计算机增强现实（AR）技术在园林景观设计中的应用分析

张晓帆

摘要：近年来，许多新的硬件与技术如雨后春笋般冒出，他们都在未来景观设计这一领域的应用具有强大潜力。这些硬件与技术用于智能化建筑与智慧化住宅以及虚拟景观的研究，普遍受到各国的重视。增强现实（AR）技术将虚拟信息投射进真实世界，实现了真实的环境和虚拟物体同步实时地叠加，是否可以通过现增强现实（AR）技术，来实现园林景观设计对空间环境的拓展与改善，从而提高园林景观设计质量，以及增强现实（AR）技术与虚拟现实（VR）技术在园林景观设计中的不同应用，是本文将要探讨的问题。

关键词：计算机；增强现实（AR）技术；虚拟现实（VR）技术；园林景观设计

1增强现实（AR）技术

增强现实（Augmented Reality），简称AR技术，是虚拟与现实的连接入口，与oculus等设备主张的虚拟世界沉浸不同，AR注重虚拟与现实的连接，是为了达到更震撼的现实增强体验。

增强现实（AR）的定义很广泛，技术种类众多，目前主流的AR是指通过设备识别判断（二维、三维、GPS、体感、面部等识别物）将虚拟信息叠加在以识别物为基准的某个位置，并显示在设备屏幕上，可实时交互虚拟信息。總结起来即识别、虚实结合、实时交互。

2虚拟现实（VR）技术

虚拟现实（Virtual Reality），简称VR技术，是仿真技术的一个重要方向，是仿真技术与计算机图形学人机接口技术、多媒体技术、传感技术、网络技术等多种技术的集合，是一门富有挑战性的交叉技术前沿学科和研究领域。虚拟现实技术（VR）主要包括模拟环境、感知、自然技能和传感设备等方面。模拟环境是由计算机生成的、实时动态的三维立体逼真图像。感知是指理想的VR应该具有一切人所具有的感知。除计算机图形技术所生成的视觉感知外，还有听觉、触觉、力觉、运动等感知，甚至还包括嗅觉和味觉等，也称为多感知。自然技能是指人的头部转动、眼睛、手势或其他人体行为动作，由计算机来处理与参与者的动作相适应的数据，并对用户的输入作出实时响应，并分别反馈到用户的五官。传感设备是指三维交互设备。

3增强现实（AR）技术与虚拟现实（VR）技术的区别

3.1增强现实（AR）技术的特点

增强现实（AR），也被称之为混合现实。它通过电脑技术，将虚拟的信息应用到真实世界，真实的环境和虚拟的物体实时地叠加到了同一个画面或空间同时存在。如果你亲自体验过增强现实，才会感觉到它无限的魅力所在。

增强现实游历于虚拟现实和真实之间。虽然虚拟现实已经受到大众的关注，但我们生活的社会毕竟是真实与虚拟相结合的社会，那才是完美的统一，增强现实最终会证实其用途的广泛性。

增强现实提供了在一般情况下不同于人类可以感知的信息。它不仅展现了真实世界的信息，而且将虚拟的信息同时显示出来，2种信息相互补充、叠加。在视觉化的增强现实中，用户利用头盔显示器，把真实世界与电脑图形多重合成在一起，便可以看到真实的世界围绕着它。

3.2虚拟现实（VR）技术的特点

虚拟现实（VR），也称灵境技术或人工环境，是利用电脑模拟产生一个三度空间的虚拟世界，提供使用者关于视觉、听觉、触觉等感官的模拟，让使用者如同身历其境一般，可以及时、没有限制地观察三度空间内的事物。使用者进行位置移动时，电脑可以立即进行复杂的运算，将精确的3D世界影像传回产生临场感。虚拟现实（VR）看到的场景和人物全是假的，是把人的意识带入一个虚拟的世界。

3.3两者在园林景观设计中应用的区别

虚拟现实（VR）是多种技术的综合，包括实时三维计算机图形技术，广角（宽视野）立体显示技术，对观察者头、眼和手的跟踪技术，以及触觉/力觉反馈、立体声、网络传输、语音输入输出技术等。相比较而言，利用计算机模型产生图形图像并不是太难的事情。如果有足够准确的模型，又有足够的时间，我们就可以生成不同光照条件下各种物体的精确图像，但是这里的关键是实时，图像的刷新相当重要，同时对图像质量的要求也很高，再加上非常复杂的虚拟环境，问题就变得相当困难。

增强现实（AR）是采用对真实场景利用虚拟物体进行“增强”显示的技术，与虚拟现实相比，具有真实感强、建模工作量小的优点，在园林景观设计中，可以使用现实中已经存在的真实植物品种、建筑形式，清晰直观地展现最终设计效果的同时，还可以将虚拟的信息同时显示出来，如植物品种、生长特点，建筑材质、单位价格等，把真实世界与电脑图形多重合成在一起，2种信息相互补充、叠加，提高园林景观设计的质量品质。

园林景观设计人员通过对增强现实（AR）技术的应用，可以采用更为自然的人机交互手段控制作品的形式，塑造出更具沉浸感的艺术环境和现实情况下不能实现的梦想，并赋予创造的过程以新的含义。设计人员可以借助软件和硬件的顺畅配合来促进参与者与作品之间的沟通与反馈，创造良好的参与性和可操控性；也可以通过视频界面进行动作捕捉，储存访问者的行为片段，以保持参与者的意识增强性为基础，同步放映增强效果和重新塑造、处理过的影像；通过增强现实、混合现实等形式，将数字世界和真实世界结合在一起，观众可以通过自身动作控制投影的文本，如数据手套可以提供力的反馈，可移动的场景、360度旋转的球体空间不仅增强了作品的沉浸感，而且可以使观众进入作品的内部，享受操纵它、观察它的过程，甚至赋予观众参与再创造的机会。

4结论

在未来的园林景观设计中，技术发展不再是梦想。在人口的快速增长与地球环境危机双重压力下，增强现实（AR）可以通过光学在真实空间下显示虚空间以达到拓展我们生活空间的目的，改善人们的生活质量。同时降低未来生活空间与城市建设中对资源的消耗与浪费。也许未来居住在城市中的我们，可以随时享受海滨住宅的体验，感受柔和海风与灿烂的阳光。睡觉时又能感受在森林中、夜风中听着雨声享受自己那份独特心情安然入眠。我们能足不出户就能像古人一样享受林间田园，或是高山林荫的生活方式。时间空间再也不能形成距离，这就是未来。