試分析虛擬現實技術在環境藝術設計中的應用

公淇

（長春大學旅游學院東北亞休閑經濟研究中心 130000）

1 虛擬現實技術基本概念

虛擬現實技術（Virtual Reality，簡稱VR 技術）集合了計算機圖形學、仿真技術、多媒體傳感技術、人工智能、網絡技術、電子信息等諸多技術，能夠實現三維現實，對現實世界進行模擬產生真實交互意境，是當前最為前沿的新興技術，發展前景非常廣闊，從另一個層面來講，該技術借助相應的硬件和控制軟件就能夠模擬現實的情境產生一個虛擬的給人一種身臨其境的環境。

虛擬現實技術的實現主要有四個部分：模擬環境、感知、自然技能、傳感設備。通過計算機科學技術對真實環境的模擬的一個真實的三維環境，利用傳感技術對觀眾的感知進行多種感知模擬，虛擬技術的自然特性指的是借助計算機的快速計算來處理用戶動作，涵蓋身體多個部位的動作及對這些互動作出實時的回應。目前傳感的智能設備就是三維交互傳感設備，比如頭盔顯示設備、三面以及多面的投影墻等。

2 虛擬現實技術

2.1 交互性特征

交互性指的就是通過虛擬現實技術讓體驗者能夠在某種程度上與設備進行互動交流，外界利用特定的設備來獲得體驗者與虛擬設備交互的所有數據，通過一定的人工智能算法，精準測算用戶運動角度、方向及速度，用戶眼前的虛擬景象便會隨著頭部的轉動而同步改變，讓處于虛擬環境中的體驗者有一種身臨其境的不同感覺，繼而讓體驗者獲得上視覺、聽覺高仿真度還原信息，讓體驗者與虛擬設備兩者之間的交互性得到真實的提升。

2.2 沉浸式特征

沉浸式體驗是虛擬現實技術的另一個優勢，能夠讓體驗者感同身受，在虛擬的環境中感受真實的模擬場景，由于虛擬技術是在體驗者身體部位的感受以及心理等因素來構建一個立體的三維高仿真的空間，讓周圍環境跟著變化。如果要想處于一個虛擬情境中，那么體驗者必須要親自佩戴必備的虛擬設備，虛擬設備能夠隔絕外界的環境，讓體驗者免受外界的打擾，完全地投入到虛擬的環境中。

2.3 多感知特征

在虛擬的環境中，體驗者會在視、觸、聽等感官上有著不同的體驗。所以，從虛擬現實技術本身來說，具備多種感知是其重要的優勢。在虛擬的氛圍中，體驗者會真實地感受到周圍環境所帶來的一切變化，仿佛置身于一個真實的環境。例如，很多商場都設有虛擬現實體驗式虛擬現實游戲，能夠給玩家帶來視覺與運動同步交互的感知體驗，讓他們仿佛置身于真實游戲場景中。

3 現代環境藝術設計應用虛擬現實技術的重要價值

現代環境藝術設計就是根據現代環境設計的工作需求，明確環境設計內所包含的全部要素，并依靠現代環境藝術設計技術對環境設計進行科學化研究。在環境藝術設計規劃分析中，要將室內裝潢、造型構造、色彩搭配當成環境藝術設計中的決定性技術，并通過這些技術對環境設計元素進行科學性調整。

隨著經濟社會發展，環境藝術有了一個質的飛越，人們在環境設計方面的要求也與日俱增，進一步地推動了我國城市文化氛圍的建設。環境藝術通常是通過建筑物的內外部來展現的，在內部設計中，通常會將陳設、室內其他要素等進行有機的整合，而在外部，一般會將景觀、場地、鋪裝、草坪等多個空間因素進行有機的整合。環境藝術在設計的過程中對各個要素的統籌是相對復雜的，它是在現有環境和條件的基礎上綜合科學技術來設計并完善環境。通過引入虛擬現實技術，在環境藝術設計領域應用能夠使得環境藝術的設計在表達上更加凸顯綜合性，讓設計各個階段上的因素表現出各自之間的聯系，體現出智慧性的一面，也在一定程度上增加了環境藝術的互動特性。近年來，虛擬現實技術在輸入以及輸出方面的功能不斷增強，處理能力也得到了提升，對激發環境藝術設計的內在潛能有著重要的推動作用，能夠將設計環境中的多個不同元素展示出來，讓人們對于環境藝術的設計方案有著更深的認識。

4 虛擬現實技術的運用

4.1 構建沉浸式環境藝術空間

對于環境藝術空間的沉浸感構建，關鍵技術是建立環境藝術空間高精度解析，包括視覺、聲音的感知與交互。VR 頭盔的出現，在現實用戶和虛擬世界之間構建一個軟件與硬件融合的交互平臺，通過VR 頭盔對環境藝術空間場景進行高幀率實時渲染，構成了虛擬現實的環境藝術空間場景。VR 頭盔增強環境沉浸感一方面通過“頭部追蹤”系統的設計，當用戶佩戴上頭盔后，6Dof 系統會將頭部動作轉化為3D 坐標軸數據（x，y，z 三個維度），以此精準測算頭部的運動角度、方向及速度，用戶眼前的虛擬景象便會隨著頭部的轉動而同步改變。另一方面，在環境藝術空間模擬仿真中，VR 頭盔通過增加屏幕可視范圍、植入三維立體聲設備，用戶佩戴頭盔后能感知到高仿真的臨場視覺效果及聽覺體驗。

4.2 直觀展示環境藝術設計形象

在虛擬技術實際的應用過程中，要在尊重科學的基礎上充分的推動環境藝術設計的升級，通過設計出相應的科學且合理的方案來凸顯虛擬技術的優勢，與過去的環境藝術設計比較，虛擬現實技術在環境設計中的應用能夠借助計算機科學技術來形成一個逼真的藝術環境，并且能夠在聽、視以及觸等感官上給體驗者一個震撼的體驗，讓其有一個身臨其境的感受，并激發腦海中的記憶效應，繼而引發用戶的興趣，這在某種程度上增加了藝術設計的可靠性。近年來，隨著我國城市化的不斷發展，越來越多的房地產企業注重公共空間環境藝術設計能力，會安排相關的技術人員對整體的環境設計方案進行整體的規劃設計，利用虛擬現實技術來展示設計方案更加直觀，呈現的效果圖更加的完善，藝術設計所體現出的效果得到了提升。

4.3 綜合統籌環境藝術設計多元信息

景觀設計師在設計的過程中往往會對雕塑、假山等景觀環境要素進行設計統籌，是這些要素在形態上多變而且復雜，通過以往的實物展示方式，那么就需要大量的時間與精力，而虛擬現實技術的應用，就可以解決這一瓶頸，通過計算機科學技術對需要設計的物體實時成像，設計師在設計的過程中也更加容易發現問題。此外，設計師通過虛擬技術的三維展示技術讓景觀全面的展示出來。這樣一來，設計師就可以綜合各方面的需求通過虛擬現實技術對設計的細節要求進行微觀上的設計，讓設計方案更加的人性化。與此同時，虛擬技術對天氣、位置等也進行了模擬，這些因素的融入，可以綜合考慮景觀設計過程中的多個影響因素，繼而開展更加全面且合理的設計。