互聯網+VR技術在園林設計中的應用研究

張雪梅 王吉民 于守超 付裕 孟涵 徐曉鈺

摘要 為了探討虛擬現實技術和互聯網在園林規劃設計中的應用研究，本文以臨清鈔關遺址公園為例，利用虛擬現實技術，通過植物造景設計、智能照明設計、智能鋪裝設計、智能水景設計以及VR交互展示等方法，模擬現實環境中的視覺、聽覺、觸覺等，將現實生活中的動植物、建筑等動態景物及靜態景物全部合理地運用到園林虛擬環境中，進行不同層面的園林規劃設計，將臨清鈔關遺址再次呈現出來，并為未來的遺址修復提供借鑒。

關鍵詞 虛擬現實；園林規劃；人工智能；景觀設計

中圖分類號 TU986.2? ?文獻標識碼 A

文章編號 1007-7731（2023）03-0073-04

Research on the Application of Internet + VR Technology in Landscape Design

——Taking the Design of Linqing Chaoguan Ruins Park as an Example

ZHANG Xuemei? ?WANG Jimin? ?YU Shouchao*? ?FU Yu? ?MENG Han? ?XU Xiaoyu

（College of Agronomy and Agricultural Engineering， Liaocheng University， Liaocheng Shandong 252000）

Abstract In order to explore the application of virtual reality technology and Internet in garden planning and design， taking Linqing Chaoguan Ruins Park as an example， using virtual reality technology， through the methods of plant landscape design， intelligent lighting design， intelligent pavement design， intelligent waterscape design and VR interactive display， simulate the vision， hearing and touch in the real environment. The dynamic and static scenes such as animals， plants and buildings in real life are reasonably applied to the garden virtual environment， and the garden planning and design at different levels are carried out to present the Linqing banknote pass site again， and provide reference help for the restoration of the site in the future.

Keywords virtual reality; landscape planning; artificial intelligence; landscape design

虛擬現實（Virtual Reality，VR）技術與風景園林規劃設計工作相結合，能夠提高風景園林規劃設計的體驗效果和施工水平。在園林設計中應用VR技術有利于互動與交流、不同設計方案的比較、節約資源，配合鋪裝、燈光、色彩，構造設計模型，能將傳統理念與現代觀點很好地結合在一起。高水平、高效率地處理風景園林設計過程中傳遞出來的信息，不僅讓設計師的整體設計水平得到提升，還可以提高風景園林設計的真實施工質量，達到所見即所得的效果。所以，虛擬現實技術的應用在園林規劃設計中有著不可替代的積極作用。

1 臨清鈔關遺址公園現狀分析

臨清鈔關始建于1429年，至今已有590余年歷史。臨清運河鈔關是國家重點文物保護單位[1]，是當下中國古代運河稅收組織僅存的典型遺址，是運河文明關鍵載體。該研究場地位于臨清市城區內運河旁，規劃用地面積約10 000 m2，周圍多為民用住宅，是聊城市歷史文化脈絡的重要節點，事關城市長遠發展和人民福祉。但臨清鈔關原有建筑受到一定程度的損壞，因此要進行適當改造修復，妥善保護文物古跡。

歷經約600年的臨清鈔關存在諸多問題。如建筑遭到破壞，地面鋪裝不完整，照明及噴灌系統不完善、植物配置欠缺等、具體如圖1所示。對上述元素進行修復并進一步完善，需要虛擬現實技術與規劃設計相配合，充分利用互聯網資源，避免不可重復、效率低下、資源浪費等問題出現。

2 臨清鈔關遺址公園規劃設計分析

臨清鈔關遺址公園的規劃設計需要利用互聯網資源技術。可用AutoCAD繪制臨清鈔關遺址公園的工程制圖、模型和效果分析圖等，展示設計者的設計理念；SketchUp、Lumion和3D Max等三維軟件能夠直觀、立體地展示規劃設計的三維效果圖。

臨清鈔關遺址公園的規劃設計以原真性、可持續發展性、以人為本、合理組織景觀空間為原則，融入現代科技VR技術，合理利用互聯網平臺與大眾互動。具體設計分為鈔關博物館、入口街道、古建筑遺址、文化長廊、竹林靜謐區、林下休閑區等功能分區（如圖2所示）。

臨清鈔關遺址公園設計可通過虛擬現實技術呈現出來（如圖3所示）。首先，利用互聯網資源在地圖上找到臨清鈔關遺址公園的地理位置，確定總體規劃面積以及周邊環境狀況；其次，根據設計圖構建所需要的建筑、植物、園林小品等各種模型；最后，在虛擬環境空間中將整個設計圖完整表達出來，大到古建筑群落，小到花卉盆景。

2.1 植物造景設計

植物是園林造景中不可缺少的元素之一，在這個追求綠色生活的時代，植物造景設計尤為重要。因此，虛擬現實技術與植物造景設計的有效結合能夠幫助設計師更好地完成造景設計[2]。在虛擬環境空間中，可以制造出存在于自然環境中的植物類型，通過VR技術能夠隨意地放置各種植物，進行不同類型的排列組合，獲得不同的植物景觀設計，按照場地的要求選擇最適合的植物造景設計。VR技術的運用能夠讓設計師更直觀、立體、鮮明地理解園林植物景觀設計的每一個步驟，實現沉浸式和交互性的設計體驗[3]。

臨清鈔關遺址內保存下來許多植物，部分樹齡已有百年，冠層龐大，嚴重遮擋了室內采光，必須進行移植。在虛擬環境空間中進行移植簡單便捷，數秒時間就能夠進行多次移植，便于找出最佳移植地點并應用于現實中，既節約了時間和資源，也提高了樹木成活率。有些地方的植物配置效果不佳，需要進行植物景觀的重新配置，虛擬環境空間中可以呈現出各種植物的景觀配置，輕松解決該問題（如圖4所示）。

園林植物栽植過后，園林綠地養護成為最重要的問題，園林綠地面積過大，消耗的人力資源過多，只依靠人力不能夠很好地維持養護效果。因此，可積極拓展園林綠地養護思路，將互聯網與園林綠地養護結合起來，構建“互聯網+園林綠地養護”系統（如圖5所示），通過大數據直觀地了解養護效果，使園林綠地可持續發展。

2.2 智能照明設計

園林景觀設計中需要氛圍性及功能性的照明燈。氛圍性照明是指燈光根據周圍環境變化做出相應的色彩及亮度變化；功能性照明是指燈光按照所在場所的功能用途來調節燈光變化[4]。隨著人工智能的不斷發展，智能照明系統中的感應裝置會根據周圍環境變化做出相應調整，具有一定可變性和互動性。

臨清鈔關遺址公園內照明系統線路復雜，存在一定的危險，必須進行全方位更換改造。運用虛擬現實技術，可以對所有燈光進行設計，對效果不佳的燈光進行替換，如臨清鈔關遺址公園的入口街道、草坪休憩、文化廣場等處的燈光就大不相同（如圖6所示），而人工智能可以識別出不同光源（如圖7所示），再結合虛擬環境空間，呈現五光十色的夜景。

2.3 智能鋪裝設計

地面鋪裝影響整個環境的氛圍，是影響園林景觀非常重要的因素之一。虛擬現實技術的發展能夠很好地解決地面鋪裝問題。在虛擬環境系統中，設計師可以自由地更換地面、墻壁以及其他地方的材質，將不同的材質進行對比，能夠在眾多鋪裝中選擇，既能滿足地面鋪裝的功能性，還可以讓地面鋪裝更加美觀的材質。根據設計意圖在地面上投影出所需要的動態影像，能夠帶來想象和驚喜，實現功能性與美觀性相統一的設計效果（如圖8所示）[5]。

2.4 智能水景設計

傳統的設計手法大多以人工假山、瀑布和水流為主，但是這種設計手法比較呆板、不靈活，后期的維護成本較高。利用人工智能技術的智能感應技術建設音樂噴泉以及光影水池等，能夠實現可持續循環的水景系統，給水景系統增添新的活力和生命力，為精彩水景效果的生成、園林景觀整體設計效果的提升提供有利條件（如圖9所示）[6]。

2.5 遺址公園的線上VR交互展示

利用虛擬漫游平臺，能夠在光輝城市軟件中呈現出三維實景[7]，VR技術與互聯網的有效結合能夠讓大眾隨時隨地暢游臨清鈔關遺址公園。現已將光輝城市軟件中看到的漫游景象生成一個二維碼，大眾可以通過掃描二維碼漫游臨清鈔關遺址公園的虛擬景象（如圖10所示）。互聯網平臺的使用加大了漫游虛擬景象的宣傳力度，人們能夠通過互聯網更多地了解臨清鈔關遺址公園。

3 結語

該研究分析了臨清鈔關日前存在的問題以及在修復重現過程中可能會遇到的難點，通過植物造景、智能照明、智能鋪裝、智能水景以及VR交互展示將臨清鈔關再次重現出來。在虛擬環境空間中能夠便利地觀察到臨清鈔關遺址公園的情況，及時發現不足并且改正，互聯網的加入也給臨清鈔關遺址公園，帶來更大的知名度，很好地宣傳了臨清鈔關遺址公園、讓更多的大眾認識到虛擬現實技術，也為未來的園林規劃設計、遺址修復等提供了很大的幫助。我國虛擬現實技術還不夠發達，互聯網平臺、人工智能方面也不完善，仍然需要繼續發展相關科學技術。

4 參考文獻

[1] 林志濱. 臨清運河鈔關：見證一城“芳華”500年[J]. 走向世界，2018（44）：62-65.

[2] 徐麗娜，魏緒英，蔡軍火. VR技術在《植物造景》中的應用——以江西農業大學為例[J]. 教育現代化，2020（14）：119-121.

[3] 李紅. 虛擬現實技術在風景園林設計中的應用[J].現代園藝，2020（18）：72-73.

[4] 鄭艷玲，李藝璇. 人工智能技術在照明產品設計中的運用[J]. 計算機產品與流通，2019（4）：117.

[5] 王悅.如何在園林景觀設計中引入VR技術[J]. 現代園藝，2019（9）：198-199.

[6] 李中亞. 人工智能技術在園林景觀設計中的應用[J]. 現代園藝，2020（18）：74-75.

[7] 田澤同，田敏，于玉. 虛擬現實技術在園林設計中的應用與研究[J]. 風景名勝，2019（11）：6. （責編：張 蓓）

基金項目 校級大學生創新創業訓練計劃項目（CXCY2021113，CXCY2021237）。

作者簡介 張雪梅（1999—），女，碩士研究生。研究方向：園林景觀設計。

于守超*通信作者

收稿日期 2022-04-14