虛擬現(xiàn)實技術(shù)在環(huán)境藝術(shù)設(shè)計中的應用

王敏

【摘 要】隨著計算機技術(shù)的日新月異，虛擬現(xiàn)實技術(shù)在環(huán)境藝術(shù)設(shè)計的應用優(yōu)勢已突顯。將虛擬現(xiàn)實技術(shù)引入到環(huán)境藝術(shù)設(shè)計中，能提高設(shè)計效率和質(zhì)量，從而節(jié)約設(shè)計成本。因此，在環(huán)境藝術(shù)設(shè)計中應用虛擬現(xiàn)實技術(shù)具有非常重大的現(xiàn)實意義。文章著重分析了虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應用特征和優(yōu)勢，以及在環(huán)境藝術(shù)設(shè)計各個領(lǐng)域中的應用前景。

【關(guān)鍵詞】虛擬現(xiàn)實技術(shù);環(huán)境藝術(shù)設(shè)計;計算機技術(shù)

【中圖分類號】TU238.2;TP391.9【文獻標識碼】A【文章編號】1674-0688（2019）09-0159-02

隨著以互聯(lián)網(wǎng)為主的信息技術(shù)迅速發(fā)展，各式各樣的高新技術(shù)不斷出現(xiàn)。許多領(lǐng)域都因虛擬現(xiàn)實技術(shù)的出現(xiàn)而迎來了新的發(fā)展動力和機遇。作為服務(wù)百姓、提高人民群眾生活質(zhì)量的環(huán)境藝術(shù)設(shè)計行業(yè)，如何有效利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)提升現(xiàn)有的設(shè)計水平，保障和落實設(shè)計質(zhì)量，成為行業(yè)從業(yè)者需要考慮的問題。

1 虛擬現(xiàn)實技術(shù)概述

虛擬現(xiàn)實技術(shù)是利用以計算機技術(shù)為核心的現(xiàn)代先進信息技術(shù)生成真實的視覺、聽覺、觸覺一體化的虛擬環(huán)境。設(shè)計雙方能夠利用必備的輸入、輸出設(shè)備和先進的軟件產(chǎn)生交互效應，在生成的虛擬環(huán)境中體驗、交流和反饋。這種由計算機生成的虛擬環(huán)境可以是某一特定客觀世界的再現(xiàn)，也可以是純粹虛構(gòu)的世界。輸入、輸出設(shè)備包括立體頭盔顯示器、數(shù)據(jù)手套、數(shù)據(jù)衣服等穿戴式設(shè)備，還包括不直接穿戴在身上的傳感設(shè)備。用戶對虛擬現(xiàn)實的交互包括手的移動、頭的轉(zhuǎn)動等，虛擬現(xiàn)實中的物體能做出實時的反饋[1]。

1.1 虛擬現(xiàn)實技術(shù)的特征

虛擬現(xiàn)實技術(shù)主要包含沉浸性、交互性、構(gòu)想性、效率性等特征。其中，沉浸性特征是指虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)不再像以往的計算機一樣使用接口進行交互，而是通過情景模擬實現(xiàn)自然的交互，使用戶完全沉浸在虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)建設(shè)的虛擬環(huán)境中。交互性是指用戶可以不再被動地接受計算機提供的信息，而是通過虛擬現(xiàn)實設(shè)備與虛擬環(huán)境中的事物交流或者操縱這些事物，從而改變虛擬環(huán)境中的世界。構(gòu)想性特征是指用戶可以通過虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)在虛擬環(huán)境中根據(jù)現(xiàn)實的需求創(chuàng)建虛擬模型，并且可以對其進行修改。效率性是指虛擬現(xiàn)實技術(shù)能夠以極高的效率完成某項工作或者任務(wù)。

1.2 虛擬現(xiàn)實技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

虛擬現(xiàn)實技術(shù)廣泛已應用于社會的各個領(lǐng)域，比如教育領(lǐng)域、軍事領(lǐng)域、建筑領(lǐng)域、藝術(shù)領(lǐng)域等，它是集計算機技術(shù)、微電子技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體技術(shù)、傳感技術(shù)、仿真技術(shù)、測量技術(shù)及圖像、語音、聲音處理技術(shù)、模式識別技術(shù)等多種先進技術(shù)的集合體[2]。理想中的虛擬現(xiàn)實技術(shù)能夠通過觸發(fā)用戶的嗅覺、視覺、聽覺、觸覺、味覺，使用戶在虛擬的環(huán)境中產(chǎn)生如同在現(xiàn)實中一般的感覺，猶如身臨其境，還可以完成用戶現(xiàn)實和虛擬的交互。目前，世界上的虛擬現(xiàn)實技術(shù)還不能完全達到理想中的效果，但是已經(jīng)逐步完善和改進，能夠給用戶提供一定的功能體驗。

2 虛擬現(xiàn)實技術(shù)在環(huán)境藝術(shù)設(shè)計中的應用優(yōu)勢

虛擬現(xiàn)實技術(shù)在環(huán)境藝術(shù)設(shè)計中應用的主要路徑是將設(shè)計雙方引入到一個由計算機合成的虛擬環(huán)境中，通過用戶、設(shè)計師和虛擬環(huán)境的交互作用，使三方產(chǎn)生互動效果。設(shè)計師能夠第一時間了解用戶對作品的感受和想法，并記錄反饋信息，快速對設(shè)計作品進行調(diào)整和補充，達到最佳的設(shè)計質(zhì)量。

2.1 利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)能夠直觀地展現(xiàn)環(huán)境藝術(shù)設(shè)計作品

傳統(tǒng)的作品匯報展示環(huán)節(jié)，表現(xiàn)形式僅停留在手繪或電腦效果圖、漫游動畫和建筑模型階段，這些表現(xiàn)形式都有單一、片面、不夠生動的缺陷，無法充分展示設(shè)計效果。因此，設(shè)計師不斷嘗試新型表現(xiàn)形式來提高用戶的觀感體驗，希望更加直觀、便捷地呈現(xiàn)出設(shè)計作品。虛擬現(xiàn)實技術(shù)的出現(xiàn)剛好吻合環(huán)境藝術(shù)設(shè)計方案的表現(xiàn)訴求。相對于傳統(tǒng)的表現(xiàn)手段，虛擬現(xiàn)實技術(shù)所生成的表現(xiàn)效果更加逼真，能夠讓客戶有一種身臨其境的感覺，通過感官上的刺激使客戶的大腦在極度活躍和高度集中的狀態(tài)下完成整個展示內(nèi)容的記憶，更能吸引客戶的注意力，也能促使記憶的內(nèi)容更加深刻和持久[4]。

2.2 利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)能夠提高設(shè)計項目雙方的交流成效

虛擬現(xiàn)實技術(shù)能夠憑借其強大的功能性幫助項目雙方提高交流成效，這樣的成效主要表現(xiàn)在以下3個階段。初期設(shè)計階段：虛擬現(xiàn)實技術(shù)能夠?qū)⒃O(shè)計方案在虛擬的環(huán)境中創(chuàng)建出來，如果初期設(shè)計方案中存在錯誤或者缺陷，虛擬模型可以快速地將問題或者缺陷真實地反映出來，設(shè)計師可以及時對設(shè)計方案做出改進，避免后期出現(xiàn)嚴重問題，造成設(shè)計資源的浪費。設(shè)計方案匯報階段：用戶能夠真實、有效地體驗到整個設(shè)計方案。虛擬現(xiàn)實技術(shù)所呈現(xiàn)出的完整性和統(tǒng)一性能夠極大地提升用戶的體驗感受，掌握整個虛擬空間的功能使用過程和功能使用頻率。在體驗過程中，設(shè)計雙方還能夠交流與探討設(shè)計中存在的各種問題，節(jié)省彼此的時間成本。設(shè)計方案修改階段：如果設(shè)計方案需要調(diào)整，只需要在虛擬模型中進行調(diào)整即可，無需像以往一樣要對實體設(shè)計內(nèi)容進行重新架構(gòu)。總之，無論是避免資源浪費、節(jié)省時間成本還是節(jié)省設(shè)計成本，將虛擬現(xiàn)實技術(shù)引入到環(huán)境藝術(shù)設(shè)計中都會提升設(shè)計雙方的交流成效。

2.3 利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)能夠有效地表現(xiàn)多種設(shè)計元素，烘托設(shè)計氛圍

環(huán)境藝術(shù)設(shè)計作品的統(tǒng)一性和完整性要求其作品由主場景和配景共同表現(xiàn)，因此配景在整個設(shè)計表現(xiàn)中具有非常重要的作用。配景包括綠植、人物、車輛、市政設(shè)施等部分，都是烘托氣氛的重要設(shè)計元素。虛擬現(xiàn)實技術(shù)能夠?qū)⑴渚爸鞋嵥榈脑丶w形象化，彌補傳統(tǒng)設(shè)計表現(xiàn)環(huán)節(jié)主場景奪目而配景草率帶過的弊端，從而增強用戶的沉浸式體驗。虛擬現(xiàn)實技術(shù)還能夠變換各種場景、人物身份甚至模擬不同動物角色。場景和角色的不同切換，能夠使對象更加深入地了解設(shè)計意圖，直觀地感受設(shè)計氛圍。

3 虛擬現(xiàn)實技術(shù)在環(huán)境藝術(shù)設(shè)計不同領(lǐng)域的運用

隨著計算機硬件設(shè)備價格的降低和顯示設(shè)備質(zhì)量的提高，加上配套應用軟件的不斷更新和開發(fā)，虛擬現(xiàn)實技術(shù)在環(huán)境藝術(shù)設(shè)計中已被迅速推廣和應用，特別是在室內(nèi)設(shè)計、景觀設(shè)計、建筑外觀設(shè)計領(lǐng)域，取得了不錯的效果。

3.1 虛擬現(xiàn)實技術(shù)在室內(nèi)設(shè)計中的運用

虛擬現(xiàn)實技術(shù)在室內(nèi)設(shè)計的運用主要體現(xiàn)在室內(nèi)設(shè)計的3個階段。首先，虛擬現(xiàn)實技術(shù)對室內(nèi)空間環(huán)境的展現(xiàn)，需要利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)的三維建模技術(shù)在虛擬環(huán)境中構(gòu)建出室內(nèi)空間和室內(nèi)物體的虛擬模型，并且使這個虛擬模型可以利用外部操作設(shè)備進行操控，吸引用戶積極參與。其次，可以利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)的三維渲染技術(shù)將模型中的物體或者空間進行渲染，將室內(nèi)的空間和物體通過渲染變得真實感更強，能夠讓用戶體驗更加真實的虛擬場景。最后，利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)中的三維動畫技術(shù)，將聲光電結(jié)合起來，設(shè)計出動態(tài)的虛擬環(huán)境，讓用戶在其中盡情暢游。

3.2 虛擬現(xiàn)實技術(shù)在景觀設(shè)計中的運用

在景觀設(shè)計中，通常設(shè)計師要對景觀的構(gòu)筑物，例如雕塑、湖泊、假山等物體進行設(shè)計，然而這些物體的形態(tài)結(jié)構(gòu)通常都很復雜，變化也比較大，如果采用以往的方式對這些物體進行展示，需要花費很長的時間和設(shè)計人員很多的精力。但是虛擬現(xiàn)實技術(shù)一方面可以利用計算機對這些物體進行實時成像，使設(shè)計工作更為直觀，使設(shè)計師更加容易地發(fā)現(xiàn)設(shè)計中存在的問題;另一方面可以利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)中的三維動畫技術(shù)將整個景觀進行三維動畫展示，讓設(shè)計師對景觀有全面的感受。設(shè)計師還可以以各方的需求為基礎(chǔ)，通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)從更加細微角度來研究整個景觀，做出更好的設(shè)計方案。此外，利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)對景觀所在環(huán)境的時間、位置、天氣等進行動態(tài)模擬，了解這些因素對整個景觀設(shè)計的影響，進而能夠更加全面的進行設(shè)計。

3.3 虛擬現(xiàn)實技術(shù)在建筑外觀設(shè)計中的運用

虛擬現(xiàn)實技術(shù)在建筑外觀設(shè)計中有著良好的發(fā)展前景，首先，在以往對建筑外觀設(shè)計的過程中，需要不斷地往返于項目施工現(xiàn)場對設(shè)計方案進行優(yōu)化，而虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以把相關(guān)的一些數(shù)據(jù)信息通過計算機轉(zhuǎn)化為信息化背景，將整個建筑的外觀在虛擬空間內(nèi)建立相應的模型，設(shè)計者可以輕松地在虛擬環(huán)境中進行設(shè)計、修改等操作，不用頻繁到現(xiàn)場進行考察。并且，設(shè)計者還可以通過虛擬模型看到更加準確的設(shè)計效果。其次，在設(shè)計完成后能夠添加一些輔助信息如動畫、圖像、聲音等，使作品更加生動形象，能夠讓用戶更加直觀地看到作品的效果，能夠提供給用戶更加準確的數(shù)據(jù)信息。總之，虛擬現(xiàn)實技術(shù)能夠大大地提高建筑外觀設(shè)計的工作效率和資源利用率。

虛擬現(xiàn)實技術(shù)作為現(xiàn)在的高端技術(shù)之一，它能夠通過傳感、顯示、操作等完成對現(xiàn)實事物的模擬。將虛擬現(xiàn)實技術(shù)應用于環(huán)境藝術(shù)設(shè)計中，不僅可以彌補傳統(tǒng)設(shè)計的不足和規(guī)避其中存在的風險，還可以大大地提升工作效率，降低設(shè)計成本，進而提升整個環(huán)境藝術(shù)設(shè)計的質(zhì)量和水平。

參 考 文 獻

[1]王增.基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)在環(huán)境藝術(shù)設(shè)計中的應用研討[J].山東工業(yè)技術(shù)，2016（2）：275.

[2]王榮華.論虛擬現(xiàn)實技術(shù)在環(huán)境藝術(shù)設(shè)計中的應用[J].藝術(shù)教育，2016（2）：212-213.

[3]萬國.虛擬現(xiàn)實技術(shù)在環(huán)境藝術(shù)設(shè)計中的應用分析[J].現(xiàn)代信息科技，2018（4）：88-90.

[4]曹哲.虛擬現(xiàn)實技術(shù)在環(huán)境藝術(shù)設(shè)計中的應用淺析[J].藝術(shù)科技，2017，30（8）：313.