數(shù)字媒體在環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

劉敏　孫鳳森

數(shù)字媒體技術(shù)應(yīng)用于環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)改變了傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方式，讓設(shè)計(jì)師可以依靠計(jì)算機(jī)來完成設(shè)計(jì)方案，節(jié)省了大量的時間和人力，可以讓客戶真實(shí)地、自由地觀察虛擬空間內(nèi)的事物，而且將數(shù)字媒體技術(shù)應(yīng)用于環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)教學(xué)中能夠較好地提高教學(xué)效果。

進(jìn)入21世紀(jì)以來，數(shù)字媒體技術(shù)在世界各個國家飛速發(fā)展，數(shù)字時代的到來掀起了環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)行業(yè)的一場深刻的變革，改變了傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方式，并作為一種獨(dú)特的技術(shù)手段，可以有效地解決抽象思維與其所產(chǎn)生的空間實(shí)體間的聯(lián)系問題。

一、數(shù)字環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)原則

（一）明確設(shè)計(jì)的目的

環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)行為是有明確的設(shè)計(jì)意圖的，設(shè)計(jì)師要具備較高的綜合素質(zhì)才能設(shè)計(jì)出一部好作品。數(shù)字媒體是輔助工具，通過軟件表現(xiàn)設(shè)計(jì)意圖，是一種既能形象生動地表現(xiàn)設(shè)計(jì)主題，又能美化設(shè)計(jì)主題的一種思維、技術(shù)活動。

（二）新穎的藝術(shù)形式

數(shù)字媒體與環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)的人機(jī)交互手段的運(yùn)用不僅能夠提供豐富的、方便的、基于自然的技能，還可以在設(shè)計(jì)時從各種視角觀察和評估設(shè)計(jì)的風(fēng)格是否統(tǒng)一、色彩搭配是否協(xié)調(diào)，從而比較實(shí)際效果，選擇最佳的設(shè)計(jì)方案。

（三）集成性與交互性

環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)中的數(shù)字媒體技術(shù)是集成了計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)、計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)、人工智能、傳感技術(shù)、顯示技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)并行處理等技術(shù)的最新發(fā)展成果。

（四）科學(xué)性與真實(shí)性

利用數(shù)字媒體技術(shù)的環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)是基于對象的真實(shí)數(shù)據(jù)的，是真實(shí)景物的再現(xiàn)。數(shù)字媒體技術(shù)不但能夠?qū)Σ煌桨高M(jìn)行比較，而且可以修改某個特定的局部。

二、數(shù)字媒體應(yīng)用在環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)中存在的問題

（一）空間信息的采集和數(shù)據(jù)庫的建立問題

環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)中的數(shù)字媒體技術(shù)雖然有三維空間表現(xiàn)能力，能給人帶來身臨其境的感覺，但是其數(shù)據(jù)庫的建立是需要大量的時間和人力的。其中模型就要求按空間比例1：1進(jìn)行繪制，繪制之前要對實(shí)體的每一個細(xì)節(jié)進(jìn)行測量，再按測量結(jié)果繪制模型，繪制好后進(jìn)行存儲，以備以后調(diào)用。而且隨著時代的進(jìn)步，設(shè)計(jì)水平的提高，模型庫也要與時俱進(jìn)，需要隨時更新。材料庫的建立也是一項(xiàng)巨大的工程，環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)涉及的材料類型廣泛，如金屬、木材、石材、織物、皮革、樹木、花卉等。而且每一類材料就有成千上萬種，所以采集材料的信息與圖片并進(jìn)行修改、整理與存儲費(fèi)時費(fèi)力。燈光光域網(wǎng)庫的建立更具難度，需要對實(shí)際燈光進(jìn)行信息采集，分析其照明度、色溫值、輻射范圍和墻面光影，再建立燈光光域網(wǎng)，并進(jìn)行存儲。只有建立了這些基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫，在今后的設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)師才能直接在3DMAX和VR中調(diào)用，才能高效率地制作出效果圖或三維仿真動畫。

（二）數(shù)字媒體應(yīng)用在環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵技術(shù)問題

利用數(shù)字媒體進(jìn)行環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)的過程是首先將真實(shí)場景抽象化，然后通過設(shè)計(jì)圖紙、規(guī)劃圖等提取數(shù)據(jù)，用多邊形構(gòu)造三維模型（如場地、建筑、室內(nèi)、家具、樹木、花壇等），然后進(jìn)行紋理貼圖、參數(shù)控制。但這種方法只適合于場景組織不復(fù)雜、多邊形數(shù)目比較少的，較規(guī)范、較簡單或簡化的場景繪制。因?yàn)閿?shù)字媒體的應(yīng)用是建立在計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)上的，復(fù)雜的場景對計(jì)算機(jī)的配置要求比較高，計(jì)算機(jī)會運(yùn)行不順。這就要求設(shè)計(jì)師合理運(yùn)用場景管理技術(shù)。必須在保證建筑物外形不受影響的情況下盡量減少模型的面片數(shù)量，也可以用紋理代替模型的細(xì)節(jié)，不僅可以提升細(xì)節(jié)水平和景物的真實(shí)感，而且可以有效減少場景中的多邊形數(shù)量，提高刷新率。繪制三維實(shí)體、剪裁視域、剔除遮擋面也可大大提高場景繪制的效率，從而可以實(shí)現(xiàn)快速的場景繪制，達(dá)到實(shí)時的效果。在漫游系統(tǒng)中，需要計(jì)算機(jī)的配置更高，更需要設(shè)計(jì)師整體規(guī)劃場景，規(guī)劃路徑。在虛擬建筑環(huán)境實(shí)時漫游中，需要及時檢測物體的運(yùn)動和物體間經(jīng)常可能發(fā)生的碰撞，并計(jì)算相應(yīng)的碰撞反應(yīng)，更新繪制結(jié)果，否則物體間會發(fā)生穿透現(xiàn)象，破壞虛擬環(huán)境的真實(shí)感和用戶的沉浸感。

（三）數(shù)字技術(shù)與環(huán)境藝術(shù)建造的關(guān)系問題

建立以多維信息空間為基礎(chǔ)的人機(jī)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)人與計(jì)算機(jī)和諧而自然的信息交流，一直是計(jì)算機(jī)信息技術(shù)追求的目標(biāo)之一。有了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的支撐，使這一目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)成為現(xiàn)實(shí)。設(shè)計(jì)師可以通過它向客戶展示自己的設(shè)計(jì)思路，客戶可以在觀看過程中針對不足提出修改意見。應(yīng)用數(shù)字媒體進(jìn)行環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)主要有以下幾個步驟，即設(shè)置燈光、設(shè)置路徑、控制漫游過程中觀察相機(jī)的運(yùn)動等，同時完成場景調(diào)度、碰撞檢測與響應(yīng)、地形匹配等，最后渲染輸出，并進(jìn)行后期處理。但環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)的關(guān)聯(lián)性和前瞻性要求較高，在設(shè)計(jì)過程中還需要考慮設(shè)計(jì)對象與周圍的環(huán)境是否和諧相融，整體設(shè)計(jì)風(fēng)格是否新穎、是否統(tǒng)一。這些問題數(shù)字媒體技術(shù)并不能解決，是需要設(shè)計(jì)師解決的，所以設(shè)計(jì)師要在掌握數(shù)字媒體技能的基礎(chǔ)上，學(xué)習(xí)專業(yè)理論知識，并提高自身藝術(shù)修養(yǎng)。

三、數(shù)字媒體在環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

隨著時代的進(jìn)步，人們對可視化要求越來越高，數(shù)字媒體技術(shù)的市場不斷擴(kuò)大，數(shù)字技術(shù)越來越多地融入到了設(shè)計(jì)之中，使得設(shè)計(jì)有了新的生命，藝術(shù)表現(xiàn)手法也有了更豐富的手段。各種復(fù)雜空間形式和風(fēng)格的創(chuàng)造，都可以通過數(shù)字媒體技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。

（一）數(shù)字媒體技術(shù)彌補(bǔ)了環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)中的不足

設(shè)計(jì)需要更為直觀和方便的實(shí)體模型表現(xiàn)。傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的圖示思維方式雖然有著不可替代的優(yōu)勢，但其自身也有著極大的局限性，如抽象的設(shè)計(jì)作品和具體現(xiàn)實(shí)的設(shè)計(jì)內(nèi)容之間容易出現(xiàn)疏漏和不同，設(shè)計(jì)元素的使用不夠精確，欠缺靈活性，設(shè)計(jì)信息的表現(xiàn)容易造成時間的較大損耗，效率也低下，并造成大量材料的浪費(fèi)。數(shù)字媒體技術(shù)承擔(dān)了新的角色，具有革命性的意義。環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)中數(shù)字化表現(xiàn)方式的運(yùn)用，可以更大范圍地共享信息，可以調(diào)用統(tǒng)一規(guī)范的信息模型，可以加強(qiáng)設(shè)計(jì)者之間的協(xié)作，有利于彌補(bǔ)傳統(tǒng)圖示思維的缺陷，使得設(shè)計(jì)更加多元多維、豐富多彩。運(yùn)用數(shù)字化表現(xiàn)技術(shù)，可以減少設(shè)計(jì)工作中的重復(fù)勞動，有利于提高效率、減少錯誤和降低設(shè)計(jì)成本，而且便于保存和留檔。數(shù)字媒體技術(shù)可以使設(shè)計(jì)師減少大量重復(fù)繁雜的事務(wù)，把精力用于構(gòu)建信息模型、繪制設(shè)計(jì)方案圖、處理三維建模上，使設(shè)計(jì)師的才能最大限度得到發(fā)揮。

（二）數(shù)字媒體技術(shù)開辟了環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)教學(xué)新領(lǐng)域

環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)是個與時俱進(jìn)的學(xué)科，當(dāng)今社會設(shè)計(jì)領(lǐng)域迫切需要能夠運(yùn)用數(shù)字媒體技術(shù)的環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)人才，導(dǎo)致傳統(tǒng)教學(xué)單一化的人才培養(yǎng)模式已經(jīng)不能滿足這個特殊學(xué)科的需求。所以，環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)專業(yè)教師把數(shù)字媒體技術(shù)引用到教學(xué)當(dāng)中，能夠滿足環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)的需求，能夠把眾多信息在有限的學(xué)時內(nèi)傳授給學(xué)生，并且讓學(xué)生在設(shè)計(jì)過程中進(jìn)行交互式三維場景考察、比較和方案修改，能夠讓學(xué)生充分理解教師的設(shè)計(jì)意圖，能夠達(dá)到節(jié)省時間、方案交流便利、傳授內(nèi)容多的目的?？梢姡瑪?shù)字媒體技術(shù)走進(jìn)環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)課堂，能提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新精神，能促進(jìn)現(xiàn)代教育技術(shù)進(jìn)步，能夠較好地提高教學(xué)效果。

四、結(jié)語

總體來說，數(shù)字媒體技術(shù)應(yīng)用于環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)中建立了以多維信息空間為基礎(chǔ)的人機(jī)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)了人與計(jì)算機(jī)和諧而自然的信息交流，有利于環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)專業(yè)設(shè)計(jì)師和學(xué)生進(jìn)行整體構(gòu)思、體會設(shè)計(jì)的空間感受、加快設(shè)計(jì)速度。

（黑河學(xué)院）

基金項(xiàng)目：黑河學(xué)院藝術(shù)學(xué)研究項(xiàng)目“數(shù)字媒體與環(huán)境藝術(shù)交互設(shè)計(jì)研究”（項(xiàng)目編號：YSY201406）。