园林设计领域虚拟现实技术的应用

姜新功 李蒙 奎屯市园林管理处

一、虚拟现实的发展

VR作为一项尖端科技，它集成了技术的高新发展成果，是一种由计算机生成的高技术模拟系统，它最早源于美国军方的作战模拟系统，20世纪90年代初逐渐为各界所关注，虚拟现实率先在工业产品设计、电影特效、电子游戏领域得到应用，美国飞机制造商波音公司的波音777飞机，实现了无纸化计算机设计与模拟组装，电影与电子游戏中的虚拟角色拥有了人类真实般表情与动作。21世纪的今天随着计算机技术的迅猛发展、互联网和及5G技术的普及，这项技术已得到蓬勃发展，在房地产开发、建筑设计、工业产品展示、医疗、城市数字地图导游等商业领域得到了广泛的应用。

二、VR技术在园林设计上应用的意义

1.全方位地观察设计效果。园林造景对于环境变化的前瞻性和周围景物的关联性要求很高，因此在动工之前就必须对完工之后的环境有一个明确的、清晰的概念。通常情况下，设计者会通过沙盘、三维效果图、漫游动画等方式来展示设计效果，供决策者、设计者、工程人员以及公众来理解和感受。以上的传统展示方式都各有其不同的优缺点，但有一个是共同的，即不能以人的视点深入其中，全方位地观察设计效果，而运用VR技术则可以很好地做到这一点，可身临其境地感受绿化景观，为绿化设计提供了真实的空间感受，加强了植物配置与周围环境的协调性。

2.实时的交互性：虚拟现实技术可实现园林绿化场景中植物的实时交互，通过设定键盘上的数字键或字母键来对应场景中植物的大小、位置、色彩、纹理、方向等变化，在进行虚拟场景演示时，只要按下键盘上相应的键，场景中的植物就能立刻改变大小、位置、色彩、方向等，这样园林绿化设计方案的修改就很方便，修改后的景观效果也能立刻呈现，这比三维效果图、漫游动画等有着无与伦比的优势。

3.提高绿化施工效率：通过虚拟现实技术对绿化工程景观中的自然要素进行详细真实模拟，可使绿化景观的各种变化效果形象直观展现出来，使施工方对绿化工程有了清晰明确的认识，为制定施工计划提供了更加精确依据，有了详实可行的施工计划及步骤，就可以加快绿化施工进度，进一步提高绿化施工效率。

4.符合现代园林设计理念要求：现代园林注重的是空间环境的整体营造以及人的体验和感受，园林设计理念更注重整体环境的和谐与统一。目前利用虚拟现实技术已经可以模拟出城市区域内整体景观效果，这就为园林景观设计提供了更广阔的视野和平台，使新景观更好、更自然地融入到整体环境中。虚拟现实还可以生动地模拟出人与自然的互动，使园林设计更好地满足人的需求感受。

三、虚拟现实的实际应用

在园林景观设计中占主导地位的植物形态各异，植物的组合形成多样的园林空间，虚拟现实的运用使人更容易理解园林空间的形态、尺度、肌理、虚实等，这比CAD图、平面效果图、建筑动画等有显著的优势，是园林景观设计领域最佳的选择，目前在花卉造景、小区绿化景观营造等方面得到大力应用。

案例一：北京的国庆花坛设计已经实现了计算机虚拟现实的辅助设计，虚拟现实辅助设计已成为国庆花坛工程整体工作最关键的一步，运用虚拟现实技术不仅可以对花坛的花色、花量、造型进行模拟演示，还可以模拟花坛的声、光、电、水景等变化效果，这样不仅能逼真模拟花坛白天景观效果，还可以很好模拟花坛夜景，使各色花卉和灯光通过调配达到完美融合，使花坛夜景更加亮丽多彩。另外模拟花坛摆放场景完全按天安门广场、长安街的实际场景进行等比例布置，这样就可以多角度观察花坛摆放尺寸及效果，为方案的审定和施工计划提供了更加精确、形象的依据。

案例二：2019年的国庆70周年天安门广场花坛造景，正是运用虚拟现实技术真实模拟出主题花坛效果及摆花程序，为方案的确定和摆花步骤提供了确实可行的技术保障，仅用8小时就完成主题花坛10万盆鲜花摆花布景任务，并呈现完美的花卉造景效果。

目前虚拟现实技术的发展与应用正方兴未艾，杭州等城市的数字化城市建设已全面启动，届时你在杭州街头的触摸屏电子导游图前，就可虚拟漫游整个杭州的城市景观，然后就可以方便快捷地选择出想要去参观的景点和路线。

近几年的世博会利用虚拟现实技术在网上实现世博园区景观及展馆的虚拟展示和互动，在网上就可以随意漫游观赏世博园内现代、时尚、多彩景观，并可进入各国展馆内体验现代科技与文化。这是有着160多年历史的世博会一个创举，将会使全国乃至更多国外人士在网上感受上海世博会的精彩，领略到虚拟现实技术的魅力。

四、虚拟现实技术的展望

近年来在园林设计领域虚拟现实技术的应用已得到快速发展，它已成为北京奥运花卉造景、上海世博园景区营造、北京国庆花坛布景等绿化景观设计中不可缺少的重要环节，特别在住宅小区的绿化景观设计中大量应用，使这一技术日趋完善。但由于园林景观设计中植物配置占很大比例而且植物种类繁多、形态各异这一特殊性，虚拟现实技术要想完全与其融合，达到“以假乱真”的自然景观效果，能在整个城市景区中自由顺畅地随意漫游，并进行全面的实时交互，还有很多技术问题需要解决。

随着计算机技术的迅猛发展和互联网的快速普及，以及5G技术的普及把立体电视全面推向市场，这是成像技术的又一次革命，立体成像技术的推广将会极大地推动虚拟现实技术的发展与提高。相信在广大园林景观设计者的积极参与下，在园林设计领域蓬勃发展的虚拟现实技术，必将有着广阔的发展前景，其在园林景观设计上的应用必将普及。