基于虚拟现实技术的景观设计表现探讨
摘要：虚拟现实技术是一项综合集成技术，涉及计算机图形学、人机交互技术、传感技术、人工智能等领域。它用计算机生成逼真的三维视、听、嗅觉等感觉，使人作为参与者通过适当装置，自然地对虚拟世界进行体验和交互，最终使得参与者产生身临其境感觉，并且能直接参与该环境中事物的变化与相互作用。该技术与景观设计表现相结合，带给景观设计一种新的表现形式，给景观的使用者和参与以全新的体验。同时也带来了切实可观的利益，在未来的城乡景观规划设计中虚拟现实技术将会发挥出更加重要的作用。关键词：虚拟现实、景观设计、计算机辅助设计
abstract: virtual reality technology is a comprehensive integration technology, involving computer graphics,
man-machine interactive technology, sensing technology, artificial intelligence, etc. it use computer to generate lifelike 3 d visual and listening, smell and feel, make the person as the participant through the appropriate device, naturally on the virtual world and interactive experience, make the final participants produces experiences personally feel, and can directly involved in this environment changes of things and interaction. the technical performance and landscape design, combining to bring a new landscape design
form, to the user and participate in landscape with a whole new experience. at the same time, it brings considerable interest and, in the future urban and rural landscape planning and design of virtual reality technology will play a more important role.
keywords: virtual reality, the landscape design, computer aided design
中图分类号：u412.31+2文献标识码：a文章编号：
虚拟现实（virtual reality，简称vr；又译作灵境）。是由美国vplresearch公司的奠基人jaron lanier于1989年提出了virtual reality一词，使用统一表述当前纷纷涌现的各种借助计算机技术及最新研制的传感装置所创建的一种崭新的模拟环境[1]。
没有驾驶过飞机的人，不知道驾机飞行的感觉；未当过宇航员的人，体会不到太空飞行中失重的滋味；若不是潜水员，也很难想象人在深沉大海中那神奇眩目的景观。那么，没有亲身实践，能否获得真实感觉呢？能，这就得靠当前正在迅速发展的虚拟现实技术，它能创造出这样一种景观：让没有经历过某环境的人，能完全获得进入这种环境的逼真感受。
一、虚拟现实仿真技术的基本特征
1、多感知性
多感知指的是除了的计算机技术所具备的视觉感知之外，还有力觉感知、触觉感知、听觉感知、运动感知等等，甚至包含了嗅觉感知、味觉感知等等。对于理想的虚拟现实技术应该具有所有人都具有的感知功能。由于相关的技术，特别是传感技术的限制，目前虚拟现实技术所具有的感知功能仅仅限于力觉、触觉、视觉、听觉、运动等几种。
2、浸没感
浸没感又被称为临场感，意思是让用户感到作为场景中的主角，存在于计算机模拟环境中的真实程度。理想的模拟环境应该很逼真，让用户难以分辨真假，使用户身临其境的投入到计算机创建的三维虚拟环境中，在虚拟环境中的一切看上去都像是真的一样，听上去是真实的环境声音，动起来是真实的模拟动作，甚至闻起来和尝起来等一切感觉都是逼真的，如同在现实环境中的感觉一模一样。
3、交互性
对于互交性的概念意为用户对模拟现实环境内物体的可操作性以及从虚拟环境中得到反馈的真实程度和实时性。比如，用户可以用手去操作，直接抓取计算机模拟环境中的虚拟物体，同时手还有拿着东西的感觉，并可以感觉出物体的重量，视图中被抓的物体也能马上随着手的控制而移动。
4、构想性
构想性是强调虚拟现实景观技术应该具有扩展性强的可想像空间，而且能够拓展人类对周围事物、生存环境以、整个世界甚至整个宇宙的认知范围，它可以触及人类无法到达的距离、位置和空间，可以重现真实存在的环境，也可以任意构想客观不存在的，甚至是无法存在的环境。经常说，一个完整的虚拟现实系统是由虚拟环境、以高性能的计算机为核心的虚拟环境处理器、以头盔显示器为核心的视觉系统、以语音识别、声音合成与声音定位为核心的听觉系统、以方位跟踪器、数据手套和数据衣为主体的身体方位姿态跟踪设备，以及味觉、嗅觉、触觉与力觉反馈系统等功能单元构成[2]。
二、虚拟现实仿真技术与景观设计表现
园林景观设计一直是对全新的可视化技术需求最为迫切的领域
之一，虚拟现实技术可以广泛的应用在景观设计的各个方面，并带来切实且可观的利益：
1、展现设计规划方案，虚拟现实系统的沉浸感和互动性不但能够给用户带来强烈的、逼真的感官冲击，取得身临其境的体验，还可以通过其数据连接口在实时的虚拟环境中随时获取项目的数据
资料，方便大型复杂工程项目的规划、设计、投标、报批、管理，有利于设计与管理人员对各种规划设计方案进行辅助设计与方案
评审。
2、规避设计风险，虚拟现实所建立的虚拟环境是由基于真实数据建立的数字化模型组合而成，严格遵守景观工程项目设计的标
准，并要求建立模拟现实的三维场景，对景观设计项目进行真实的“再现”。用户可以在三维场景中任意漫游，人机交互，这样很多不易被发现的设计缺陷能够轻易地暴露出来，或来减少由于规划设计不全面等造成的不可挽回的损失与遗憾，大大提高了项目的评估质量。
3、加快设计速度，运用虚拟现实的系统，我们可以很方便的进行编辑和修改，改变建筑等物体的高度，修改建筑外立面的材质、颜色和改变绿化密度，只要修改系统中的参数设置即可。从而大大的加快了方案设计的速度和质量，提高了方案设计和修正的效率，也节省了大量的资金，提供合作平台。
虚拟现实技术能够使政府得规划设计部门、项目开发商、工程人员及公众等可从任意角度，实时互动真实地看到规划设计效果，更好地掌握物体的形态和了解景观设计师的设计意图。有效的合作是保证景观规划设计最终成功的前提，虚拟现实技术为这种合作提供了理想的桥梁，这是传统手段如平面图、效果图、沙盘乃至动画等所不能达到的。
4、加强宣传效果，对于公众关心的大型景观规划设计项目，在项目方案设计过程中，虚拟现实系统可以将现有的方案导出为视频文件用来制作多媒体资料予以一定程度的公示，让公众真正的参与到项目中来。当项目方案最终确定后，也可以通过视频输出制作多
媒体宣传片，进一步提高项目的宣传展示效果[1]。
三、虚拟现实仿真技术在景观设计表现中的应用
以谷歌地球和2010年上海世博会网上世博为例，简要列举虚拟现实仿真技术在景观设计中的应用。
1、在浏览观看过程中，用户可任意通过鼠标操作或键盘操作即可在虚拟场景中个个动作的随心所欲。用户也可以根据自己的喜好对整个环境设置进行自由探索（图3-1、
2、3）。[3]
2、现场的真实感受，虚拟现实的展示方法可以是普通的电脑显示器、也可以是平面或环幕投影；借助立体眼镜，用户还可以观看到立体感极强的画面效果。试想，身临在这样一个场景中，可以按照自己的意愿来游走或是驻足观看，这样的体验是效果图、动画和沙盘都无法达到的。
图3-1 google earth中可以任意观看的城市景观
图3-2 上海世博会网上世博官方网站主页
图3-3 上海世博会网上世博官方网站中国馆展馆内部任意浏览3、实时交互：在某些时候，用户可能需要对场景中的物体进行实时编辑，以对比不同的设计所反映的效果，如方案对比、建筑高度调整、光影分析等。
4、属性查询：对场景内的物体进行属性获取，也是用户希望的
交互之一，如查询某个建筑、企业的所处位置或是水电、通讯设备的位置和状态信息管理和查询。
四、小结
随着现代科技的快速的发展，虚拟现实技术也逐步进入到人们的现实生活中，这对景观设计者带说在景观设计学领域中能得以体现与发展应用。它不仅解决了人类与计算机在感知系统方面的交互作用，而且也真正体现了虚拟现实技术已经达到了计算机领域的高级境界和改造客观世界与造福人类的高级工具。
虚拟现实技术实质上是让人处于身临其中的感觉中，但它是虚拟的世界并非在实中。虚拟现实把幻想的世界将一一形象的展现出来，这种技术对于一位景观设计者来说，掌握它就能像用铅笔或钢笔一样，运用技术和艺术手段画出来的图，活灵活现的展现在你的眼前，从而使景观设计表现步入新的一片天地。
在设计专业中，也随之出现了“虚拟现实仿真景观”的概念，但是vr技术还不够完善，还需有待改善。在我国景观设计的领域中还处于初级起步阶段，其运用手法也尚未完善。由于软件和硬件设施条件的限制，本文只能对虚拟现实技术的作一个探讨性的综述论文[4]。
虚拟现实技术表现的是一种全方位的立体设计，在景观设计表达运用中已突破了传统的思维表达方式。景观设计者掌握虚拟现实技术将带给他更广阔的自由发挥应用的平台，因而也逐渐被更多的景
观设计者所关注。但作为景观设计者不仅要学会应用，更要不断探索与挖掘，扩大其应用范围。
参考文献
[1]郭蕊，等.虚拟现实技术在园林设计中的应用研究[j].沈阳农业大学学报（社会科学版），2009（11）（6）：738-741.
[2]joshua eddings．how virtual reality
works[m]．hightstown：zif-davis publishing co．，1994：6．
[3] https://www.doczj.com/doc/1d5386622.html,/
[4]芦建国，苏同向.虚拟现实技术与风景园林设计[j].南京林业大学学报（自然科学版），2007，31（6）.
注：文章内所有公式及图表请用pdf形式查看。