數字技術在環境設計中的應用

萬國

摘 要：數字技術是一項與電子計算機相伴相生的科學技術，其與環境設計的結合，能模擬出立體的環境內容。基于此，本文首先分析數字技術與環境設計之間的關系，然后從多媒體技術與虛擬現實技術兩方面來探討數字技術在環境設計中的應用，以期為相關學者的研究提供參考。

關鍵詞：數字技術；多媒體技術；計算機輔助技術；環境設計

中圖分類號：J505；TU238 文獻標識碼：A 文章編號：1003-5168（2018）07-0029-02

Application of Digital Technology in Environmental Design

WAN Guo

（College of Chinese & ASEAN Arts， Chengdu University， Chengdu Sichuan 610106）

Abstract： Digital technology is a science and technology associated with the electronic computer， and its combination with environmental design can simulate the content of the three-dimensional environment. Based on this， this paper first analyzed the relationship between digital technology and environmental design， and then discussed the application of digital technology in environmental design from two aspects of multimedia technology and virtual reality technology， in order to provide reference for the research of related scholars.

Keywords： digital technology；multimedia；environment design；application

現代環境設計需要在滿足基本建筑需求的前提下，突出建筑本身的藝術特性與文化特征。而數字技術中的虛擬仿真技術可以根據不同環境的結構特征進行立體化虛擬仿真環境的構建，用戶可以通過相應的虛擬操作面板來實現與三維空間的交流互動。因此，利用數字技術進行建筑環境設計，可以有效提高環境設計效率，實現環境設計效益最大化。

1 數字技術與環境設計之間的關系

1.1 數字技術概述

數字技術主要包括多媒體技術、計算機輔助技術兩方面內容，其被廣泛應用于建筑環境設計領域。多媒體技術作為環境設計內容的呈現方式，其能借助LED顯示屏完成與觀眾的實時互動[1]。多媒體技術在現代環境設計中的應用，可以通過互動裝置實現參觀者的行為體驗。而計算機輔助設計主要包括虛擬現實技術、網絡通信、地理信息系統、VR環境和產品數據管理等技術，這些技術都能應用于建筑環境設計中。數字技術具有空間感受性、交互性和多維感知性等特征，可以在虛擬空間中模擬三維環境，實現與用戶之間的虛擬互動交流。環境設計人員通過操作虛擬軟件，能對設計出的仿真環境進行相應更改與刪除，從而完成環境設計項目的優化。設計者通過使用虛擬現實技術，可以更加直觀地進行建筑方案的觀察與討論，為建設者提供相應的互動演示，并及時解決存在的不足與問題。

1.2 數字技術與環境設計之間的關系

現代環境設計不僅僅是對環境的平面設計，而是對整個設計空間的藝術加工。數字技術在環境設計中的應用，可以在滿足基本建筑要求的情況下，實現對樣板空間的三維仿真[2]。在建筑環境設計過程中，建筑與外部環境的協調性是環境設計的重中之重。而AutoCAD制圖、SketchUp推敲、3DMAX可視化軟件等，能搭建出立體化的三維建筑空間，并能完成對虛擬仿真空間的渲染，使其呈現出更加逼真的視覺效果。此外，與傳統的圖紙建筑設計相比，數字技術的可操作性與效率更高，在材質渲染中的透視感與立體感更強，最終可以呈現出更加真實的藝術效果。因此，數字技術在現代環境設計中的應用，完全可以打破傳統設計的空間限制，實現建筑內容的立體化呈現與虛擬交互，從而完成環境設計工藝性與藝術性的融合。

2 多媒體數字技術在環境設計中的應用

2.1 借助多媒體技術的互動式環境設計

多媒體技術是虛擬現實技術的重要類型之一，其主要通過電腦或電子屏幕的操控面板來實現與用戶的互動交流。當前建筑環境設計的藝術性較強，借助多媒體技術的互動裝置，能為設計者帶來更加多樣化的審美體驗。而在虛擬互動系統中的相應操作，計算機只需要讀取設計者的動作信息，就能完成與用戶之間的交互感應。由于人機交互過程中不存在其他感應設備的加入與干擾，因此多媒體技術所帶來的參與感與真實感更強。建筑環境設計者可以通過觀察虛擬仿真系統，討論與更改建筑設計內容。這種集視聽于一體的交互體驗，能促進外部對象與信息、外部對象與外部對象之間的交流互動，并有效提升建筑環境設計的效率[3]。

2.2 多媒體技術呈現的環境設計感官體驗

多媒體技術主要通過改變傳統交互形式來實現數字系統與設計人員之間的信息傳輸。目前，建筑環境設計人員主要運用鍵盤、鼠標等進行建筑形式與人員之間的交互。但是，依靠外在部件的交互形式，不能帶給設計人員沉浸式的立體感受。而多媒體技術在環境設計中的應用，帶來了全新的數字信息交互模式。多媒體技術交互模式無需人為輔助，設計人員只需站在電子屏幕操控面板前，就可以完成動作識別。而動作信息的讀取主要依靠圖像應用技術中的觸感系統。首先，觸感軟件會將相應的觸感信息傳輸至觸感硬件，觸感硬件在完成內容識別后，將動作信息發送回觸感系統。在多點觸摸的行為體驗設計中，設計師可以隨意對環境設計內容進行更改，這就實現了數字系統與用戶之間的交互擴展。

3 計算機數字技術在環境設計中的應用

3.1 虛擬三維建模技術在環境設計中的應用

AutoCAD制圖、SketchUp推敲、3DMAX可視化軟件、Photoshop、VRay等是環境設計的虛擬三維建模軟件[4]。其中，AutoCAD軟件主要負責建筑環境圖紙的設計，從圖紙的平面數據可以得到各個透視點的位置關系，然后再將平面建筑圖紙導入至3DMAX可視化軟件中。3DMAX可視化軟件負責圖紙的三維立體建模，并運用UVW貼圖來營造更加真實的視覺效果。3DMAX三維建模軟件能對建筑環境進行全面展示，并能借助VR技術完成建筑空間的漫游。之后，再通過VRay渲染軟件進行三維立體模型的材質渲染。而Photoshop、Lightscape等計算機軟件主要負責虛擬三維建模的輔助設計。其中，Photoshop可以對UVW貼圖的大小進行裁剪，以滿足3DMAX可視化軟件的貼圖需要。上述三維建模軟件在環境設計中的應用，能有效擺脫傳統圖紙的平面化特征，實現更加精確、美觀的建筑效果設計。其中，VR技術作為最先進的虛擬技術，在環境設計中應用廣泛。

3.2 信息采集技術在環境設計中的應用

在建筑環境設計過程中，設計者需要采集與應用各種信息。特別是對于存在花園、廣場、公園等外在環境的空間系統，需要使用AutoCAD平面制圖、SketchUp三維制圖軟件等提高虛擬三維模型的繪圖效率，完成建筑環境設計的計算機輔助制圖。但是，對于場景較大的建筑環境空間，就需要通過地理空間信息系統進行地理分布數據信息的采集與計算。地理空間信息系統主要包括軟件、硬件兩方面內容，其中軟件包括繪圖與統計、圖像處理、數據庫等程序。各種軟件能對搜集到的數據信息進行準確的查詢分析。因此，對于存在風景園林的環境設計，需要借助地理空間信息系統、三維模型等數字技術來完成整個建筑環境的內容構建。虛擬三維建模可以與建筑結構動力學相結合，以完成建筑模型的參數化設計。信息采集技術與其他計算機輔助軟件的協同使用，能實現對地理空間信息、建筑流體、建筑環境的準確分析，從而有效提高環境設計的質量與效率。

4 結語

在數字技術快速發展的新形勢下，利用數字技術進行建筑環境設計成為最為有效的環境設計方案。多媒體技術和計算機虛擬軟件技術共同構成了專業化的建筑環境設計平臺。計算機虛擬軟件技術能完成建筑環境三維模型的構建，而多媒體數字技術可以借助虛擬互動系統來完成用戶與計算機之間的觸感交互。數字技術在環境設計中的應用，能有效完成環境的藝術設計工作。

參考文獻：

[1]甘俊.數字技術在環境藝術設計中的應用[J].現代裝飾（理論），2013（10）：117.

[2]李熙成.虛擬現實技術在環境藝術設計中的應用研究[J].美術教育研究，2014（17）：95-96.

[3]施藝.數字技術影響下的環境藝術設計方法研究[J].藝術科技，2017（8）：317.

[4]金濤.環境設計與數字技術的有機融合研究[J].芒種，2016（8）：137-138.