虛擬景觀空間的交互性教學(xué)實(shí)踐
——以蘇州古典山水宅院網(wǎng)師園為例

王 雨，李東升，楊焰龍，任艷玲，王藝華

（河南科技大學(xué)園藝與植物保護(hù)學(xué)院，河南 洛陽 471000）

在風(fēng)景園林學(xué)科傳統(tǒng)的教學(xué)認(rèn)知實(shí)習(xí)中，通常采用調(diào)研、現(xiàn)場講解、抄繪圖紙等手段，以提升學(xué)生對景觀空間的感知能力和分析方法。交互性教學(xué)將教學(xué)模式轉(zhuǎn)換為以學(xué)生為主體，在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)（VR）的虛擬空間中沉浸式探索景觀空間。在新型冠狀病毒感染疫情下，不同地區(qū)實(shí)習(xí)變得更加困難。VR 空間的建設(shè)尤為重要，通過建立VR 虛擬空間還原園林景觀，供學(xué)生隨時(shí)鑒賞學(xué)習(xí)，也有利于教師對園林經(jīng)典案例進(jìn)行交互性教學(xué)實(shí)踐。

1 以網(wǎng)師園為案例的意義

網(wǎng)師園是蘇州園林古典的山水宅園，其內(nèi)部建筑以小山叢桂軒、看松讀畫軒、殿春簃、濯纓水閣等為主。網(wǎng)師園的亭臺(tái)樓閣處處臨水，全園景點(diǎn)都有水可依，各類建筑配合得當(dāng)，布局精巧，空間合理。網(wǎng)師園是典型的宅園合一的私家園林，院落部分共為三進(jìn)，轎廳、萬卷堂、擷秀樓沿軸線依次展開。網(wǎng)師園是全國重點(diǎn)文物保護(hù)單位、世界文化遺產(chǎn)。其中殿春簃被建造成了中國式庭院“明軒”，成為中國古典園林走向世界的首例藍(lán)本，在美國紐約大都會(huì)藝術(shù)博物館展出，使中國園林聞名于世［1］。

網(wǎng)師園對風(fēng)景園林的學(xué)習(xí)具有良好的教學(xué)和借鑒意義，因此本研究選擇該園建立模型。將VR 融入風(fēng)景園林教學(xué)旨在構(gòu)建可供學(xué)生們虛擬學(xué)習(xí)的平臺(tái)，以便供學(xué)生隨時(shí)隨地進(jìn)入虛擬空間調(diào)研學(xué)習(xí)。

2 空間模型的介入與實(shí)現(xiàn)

2.1 認(rèn)知層面

傳統(tǒng)教學(xué)中對于空間自然模擬過程的學(xué)習(xí)，常采用平面圖講解并結(jié)合現(xiàn)場拍攝的圖片讓學(xué)生在腦海中想象園林空間或以手工模型制作的形式進(jìn)行教學(xué)，對學(xué)習(xí)和教學(xué)有很大的局限性。虛擬景觀空間模型的建設(shè)選取經(jīng)典的園林空間案例網(wǎng)師園，建立1∶1 尺度的虛擬景觀空間模型，進(jìn)一步幫助學(xué)生理解空間的整體布局，加強(qiáng)對空間與地形、植物、水系、道路、建筑等之間尺度與聯(lián)系的認(rèn)知。

2.1.1 宅院相連的布局——東宅西園 鳥瞰網(wǎng)師園整體“東宅西園”的布局模式，整個(gè)園林以中部“彩霞池”為中心，各要素圍繞中部水域展開，東部為住宅區(qū)，南部為宴樂區(qū)，北部為書房。這一布局使得內(nèi)部由景劃分，疏密有致；空間的精心處理，營造出不同的園林意境，空間視野層次豐富（圖1、圖2）［2］。

圖1 網(wǎng)師園功能分區(qū)

圖2 東宅西園布局

2.1.2 三進(jìn)院落的感知 住宅部分共分為三進(jìn)，從大門到轎廳、萬卷堂、擷秀樓，沿中軸線依次進(jìn)行，主廳萬卷堂空間寬敞，裝飾高雅。萬卷堂前的磚雕門樓更是雕刻精美，巧奪天工，具有很高的藝術(shù)價(jià)值。全住宅部分嚴(yán)格規(guī)整，屋宇雅致，氣宇非凡，與園林景觀部分的清幽含蓄形成強(qiáng)烈對比（圖3）。

圖3 三進(jìn)院落布局

2.1.3 中部理水空間 水體輪廓近正方形，建筑和游覽路線沿水池四周安排。水體由東南角的狹長水源入口進(jìn)入庭院向西北方向延伸。引靜橋是蘇州園林最小的石拱橋，運(yùn)用尺度對比襯托水面，擴(kuò)大景深；西北角設(shè)有平曲橋，似池水而去，兩座橋一拱一平，互成對景。彩霞池東岸半亭、南岸濯纓水閣、西岸月到風(fēng)來亭的岸基都為空透的形式［3］。

2.1.4 園中園——殿春簃 殿春簃占地0.067 hm2，富有明代庭園“工整柔和、雅淡明快、簡潔利落”的特色；主體建筑將院落分南北2 部分，北為一大一小賓主相從的書房；南為中心大院落，置有山石、涵碧泉、冷泉亭，景物起、承、轉(zhuǎn)、合極具章法（圖4）。

圖4 殿春簃布局

傳統(tǒng)的教學(xué)模式和內(nèi)容講解，使學(xué)生對于園林景觀要素的理解停留在“物體、對象”層面，無法將其轉(zhuǎn)化為立體空間，有礙對空間平面、立面和剖面的構(gòu)建。而對于網(wǎng)師園景觀空間的小中見大、欲揚(yáng)先抑、起伏變化、宅園合一、意境營造、植物造景、山石布置、四季變化等相關(guān)內(nèi)容的學(xué)習(xí)更不容易理解。運(yùn)用網(wǎng)師園虛擬景觀空間，建立三維空間模型輔助于實(shí)踐教學(xué)，真切地感知到造園者想要表達(dá)的意境、感受空間尺度［4］。

2.2 沉浸式項(xiàng)目的融合

融入VR，利用虛擬現(xiàn)實(shí)構(gòu)建虛擬空間，使學(xué)者可以通過特定的方式對處在虛擬環(huán)境中的模型進(jìn)行移動(dòng)，視角同時(shí)發(fā)生改變，實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)者與景觀的交互性，由于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)所創(chuàng)造的環(huán)境與現(xiàn)實(shí)環(huán)境近乎相同，在使用過程中會(huì)感覺處在現(xiàn)實(shí)環(huán)境中，沉浸在該環(huán)境中。虛擬環(huán)境可以通過人為操控進(jìn)行與現(xiàn)實(shí)物理世界相同的運(yùn)動(dòng)，打破時(shí)間與空間的限制。在課堂上，教師通過展現(xiàn)VR 案例庫補(bǔ)充課堂內(nèi)容，使課堂內(nèi)容不再枯燥和無趣。學(xué)生使用VR 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以具有更多的選擇性，園林景觀和園林建筑不只存在于課本上，而是以更加鮮活的方式出現(xiàn)在眼前，且可以根據(jù)自己的興趣或研究方向進(jìn)行變動(dòng)，提供了交互性功能和沉浸式體驗(yàn)的動(dòng)態(tài)學(xué)習(xí)和教學(xué)平臺(tái)。

2.2.1 空間營造手法的學(xué)習(xí) 網(wǎng)師園的內(nèi)外空間相互滲透，將框景、借景、透景、對景、障景融為一體，這種“巧于因借”給予空間不同層次。立面上的起伏變化將設(shè)計(jì)技巧中的疏密、序列、起伏、層次與滲透呈現(xiàn)在一幅畫面上。利用VR 景觀空間模型，在不同的視點(diǎn)以不同視角觀賞網(wǎng)師園小中見大的空間構(gòu)造形式（表1）。在虛擬空間中不斷轉(zhuǎn)換視角，借助殿春簃景觀空間虛擬現(xiàn)實(shí)場景可包裹全部視界，真正做到身臨其境并以現(xiàn)實(shí)的觀察角度、觀察方式進(jìn)行觀察，對建筑以及場景的空間尺度感更加自然真實(shí)［5］。

表1 空間層次表達(dá)分析

2.2.2 意境表達(dá)的感知 意境是藝術(shù)創(chuàng)作和鑒賞的重要美學(xué)范疇，即創(chuàng)作者將主觀感情、理念融入客觀生活、景物之中，引起觀賞者情感與思想的理念聯(lián)想。“園之筑出于文思，園之存賴文以傳”，網(wǎng)師園主題是“漁隱”，體現(xiàn)園主人在官場失意之后隱居江湖的思想。網(wǎng)師園中很多的景點(diǎn)、匾額、植物配置、山石理水的營造方面都暗含了隱逸的思想，展現(xiàn)園林景觀的幽雅意境（表2）。利用虛擬景觀空間沉浸式探索，只有身處其中觀察，用心體會(huì)才能實(shí)現(xiàn)與園主人“對話”［1］。

表2 意境表達(dá)分析

2.2.3 植物造景藝術(shù)的欣賞 古典園林的創(chuàng)造大多數(shù)依照寫意山水畫來建造，形成魚戲荷花、雨打芭蕉、自然野趣等。網(wǎng)師園四季如畫的景觀，各有風(fēng)味，運(yùn)用虛擬景觀身臨其境地感受園林之美（表3）。切換不同季節(jié)、不同視角看到的、感知到的將各不相同，每次對網(wǎng)師園景觀欣賞時(shí)都有不同的理解。可視化景觀，深化對植物配置的學(xué)習(xí)與意境的創(chuàng)造及植物構(gòu)成景觀四季的表現(xiàn)形態(tài)與變化，在虛擬空間中真實(shí)體驗(yàn)不同植物造景所帶來的意境［6，7］。

表3 四季植物景觀分析

2.2.4 視覺轉(zhuǎn)化的體驗(yàn) 蘇州園林追求意境，游覽線路往往處理為曲折而縈回，從而求得意之深、境之遠(yuǎn)“隔而不斷”“步移景異”［6］。網(wǎng)師園空間雖然小，但卻成功創(chuàng)造出深遠(yuǎn)的天地，園內(nèi)利用路線的滯后性和視線的先行性，在有限的視覺范圍中，通過路線與視線的交叉、阻隔來實(shí)現(xiàn)深遠(yuǎn)的空間意境，引起觀賞者產(chǎn)生無窮空間的聯(lián)想。

如在虛擬景觀空間從東面進(jìn)到“竹外一枝軒”再向西前進(jìn)，視線被蒼勁的古柏所吸引，走近就會(huì)進(jìn)入到一個(gè)新的開闊場地——看松讀畫軒；從北到南，西北角的小曲平橋連接的是“殿春簃”，但在視線上卻與“月到風(fēng)來亭”相連。虛擬景觀空間可以進(jìn)行網(wǎng)師園的整體漫游，通過人為操控進(jìn)行與現(xiàn)實(shí)物理世界相同的運(yùn)動(dòng)，使得學(xué)習(xí)者始終處于動(dòng)態(tài)的視覺變化中，仿佛漫步在網(wǎng)師園中。

2.2.5 視角數(shù)字化 網(wǎng)師園空間D∕H 合適尺度適宜，彩霞池收納對岸全尺寸景觀，四周為4 幅完美畫面，內(nèi)容各不相同。在虛擬空間中可在不同的視角體會(huì)空間尺度變化，測量駐點(diǎn)與視點(diǎn)的距離、高度等得到D∕H，得到數(shù)字化的視覺感受體會(huì)。站在月到風(fēng)來亭看向半山亭，可感受到空間的開朗，欣賞寬闊的水面，形成舒適視覺感受；可量的2 個(gè)空間之間的距離為20.8 m，半山亭高度為4.8 m，得到D∕H 為2。而乘船駐足于彩霞池湖中心看向半山亭時(shí)，就會(huì)感受到空間的壓迫性；可量的空間距離為10.4 m，得到D∕H 為4（圖5）。沉浸式體驗(yàn)理解不同D∕H 所帶來的空間感受（圖6、圖7）［8］。

圖5 月到風(fēng)來亭和彩霞池視線分析

圖6 月到風(fēng)來亭視線效果

圖7 彩霞池視線效果

虛擬景觀空間的融入擺脫了傳統(tǒng)教學(xué)的束縛，打破了空間和時(shí)間的限制，使風(fēng)景園林的景觀空間學(xué)習(xí)不再拘泥于枯燥的文字和二維的圖片，而是在三維的虛擬空間中沉浸式體驗(yàn)蘇州園林的造園藝術(shù)。同時(shí)教師對景觀空間和植物造景的講解也不再晦澀難懂，學(xué)生在親身感受探索過之后可表達(dá)自己的意見和想法，再由教師講解，使學(xué)生更好地理解和吸收更多的風(fēng)景園林景觀課程相關(guān)知識(shí)，達(dá)到師生與景觀交互性學(xué)習(xí)的效果。

2.3 空間設(shè)計(jì)

空間的設(shè)計(jì)首先要對經(jīng)典景觀空間即殿春簃景觀空間的設(shè)計(jì)規(guī)劃、各要素處理、建造手法等有更深一步的了解。在傳統(tǒng)教學(xué)中，學(xué)生對地形改造與利用、各種園林設(shè)計(jì)手法的運(yùn)用等不能很好的利用。如在設(shè)計(jì)小場地時(shí)，學(xué)生想要構(gòu)建“漁隱”般的意境空間，只知道殿春簃景觀空間似乎有此意境，單看平面圖沒有辦法切實(shí)體會(huì)其尺度上的處理手法，并且對于植物搭配所想要展現(xiàn)出的效果和蘊(yùn)含的意義，都需要身臨其境地去感知。通過漫游網(wǎng)師園虛擬景觀空間去感受所表達(dá)的意境和造園手法的運(yùn)用，感受空間尺度的比例，觀賞植物配置構(gòu)成的景觀在四季的變化，從而總結(jié)出“漁隱”這一意境的處理手法［9］，更好地運(yùn)用到自己的設(shè)計(jì)當(dāng)中。

更深一步的學(xué)習(xí)可以自己設(shè)計(jì)景觀空間，將所設(shè)計(jì)的空間運(yùn)用上述虛擬空間建設(shè)的方法，創(chuàng)造自己的園林空間，漫游觀賞。體會(huì)各要素間的適宜尺度，處理灰空間得當(dāng)，豐富植物搭配和在四季所營造的季相變化，感知景觀空間所要表達(dá)的意境。

3 小結(jié)

基于網(wǎng)師園VR 空間的建設(shè)和在風(fēng)景園林學(xué)習(xí)教學(xué)中的運(yùn)用，VR 技術(shù)的引入對風(fēng)景園林教學(xué)中經(jīng)典案例的賞析學(xué)習(xí)和學(xué)生們的互動(dòng)性沉浸式體驗(yàn)等都有極其重要的意義，解決了傳統(tǒng)教學(xué)包括傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)授課模式中存在的物理場地的交互失真問題。VR 景觀空間的建設(shè)以二維碼為載體，可在網(wǎng)頁上瀏覽三維空間模型，或觀看講解視頻在與現(xiàn)實(shí)近乎1∶1 的空間模型中進(jìn)行學(xué)習(xí)，還可通過軟件界面調(diào)整時(shí)間等，在軟件的配合下提供春夏秋冬四季，對一天中不同時(shí)間點(diǎn)的景色進(jìn)行展示，脫離時(shí)間、角度對景觀觀賞的限制性，可視化、立體化、身臨其境地感受園林之美。該技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，在未來會(huì)更好地服務(wù)于風(fēng)景園林的教學(xué)和學(xué)科發(fā)展［10］。