季景濤，林建群，許大明

（哈爾濱工業(yè)大學 建筑學院，黑龍江 哈爾濱 150001）

·建筑美學·

基于虛擬現(xiàn)實觀的景觀形態(tài)創(chuàng)作研究

季景濤，林建群，許大明

（哈爾濱工業(yè)大學 建筑學院，黑龍江 哈爾濱 150001）

研究以虛擬現(xiàn)實觀為視角，結(jié)合景觀創(chuàng)作實例，系統(tǒng)研究景觀形態(tài)的三種典型非線性生成方式：混沌式生成、分布式生成、涌現(xiàn)式生成。并在此基礎上，從新邏輯、新體驗、新意境三個方面對景觀形態(tài)創(chuàng)作進行重新建構，以期引發(fā)對景觀創(chuàng)作模式的新思考。

虛擬現(xiàn)實觀；景觀形態(tài)；混沌；分布；涌現(xiàn)；新建構

“景觀形態(tài)”一詞最早見于對風景形式的研究，但本文研究對象不僅是有形景觀的客觀存在，還包括融入了數(shù)字、網(wǎng)絡等非物質(zhì)虛擬元素的景觀綜合形態(tài)。設計者的創(chuàng)作意圖必須借助景觀形態(tài)加以表達，而景觀規(guī)劃和景觀設計也必須依托于形態(tài)展示，因此，景觀形態(tài)是景觀創(chuàng)作中的重要組成部分。當前，數(shù)字化和信息傳輸?shù)陌l(fā)展為虛擬現(xiàn)實技術的發(fā)展和應用提供了前所未有的基礎條件，技術的成熟和人們接受觀念的變遷促進了新的創(chuàng)作觀念——虛擬現(xiàn)實觀的衍生，同時也對景觀形態(tài)創(chuàng)作產(chǎn)生了積極的影響。

一、面向景觀形態(tài)創(chuàng)作的虛擬現(xiàn)實觀概述

面向景觀形態(tài)創(chuàng)作的虛擬現(xiàn)實觀主張從兩個方面認識事物，即客觀存在的物理層面和主體審美的精神層面，其中包含了虛實互融的新藝術觀、能動體驗的新審美觀、界面消融的新技術觀 （圖 1）。虛擬現(xiàn)實技術所擁有的高沉浸、高交互、多感知等技術特征，打破了傳統(tǒng)的線性時空觀和單向接受的審美觀。虛擬現(xiàn)實技術界面的無縫鏈接，延展了人們的感官范圍，徹底顛覆了人們認知現(xiàn)實世界的態(tài)度和方式。所產(chǎn)生的新景觀形態(tài)也不再只是有形的視覺客觀存在，更多地融入了虛擬現(xiàn)實技術元素以適應當前人們對世界進行體驗認知的新形勢和新需求。人們面對這種新興的景觀形態(tài)，可以在體驗過程中求樂，在參與過程中求奇，在探索過程中求變，本體作用得以強化。

圖1 虛擬現(xiàn)實觀圖示Fig.1 Virtual Reality Theory's graphic

二、基于虛擬現(xiàn)實觀的景觀形態(tài)非線性生成

在虛擬現(xiàn)實觀的影響下，我們所認知的客觀世界中的時間可以是靜止的，也可以減速或加速，時間概念被淡化；空間也開始了重構，物理客觀空間依托信息技術進行了無限延伸，物理空間與賽博空間構成了新空間，賦予了新的意義。景觀形態(tài)生成呈現(xiàn)出了多元發(fā)展的態(tài)勢，出現(xiàn)了三種比較典型的非線性生成方式，即混沌式生成、分布式生成、涌現(xiàn)式生成。

（一）景觀形態(tài)的混沌式生成

荷蘭景觀設計師 RoelvanGervVena曾經(jīng)做過這樣一個形象的實驗，在海灘上放置一根巨大棍子，風將沙灘上的沙子在棍子周圍堆積起來，風每改變一次方向，沙堆的形態(tài)就發(fā)生一次變化?！肮髯印敝皇浅跏荚O置，“沙堆”卻出現(xiàn)了無法預測的結(jié)果，具有很強的動態(tài)性。［1］50-51因此，混沌理論對于景觀設計的啟示便在于產(chǎn)生了一種從局部出發(fā)，生成整體的自下而上的設計方法，其關鍵在于對初試環(huán)境的限定。洛倫茲曾經(jīng)將氣象變化的數(shù)據(jù)繪制到相位空間圖上，結(jié)果非?；煦绲臒o規(guī)則變化的數(shù)據(jù)點形成一個不完全自我重復、軌跡永不相交但卻是永不停止轉(zhuǎn)動的貓頭鷹和蝴蝶形象的雙螺旋線圖（圖2），從而證明了不確定的數(shù)據(jù)流所具有的確定性特征，同時，初始環(huán)境中的細微變化會由于量的積累而導致結(jié)果的大相徑庭，這也正是他提出的“蝴蝶效應”。［2］18-19

圖2 混沌模型示意圖［2］Fig.2 Schematic diagram of chaotic model

混沌系統(tǒng)看似隨機，實則有序，尤為對初始條件較為敏感。而虛擬現(xiàn)實觀作為一種體驗式設計思維，在于引導體驗者通過對景觀的體驗來得到對景觀形態(tài)的詮釋，其過程具有一定的混沌特征，對于景觀形態(tài)的生成方式也具有借鑒作用。由此，我們可以對景觀形態(tài)的混沌式生成模式作以說明，即指創(chuàng)作者通過虛擬現(xiàn)實技術對景觀體驗的初始環(huán)境作出必要的限定，如時間因素、空間因素、物質(zhì)形態(tài)因素等等，景觀形態(tài)伴隨體驗者看似隨機的體驗逐步形成和演變，得到二次創(chuàng)作結(jié)果。圖3為度假屋·費城當代藝術館，是由本·范·伯克爾和卡羅琳·博斯合作創(chuàng)作的試驗性裝置。旨在為參觀者創(chuàng)造了一個脫離常規(guī)、時間無序、空間互滲的虛擬現(xiàn)實體驗景觀。設計通過對初始環(huán)境中的光影位置進行限定，使光照能隨著大氣變化進行微調(diào)，繼而產(chǎn)生變化的光影效果，帶給體驗者對季節(jié)和時間的視覺感知。隨著體驗者看似無規(guī)律的位置移動，影像不斷變化，創(chuàng)造出體驗者意想不到的視覺感受，引發(fā)體驗者對虛幻夢境的遐想，使其產(chǎn)生出無限的景觀意境。

圖3 度假屋·費城當代藝術館的虛幻空間［3］Fig.3 Vacation house· Contemporary art gallery of Philadelphia

（二）景觀形態(tài)的分布式生成

分布式作為一種虛擬現(xiàn)實觀影響下的新的景觀形態(tài)生成方式，主要基于網(wǎng)絡數(shù)字環(huán)境，具有共享虛擬現(xiàn)實體驗空間、第一視角的實體行為真實感、數(shù)據(jù)實時交互、多個用戶同時體驗等特點。分布式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)主要為體驗者提供一個實時交互的環(huán)境，實現(xiàn)位于不同物理環(huán)境位置的多個用戶或一個或多個虛擬環(huán)境通過網(wǎng)絡互聯(lián) （圖 4）。［4］當前，分布式設計包含了網(wǎng)絡化、協(xié)同化、多用戶、實時交互等概念，并被部分景觀設計師所采用。

以新竹數(shù)字分布式藝術館為例，為了實現(xiàn)“新臺灣的象征”、“新世紀的象征”、“混合計劃”等想法，設計者采取了用數(shù)字網(wǎng)絡將整座城市相互連接成為一個 “分布式藝術館”的創(chuàng)意 （圖5）。［5］設計結(jié)合城市開發(fā)計劃，將臺灣交通大學的博愛校區(qū)為中心 （一級鏈接），將舊市區(qū)的火車站、新市區(qū)的市中心以及新竹科學園區(qū)組合成為二級鏈接，內(nèi)部被重建為數(shù)字藝術走廊，并整合進原本建筑內(nèi)；二層鏈接區(qū)域中的標志性歷史建筑、公共建筑和開放空間被設計為第三級鏈接，并根據(jù)需求提供不同尺寸的互動輸出屏幕；接入全球信息網(wǎng)絡的人作為此藝術館的第四級鏈接。數(shù)字藝術館被設置在交通大學的博愛校區(qū)，作為整座數(shù)字藝術城的驅(qū)動引擎，成為分布式景觀形態(tài)的代表之作。

圖4 分布式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)示意圖［4］Fig.4 Schematic diagram of distributed virtual reality system

圖5 新竹數(shù)字藝術館網(wǎng)絡鏈接關系及形態(tài)生成過程示意圖［5］ig.5 Schematic diagram of the generation process sinchu digital artmuseum network links and morphology

值得一提的是，將此分布式景觀形態(tài)發(fā)展到極致的當屬網(wǎng)上旅游景觀。據(jù)美國一項研究發(fā)現(xiàn)，近45%的成年美國互聯(lián)網(wǎng)用戶會選擇 “虛擬旅游”。所謂 “虛擬旅游”，其實是分布式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的一種形式，即基于現(xiàn)實旅游景觀，通過虛擬現(xiàn)實技術營造三維立體虛擬旅游環(huán)境。而今，針對國人的“宅”生活方式的產(chǎn)生，多有網(wǎng)站開始推出虛擬旅游服務，以滿足 “宅人”家中旅游的愿望。以云岡石窟網(wǎng)上博物館為例，體驗者僅需只要登錄云岡石窟全景博物館官網(wǎng)，即可開始旅途漫游。通過鼠標和鍵盤操作，各地的體驗者可同時在此清晰欣賞各尊壯麗恢弘的佛像。網(wǎng)上數(shù)字博物館打破了空間、時間的限制，體驗者可自行選擇觀看順序，視角自主控制等等。截止目前，包括中國國家博物館、秦始皇帝陵博物院在內(nèi)的 40多家國內(nèi)知名藏館都建立了網(wǎng)上數(shù)字博物館，成為未來景觀形態(tài)發(fā)展的又一支奇葩。

（三）景觀形態(tài)的涌現(xiàn)式生成

目前，隨著虛擬現(xiàn)實技術和思想的發(fā)展和深入，景觀形態(tài)在體驗式思維的影響下呈現(xiàn)出多元發(fā)展的態(tài)勢，而景觀形態(tài)的涌現(xiàn)式生成方式也逐漸興起，并占有一席之地。涌現(xiàn)理論最早見于霍蘭德（John Henry Holland）在 《涌現(xiàn)：從混沌到秩序》一書。書中對“涌現(xiàn)”現(xiàn)象有這樣的描述，“在復雜的自適應系統(tǒng)中，涌現(xiàn)現(xiàn)象俯拾皆是：螞蟻社群、神經(jīng)網(wǎng)絡、免疫系統(tǒng)、互聯(lián)網(wǎng)乃至世界經(jīng)濟等。但凡一個過程的整體的行為遠比構成它的部分復雜，皆可稱為涌現(xiàn)”。由此，“涌現(xiàn)”的關鍵在于經(jīng)過復雜涌現(xiàn)的過程，產(chǎn)生了大于部分之和的整體效果。這是一個由小生大，由簡入繁的過程。

景觀形態(tài)的涌現(xiàn)式生成方式具有十分鮮明的體驗式設計特點，一般此類設計都會對初始的參數(shù)和生成的規(guī)則加以限定，在確定的數(shù)值和算法的基礎上，推演設計方案已達到最優(yōu)，這其中主要包括參數(shù)化設計、過程化設計、程序化設計等方式。如Peter Eisenman設計的猶太人大屠殺紀念碑群 （圖6）［6］，主要借助參數(shù)化軟件平臺，通過設定生成規(guī)則和一組按照某種規(guī)律分布的高度值，自動生成多個相似方案，最終取優(yōu)。

體育場館實現(xiàn)景觀設計也多涉及此類問題，如杭州奧體博覽中心主體育場的看臺視線設計方案遴選便采用了參數(shù)化設計方法。以多個看臺的景觀視線評價指標控制為目的，將看臺層數(shù)、各看臺輪廓、排數(shù)、排距等參數(shù)作為控制指標，設定計算公式：Yn=［（Yn-1）+（n-1）×C］×Xn／（Xn-1），其中，n是排數(shù)，Xn是第 n排人眼距視點的水平距離，Yn是第 n排人眼距視點的垂直距離，C是視線升起值，即前后兩排觀眾眼睛的垂直距離［7］。該公式計算運用相似三角形原理，給定首排數(shù)據(jù)，根據(jù)公式依次循環(huán)計算出其后每排的高度，改變某一參數(shù)數(shù)值則看臺整個設計迅速調(diào)整，從而直觀、方便、快捷地得到最佳效果的看臺設計方案 （圖7）。由此，我們可以看出涌現(xiàn)式生成模式并不只局限于技術，它更趨向一種新的設計觀念、態(tài)度和思維。涌現(xiàn)式生成研究的核心是各元素之間的關系。因此，只要能建立明確關系模型，就可能通過涌現(xiàn)式生成方式解決負載景觀形態(tài)問題。

圖6 猶太人大屠殺紀念碑群［6］Fig.6 The Holocaust Memorial

圖7 看臺參數(shù)化設計視線原理圖［7］Fig.7 Parametric design vision schematic diagram of bleachers

三、基于虛擬現(xiàn)實觀的景觀形態(tài)創(chuàng)作新建構

人們的世界認知思維范圍在虛擬現(xiàn)實觀的影響下得到了進一步延伸，景觀形態(tài)創(chuàng)作建構也發(fā)生了變化，如圖8，主要體現(xiàn)在邏輯、體驗、意境三個方面。

圖8 虛擬現(xiàn)實觀下的景觀形態(tài)示意圖Fig.8 Schematic diagram of Landscape Morphology on Virtual Reality Theory

（一）新邏輯建構

景觀形態(tài)的新邏輯建構并不意味著形態(tài)必須是符合邏輯的，而是探究一種從邏輯推理入手，優(yōu)選出適合形態(tài)的思維和方法。［8］黑格爾認為“形式是內(nèi)容的外觀”。景觀形態(tài)不僅容納了功能在各方面的限定，還代表著相應的設計觀和價值觀，因此景觀形態(tài)的邏輯建構便顯得尤為重要，這其中包括了形態(tài)生成演繹、形態(tài)功能推理、形態(tài)模式互補。形態(tài)生成演繹通過限定的初始條件、生成算法和規(guī)則進行形態(tài)生成的過程演繹，最終得到更加契合的優(yōu)選形態(tài)；形態(tài)功能推理主要指通過創(chuàng)作者的體驗與數(shù)據(jù)反饋機制，得到關于功能邏輯的數(shù)值并以此進行分析，最終優(yōu)化形態(tài)功能的過程；形態(tài)模式互補是指在形態(tài)生成演繹和功能推理的基礎上，選擇兩種或多種形態(tài)生成模式，通過互補生成的方式完成景觀形態(tài)的創(chuàng)作過程。生成演繹、功能推理、模式互補三種建構從多維度、多層面構成了景觀形態(tài)新邏輯，在虛擬現(xiàn)實觀的影響下，進一步完善了景觀形態(tài)的創(chuàng)作流程。

（二）新體驗建構

新體驗建構主要包括：本能層五感體驗、行為層互動體驗、反思層回溯體驗。本能層五感體驗是人們對景觀的第一印象，即本能的反應。日本著名建筑師六角鬼丈先生曾說過：“物質(zhì)存在于色彩、味道、芳香、觸摸、聲音、感覺所觸及的和感覺所反射的原型之中”。本能層五感體驗要求以 “舒適”為主，即該景觀對人們的初步體驗結(jié)果是舒適的；行為層互動體驗是人們在體驗過程中與景觀的交互活動，所關注的是互動功能是否強大，互動過程是否順暢，幫助指引是否恰當?shù)鹊?；反思層回溯體驗是人們對景觀體驗之后對景觀內(nèi)容的進一步思考，所關注的景觀的質(zhì)量、內(nèi)容與體驗目標的契合度、是否能得到體驗者情感的共鳴。

（三）新意境建構

新意境建構方面，對于景觀形態(tài)的生成，追根溯源可以分為兩個層次，第一為物質(zhì)存在層面，即指自然形成或依托自然的人化創(chuàng)造的形態(tài)，并具備審美的條件，即景象。主要包括在自然因素、歷史文脈、表達形態(tài)、應用技術；第二為主體體驗層面，即指審美主體在對景象體驗的基礎上，對景觀形態(tài)在心理層面上進行再創(chuàng)造，稱之為意境。在主體審美動機和技術界面消融的共同驅(qū)動下，景觀形態(tài)作為客體的存在發(fā)生了根本性變化，使體驗者產(chǎn)生了虛實意境、通感意境、共生意境和游牧意境。虛實意境是指在虛擬現(xiàn)實技術應用下，物質(zhì)發(fā)生了虛與實的交織和互融，產(chǎn)生了一種全新的狀態(tài)——虛擬現(xiàn)實，在這種體驗客體的變化下，主體感知層面也出現(xiàn)了變化，即將本身融入到虛擬現(xiàn)實之中，轉(zhuǎn)換為其中的一部分，構成了虛實意境；通感意境是指在景觀審美活動中，體驗者的視覺、聽覺、嗅覺、觸覺等多種感覺互相溝通，互相轉(zhuǎn)化所產(chǎn)生的意境；共生意境是指體驗者在體驗景觀過程中，由此及彼，產(chǎn)生的關聯(lián)性意境；游牧意境是指體驗者在自由體驗的過程中，產(chǎn)生的一種閑適愜意的心情，一種忘卻現(xiàn)實，回歸本我的自然心境。以上三種意境并非僅是獨立存在，它會隨著體驗者體驗方式、體驗路徑、客體環(huán)境的不斷變化而變化，相互交錯、共融，乃至共鳴。

設計的本質(zhì)是為人類或服務對象服務，雖然包括了功利，但同時也包括心靈升華［7］。虛擬現(xiàn)實觀體驗思維主要源于體驗經(jīng)濟思維，它使景觀形態(tài)創(chuàng)作這樣一種實踐行為融合了理性思維的謹慎與感性思維的張揚。在虛擬現(xiàn)實體驗創(chuàng)作思維的影響下，設計者可選擇不同的切入點展開創(chuàng)作，從而會產(chǎn)生不同的效應，既能使景觀形態(tài)創(chuàng)作其成為經(jīng)濟產(chǎn)品流水線上的一道工序，又能創(chuàng)作則以主觀的體驗情懷實現(xiàn)內(nèi)心世界的統(tǒng)一，不斷完善景觀創(chuàng)作的模式與流程，最終產(chǎn)生出新意義下的景觀設計作品。

［1］ 王方戟.建筑形態(tài)的統(tǒng)一與差異 ［D］.上海：同濟大學建筑與城市規(guī)劃學院，1996.

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［3］ 美國亞洲藝術與設計協(xié)作聯(lián)盟.終結(jié)圖像［M］.武漢：華中科技大學出版社，2007.

［4］ 張儀哲.分布式虛擬現(xiàn)實技術的控討［J］.國外建材科技，2005（04）：65-66.

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［8］ 劉濱誼，劉譙.景觀形態(tài)之理性建構思維 ［J］.中國園林，2010（04）：61-62.

The Creation of Landscape Pattern Based on Virtual Reality Theory

JIJing-tao，LIN Jian-qun，XU Da-ming
（School of Architecture，Harbin Institute of Technology，Haerbin 150001，Heilongjiang，China）

Firstly，we systematically analyze three typical landscape pattern's nonlinear generations：chaos，fractal and emerged ways by examples of landscape creation.Based on the results，we reconstruct landscape pattern from three different aspects：new logical property，new experience property，new imaginal property.Through the reconstruction，we try to present a new reflection of new landscape creation models.

virtual reality；landscape pattern；chaos；fractal；emerged way；new construction

TU-853

A

1009-055X（2013）06-0044-05

（責任編輯：鄧澤輝）

2013-09-02

季景濤（1981-），男，講師，博士生，主要研究方向為建筑設計及理論、景觀設計、虛擬現(xiàn)實等。林建群（1950-），男，教授，博士生導師，研究方向為公共藝術設計創(chuàng)作及其理論研究。