基于虚拟现实技术的园林景观设计研究

known 发布于 2025-07-17 阅读(304)

摘" " 要:数字时代的来临必然会给园林景观设计带来革命性的变化。虚拟现实技术作为一种新兴的计算机辅助手段,在园林景观设计领域中应用的优点主要体现在辅助设计和概念表达两个方面。在进行概念设计时,利用虚拟现实技术可以实现人与场景之间的深度互动,这有助于更全面地理解设计师的设计意图和核心理念。从虚拟现实技术的构成、分类和设计流程出发,论述了虚拟现实技术应用于园林景观设计的重要意义和具体方法,希望能够对园林景观设计起到一定的借鉴作用。

关键词:虚拟现实技术;园林景观设计;概念设计;主体构思

中图分类号:TU986" " " " " " " " " 文献标识码:A" " " " " " " 文章编号:1005-7897(2025)03-0049-03

0" 引言

在科学技术快速发展的今天,虚拟现实技术凭借其特有的沉浸式体验和高交互性正在逐步向各行业领域渗透,园林景观设计也不例外。传统园林景观设计通常依靠平面图纸与物理模型相结合,很难完整地表现出设计空间感与整体效果。随着虚拟现实技术的应用,设计师得到了前所未有的设计工具和平台,这使得其设计流程变得更为直观、高效且富有创意。本文先概述了虚拟现实技术,再详细分析了园林景观设计应用虚拟现实技术的意义,最后围绕虚拟现实技术在园林景观设计各流程中的具体应用展开论述,主要包括初期概念设计、中期主体构思和后期设计优化,以期对推动园林景观设计数字化进程有所帮助[1]。

1" 虚拟现实技术概述

1.1" 虚拟现实技术的构成及分类

对虚拟现实技术的构成和分类进行深入探讨,是为了更好地理解其工作原理和应用领域。

在技术构成上,虚拟现实技术包括硬件、软件与内容3个核心要素。硬件主要由高性能计算机、头戴式显示器、位置追踪器和数据手套组成,这些设备共同搭建起能与用户实时互动的虚拟环境。软件部分负责虚拟环境生成、渲染以及对用户交互做出反应,主要涉及三维图形引擎、物理引擎和声音处理等关键技术。内容是虚拟现实技术之魂,涉及虚拟场景设计、建模、动画及音效各方面,给用户带来丰富多样的虚拟感受。

从分类上看,虚拟现实技术按不同标准与需要可划分为许多类型。按沉浸程度分,有完全沉浸、半沉浸、非沉浸3种。全沉浸式虚拟现实利用头戴式显示器和其他装置让用户全身心地投入虚拟世界之中,达到高度真实的感受;半沉浸式是通过某些设备或用户界面来实现虚拟与现实世界的融合;非沉浸式的交互更多地依赖于传统计算机的用户界面。

1.2" 虚拟现实技术的设计流程

虚拟现实技术的开发流程是一个严格和系统化的流程,包括需求分析、概念设计、模型构建和实现、测试和优化以及发布和维护等多个关键步骤。需求分析作为设计流程中的出发点,需要设计师洞察用户真实需求,厘清虚拟现实技术应用场景及功能需求。设计师与用户及有关利益方进行充分交流,才能保证设计方案符合实际需要,取得预期效果。在虚拟现实技术设计中,概念设计是一个至关重要的环节。这一阶段设计师需依据需求分析结果提出创新、可行的设计方案。其中包括决定虚拟环境总体风格、布局及交互方式,从而建立满足用户预期的虚拟世界。在模型构建和实现的过程中,概念设计被转化为具体的虚拟现实系统。设计师需使用专业建模软件及工具在虚拟环境中按照设计方案建立三维模型并加入相关材料、纹理及光影效果,还要在虚拟环境下实现交互功能,让用户与虚拟世界实时交互。建模实现完成之后,测试和优化是保证虚拟现实系统质量以及用户体验的一个重要环节。设计师要对该系统进行综合测试,主要包括功能测试、性能测试以及用户体验测试,从而发现和解决可能存在的问题与缺陷。设计师可根据测试结果有针对性地对该系统进行优化与完善,增强其稳定性与用户体验。在虚拟现实技术的设计流程中,发布和维护处于收尾阶段。这一阶段设计师需把经过优化的虚拟现实系统分发至对应的平台或者设备中以方便用户进行操作。同时,需要不断地维护与更新系统以保证其能满足用户需求与技术发展变化的要求。

2" 园林景观设计应用虚拟现实技术的意义

2.1" 虚拟现实技术使景观设计意图直观呈现

将虚拟现实技术运用于园林景观设计,给设计师直观地展示自己设计意图带来了新的途径。传统园林景观设计通常依靠平面图纸与二维效果图,很难将设计方案立体效果与空间感综合表现出来。但在虚拟现实技术的帮助下,设计者能够构造三维虚拟园林场景并且通过头戴式显示器和其他装置让使用者身临其境地感受虚拟环境,由此直观感受到设计方案总体布局、景观元素造型与色彩搭配、空间层次感与流动性等,如图1所示。这一直观呈现方式既有利于设计师更加精准地掌握设计方案中的细节及效果,也为业主、施工人员等利益相关者搭建了共同的沟通平台。借助虚拟现实技术,各方人员能够在虚拟环境中自由漫游和体验,从而能够提出宝贵的意见和建议,确保在设计初期就能够充分考虑和满足各方的需求和期望。这样既可降低后期改造调整工作量,又可提高设计方案可行性与认可度[2]。虚拟现实技术也有助于设计师对方案的比选与优选,设计师通过构造若干个虚拟场景来比较各种设计方案的结果及区别,以选出最佳方案。虚拟现实技术也能模拟出不同时期、不同季节、不同天气情况下园林景观的效果,为设计师提供更多设计参考。

2.2" 虚拟现实技术辅助激发设计师创作灵感

将虚拟现实技术运用于园林景观设计,不仅是为了直观地展现设计意图,也是为了帮助启发设计师创作灵感。传统设计过程中设计师通常局限于二维图纸与有限想象空间内,很难将自己的想法完整地表现出来并付诸实践。而虚拟现实技术则通过建立三维虚拟环境给设计师带来沉浸式创作平台。在此平台中,设计师可自由探索,尝试并修改设计方案以激发更多的灵感。虚拟现实技术可以模拟逼真的园林场景以及光影效果,让设计师可以更直观地感受设计方案的实际效果。这样的沉浸式体验能够帮助设计师更深入地理解景观元素间的联系,识别潜在的设计问题,并寻找创新的解决方案,如图2所示。

虚拟现实技术还具有交互性、实时反馈等特性。设计师可通过虚拟现实设备实时运行并修改虚拟环境,即时查看设计变化的影响。这一即时反馈机制使得设计师可以更快速地对设计方案开展调整与优化,从而避免传统设计中需要重复修改、等待渲染等烦琐步骤。虚拟现实技术也能够结合大数据和人工智能等先进技术给设计师带来更多智能化设计辅助。通过对用户行为及喜好进行分析,虚拟现实技术能够提出具有针对性的设计建议,以帮助设计师更好地掌握市场需求及用户心理。

2.3" 园林景观设计应用虚拟现实技术是必然趋势

虚拟现实技术在园林景观设计中的运用,既是现阶段技术发展的必然趋势,又是行业进步和革新的内在需求。在信息技术快速发展的今天,虚拟现实技术凭借自身特有的优势正在逐步深入园林景观设计领域中的每一个环节。虚拟现实技术在园林景观设计中的运用,可以大幅提高园林景观设计效率与质量。虚拟现实技术通过创建一个三维的虚拟场景,为设计师提供了一个直观的方式来设计和调整其方案,这极大地缩短了设计的时间并提高了设计的准确性。虚拟现实技术有利于促进园林景观设计产业数字化转型。数字化时代下,各行业均积极寻求数字化转型之路,园林景观设计行业亦然。通过虚拟现实技术的运用,可实现设计数据数字化管理、设计过程自动化处理和设计成果数字化展示等功能,以促进产业数字化转型进程。

3" 虚拟现实技术在园林景观设计中的具体应用

3.1" 初期的概念设计

在园林景观设计初期,虚拟现实技术的引入给概念设计带来了翻天覆地的改变。传统的概念设计更多是靠设计师的构思与手绘草图来完成,这类方法虽能表现设计师的构思,却很难完全表现出设计的空间感与整体效果。但虚拟现实技术的引入使设计师可以借助三维建模软件来展开初步设计。设计师可通过虚拟现实技术构建虚拟环境,对设计元素的位置、尺寸、材料等性质进行实时调节,并观察到不同设计元素间的结合效果,进而对设计方案进行迭代与优化。这种既直观又有效的设计方式在提高设计效率的同时,使设计师对整体风格与气氛有了更精准的掌握[3]。

3.2" 中期的主体构思

园林景观设计中期,深化和提炼主体构思是关键一环。在这一环节中,设计师需要对设计方案深入推敲与改进,保证其合理性与可实施性。虚拟现实技术的运用对中期主体构思起到有力支撑。虚拟现实技术能将设计方案以三维效果实时展现出来,让设计师从各个角度和侧面考察设计方案的好坏,如图3所示。借助头戴式显示器及其他装置,设计师可在虚拟风景园林中“身临其境”遨游,体验空间布局、景观韵律及材料质感,进而更准确地捕捉设计细节与整体效果。虚拟现实技术也具有很强的交互功能,设计者可在虚拟环境下实时修改、调整设计方案。不论是调整植物配置、改变道路走向或是优化水体设计等,设计者均可借助虚拟现实技术进行即时反馈与校正,使设计灵活性与效率得到极大提升。虚拟现实技术也能帮助设计师比较并优化方案。通过搭建若干个虚拟场景,设计者可在同一个平台下比较不同设计方案的优缺点,进而选出最佳方案。

3.3" 后期的设计优化

在园林景观设计后期,设计优化作为关键一环,直接影响设计方案最终成效与实施质量。虚拟现实技术的应用给设计优化带来了强大的技术支持。虚拟现实技术可以构造一个高度真实的虚拟环境,让设计师在其中沉浸式体验,通过这样一种身临其境的感受,设计师可以更加精准地掌握设计空间感、比例关系以及景观元素细节处理等方面的内容,进而找出设计方案中的问题与不足之处。虚拟现实技术具有实时交互、动态模拟等特点。设计师可在虚拟环境下实时调整优化设计方案,并观察各种设计策略的整体效果。这一即时反馈机制使得设计师可以快速做出决定,从而避免了后期实施阶段的大幅度修改与调整。虚拟现实技术也能模拟出不同时期、不同季节、不同天气情况下景观效果的变化,为设计师提供更多设计参考[4]。通过对不同情景的设计效果进行比较,设计师可以选出最佳设计方案,增强了设计的针对性与实用性。虚拟现实技术也可应用于设计方案展示与报告。通过制作优质渲染图像与视频,设计师可以将设计方案最终结果直观呈现给业主、施工方等利益相关者,提高其对设计方案的认同与信任。

4" 结语

将虚拟现实技术运用于园林景观设计,给设计师带来了空前的设计体验与工作效率。在前期概念设计、中期主体构思、后期设计优化等阶段,虚拟现实技术起到了举足轻重的作用,其既能实时展现设计方案三维效果,让设计师从各方面考察其优缺点,又能提供较强的交互功能,让设计师可以在虚拟环境下实时修改、调整设计方案。同时,虚拟现实技术还可应用于各种场景设计效果的仿真,给设计师带来更全面的设计借鉴[5]。因此,虚拟现实技术在园林景观设计领域中是一项重要的技术革新,有利于促进园林景观设计创新发展,提高设计质量及可实现性。

参考文献

[1]" 廖绫.虚拟现实技术在园林设计中的应用研究[J].现代工程科技,2023,2(7):1-4.

[2]" 姜明斐.虚拟现实技术在我国风景园林景观设计中的应用与发展[J].新农业,2022(4):32.

[3]" 张姝,王连德.虚拟现实技术在园林景观设计中的科技创新应用[J].中国科技成果,2023,24(14):31-33.

[4]" 程雪梅.基于虚拟现实技术的风景园林空间优化设计探究[J].中文科技期刊数据库(全文版)工程技术,2023(6):45-48.

[5]" 丁高峰.虚拟现实技术在风景园林设计中的应用[J].中文科技期刊数据库(引文版)工程技术,2022(4):164-167.

作者简介:黄嘉颖(1992— ),女,汉族,广东清远人,本科,工程师,主要从事园林方面工作。

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