估三維景觀的視覺效果，目前還處于一個盲區(qū)。目前已有學者嘗試將“VR+AHP”技術(shù)用于景觀規(guī)劃設(shè)計效果評估中，主要包括以下兩個方面：①采用層次分析法建立評價指標體系；②采用AHP 方法將虛擬現(xiàn)實中的虛擬現(xiàn)實場景與虛擬現(xiàn)實中的虛擬現(xiàn)實場景相結(jié)合，通過AHP 方法來確定其權(quán)重。

6 結(jié)語

以往國內(nèi)的園林規(guī)劃大多是由設(shè)計師按照業(yè)主所提供的面積來設(shè)計。在實施之前，主要是為了演示設(shè)計方案或者部分的設(shè)計，而不能讓業(yè)主們真正的感受到設(shè)計的結(jié)果，常常導致不能達到預期的效果。不過，有了VR 技術(shù)，這個問題就不存在了。設(shè)計師按照業(yè)主的需求，建立了相應的模型，使居民能夠在最真實的沉浸式互動當中觀看景觀空間，了解景觀設(shè)計方案的詳細情況，從而提出最有效的反饋建議，用于不斷優(yōu)化景觀空間的方案內(nèi)容設(shè)計。