數字場景營造在城市公共空間景觀中的應用

華尹 李源楓

摘 要：隨著數字技術的迅猛發展，數字場景營造逐漸成為城市公共空間景觀設計的重要組成部分。深入探討數字場景營造在城市公共空間中的應用，著重分析城市公共空間景觀的發展特征、數字場景營造對城市公共空間景觀塑造的價值、數字場景在城市公共空間景觀中的構建類型及其案例，以充分挖掘數字場景營造在城市公共空間中的積極作用，推動城市公共空間景觀的創新與可持續發展。

關鍵詞：數字場景營造；數字技術；公眾需求；公共空間景觀

基金項目：本文系2021年杭州市哲學社會科學規劃課題“基于環境行為偏好與進化算法的景觀規劃設計方法”（M21JC073）研究成果。

全球城市化趨勢不可逆，城市人口激增。國家統計局發布的數據表明，截至2022年末，我國常住人口的城市化率為65.22%，比2021年增長了0.5個百分點。人口的快速發展和城市化是環境壓力指數上升的主要誘因，城市公共景觀作為人與自然相互作用的復雜結果，體現著城市空間形態、文化、社會和自然發展的過程，也體現著城市公共空間的活力與平衡。隨著數字技術，如互聯網、大數據、區塊鏈、人工智能、元宇宙等，快速發展和應用，物理空間界面通過多形態的數字媒介進行重塑，改變著虛擬信息與感知關系，場景數字化引領城市公共空間景觀的變革潮流。

一、數字場景營造的概述

2023年2月，中共中央、國務院印發《數字中國建設整體布局規劃》，指出要夯實數字基礎設施和數據資源體系“兩大基礎”，推進數字技術與經濟、政治、文化、社會、生態文明建設“五位一體”深度融合，加快建設數字中國。城市數字場景應用研究與數字中國建設整體布局對接，通過重塑城市空間與服務，給城市景觀帶來新的發展機遇，更好地服務于我國經濟社會發展和人民生活改善。在工業5.0時代的浪潮中，城市公共空間景觀正在逐漸融入更深層次的數字技術應用。這種趨勢導致了具有智能化和信息化特征的建筑理論方法和技術工具形成。

本文所提出的數字場景營造，是指通過數字技術改善城市公共空間景觀的設計與用戶體驗，提升城市居民的感知、互動和參與。利用前沿數字技術，促進現實空間的改造和與虛擬空間的結合，創造出更人性化和智能化的景觀環境，將智慧系統與人文、藝術等內容相結合，構建一個跨領域的資源整合策略，從多個角度打造更加豐富的空間體驗，以滿足人們日益個性化、多樣化的空間需求。

二、城市公共空間景觀的發展特征

第一，從“靜態展示”到“動態互動”。傳統景觀元素通常限于單向的觀賞體驗，觀眾與這些元素的互動較為淺顯。同時，這些景觀空間往往擁有固定的物理界限且承載的公共活動較為單一。然而，數字技術的應用能夠顛覆這一局面，它使得景觀展示方向不再單一，而是能夠靈活捕捉并響應人們的行動變化，促進觀眾與景觀之間的互動并提供動態的視覺體驗。同時，可通過實時反饋和調整，根據使用需求動態調整景觀元素，既滿足了公眾對空間多樣化的追求，也增加了景觀空間的活力。

第二，從“實體空間”到“虛實結合”。隨著數字技術的發展，新的生活方式產生，人們的互動活動體驗不再局限于傳統物理景觀空間。結合虛擬世界的社交互動，能大幅度提升觀賞人員的體驗感與新鮮感。虛擬現實技術（VR）、增強現實技術（AR）和混合現實技術（MR）等數字技術的應用，極大程度地豐富了人們對空間場所景觀的感知效果。而隨著虛實結合的場景技術逐漸普及，城市公共空間景觀使用效能將有效提升。

三、數字場景營造對城市公共空間景觀塑造的價值

清華大學建筑學院副研究員龍瀛曾提出：“我們需要在物理空間的基底之上，納入對場景體驗性的考量，圍繞公眾、物理空間、虛擬空間三個方向展開數字技術應用，最終實現景觀空間的三種數字化增強。”城市公共空間的景觀，作為一種在人類居住環境中融合自然與人文的景觀形態，營造了舒適、療愈、休閑與愜意的都市生活氛圍。數字場景營造與城市景觀結合，突破了傳統園林景觀的限制。將GIS、遙感、遙測、多媒體技術、互聯網技術、人工智能技術、虛擬現實技術、多傳感器融合技術等數字技術運用于城市景觀的打造中，以數字元素、智能系統、數字動態場景等，提升公共空間的體驗感和互動性，能使城市公共空間更具吸引力、可持續性和創新性。數字場景營造在城市公共空間景觀塑造中主要具有三方面的價值。

第一，提升公眾互動性、參與度與認同感。傳統的城市景觀側重于靜態觀賞，通過城市自然元素和城市獨特的歷史、文化、建筑等傳遞城市的魅力，公眾參與度通常較為受限。而數字場景營造強調創新體驗與前沿技術相融合，為大眾提供多元化、智能的數字體驗，能更有效地提升公眾的參與度與城市認同感。通過數字雕塑、光雕投影和數字互動景觀等形式，大眾可以參與城市公共空間景觀的文化創作與社交互動，提升對城市的認同感。

第二，增強城市文化表達與藝術氛圍營造。數字場景營造通過數字藝術、互動、虛擬現實等手段，為城市帶來創意與活力，同時豐富城市的文化底蘊與藝術氛圍。通過數字藝術的創新應用，突破傳統藝術形式束縛，將藝術與科技融為一體，塑造一些城市藝術地標，多角度詮釋城市魅力，如數字戶外藝術展演、城市燈光秀等，讓文化表達與藝術氛圍融入城市，提升城市的文化品位與藝術活力。

第三，促進城市數字效能優化與可持續發展。在城市景觀設計中引入數字技術設備系統可以更加高效節能，促進綠色能源的使用，降低對環境的影響。通過采集和分析數字景觀數據，支持智能城市優化管理，提升運行效率。數字場景的互動與社交可以促進社區的合作與共享，提升社區資源與信息的可持續性。數字場景營造中使用的材料可以考慮可回收材料，降低資源浪費。藝術場景的二次創作、技術與場景的重復使用，可以促進材料生命周期的延續。數字場景營造不僅關注環境方面的可持續性，還與社會、文化和經濟等多個層面相串聯，以具有創新性的形式，引導市民關注環境保護和資源節約，為城市創造更可持續、宜居的未來。

四、數字場景在城市公共空間景觀中的

構建類型與案例

（一）基于數字分析技術的場景構建

基于數字分析技術的景觀設計，涉及環境信息采集、分析、模擬、建造、績效評估和可視化等多個階段，以滿足不斷變化的公眾需求。在規劃設計階段，南寧園博園采石場花園遵循了耦合多元數字技術的采石場景觀設計路徑，通過數據采集與處理、場地分析與設計、方案循證與完善三個階段進行逐級設計。利用傾斜攝影建模方法，合理規劃無人機飛行航線并進行圖像采集，利用ContextCapture軟件，對圖像采集結果進行處理生成模型，同時利用Rhino和Grasshopper，對場地進行分析，將多元數字技術的耦合應用于技術與設計層面。

（二）基于數字模擬技術的互動裝置場景構建

1.2023年米蘭設計周“Walk the Talk”裝置

2023年米蘭設計周“Walk the Talk”是關于游戲體驗的增強現實設計的景觀應用實例。該裝置以游戲為框架，讓游客和植物園之間形成對話，讓玩家選擇行進路徑，激勵玩家去發現和反思日常中的選擇。裝置使用數百塊瓷磚形成隱喻性的漫步道，反映了米蘭的主要特色。它由400多塊木質磚和32個不同類型的圖標組成，分布在3 500平方米的地面上，在白天和夜晚產生不同動態的燈光和聲音效果。為游客提供了一種了解這個歷史城市的方式，也讓人們可以在參與中分享自己的經驗。游客需要通過尋找可持續的解決方案來應對擁擠的社區或缺乏步行區等挑戰。游戲道路上的彩色瓷磚由特殊的發光清漆和薄膜組合而成，在白天能夠吸收儲存能量，在夜晚釋放光芒，為裝置增添娛樂氛圍。

2.美國“呼吸”（Exhale）景觀藝術設施

“呼吸”（Exhale）景觀藝術設施位于美國北卡羅來納州西140號廣場。該設施以蜿蜒形式流過廣場，利用深色曲線鋪設和周邊長凳的設計增強景觀設施的視覺向心力，主動引導行人與之互動。裝置主體由四層定制穿孔和折疊不銹鋼組成，內部設置有霧化系統，霧氣在廣場兩端不斷循環，輔以燈光的變換創造流動的質感，模擬出景觀裝置“呼氣”與“吸氣”的效果。通過這個項目以具有創造性的設計來表達這個城市廣場內的水循環。

（三）基于數字聯動技術的智慧生活場景構建

1.寧波市和豐未來社區空間微更新實驗

寧波市和豐未來社區作為具有悠久歷史的老舊小區，存在功能單一、空間活力不足等問題。項目采用了白色網架結構，巧妙地融合了和豐未來社區服務中心的主題和本地歷史中的“紡織”元素。這種設計不僅具有交互性、低碳環保性、數字化和文化多樣性特征，還通過構筑物的編織方式，展現了多種社區生活場景的典型特征。該項目將能源可持續性和材料可持續性兩個方面作為設計重點，依托互聯網平臺，建立云端服務系統，將服務系統的終端融入空間中。安裝在公共區域的植被檢測系統不僅提升了戶外的美感，還通過傳感器對溫度、濕度、空氣流動速度、二氧化碳含量等關鍵指標進行實時監控，更加有效地促進了植被的養護工作。

2.北京龍湖G-PARK能量公園

北京龍湖G-PARK能量公園是一個數字公園生活場景的案例。將人在公園的常見行為方式，如跑步、騎行、跳躍、跳舞、觸摸、聆聽、手勢互動等，融入數字技術與數字裝置，構建人與物聯網結合的互動數字場景，物理實體空間轉變為虛實交互空間，公園與游客的關系由被動變為互動，進而影響人在公園中的行為。一期根據“能量花園”概念進行智慧化設計。如設置不同的運動點和能源采集點，持續收集人體動能和太陽能，并將收集到的能源統一儲存到控制室，作為公園耗電設施的能量供給等。動態反饋交互場景，如互動集電跳泉裝置，將人踩上去后所產生的動能轉化為電流，激發信號來控制泉水向上蹦跳。二期升級光合公園，通過數字技術的疊加，繼續強化公園的用戶黏性。如使用微信小程序掃臉入園，用戶在公園的運動及互動行為觸發能量幣，比如行走步數、跑步里程、騎行里程以及垃圾分類等。通過不同階段的嘗試，創造出具有參與感的城市生活智慧體驗場景。

（四）基于數字營建技術的藝術空間場景構建

1.上海交運智慧灣可伸縮景觀橋“萬年輪”

“萬年輪”設計以一個機械油壓聯動轉軸鋼結構系統結合增材制造的面板形成一種全新形式的景觀橋，是世界首個運用3D打印技術制造的可伸縮景觀人行橋。橋長9.34米，寬1.5米，高1.1米，分為9段可伸縮片段。橋面開啟時，9片面板一字排開，面板兼顧安全與裝飾作用；橋面收起時，9片面板依次收攏呈滿月形狀，配合面板扶手內置的LED燈，宛若一輪明月。該橋可通過手機藍牙控制，安裝有重力自動預警系統，將傳統文化意境與數字科技相結合，帶來獨特的藝術體驗。

2.深圳中洲灣C Future City“數字瀑布”

自21世紀初起，以“建筑媒體化技術”為代表的數字藝術開始在環境設計行業中取得發展，這也是目前世界各大燈光節中運用于景觀空間和建筑外觀上的主要技術之一。通過使用LED、3D/4D裸眼視覺技術等，將數字影像投射于建筑的外立面上，形成大面積視覺元素的感官沖擊，給參觀者營造新型景觀空間內的信息接收體驗。由Patrick Blanc和TeamLab聯手打造的大型“數字瀑布”藝術景觀——《水粒子世界與因人而現的漩渦》，位于廣東深圳中洲灣C Future City的下沉廣場商場主入口大堂，畫面通過多塊聯動立式LED豎屏蜿蜒3層。沿著建筑立面傾瀉而下，“數字瀑布”與周圍的商業街道、商場形成鮮明的對比，且會因人走動而呈現不同水流向。

3.廊坊互動藝術裝置“全域花境”

“全域花境”是BLUBLU沉浸數字科技團隊設計的互動藝術裝置，作品以“花修”理念為基礎，通過數字藝術的形式表達植物的自然能量，展現花的生命力，為傳統的自然花園引入新的智慧生態。以“花”為整體造型的靈感，利用超高清LED柔性屏的特性，通過參數化建模，打破了傳統顯示屏規則形狀的限制，創造出動態而富有韻律的曲線弧度，使顯示內容更靈活多樣。結合全域環繞音場、自然療愈聲效等的應用，為用戶呈現了一個多維度、多感官的自然療愈場域。

總之，數字場景營造在城市公共空間景觀中的應用呈現了一幅幅令人振奮的畫面，展示了數字時代對城市景觀設計的深遠影響。數字技術的應用為城市空間賦予了前所未有的創意和生機，使居民與游客在城市公共空間中獲得更加豐富多彩的體驗，有利于創造更宜居、更具文化魅力的城市空間。

參考文獻：

[1]成玉寧.數字景觀開啟風景園林4.0時代[J].江蘇建筑，2021（2）：5-8，17.

[2]張洋，李長霖，吳菲.數字化技術驅動下的交互景觀實踐與未來趨勢[J].風景園林，2021（4）：99-104.

[3]張洋，葛夢婷，董孟斌，等.數字化背景下人機交互對景觀感知的影響[J].風景園林，2022（9）：48-54.

[4]張恩嘉，龍瀛.空間干預、場所營造與數字創新：顛覆性技術作用下的設計轉變[J].規劃師，2020（21）：5-13.

[5]郭湧.論風景園林信息模型的概念內涵和技術應用體系[J].中國園林，2020（9）：17-22.

作者簡介：

華尹，碩士，浙江經貿職業技術學院講師。研究方向：可持續更新設計。

李源楓，碩士，浙江農林大學暨陽學院講師。研究方向：產品設計。