陈子健,李俏萍
东莞市南苑园林有限公司,广东东莞,523900
岭南设计集团有限公司,广东东莞,523900
摘要:虚拟现实技术具有方向明确、高效、快速的特点,它可以为风景园林设计提供完备的输入和输出技术,对于风景园林设计方面的信息具有强大的处理能力。因此,在风景园林设计中如果能够对虚拟现实技术进行有效运用,就能够大大提高设计工作的效率和水平。鉴于此,本文主要针对虚拟现实技术在风景园林设计中所用到的一些核心技术及虚拟现实技术的具体应用展开探讨,以期能够发挥出虚拟现实技术的最大应用价值。
关键词:虚拟现实技术;风景园林设计;应用
1、虚拟现实技术概述
虚拟现实是指由计算机创造的一个虚拟空间,人们可以通过听觉、触觉、视觉和其他感官进行刺激,虚拟现实技术是指用于构建虚拟现实系统的硬件和软件技术,虚拟现实主要由两部分组成:参与者以及虚拟环境。
虚拟现实技术具有三个基本特征:沉浸性、交互性和想象性。首先,沉浸性是指参与者置身于虚拟环境中,仿佛置身于真实环境中,虚拟环境中的所有操作都与真实的客观世界非常相似,所以体验者就很难区分自己是处在虚拟环境还是现实世界,这样就能够使人产生一种身临其境的感觉。其次,交互性是指人们在虚拟环境中必须与虚拟系统进行交互。人们通过感官操作向虚拟环境提出需求,然后虚拟环境给人们一点反馈。比如,人们可以在虚拟环境中拿物体,人的手与虚拟环境中的物体有一种接触的感觉,可以随着物体上下左右移动。最后,想象性是指虚拟现实系统可以给人想象的空间,激发人的创造力,因为它可以根据需要创建一个虚拟现实系统,人们可以通过自己的想象力在其中进行创造。
2、虚拟现实应用到景观设计中的核心技术
2.1三维建模技术
风景园林场景的构建主要是采用3DMAX_CAD等软件技术来实现的。应用CAD来完成园林场景平面体,进而采用3DMAX来完成园林模型的构建,再将这些元素整合后加入到三维模型中,从而得到丰富的风景园林场景。在进行园林景观设计之前,设计师应根据园林景观设计的规模和特点,合理选择CAD和3DMAX技术;然后,在创建虚拟环境之前,可以利用计算机,并通过采用虚拟现实技术构建一个园林景观三维模型的效果图,让设计师对其设计后的环境有一个清晰的认识。
2.2实时三维图像生成技术
实时三维图像生成技术可以实现大规模风景园林场景建模,借助高性能计算机提高图形质量,保证场景逼真,全面展现场景的各项元素。该项技术主要是通过大量的对实际环境数据的采集与储存,在虚拟环境中运用到既有的数据,创建设计师所希望的场景。由于在较大规模且具有十分显著特点的场景构建的过程中,对相关的技术要求具有一定的难度,故而这一技术的实现基础是具有较高配置的计算机。在实时三维图像的生成过程中,图形刷新频率的最佳状态是每秒刷新超过 30帧,最低不能少于每秒刷新 15帧。在这一技术中,图像的质量以及刷新的速度是主要的技术要点。
2.3立体声环绕技术
所谓环绕立体声,通常是与双声道立体声相比,系指声音好像把听者包围起来的一种重放方式。这种方式所产生的重放声场,除了保留着原信号的声源方向感外,还伴随产生围绕感和扩展感(声音离开听者扩散或有混响的感觉)的音响效果。因此,可以逼真地再现一个空间混响过程,具有更为动人的临场感。如果与大屏幕的电视或电影的图像结合起来,使视觉和听觉同时作用,则这种临场感就更逼真,更生动,因而更具感染力。
3、虚拟现实技术在园林景观设计中的应用
3.1参与景观设计项目的调研工作
景观项目从设计到施工落地是一个十分复杂的过程,这其中首先要对基地的现场状况进行分析,包括地形、自然气候、周边环境、公共设施设定位置、施工周期、施工造价、项目需求等,因此需要收集很多资料来进行综合的分析,以便将设计过程中可能面临的困难以及结合基地状况能设计出的亮点进行仔细说明,然后据此制定出后期的具体设计计划。其次,设计人员要将收集到的文字信息输入到虚拟现实系统中进行初步的模拟和探索,让设计师在思维上对该场地形成总体认识。最后,利用GIS技术,根据现实环境进行模拟,分析场地中的各个道路情况、树木情况、河流情况等,为形成设计概念提供科学的判断。
在这一过程中,主要可以利用模型建构技术来对现场情况进行综合分析和整体规划。例如,在建造园林水景时,首先,设计师就必须调查选址地的水文情况,做出相关的水文调查表。其次,设计师结合其它重要因素信息,利用虚拟现实技术对其进行综合分析,将选址区域划分成不同的属性。再次,要根据区域本身的特性,利用Auto技术完成园林水景的平面图设计,接着再将其导入到3DMAX技术中;最后对于弯道和弯道地形,还可以建立线性弯道水体模型。
3.2实现设计方案的多维度展示
传统的景观方案在展示时通过四种方式实现,分别为剖立面、动画漫游、平面以及效果图。其中,立面图、平面图以及剖面图都属于二维图像,其在很大程度上限制了设计师思维的发挥。而将虚拟现实技术应用到园林设计中,通过构建的模型,可以使设计者摆脱二维图纸的限制。设计者可以进一步接近自己的设计,也可以沉浸和漫游在构建的虚拟场景中,进而能够对风景园林进行多角度、全方位的探究和分析,不断获得各种感官信息。在多重感官的刺激下,活跃了设计者的思维,进而使其能够形成初步的设计构想并对场地形成设计概念。将这些资料进行整理并输入到计算机中进行保存,不仅在一定程度上确保了概念设计的合理性、准确性,同时也为之后的设计提供了有利条件。
此外,在虚拟现实系统中可以真实的感受到听觉、味觉、视觉以及察觉等;设计师可以将设计方案通过分布式虚拟现实技术与互联网连接进行发布,让其他人也能对该设计方案提出一些建议,从而能够完善整个设计方案。
3.3协助园林景观的主体构思设计
一方面,通过虚拟现实技术,设计师可以准确地刻画场景,实时成为三维图像。通过改变场景中的各项特征、造型,刺激设计师的感官和创作思维。另一方面。风景园林设计内容具有复杂性和多维复合性。设计师在进行方案设计时,不仅要考虑物体造型本身,还要对周围的文化因素、社会因素、自然因素、空间因素等紧密结合,从空间环境和社会环境的大背景下,进行风景园林的设计。利用虚拟现实技术中的交互功能,有利于设计师实时控制场景,为其提供更有效的交互平台,方便设计师及时调整和更换园林中的要素模型,通过比较与审查,使设计出来的方案更加合理。
例如,在建设某城市展览馆时,将选址定于体育场北边,紧靠繁华路口的坡地边,并且市政府要求展览馆的高度不得高于20m。在设计方案时,设计师首先摘选出来模拟该区域的重要建筑物。其次,将设计好的方案置入到虚构场景中进行模拟。再次,根据建设进度,将设计师设计好的2个方案再次置入虚拟场景中进行模拟和调整。最后,把多个设计方案整合在一个场景中进行比较。最终经过方案比较,确定采用方案二进行展览馆的建设。
结束语:
虚拟现实技术在园林设计中的应用,打破了传统园林设计模式对设计人员设计思想的束缚。以先进的计算机技术为基础的虚拟现实技术,能够站在三维空间的角度上全面的呈现设计的实际效果,使得设计人员能够具有最佳真实的感受,同时,对于自身的园林设计有着全面性的认知,从而能够对园林景观的设计工作进行优化和改良。
参考文献:
[1]吴国芳.虚拟现实技术在风景园林设计中的应用[J].农业科技与信息,2019.
[2]方敬恩.关于虚拟现实技术在园林设计方面的应用思考[J].建材与装饰,2019.
[3]侯俊.风景园林设计中虚拟现实技术的应用分析[J].农业与技术,2018.
[4]周彦雨.虚拟现实技术在风景园林设计中的运用分析[J].现代园艺,2018.