数字虚拟技术下城市景观设计的优化与转型

李 林，陈口丹

(福建农林大学金山学院，福建福州 350000)

0 引言

数字虚拟技术的应用在当今社会愈发深刻，被广泛应用于经济、卫生、教育、建筑、人文等众多系统领域中，发挥着高效、便捷、低成本的优势.经过多年人类智慧的研究，数字虚拟技术开始飞速发展，在城市景观设计方面也开始发挥其独特作用.通过数字化手段促使城市景观设计呈现更加立体、丰富、独特，极大拓宽了人们的视觉体验及生活方式.随着智慧城市概念的诞生，城市景观作为城市发展的附着物，也亟需极大的提升与创新.因此，挖掘数字虚拟技术与城市景观设计的深度融合，进一步发挥数字化时代的优势，是现代城市景观应用的核心之翼.通过进一步分析数字虚拟技术对景观设计的现实影响及有效作用，才能构建更生态、健康、绿色的人居生存环境，改变人们的视觉审美观，引导现代智慧城市的高速建设，并为城市景观设计视觉表现提供全新的发展角度.

1 数字虚拟技术下城市景观设计的视觉表达探究

数字虚拟技术的应用不断塑造着城市人们生活品质，转变着人们的思维模式及审美方向.数字虚拟技术下城市景观设计愈发凸显出多样性及创新性，人们的视觉体验不断被刷新、冲撞.在城市智慧化升级、环境生态需求、设计应用材料及传统审美突破等多重影响下，城市景观设计这一综合性实践学科也表现出更具时代价值的多元视觉体现，丰富了城市居民对现代城市概念的认知及感官.

1.1 尝试表达基础设施的高运转性

城市基础设施是指为城市直接生产部门和居民生活提供共同条件和公共服务的工程设施，是城市生存和发展，顺利进行各种经济活动和其他社会活动所必须具备的工程性基础设施和社会性基础设施的总称[1].在现代社会中，经济越发展，对基础设施的要求越高；完善的基础设施对加速社会经济活动，促进城市空间分布形态演变起着巨大的推动作用.同时，基础设施作为城市景观的重要地标性部分，除了满足最基本的服务功能要求外，还需服从于城市景观设计整体布局，从结构规划、视觉表现、运转效率等方面最大化满足城市居民物质文化需求.结合数字虚拟现实技术，可通过网络大尺度虚拟仿真技术实现城市景观设计的高密度、多维空间的规划与构建模型分析，从直观视觉体现上探讨基础设施建设的科学性、公共性、可塑性、合理性等，大大提高城市景观中基础设施的合理布局及服务功能的高效利用，进一步为社会大众提高生活质量.

1.2 突出表达深层次的人本主义性

城市景观设计为城市空间系统性完善服务，进一步满足高密度城市空间的多样化需求，并承载着表现城市形象的历史使命，更是反映城市人居群体的历史文化符号.传统城市景观设计在没有信息技术的辅助下无法做到大规模搜集城市人群的真实意愿，局限于区域性的采集与剪影，对以人为本理念的完美表达无法实施.而随着数字技术的迅速发展以及对城市景观设计的辅助功能的强化，使得城市景观设计实现了深层次的人本主义表达，可通过大数据的搜集、获取、管理、分析等功能进行综合研判，依赖更真实的人群集散数据及更广阔的视觉动态来展示城市复杂体系背后居住人群的活动范畴、时间、区域等等规律[2]，实现城市景观设计与社稷民生的高度关联性，进一步表达出城市人群的文化特征、居住喜好、生活方式及历史变迁，同时通过视觉信息快速传递设计理念.

1.3 高度表达彰显文化艺术的创意性

城市景观设计要素既包括大量的自然景观要素也容纳人工景观要素，设计过程需融合空间、地理、人文、规划、生态等众多元素，为创造高质量城市居住环境而服务，并通过视觉表现力求出完整和谐的景观体系，有序的空间形态.城市景观设计的视觉信息传达往往蕴含城市整体风格及历史文化内涵，彰显城市独特的景观空间环境.数字虚拟技术使得城市景观设计表现出极大的突破性和创新性，不再拘泥于具象化、现实化的设计风格，突破了以往的思维设计局限，创造性的尝试抽象类艺术表达，更多样化展现出文化创意性、艺术变革性，改变了我们的生活方式及审美价值取向，思维模式逐渐演变为对文化艺术的深度思考.城市景观设计通过与数字技术的融合，成功运用技术的优势性，脱离了传统景观设计在艺术表达与视觉呈现上的局限性，使文化融合交错真实地通过城市景观表达出来，让城市景观设计更具创意性、发展性.

1.4 力争表达多元主体参与体验性

传统城市景观设计更多是景观设计人员自身专业学习及社会经验的个体化思想意识的形象化表达，带有一定的主观色彩，在一定程度上无法彰显社会公共整体的意志表达，同时缺乏对其他城市景观的协同设计建构，也无法叠加多层次空间实现更合理设计规划与生态系统环境构建.数字虚拟技术支持下的城市景观设计相较于以美学为导向的传统设计有很大不同，展现出大尺度化、高颗粒化、人本量化、经验量化的发展趋势.通过大数据综合应用功能，城市各区域主体间可实现信息联动、资源共享，更可聚焦手机微信、微博等移动终端实现动态实时数据采集及研判，分析复杂环境下不同人群活动规律、物理需求及活动区域，从而增强景观设计的综合性及协同性[3]，从隐性层面折射出多元主体参与的事实，凸显出城市景观设计的多元主体参与属性，更好满足城市居民的视觉多样化体验感.

1.5 最终完善表达公共群体评价性

现代城市景观设计最重要设计目标即是满足使用者的需要，利用传统思维理念结合现代艺术进行深度设计，以满足当代城市中居住群体的深层次精神生活需求.因此，公众的认可及喜爱是城市景观设计不可忽视的因素，是景观艺术创作的向心点.数字虚拟技术支持下的城市景观设计相较于传统设计更加注重收集公众群体的意见、建议及愿景等数据信息，更加关注人的主观感受，更加考虑社会公众参与、互动、评价等，并及时吸收公众群体对城市景观作品的信息反馈，完善公众对景观的满意度评价，进一步彰显城市景观空间环境的公共素养与综合评价性能.同时，数字虚拟技术的数据计算功能及其他相关技术为城市景观设计提供的海量数据分析均可大大增加设计者及公众人群对景观的有效控制及效能评价.

2 数字虚拟技术引领城市景观设计优化升级

随着城市经济综合实力的提升，对城市建设的综合性要求也不断提高，而城市景观作为城市建设中直观体现的重要部分，是体现人们与自然环境及生存地方之间融合关系的重要载体，具体表达出人在自然界的生存能力、方式、形式等等，更是人类思想精华的实际浓缩[4].城市景观设计通过人的主观意识结合当时当地的自然条件、人文思想、经济发展、科技水平等生动展现出来，并在数字虚拟技术的运用下实现技术与审美的双重升级.

2.1 数字虚拟技术是城市景观设计的时代特征

紧随时代发展趋势城市景观设计经历了礼制导向、美学导向、现代主义、社会导向、生态导向等不同发展主体体现阶段，每个阶段的城市景观设计均比较契合当时空间发展需求，结合当时人们生活方式的习性展现，充分表达时代意识及城市文化，是不同历史时期的鲜明代表作品.数字虚拟技术的飞速发展，使21世纪充满数字化、智能化、多元化等特点，人们的生活方式产生了巨大的变革和思维发散性转变，反映到城市景观这一附着物上，也呈现出更为明显的时代印记，促使城市景观设计开始进入数字化设计阶段，积极收集数字信息、制作三维景观建模、协同分析不同区域城市景观设计效果等.由此可以看出，数字虚拟技术在城市景观设计过程中具有不可估量的影响，从多方面、多角度、多形式上辅助城市景观设计进行优化升级，以便积极适应现代人类快节奏、刷流量的生存现状，呼应现代审美理念，呈现出越来越明显的时代发展特征.

2.2 数字虚拟技术为城市景观设计采集全域化空间数据

现代技术的飞速发展及社会经济水平的提升，城镇化速度不断加快，使得城市人口越发密集，城市建筑高密度开发，城市景观设计也越发受到重视，人们开始关心自身所居住环境的舒适、安全、健康、美丽等.如何在高密度的人群集聚地实现和谐美满的现代生活，是当代景观设计者需要认真探索和研究的方向.传统景观设计参考数据及经验交流相对有限，对景观设计的表达也大多着眼于局域性开发设计和少数人群喜好.但是，数字虚拟技术支撑下的城市环境设计可实现空域与时域上的双重提升，传达到人们的视觉神经中，可感受到全域性的景观设计理念，也方便景观设计者搜集更权威数据，做更精细化设计，确保设计作品更贴近生活、反映民生，进一步彰显数字虚拟技术相对于城市景观设计的实践需要，凸显技术对城市生活品质的升级改造及应用价值.

2.3 数字虚拟技术打破传统城市景观设计诸多条件限制

传统景观设计相比较于现代城市景观设计，存在诸多限制条件，尤其在表现手法、思维模式、时空间选择、设计研究等方面有很大差异.传统城市景观设计只停留于“用空间解释空间”的思维定式里，思维扩散度有限、视野观察范围小；主要反映利益相关者的核心意念，对公众心声的投入有限；主要依赖定性经验判断设计的合理性、实用性、美观性；对城市空间精度及协同性把握相对较低.然而，数字虚拟技术支持下的城市景观设计则大大突破了传统设计中的诸多缺陷，从时间到空间，从区域到综合、从小范围研究到区域性协同研究，从小部分群体利益到结合公众民生需求，从定性经验研究到定量与定性结合量化分析研究，这些都可看作是数字技术所带来的便利与发展，对城市整体规划及市民高质量生活体验均有质的提升，使城市景观设计步入新的发展阶段，注入新的发展活力.

2.4 数字虚拟技术助力三维可视化仿真景观设计的实现

现代城市的高速化发展，诱使城市景观设计的优化升级改造.现代化的城市景观设计力争通过对数字化技术的掌握及利用，实现设计方法的科学优化，以便对城市的绿化、建筑、花草、人工设施进行有效合理规划，提升城市的人居环境，适应城市基础性及发展性建设需求.近年来，经过数字技术与设计理论的相互实践作用，三维可视化仿真景观设计得以成为现实，依靠数字虚拟技术的数字处理技术，结合图像处理手段，完成对景观设计的三维立体图像获取，采用虚拟现实仿真技术，进一步得到成像的中心像素点，接着利用激光扫描的先进数字化技术进行塑形，再进一步通过大数据超级运算实现纹理信息差异化的缩小，从而得到景观设计的动态模型图像[5]，采用这样的技术手段，不仅是尊重技术严密性、科学性的表现，也是现代城市景观设计水平提升的有力证明.可见，数字虚拟化技术主力的三维可视化仿真景观图像，可进一步提高城市景观设计的合理性及实效性.

2.5 数字虚拟技术融合城市景观规划与设计再优化升级

城市景观规划和景观设计作为景观理论学科的两个主要研究方向，双方之间既有些许差别，也存在相互促进相互提升的关系.从整个景观学科发展历程来看，景观规划与景观设计存在任务目标、技术手段表现、理论方法着力点、参考依据等方面的差异，对城市景观的整体化表达各有所好.城市景观规划更多考虑整体空间的利用合理性及目标价值，多倾向于城市宏观层面，给予大众的视觉体验较为欠佳.城市景观设计则更显灵活与多变，突出从具体景观作品中展现设计宗旨及内涵，容易从视觉上给居民带来新潮、个性体验[6].二者通过数字虚拟技术的辅助与融合发展，却可以改变现有的差异性，帮助二者实现更好的衔接关联和优化升级，通过数据支撑可更好扩容景观规划数据库，为景观设计提供更大范围数据查找；通过网络平台可最大程度收集公众信息，提升二者的受众化程度.可见，数字虚拟技术可助力二者构成因素获得更好交融、分析、评价、决策.

3 数字虚拟技术下城市景观设计视觉表达的绿色数字化转型

数字虚拟技术带来城市景观设计的颠覆性改变及创新性发展，但未来城市景观的发展及设计核心仍应是我们现在需努力探索与追求的.数字虚拟技术在丰富及创新城市景观设计方面有着独特优势及愈来愈深影响力的同时，也造成城市景观设计对数字虚拟技术的过分依赖，产生多类城市景观雷同性稍高，引发公众的视觉疲劳，缺乏对所处时空间及人文历史的深度思考.因此，鉴于城市景观在人群集聚地的重要性，有必要探索技术与城市景观设计视觉效果的融合发展，走一条绿色可持续发展的数字化转型之路.

3.1 基于生态环境建设的城市景观视觉设计数字化构建

城市景观设计的视觉表现不同于以往传统景观设计所简单表达的理念，重在通过多种表现手法对设计理念进行提炼转化，从而形成具有直接视觉体验的景观设计创意，满足公众的快速、高效读图需求，关键在于通过设计实现信息传达和视觉享受.基于生态环境建设的城市景观视觉设计数字化构建应以生态、和谐、绿色的信息传达为核心，着重在城市景观空间里强调生态文明、可持续发展等信息的可视化设计风格.在现代重工业发展迅速、塑料垃圾产量激增、水污染加剧、各种生活用品的浪费、对树木无节制地砍伐、对动物的过度捕杀等现象日益严重的当今社会，构建基于生态视觉符号的数字化城市景观设计，可实现对山水环境的数字分析、动植物群落的数据采集、城市绿地分布的情况了解、现状水体的主要状况检查等，从而达到对城市整体绿色生态发展的把控、管理、优化升级.

3.2 基于艺术文化价值的城市景观视觉设计数字化构建

随着人们生活水平的提高，基本的生存需求得到满足，人们对艺术价值及精神文化的追求反而越来越明显，开始除生存外渴求享受社会娱乐休闲，进一步引发对城市景观的视觉体验、内涵价值及所传达信息的诉求.因此，基于艺术文化价值的城市景观视觉设计数字化构建既是社会公众需求的应召，也是人们沟通交流丰富精神内涵最高表达.城市景观设计融入艺术表达需求，并通过运用象征、隐喻、解构等可意向的表现手法，使景观的视觉传达直击人们的思维意识，进而在思维意识层面形成清晰的情景想象[7],以达到公众情感体验与景观的艺术价值相共鸣，从而满足公众的精神需求及艺术审美情趣，实现城市景观设计目标的优化升级.通过数字化支持的视觉表达形式让景观呈现艺术效果，应是未来一阶段城市景观数字化升级的追求目标.

3.3 基于民生安全发展的城市景观视觉设计数字化构建

城市景观设计的另一大终极目标应是对民生安全发展的考量.民生安全问题是关乎城市发展的战略问题，应给予足够的重视及提高.生活在城市中的公众群体只有处于安全、和谐、发展的社会环境中，才能实现人人安居乐业的盛世之景[8].城市景观设计作为城市设计的重要组成部分，充当着重要角色，能引导城市走向更为健康的发展之路，更能改进人们生存空间的环境质量及生活品质，便利居民生活状态.因此，基于民生安全发展进行城市景观设计的数字化构建，对于城市整体安全建设及长久稳定有着积极而重大意义.通过数字化技术支持的城市景观视觉设计，可完成对城市运行交通状况、人群集聚地区域、人群密集活动时间、动植物与人相处边界、洪水等地质灾害方面信息的收集、分析、梳理，从大量直观图像分析中优化升级设计方案，以便获取安全性能稳定可靠的城市景观设计方案.

3.4 基于社会公共功能的城市景观视觉设计数字化构建

城市景观设计与规划从美学为导向发展到现代的科学导向阶段，其中经历很多改变及创新，但都应追求对基础公共功能的开发及应用.城市景观设计的最终目标也是服务于公众群体，获取公众的认可及赞赏，因此加强对城市公共功能的开发及考量是城市景观设计的重点内容之一.基于社会公共功能进行城市景观视觉设计的数字化构建，即是通过数字虚拟技术的支撑及辅助，合理、合规地规划城市景观分布，不同景观设计的公共功能侧重点分析，区域内受众群体的年龄特征，所分析区域公众群体的公共需求，并进一步依赖技术手段实现对景观附加功能的可实用性综合判断等等，这些数字虚拟技术所带来的数据分析及策略研究，均可提升公众对城市景观附加值[9]，进而获得公众的广泛认同.

3.5 基于时空大数据应用分析的城市景观视觉设计数字化构建

时空大数据应用分析的优势在于其具有普通数据分析所不具备的优势所在，它不仅具备普通大数据的规模性、海量性、多样性、真实性、价值性等特征，还兼具空间性、时间性、多维性、复杂性、多变性等其他特征[10].因此，基于时空大数据应用分析进行城市景观视觉设计的数字化构建，可在吸纳时空大数据特征的同时，更好结合景观自身设计理念，进一步表现出景观时空大数据特征，即：客观化、精细化、多源化、动态化、现势化、人本化等.同时依赖景观大数据的特征表现，进一步实现对景观视觉设计的数字化研究，通过移动通信终端、环境感知数据平台、GPS定位导航系统、社交媒体软件、数值模拟测试、景观实景照片数据库等技术数据集成应用，达到城市景观视觉设计的高效率、可读性、观赏性以及独特性.由此可见，基于时空大数据应用分析构建数字化景观视觉设计研究对未来景观设计及规划具有跨时代意义及长远战略价值.