數(shù)字媒體在環(huán)境藝術(shù)設(shè)計中的應(yīng)用

劉敏+孫鳳森

數(shù)字媒體技術(shù)應(yīng)用于環(huán)境藝術(shù)設(shè)計改變了傳統(tǒng)的設(shè)計方式，讓設(shè)計師可以依靠計算機來完成設(shè)計方案，節(jié)省了大量的時間和人力，可以讓客戶真實地、自由地觀察虛擬空間內(nèi)的事物，而且將數(shù)字媒體技術(shù)應(yīng)用于環(huán)境藝術(shù)設(shè)計教學(xué)中能夠較好地提高教學(xué)效果。

進入21世紀以來，數(shù)字媒體技術(shù)在世界各個國家飛速發(fā)展，數(shù)字時代的到來掀起了環(huán)境藝術(shù)設(shè)計行業(yè)的一場深刻的變革，改變了傳統(tǒng)的設(shè)計方式，并作為一種獨特的技術(shù)手段，可以有效地解決抽象思維與其所產(chǎn)生的空間實體間的聯(lián)系問題。

一、數(shù)字環(huán)境藝術(shù)設(shè)計原則

（一）明確設(shè)計的目的

環(huán)境藝術(shù)設(shè)計行為是有明確的設(shè)計意圖的，設(shè)計師要具備較高的綜合素質(zhì)才能設(shè)計出一部好作品。數(shù)字媒體是輔助工具，通過軟件表現(xiàn)設(shè)計意圖，是一種既能形象生動地表現(xiàn)設(shè)計主題，又能美化設(shè)計主題的一種思維、技術(shù)活動。

（二）新穎的藝術(shù)形式

數(shù)字媒體與環(huán)境藝術(shù)設(shè)計的人機交互手段的運用不僅能夠提供豐富的、方便的、基于自然的技能，還可以在設(shè)計時從各種視角觀察和評估設(shè)計的風格是否統(tǒng)一、色彩搭配是否協(xié)調(diào)，從而比較實際效果，選擇最佳的設(shè)計方案。

（三）集成性與交互性

環(huán)境藝術(shù)設(shè)計中的數(shù)字媒體技術(shù)是集成了計算機圖形技術(shù)、計算機仿真技術(shù)、人工智能、傳感技術(shù)、顯示技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)并行處理等技術(shù)的最新發(fā)展成果。

（四）科學(xué)性與真實性

利用數(shù)字媒體技術(shù)的環(huán)境藝術(shù)設(shè)計是基于對象的真實數(shù)據(jù)的，是真實景物的再現(xiàn)。數(shù)字媒體技術(shù)不但能夠?qū)Σ煌桨高M行比較，而且可以修改某個特定的局部。

二、數(shù)字媒體應(yīng)用在環(huán)境藝術(shù)設(shè)計中存在的問題

（一）空間信息的采集和數(shù)據(jù)庫的建立問題

環(huán)境藝術(shù)設(shè)計中的數(shù)字媒體技術(shù)雖然有三維空間表現(xiàn)能力，能給人帶來身臨其境的感覺，但是其數(shù)據(jù)庫的建立是需要大量的時間和人力的。其中模型就要求按空間比例1：1進行繪制，繪制之前要對實體的每一個細節(jié)進行測量，再按測量結(jié)果繪制模型，繪制好后進行存儲，以備以后調(diào)用。而且隨著時代的進步，設(shè)計水平的提高，模型庫也要與時俱進，需要隨時更新。材料庫的建立也是一項巨大的工程，環(huán)境藝術(shù)設(shè)計涉及的材料類型廣泛，如金屬、木材、石材、織物、皮革、樹木、花卉等。而且每一類材料就有成千上萬種，所以采集材料的信息與圖片并進行修改、整理與存儲費時費力。燈光光域網(wǎng)庫的建立更具難度，需要對實際燈光進行信息采集，分析其照明度、色溫值、輻射范圍和墻面光影，再建立燈光光域網(wǎng)，并進行存儲。只有建立了這些基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫，在今后的設(shè)計中設(shè)計師才能直接在3DMAX和VR中調(diào)用，才能高效率地制作出效果圖或三維仿真動畫。

（二）數(shù)字媒體應(yīng)用在環(huán)境藝術(shù)設(shè)計中的關(guān)鍵技術(shù)問題

利用數(shù)字媒體進行環(huán)境藝術(shù)設(shè)計的過程是首先將真實場景抽象化，然后通過設(shè)計圖紙、規(guī)劃圖等提取數(shù)據(jù)，用多邊形構(gòu)造三維模型（如場地、建筑、室內(nèi)、家具、樹木、花壇等），然后進行紋理貼圖、參數(shù)控制。但這種方法只適合于場景組織不復(fù)雜、多邊形數(shù)目比較少的，較規(guī)范、較簡單或簡化的場景繪制。因為數(shù)字媒體的應(yīng)用是建立在計算機的基礎(chǔ)上的，復(fù)雜的場景對計算機的配置要求比較高，計算機會運行不順。這就要求設(shè)計師合理運用場景管理技術(shù)。必須在保證建筑物外形不受影響的情況下盡量減少模型的面片數(shù)量，也可以用紋理代替模型的細節(jié)，不僅可以提升細節(jié)水平和景物的真實感，而且可以有效減少場景中的多邊形數(shù)量，提高刷新率。繪制三維實體、剪裁視域、剔除遮擋面也可大大提高場景繪制的效率，從而可以實現(xiàn)快速的場景繪制，達到實時的效果。在漫游系統(tǒng)中，需要計算機的配置更高，更需要設(shè)計師整體規(guī)劃場景，規(guī)劃路徑。在虛擬建筑環(huán)境實時漫游中，需要及時檢測物體的運動和物體間經(jīng)常可能發(fā)生的碰撞，并計算相應(yīng)的碰撞反應(yīng)，更新繪制結(jié)果，否則物體間會發(fā)生穿透現(xiàn)象，破壞虛擬環(huán)境的真實感和用戶的沉浸感。

（三）數(shù)字技術(shù)與環(huán)境藝術(shù)建造的關(guān)系問題

建立以多維信息空間為基礎(chǔ)的人機環(huán)境，實現(xiàn)人與計算機和諧而自然的信息交流，一直是計算機信息技術(shù)追求的目標之一。有了虛擬現(xiàn)實技術(shù)的支撐，使這一目標的實現(xiàn)成為現(xiàn)實。設(shè)計師可以通過它向客戶展示自己的設(shè)計思路，客戶可以在觀看過程中針對不足提出修改意見。應(yīng)用數(shù)字媒體進行環(huán)境藝術(shù)設(shè)計主要有以下幾個步驟，即設(shè)置燈光、設(shè)置路徑、控制漫游過程中觀察相機的運動等，同時完成場景調(diào)度、碰撞檢測與響應(yīng)、地形匹配等，最后渲染輸出，并進行后期處理。但環(huán)境藝術(shù)設(shè)計的關(guān)聯(lián)性和前瞻性要求較高，在設(shè)計過程中還需要考慮設(shè)計對象與周圍的環(huán)境是否和諧相融，整體設(shè)計風格是否新穎、是否統(tǒng)一。這些問題數(shù)字媒體技術(shù)并不能解決，是需要設(shè)計師解決的，所以設(shè)計師要在掌握數(shù)字媒體技能的基礎(chǔ)上，學(xué)習(xí)專業(yè)理論知識，并提高自身藝術(shù)修養(yǎng)。

三、數(shù)字媒體在環(huán)境藝術(shù)設(shè)計中的應(yīng)用

隨著時代的進步，人們對可視化要求越來越高，數(shù)字媒體技術(shù)的市場不斷擴大，數(shù)字技術(shù)越來越多地融入到了設(shè)計之中，使得設(shè)計有了新的生命，藝術(shù)表現(xiàn)手法也有了更豐富的手段。各種復(fù)雜空間形式和風格的創(chuàng)造，都可以通過數(shù)字媒體技術(shù)來實現(xiàn)。

（一）數(shù)字媒體技術(shù)彌補了環(huán)境藝術(shù)設(shè)計中的不足

設(shè)計需要更為直觀和方便的實體模型表現(xiàn)。傳統(tǒng)設(shè)計的圖示思維方式雖然有著不可替代的優(yōu)勢，但其自身也有著極大的局限性，如抽象的設(shè)計作品和具體現(xiàn)實的設(shè)計內(nèi)容之間容易出現(xiàn)疏漏和不同，設(shè)計元素的使用不夠精確，欠缺靈活性，設(shè)計信息的表現(xiàn)容易造成時間的較大損耗，效率也低下，并造成大量材料的浪費。數(shù)字媒體技術(shù)承擔了新的角色，具有革命性的意義。環(huán)境藝術(shù)設(shè)計中數(shù)字化表現(xiàn)方式的運用，可以更大范圍地共享信息，可以調(diào)用統(tǒng)一規(guī)范的信息模型，可以加強設(shè)計者之間的協(xié)作，有利于彌補傳統(tǒng)圖示思維的缺陷，使得設(shè)計更加多元多維、豐富多彩。運用數(shù)字化表現(xiàn)技術(shù)，可以減少設(shè)計工作中的重復(fù)勞動，有利于提高效率、減少錯誤和降低設(shè)計成本，而且便于保存和留檔。數(shù)字媒體技術(shù)可以使設(shè)計師減少大量重復(fù)繁雜的事務(wù)，把精力用于構(gòu)建信息模型、繪制設(shè)計方案圖、處理三維建模上，使設(shè)計師的才能最大限度得到發(fā)揮。

（二）數(shù)字媒體技術(shù)開辟了環(huán)境藝術(shù)設(shè)計教學(xué)新領(lǐng)域

環(huán)境藝術(shù)設(shè)計是個與時俱進的學(xué)科，當今社會設(shè)計領(lǐng)域迫切需要能夠運用數(shù)字媒體技術(shù)的環(huán)境藝術(shù)設(shè)計人才，導(dǎo)致傳統(tǒng)教學(xué)單一化的人才培養(yǎng)模式已經(jīng)不能滿足這個特殊學(xué)科的需求。所以，環(huán)境藝術(shù)設(shè)計專業(yè)教師把數(shù)字媒體技術(shù)引用到教學(xué)當中，能夠滿足環(huán)境藝術(shù)設(shè)計的需求，能夠把眾多信息在有限的學(xué)時內(nèi)傳授給學(xué)生，并且讓學(xué)生在設(shè)計過程中進行交互式三維場景考察、比較和方案修改，能夠讓學(xué)生充分理解教師的設(shè)計意圖，能夠達到節(jié)省時間、方案交流便利、傳授內(nèi)容多的目的。可見，數(shù)字媒體技術(shù)走進環(huán)境藝術(shù)設(shè)計課堂，能提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新精神，能促進現(xiàn)代教育技術(shù)進步，能夠較好地提高教學(xué)效果。

四、結(jié)語

總體來說，數(shù)字媒體技術(shù)應(yīng)用于環(huán)境藝術(shù)設(shè)計中建立了以多維信息空間為基礎(chǔ)的人機環(huán)境，實現(xiàn)了人與計算機和諧而自然的信息交流，有利于環(huán)境藝術(shù)設(shè)計專業(yè)設(shè)計師和學(xué)生進行整體構(gòu)思、體會設(shè)計的空間感受、加快設(shè)計速度。

（黑河學(xué)院）