虛擬現實技術對于建筑景觀設計應用

劉藝，張婕瓊

青島市建筑設計研究院集團股份有限公司

前言

景觀設計作為提升建筑項目視覺效果，改善居住體驗的重要手段。現階段，越來越多的設計團隊嘗試將虛擬現實技術納入到設計體系之中，通過技術應用流程的完善與技術應用要點的把控，發揮虛擬現實技術優勢，增強景觀設計實用屬性、美觀屬性，推動建筑景觀設計機制的有效轉換。

一、虛擬現實技術概述

總結梳理虛擬現實技術原理與構成，設計團員實現觀念認知有效轉換，轉換工作重心，突出關鍵環節，為后續虛擬現實技術合理化運用奠定堅實基礎。

虛擬現實技術涉及仿真技術、計算機圖形技術、多媒體技術、傳感技術、網絡技術等多個門類，強調通過技術要素整合，構建起三維視覺、觸覺、嗅覺等具有多種感官體驗的虛擬化體驗，實現抽象到具象的快速轉化[1]。與傳統技術相比，虛擬現實技術表現出更強的沉浸性、交互性、多感知性、構想性、自主性等特點，憑借技術特性，虛擬現實技術現階段，被廣泛應用于醫學、教育、設計、航天、建筑項目開發、應急救援、地理監測、文物復原等多個領域，獲得了較好地現實表現。隨著建筑行業的發展，為滿足消費者居住需求，提升居住體驗，越來越多的設計團隊嘗試轉換設計思路，有計劃、有目標、有方向地將虛擬現實技術納入到建筑景觀設計活動中，通過虛擬技術針對性應用，提升建筑景觀設計水平。

二、虛擬現實技術在建筑景觀設計中的應用優勢

全面確立虛擬現實技術的技術優勢，推動建筑景觀設計機制的健全與完善，確保設計團隊可以更好地發揮主觀能動性，將抽象設計信息轉化為具象模型，實現建筑景觀設計信息全方位呈現。

（一）展現建筑景觀細節

現階段，設計團隊在建筑景觀設計環節，傾向于選擇二維或者三維繪圖的方式，整合設計意圖與要求，形成準確全面的建筑景觀設計方案[2]。必須清楚地認識到，二維或者三維的建筑景觀設計方案，難以全面清晰地展現出建筑景觀設計方案的細節性要求，在很大程度上，影響了設計團隊、施工企業以及業主單位的設計方案判斷能力，對后續設計方案修改完善產生阻礙作用，圖1 所示。

圖1 某建筑項目虛擬現實模型

虛擬現實技術依托計算機技術等現代化技術手段，豐富數據呈現方式，更加充分展現出建筑景觀設計方案的實用屬性、美觀屬性，為施工企業與業主單位評估景觀設計方案，設計團隊修改景觀設計方案提供便利條件。例如，在虛擬現實技術輔助下，將建筑景觀設計方案中的比例信息、尺寸信息、景觀要素空間位置以更為全方位的方式呈現出來，便于設計團隊從全局角度出發，論證建筑景觀與整體環境之間的和諧程度，再調整實現建筑景觀的細節性把握。

（二）實現設計方案比選

在建筑景觀設計過程中，設計團隊往往需要從多個角度出發，考慮多元設計要求，形成多個建筑景觀設計方案。為確保建筑景觀設計方案的實用性、美觀性與經濟性，施工企業、業主單位往往需要從專業角度出發，對不同設計方案作出比選，形成最優化的建筑景觀設計方案[3]。具體來看，設計團隊充分利用虛擬現實技術，將不同設計方案直觀呈現出來，在三維建筑模型的基礎上，從細節調整角度出發，有效優化建筑景觀設計方案，突出景觀設計方案優勢。例如，設計團隊在虛擬現實技術應用過程中，可以修改某些建筑景觀細節，修改過程中，設計團隊可以拉伸設計時間維度，對比不同修改方案的實際表現，最終確定景觀設計方案。同時，虛擬現實技術，在很大程度上，提升了施工企業、業主單位對設計活動參與度，打通了信息溝通渠道，疏通梗阻環節，設計團隊既能夠根據施工企業、業主單位的意見建議，定向修改建筑景觀設計方案。施工企業、業主單位通過觀察虛擬現實技術，提出建筑景觀設計要求，確保設計方案最大程度地兼顧方案實用性屬性、經濟屬性以及美觀屬性。

（三）提升方案實用屬性

建筑景觀施工周期較長，建設費用較高，在這種情況下，為更好地滿足新時期消費者審美需求，設計團隊在設計過程中，往往忽視了景觀設計可操作性、經濟成本，導致整個建筑景觀設計方案效果不佳，影響后續開發建設活動有序開展。虛擬現實技術與建筑景觀設計的全方位融合，無疑可以最大程度地提升設計方案實用屬性，設計團隊利用虛擬現實技術，對景觀設計方案作出全方位呈現，經過多輪次修改、比對以及完善，實現景觀設計方案的最優化設置，切實滿足新時期建筑景觀開發建設要求，總體較低項目開發建設難度。

三、虛擬現實技術在建筑景觀設計中的應用場景

虛擬現實技術應用場景多元，可以充分滿足不同場景下的使用要求，不斷拓寬使用場景，推動建筑景觀設計的體系化與現代化，實現現有景觀設計機制有效轉型。

隨著虛擬現實技術應用，實踐經驗的積累，越來越多的設計團隊在建筑景觀設計中，將虛擬現實技術與古建筑修復、景觀評估等活動結合起來，依托建筑景觀設計場景持續延伸，不斷提升景觀設計總體水平例如，在古建筑景觀修復中，設計人員通過引入虛擬現實技術，借助虛擬現實技術強大的技術能力，設計人員在錄入測量數據后，利用數據分析，進行古建筑修復，實現建筑景觀細節化修復，幫助設計人員直觀感受到古建筑的藝術風格、文化特點，引導設計人員調整修復方案，將古建筑修復與外部環境協同起來，實現景觀設計環境融入能力。同時，虛擬現實技術在建筑景觀設計中，設計人員可以更好地延續景觀設計風格，使用更為多元設計語言，切實滿足不同公眾群體的審美需求。

四、虛擬現實技術在建筑景觀設計中的應用策略

虛擬現實技術在建筑景觀設計中的應用，要求設計人員吸收借鑒意過往經驗，立足虛擬現實技術使用場景，調整方式方法，改進完善路徑舉措，實現虛擬現實技術與建筑景觀設計深度融合。

（一）優化建筑景觀設計虛擬現實技術應用流程

虛擬現實技術應用環節，為確保建筑景觀設計效果，設計團隊要吸收借鑒過往經驗，從收集資料、構建三維場景、平臺基層流程出發，完善建筑景觀設計要點[4]。具體來看，設計人員要從實踐角度出發，應當充分發揮主觀能動性，從建筑角度出發，圍繞景觀設計目標，定向收集設計數據，將空間要素、人文要素、技術要素等納入到建筑景觀設計之中。充分利用虛擬現實技術，依托計算機技術、傳感技術、三維技術，通過收集到的有關數據資料，快速生成建筑景觀設計效果圖，設計人員綜合評估景觀設計方案的基礎上，優化景觀設計方案，如圖2 所示。

圖2 建筑景觀設計虛擬示模型意圖

在經過多輪設計方案，設計團隊將最終設計方案與施工企業、業主單位進行共享，更好地發揮虛擬現實技術優勢。虛擬現實技術模型創建過程中，要將場景尺寸、模型歸類塌陷、名節編輯、紋理尺寸、材質等細節納入到景觀設計之中，以最大程度地提升景觀模型實用性。為保證整個虛擬現實技術應用水平，設計人員靈活控制模型尺寸、建筑比例[5]。同時，將視頻、圖片等內容納入到設計模型中，通過設計要素全方位整合，可以最大程度地保證設計效果，增強建筑景觀細節處置能力。以奧林匹克公園植物景觀為例，設計團隊使用虛擬現實技術，選擇相應的植被模型，對植物景觀類型作出優化選擇，借助植物景觀類型針對性布局，將植物景觀與建筑結構協同起來，凸顯審美價值。如圖3 所示。

圖3 綠色植物景觀虛擬示意圖

（二）明確建筑景觀設計虛擬現實技術應用要點

1.實現設計與施工的協同化

建筑景觀設計項目設計任務量較大、專業要求較高，往往需要不同專業背景的人員共同參與，才能夠保證設計方案的科學性與可行性。為提升不同專業人員對設計方案的參與度，降低設計管理準入門檻，在建筑景觀設計全壽命周期內，工作人員基于虛擬現實技術，進行協同化設計管理工作模式的探索，旨在借助設計協同、管理聯動，確保建筑景觀設計項目設計管理活動有序開展。建筑景觀施工周期較長，施工對象多元，涉及地形地質勘測、樞紐布置、施工導流、場內交通、施工組織、竣工驗收、維護管理等不同內容，設計與施工協同化，實現了不同專業領域有效貫通，保持了建筑景觀設計設計標準統一性。具體來看，通過虛擬現實技術的合理化應用，勘測團隊可以將建筑景觀設計施工區域的地質、地形、水文等環境條件進行定向獲取，從總體上論證目標區域施工可行性。

2.打造5D 設計管理模式

考慮到建筑景觀設計總體規模較大、施工周期較長，技術難度較高，為更好地提升施工進度，控制總體成本，在應用虛擬現實技術的過程中，工作人員有必要立足已有的成熟技術手段，通過將施工進度、施工成本等納入到設計活動中，構建水抽蓄能電站5D 設計管理模式，打造垂直化、扁平化的管理機制。具體來看，工作人員在建筑景觀設計設計過程中形成的三維模型設計的基礎上，立足施工進度計劃，將相關施工進度軟件集成到虛擬現實系統平臺，在原有3D模型上增加時間參數，形成全新的4 維模型，使得該模型可以按照施工進度計劃，對整個開發建設進度進行模擬。并對施工進度模擬過程中發現的問題及時進行反饋，設計團隊、施工企業根據反饋信息，及時優化設計方案，修正施工計劃，借助這種方式，最大程度地排除干擾因素的影響，推動建筑景觀設計開發建設活動平穩有序開展。以4 維建筑景觀設計模型為基礎，工作人員可以將項目成本信息添加到模型內部，將虛擬現實模型擴展為5D 模型，便于施工企業、業主單位全方位掌握不同開發階段，項目資金投入規模以及資金使用情況，有效調試資金管理效能。

五、結語

虛擬現實技術與建筑景觀設計的有效融合，對于景觀審美效果產生極大推動作用。為更加切實地展現虛擬現實技術優勢，文章在分析虛擬現實技術構成與應用場景的基礎上，多維度出發，改進創新設計方法，通過方法舉措的優化創新，推動建筑景觀設計方法的轉型升級。