基于iPad運(yùn)行環(huán)境的景觀設(shè)計(jì)虛擬平臺(tái)APP界面設(shè)計(jì)

樊俊澤 馮瑞芳

摘? 要： 為提高景觀設(shè)計(jì)虛擬平臺(tái)APP界面的實(shí)際應(yīng)用效果，結(jié)合iPad運(yùn)行環(huán)境進(jìn)行景觀設(shè)計(jì)虛擬平臺(tái)APP界面的設(shè)計(jì)。對(duì)景觀設(shè)計(jì)虛擬平臺(tái)處理結(jié)構(gòu)模塊進(jìn)行改善，優(yōu)化環(huán)境景觀三維虛擬仿真框架，并結(jié)合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)原理對(duì)三維景觀虛擬算法進(jìn)行優(yōu)化。最終實(shí)現(xiàn)對(duì)景觀設(shè)計(jì)虛擬平臺(tái)APP界面的有效設(shè)計(jì)。最后通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，基于iPad運(yùn)行環(huán)境的景觀設(shè)計(jì)虛擬平臺(tái)APP界面設(shè)計(jì)結(jié)果相對(duì)于傳統(tǒng)界面設(shè)計(jì)效果有更高的準(zhǔn)確性和有效性，充分滿足研究要求。

關(guān)鍵詞： iPad界面設(shè)計(jì); 運(yùn)行環(huán)境; 景觀設(shè)計(jì); 虛擬平臺(tái); 算法優(yōu)化; 處理結(jié)構(gòu)

Abstract： In order to improve the practical application effect of landscape design virtual platform APP interface， the design of landscape design virtual platform APP interface is performed in combination with iPad operation environment. The processing structure module of the landscape design virtual platform is improved to optimize the environment landscape 3D virtual simulation framework and the 3D landscape virtual algorithm on the basis of neural network principle. The effective design of APP interface of landscape design virtual platform is realized. The experimental results prove that the design results of APP interface of landscape design virtual platform based on iPad operation environment is more accurate and effective than that of traditional interface design， which can fully meet the research requirements.

Keywords： iPad interface design; operating environment; landscape design; virtual platform; algorithm optimization; processing structure

0? 引? 言

隨著當(dāng)前環(huán)境景觀設(shè)計(jì)需求日益加大，結(jié)合iPad運(yùn)行環(huán)境對(duì)景觀設(shè)計(jì)虛擬平臺(tái)進(jìn)行優(yōu)化和改善，基于群眾需求進(jìn)行環(huán)境景觀的設(shè)計(jì)，由于傳統(tǒng)的環(huán)境景觀設(shè)計(jì)通常采用二維平面繪圖的模式，難以對(duì)環(huán)境景觀進(jìn)行準(zhǔn)確的景觀環(huán)境和細(xì)節(jié)仿真，保證景觀設(shè)計(jì)的合理性[1]。結(jié)合三維仿真技術(shù)在iPad運(yùn)行環(huán)境中進(jìn)行3D處理，實(shí)現(xiàn)對(duì)景觀環(huán)境的虛擬設(shè)計(jì)，并在虛擬平臺(tái)APP上進(jìn)行環(huán)境景觀的三維展示。

為了更好地對(duì)復(fù)雜的景觀環(huán)境進(jìn)行準(zhǔn)確的模擬，結(jié)合無(wú)限傳感網(wǎng)絡(luò)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)原理進(jìn)行景觀細(xì)節(jié)的描述和處理，針對(duì)復(fù)雜的環(huán)境和景觀細(xì)節(jié)進(jìn)行圖像的立體繪制，結(jié)合無(wú)限網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)對(duì)空間環(huán)境景觀設(shè)計(jì)的需求進(jìn)行有效處理和合理分配，利用三維虛擬視覺(jué)技術(shù)和全景信息記錄原理對(duì)環(huán)境景觀特征數(shù)值進(jìn)行采集分析和有效傳輸，并存儲(chǔ)至客戶端平臺(tái)進(jìn)行景觀環(huán)境的展示，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)景觀設(shè)計(jì)虛擬平臺(tái)的合理設(shè)計(jì)[2]。

1? 景觀設(shè)計(jì)虛擬平臺(tái)APP界面設(shè)計(jì)

1.1? 環(huán)境景觀三維虛擬仿真界面

設(shè)計(jì)環(huán)境景觀設(shè)計(jì)虛擬平臺(tái)APP界面，需要采集環(huán)境景觀信息數(shù)據(jù)，并對(duì)采集的數(shù)據(jù)，在平臺(tái)中進(jìn)行三維虛擬仿真[3]。為保障虛擬仿真的有效性，需要優(yōu)化虛擬仿真界面配置，在虛擬仿真界面中添加信息采集、信息交互、虛擬視覺(jué)和三維仿真處理模塊[4]。環(huán)境景觀三維虛擬界面結(jié)構(gòu)如圖1所示。

基于以上環(huán)境景觀三維虛擬界面結(jié)構(gòu)對(duì)立體圖形的仿真效果進(jìn)行設(shè)置和展示，并在交互平臺(tái)中進(jìn)行信息的存儲(chǔ)和排序，以待處理[5]。在環(huán)境景觀三維虛擬界面結(jié)構(gòu)中添加中心計(jì)算機(jī)處理器，可以更好地對(duì)環(huán)境景觀特征信息進(jìn)行定義、分類(lèi)、存儲(chǔ)和調(diào)整。根據(jù)重新調(diào)整后的信息特征進(jìn)行景觀細(xì)節(jié)參數(shù)的關(guān)聯(lián)處理，在三維虛擬仿真界面中添加隨機(jī)調(diào)控觀察點(diǎn)，以便更好地對(duì)市內(nèi)景觀信息進(jìn)行合理調(diào)控和改善，更加全面對(duì)景觀位置進(jìn)行修改和處理。并根據(jù)處理結(jié)果，對(duì)不同的景觀數(shù)據(jù)交互模式進(jìn)行優(yōu)化，對(duì)景觀設(shè)計(jì)平臺(tái)結(jié)構(gòu)進(jìn)行改善，具體如圖2所示。

針對(duì)采集到的環(huán)境景觀信息，進(jìn)行待處理景觀位置的定位處理，進(jìn)一步利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和無(wú)限網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行環(huán)境景觀設(shè)計(jì)的全面虛擬輔助處理，從而提高環(huán)境景觀虛擬設(shè)計(jì)效率[6]。環(huán)境景觀三維仿真模擬過(guò)程中，需要兼顧區(qū)域景觀地形地貌信息、植被種植信息、建筑外觀及建筑特征數(shù)據(jù)等因素，進(jìn)行場(chǎng)景的立體設(shè)計(jì)和渲染，實(shí)現(xiàn)對(duì)景觀信息進(jìn)行多角度、多方位的構(gòu)建、編輯和修復(fù)[7]。具體的環(huán)境景觀三維仿真模擬信息處理模塊如圖3所示。

基于以上環(huán)境景觀三維仿真模擬框架對(duì)采集到的景觀實(shí)際環(huán)境信息的分析和模擬，結(jié)合設(shè)計(jì)要求，對(duì)景觀輔助模擬功能進(jìn)行完善，并對(duì)采集到的信息文件進(jìn)行編碼讀寫(xiě)，記錄在資源庫(kù)中。根據(jù)仿真數(shù)據(jù)進(jìn)行三維景觀的模型設(shè)計(jì)，將地形地理和環(huán)境信息添加到虛擬景觀設(shè)計(jì)中，并對(duì)其合理性進(jìn)行計(jì)算和規(guī)范，以保證環(huán)境景觀設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性[8]。

1.2? 三維景觀虛擬算法

在上述虛擬環(huán)境下對(duì)三維景觀虛擬算法進(jìn)行改善和優(yōu)化，添加環(huán)境影響數(shù)值和地形地貌特征信息進(jìn)行界面展示和設(shè)計(jì)，以便達(dá)到預(yù)期虛擬仿真效果[9]。設(shè)景觀設(shè)計(jì)過(guò)程中信息特征的傳輸速率為r，平臺(tái)信息的共性特征為z，信息特征的傳輸和接收時(shí)間分別為t1和t2。則建筑仿真規(guī)范數(shù)值算法為：

基于上述算法進(jìn)一步對(duì)景觀的三維數(shù)字化平臺(tái)的處理層級(jí)進(jìn)行優(yōu)化，分別對(duì)景觀環(huán)境數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)字控制模塊、三維景觀圖像掃描模塊、數(shù)據(jù)信息存儲(chǔ)模塊等層級(jí)進(jìn)行優(yōu)化[10]。針對(duì)環(huán)境景觀的三維數(shù)字化平臺(tái)和TPM三維仿真圖像模擬展示平臺(tái)進(jìn)行優(yōu)化，對(duì)信息仿真數(shù)據(jù)進(jìn)行有效管理，具體的平臺(tái)結(jié)構(gòu)如圖4所示。

基于上述虛擬景觀管理界面，引進(jìn)離散高程算法，優(yōu)化三維數(shù)據(jù)虛擬仿真算法進(jìn)行立體圖像的展示算法，根據(jù)反距離權(quán)重插值算法計(jì)算高程的原理進(jìn)行三維圖像的仿真計(jì)算，若仿真權(quán)重?cái)?shù)值為x，三維仿真的離散數(shù)值為n，則三維空間標(biāo)準(zhǔn)展示算法為：

采集到的數(shù)據(jù)編碼離散法為：

式中：w為對(duì)景觀環(huán)境采集到的權(quán)值穩(wěn)定性信息;h為三維虛擬仿真平臺(tái)中的圖像轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)權(quán)值;u為虛擬平臺(tái)展示圖像的像素分辨率[11];q為平臺(tái)界面中的三維圖像反距離加權(quán)系數(shù)。

根據(jù)計(jì)算結(jié)果展示三維虛擬環(huán)境景觀，并在平臺(tái)驅(qū)動(dòng)程序中進(jìn)行展示和處理。結(jié)合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)原理對(duì)實(shí)際景觀空間進(jìn)行特征定位和嵌入處理，輸出嵌入結(jié)果。結(jié)合 ZigBee程序進(jìn)行三維仿真虛擬展示驅(qū)動(dòng)處理，建立相應(yīng)的三維虛擬界面。結(jié)合Java腳本語(yǔ)言和C語(yǔ)言對(duì)界面信息重新編譯和展示設(shè)計(jì)[12]，以保證界面具有靈活方便的特點(diǎn)。結(jié)合三維模擬仿真虛擬算法進(jìn)行虛擬景觀的展示。

1.3? 虛擬平臺(tái)界面展示的實(shí)現(xiàn)

為了保障虛擬界面設(shè)計(jì)效果，提取虛擬展示平臺(tái)設(shè)計(jì)干擾數(shù)值，對(duì)三維虛擬仿真交互景觀信息進(jìn)行映射處理，通過(guò)3ds MAX等相關(guān)軟件對(duì)景觀環(huán)境的三維模型進(jìn)行構(gòu)建。在模型構(gòu)建過(guò)程中，對(duì)景觀周?chē)h(huán)境干擾因素以及仿真過(guò)程中的網(wǎng)絡(luò)信息干擾因素進(jìn)行剔除[13]。假定在進(jìn)行景觀設(shè)計(jì)過(guò)程中會(huì)受到n個(gè)因素干擾，其干擾度可記為[xii=1，2，…，n]，若建模過(guò)程中的干擾線性混合數(shù)值為[sii=1，2，…，n]，則信息抗擾算法可記為：

根據(jù)上述計(jì)算結(jié)果對(duì)信息數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并對(duì)景觀三維進(jìn)行縮放和移動(dòng)處理[14]?；谡鎸?shí)環(huán)境采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行虛擬視覺(jué)轉(zhuǎn)換并利用3ds MAX對(duì)景觀環(huán)境映射關(guān)系進(jìn)行處理，確保對(duì)景觀進(jìn)行多角度多維度的觀察和設(shè)計(jì)。結(jié)合平臺(tái)界面中的旋轉(zhuǎn)、縮放等相關(guān)功能進(jìn)行細(xì)節(jié)優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境景觀的合理改善[15]。利用API軟件進(jìn)行三維信息的虛擬處理，結(jié)合3ds MAX， MAYA， Auto CAD等建模工具，進(jìn)行環(huán)境景觀的VR顯示。為保障數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)建模等相關(guān)步驟處理的有效性，需要在多次信息數(shù)據(jù)集格式的轉(zhuǎn)換過(guò)程中建立空間數(shù)據(jù)存儲(chǔ)庫(kù)及索引路徑，以便對(duì)信息進(jìn)行有效存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)換。

在環(huán)境景觀虛擬平臺(tái)界面進(jìn)行設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要改善景觀界面修改參數(shù)步驟，具體包括：確定環(huán)境景觀三維坐標(biāo)信息，對(duì)相應(yīng)的環(huán)境景觀光源、透明度、建模結(jié)構(gòu)進(jìn)行采集和縮放處理，并在APP界面中進(jìn)行實(shí)體建筑結(jié)構(gòu)的模擬和后期修正。規(guī)劃景觀虛擬平臺(tái)處理信息，明確景觀角度及縮放比例，保證虛擬平臺(tái)展示的最佳位置和最佳角度，呈現(xiàn)出良好的界面設(shè)計(jì)效果。最后添加植被和任務(wù)配景，保證建筑界面展示效果圖更加真實(shí)，以完善景觀虛擬平臺(tái)界面設(shè)計(jì)和展示流程，具體流程如圖5所示。

2? 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

為了驗(yàn)證基于iPad運(yùn)行環(huán)境的景觀設(shè)計(jì)虛擬平臺(tái)APP界面的設(shè)計(jì)效果，進(jìn)行對(duì)比檢測(cè)，對(duì)檢測(cè)環(huán)境進(jìn)行統(tǒng)一設(shè)置以保障檢測(cè)效果。

2.1? 實(shí)驗(yàn)環(huán)境

采用CAD和3ds MAX軟件進(jìn)行景觀的模擬，對(duì)景觀中的信息進(jìn)行采集，對(duì)景觀虛擬項(xiàng)目信息從上至下進(jìn)行處理，實(shí)驗(yàn)展示過(guò)程中采用UZI900主頻處理器、CAN總線、圖像存儲(chǔ)器，以及Windows 2007，internet@cvp.IP231系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)檢測(cè)。

2.2? 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

對(duì)虛擬平臺(tái)界面展示效果進(jìn)行對(duì)比檢測(cè)，在檢測(cè)過(guò)程中添加一定的干擾數(shù)值，觀察兩種平臺(tái)模擬界面的模擬準(zhǔn)確性，并記錄成圖，具體如圖6所示。

2.3? 實(shí)驗(yàn)結(jié)論

基于上述檢測(cè)結(jié)果，相對(duì)于傳統(tǒng)虛擬平臺(tái)界面設(shè)計(jì)結(jié)果而言，本文提出的基于iPad運(yùn)行環(huán)境的景觀設(shè)計(jì)虛擬平臺(tái)APP界面設(shè)計(jì)效果即使在干擾較強(qiáng)的情況下，其整體虛擬也具有相對(duì)較高的準(zhǔn)確性與有效性，由此證實(shí)基于iPad運(yùn)行環(huán)境的景觀設(shè)計(jì)虛擬平臺(tái)APP界面具有較高的實(shí)用性，充分滿足研究要求。

3? 結(jié)? 語(yǔ)

結(jié)合虛擬仿真技術(shù)進(jìn)行環(huán)境景觀的三維虛擬設(shè)計(jì)，優(yōu)化相應(yīng)的虛擬平臺(tái)APP界面，提高環(huán)境景觀設(shè)計(jì)的有效性和真實(shí)性，提高了虛擬界面對(duì)環(huán)境景觀模擬和展示的精準(zhǔn)性。

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