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基于虚拟现实(VR)技术
展现城市地域特色的园林文化

Published 9 months ago
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基于虚拟现实(VR)技术
展现城市地域特色的园林文化

摘要:2016年是虚拟现实(VR)元年,虚拟现实技术的应用推广,必将对园林领域带来革命性的影响。分析虚拟现实与传统园林的嫁接点,依托城市地域丰富的历史、文化底蕴,打造VR主题公园,实现穿越时空的互动体验;构建风景园林VR实验室,提升园林设计、评测、展现能力;结合现有沉淀的城市地域园林实体景观,开发VR APP场景,实现网络互动,展现集“生态园林、景观园林、文化园林、VR园林、科技园林”五位一体的具有地域特色的园林文化,推动VR园林生态链形成和发展。
关键词:虚拟现实;仿真;园林景观;头盔显示器;VR主题公园

虚拟现实技术是与蒸汽机、计算机、互联网一样深刻影响人类生活与生产方式的革命性技术,随着虚拟现实技术的成熟与产品的普及,它将被广泛地应用到包括传统规划设计、工程施工以及文化旅游、教育在内的各个领域。
虚拟现实(Virtual Reality,简称VR)是指用计算机生成的一种虚拟环境,人可以通过使用各种特殊装置将自己“投射”到这个环境中,并操作、控制环境,实现特殊的目的,即人是这种环境的主宰。虚拟现实(VR)技术主要包括三维计算机图形技术,立体显示技术,跟踪技术,触觉/力觉反馈、立体声、网络传输、语音输入输出技术、建筑设计等。
《国民经济和社会发展第十三个五年(2016-2020年)规划纲要》中,虚拟现实产业的发展被正式写入,纲要提出,大力推进虚拟现实等新兴前沿领域创新和产业化,形成一批新增长点。
虚拟现实(VR)作为一种全新的计算机高科技交互模拟系统,在提供颠覆性的模拟真实体验感的同时,必将对园林领域带来革命性的影响。
一、虚拟现实(VR)技术与传统园林的嫁接点
虚拟现实技术(VR)技术作为一种交互技术,未来必将应用于社会上各行各业,尤其在体验性较强的公共服务行业,必将实现喷进式爆发。风景园林尤其重视给游人带来感官体验,VR技术应用于园林领域必将引领园林行业的新风潮。
目前虚拟现实(VR)技术与风景园林的具体嫁接主要体现在三个方面:设计端、评测端和表现端。
1、设计端
在园林景观设计领域,虚拟现实技术作为一种独特的技术手段,可以有效地解决抽象思维与其所产生的实体间的联系问题。它具有安全、低成本、几乎不受环境条件的约束、随时可按意愿改变时间或是比例尺等实际优点,设计师不仅能够充分发挥其艺术想象力,更能够在前期设计阶段就与实际相结合,缩短设计周期,提高设计质量,节省投资。虚拟现实技术可应用于园林景观项目全生命周期的信息化管理。
在设计过程中,设计师利用虚拟现实技术建立一个全面、直观、可交互、如实反映设计的VR场景,便于更直观、全面了解设计,也方便设计师对设计细节进行局部修改,并实时地与修改前的方案进行分析比较,加强VR技术与泛规划设计的结合。
2、评测端
虚拟现实(VR)技术由于具备高度交互感和沉浸感,使得设计不仅仅是设计师的工作,用户、政府管理部门都可起到辅助决策的作用,特别是便于方案测评和成果展示。在虚拟的园林景观三维空间中,可以实时地切换不同的方案,利用不同的人不同的视角,有助于比较不同的方案的特点与不足,加速设计人员、项目管理人员、决策者之间的有效沟通和交流,并可以带上数据手套、穿上数据衣等交互设备,与园林景观场景进行互动,可以感觉风、雨、雷、电、味觉、温度等各种感官体验,提升项目决策效率。
3、表现端
表现端,即直接为景观的参观者提供模拟互动体验。目前这一模式最直接的应用方向就是主题公园的改造与开发。通过较大规模的虚拟成像以及体感交互等手段,带给参与者身临其境的体验。
虚拟现实的表现端直接面向具备观光娱乐需求的消费人群,将明显改变未来的公园休闲及娱乐方式,蕴含着极为广阔的市场空间。
二、构建风景园林VR实验室,提升园林设计、评测、展现能力
园林规划设计、实施的过程是一个成本开销大、一旦实施就是不可逆的行为,这一过程包括了前期场地调查、规划方案设计、施工建设、后期维护等诸多环节。因此在动工之前就必须对完工之后的环境有一个明确的、清晰的概念。
通常情况下,设计者会通过沙盘、三维效果图、漫游动画等方式来展示设计效果,供决策者、设计者、工程人员以及公众来理解和感受。以上的传统展示方式都各有其不同的优缺点,但有一个缺点是共同的,即不能以人的视点深入其中,得到全方位的观察设计效果,而运用VR技术则可以很好地做到这一点。
使用VR技术后,决策者、设计者、工程人员以及公众可以穿戴VR设备,从任意角度,实时互动真实地看到设计效果,身临其境地感受不同的空间、尺度、建筑材料等设计要素,达到充分展现园林动静态空间;实时编辑园林设计要素;多维空间综合信息交流;避免真实操作带来的各种危险,弥补园林艺术设计的不足;彻底打破时间和空间的限制;辅助决策及公众参与,达到设计单位、建设单位和政府部门以及公众相互沟通互动,保障设计方案顺利实施成功, 这是传统手段不能达到的。
利用园林系统专业技术人员、场地,引进VR人才,采用VR软、硬件技术,提升现有的设计、评测、展现能力,构建风景园林VR实验室,实现园林设计、教学、培训、实验、测评、模拟、展现等功能。
风景园林VR实验室实现以下功能。
1、三维建模、交互编程:利用3D MAX、UNITY3D、VRP软件技术,3D扫描、数字航拍、3D打印等技术建立园林植物、园林小品、园林古建、园林水体等VR模型库,利用模型库搞好VR程序开发。实现园林地形、园林绿化道路、公园场景、园林植物配置等VR实验。
2、虚拟照明:可以研究不同电光源在不同配光方式和透光方式下的照明和景观效果,能够进行道路、广场、建筑、庭院、水景、树木、雕塑、岩洞等各种照明实验。
3、虚拟水景:可以组装水循环系统,了解工艺流程,研究不同流量和扬程下各种喷头组合的水型效果以及配上灯光后的夜景效果。
4、虚拟修剪:可以低成本的模拟修剪,掌握各类植物修剪的关键,并可直观地评价修剪后的效果。
5、虚拟园林设备训练、应急方案模拟: 可以反复操作仿真控制设备,练习在各种用地环境下操作园林起重机的驾驶、起吊和准确落点等,达到熟练掌握相关技能的目的。实现各种应急预案的模拟仿真。
6、实时园林景观设计元素编辑:能够实时布置街道环境和建筑小品;城市绿化实时改变树种,或模拟随着时间推移,绿化变茂盛后的街景;对气象时令的模拟,春夏秋冬的四时季相和日出、日落、朝霞、暮晖的时段更替。
风景园林VR实验室
三、开发园林VR系列场景,实现园林景观场景网络展现及互动。
将城市地域的园林实体景观,采用VR技术,利用UNITY3D、VRP 平台,开发线上园林场景VR APP,辅以惟妙惟肖的互动体验DEMO,发布到网络上、让游客把园区精彩带回家,可以在PC上,手机上结合VR设备,身临其境的观看景观场景,展现线上城市地域体验版的VR园林文化。提升园林系统的形象地位,展现集“生态园林、景观园林、文化园林、VR园林、科技园林”五位一体的园林景观人文体验文化。
动物园人与老虎VR场景互动 虚拟西柏坡
四、打造VR主题公园,展现地域特色VR历史、文化、民俗场景,形成VR园林文化产业生态链
主题公园经历了“园林古建筑主题公园、人造微缩景观主题公园、大型游乐机械主题公园、文化高科技主题公园”的发展过程,
我国的主题公园预计到2020年,包括59个主题公园、5个水上乐园将建成运营,主题公园泛滥成灾、同质化竞争严重、文化内涵薄弱、经营模式单一等深层次问题日益凸显,甚至有投入动辄上千万元的奢华公园最终却成为“荒园”。
面对这样的问题,改变主题公园未来的创新出路在哪?VR技术与主题公园的应用结合,第五代主题公园必将是VR主题公园。。
VR 主题公园是指完全用虚拟世界来呈现的主题公园,里面所有内容都用 VR 来呈现和体验。主要技术领域 :头盔显示器,工业设计,设备制造, VR 软件开发,多人交互,无线传输或便携化,位置追踪,动作捕捉,自然模拟(如风、雨)、力回馈、 建筑设计 。
VR主题公园包括初级形态、中级形态、终极形态三种。初级形态是对现有主题公园的改造,这种改造一般并不彻底;中级形态是专为VR设计的主题公园,具有较多的VR元素;终极形态是完全在虚拟世界中存在的VR主题公园,用户戴上VR设备后进入公园,并选择项目进行体验。终极形态主题公园目前只有在美国在进行。
国内初级形态的主题公园有一些正在进行改造,相比国外比较落后;中级形态的主题公园需要2年左右的设计和施工,目前已有应用;终极形态的主题公园目前全球至少有一家在进行中,成本不低,周期较长,国内目前没有。
美国THE VOID终极主题公园
中国首个VR历史文化主题公园落户在合肥市庐阳区逍遥津公园。以虚拟现实(VR)为主要表现形式的“中国历史文化沉浸穿越之旅—穿越三国”主题公园一期项目于2016年5月27日正式对公众开放。
该项目投资2亿元人民币打造,是集历史、文化、教育、旅游、动漫、科技为一体的体验式、互动式主题公园。公园项目分三期完成。一期项目以逍遥津公园三国文化博物馆升级改造为主。
安徽合肥逍遥津中级VR主题公园
2016年5月6日,全国首个“旅游+VR”高峰论坛在厦门召开。福建省今年将加快建设中国•福建VR产业基地,成立VR产业建设开发运营公司,加快建设VR领域建设,打造虚拟旅游主题公园。
中国是一个有着5000年历史的文明古国,每座城市都是一个有着丰富文化底蕴的城市,筹建VR主题公园,展现具有地域特色的历史、文化、民俗场景,刻不容缓。
依托城市地域丰富的历史、文化底蕴,采用VR技术,建造具有城市底蕴的VR历史、文化、民俗主题公园,穿戴虚拟现实设备,实现穿越时空的互动交流;构建风景园林VR实验室,提升园林设计、评测能力,实现园林设计、教学、培训、实验、测评、模拟、仿真、展现等各种功能;依托现有的园林实体景观,开发系列VR APP场景,发布网络,实现网络互动,展现集“生态园林、景观园林、文化园林、VR园林、科技园林”五位一体的城市地域特色的园林文化,同时推动VR园林生态链的形成与发展。


参考文献:
[1]汪成文.灵镜(虚拟现实技术)理论实现及应用[M].北京:清华大学出版社,1996.
[2]卢建国,苏同向.虚拟现实技术与风景园林设计 [J].南京:南京林业大学学报,2007(11)140—141.
[3]刘 祥.虚拟现实技术辅助建筑设计[M].北京:机械工业出版社,2004.
[4]王国民.基于X3D/VRML数字化装备维修平台的实现[D].沈阳:东北大学系统科学研究所,2005:7-10.




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Guomin.wang
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