常林梅

摘要：計算機(jī)技術(shù)是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展基礎(chǔ)，而虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在很大程度上促進(jìn)了計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展。本文闡述了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的特點(diǎn)，分析和探討了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在建筑景觀設(shè)計中的相關(guān)應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù) 建筑景觀 計算機(jī)

中圖分類號：TP391.9 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9416（2014）08-0082-01

隨著計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的蓬勃發(fā)展，越來越多的行業(yè)和領(lǐng)域開始運(yùn)用到新的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。目前建筑園林景觀的設(shè)計與計算機(jī)技術(shù)有著千絲萬縷的關(guān)聯(lián)，在圖紙的設(shè)計過程中，需要通過計算機(jī)輔助進(jìn)行相關(guān)設(shè)計。因此，在計算機(jī)領(lǐng)域不斷創(chuàng)新的背景下，建筑景觀的設(shè)計方法也得以擴(kuò)張。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是近年來逐漸興起的一項(xiàng)綜合性技術(shù)，其以計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展為基礎(chǔ)，被逐漸運(yùn)用于建筑景觀設(shè)計之中，相信在日后其運(yùn)用范圍會更加廣泛。

1 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)

1.1 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的概念

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)作為有種綜合性集成技術(shù)，涉及人機(jī)交互技術(shù)、計算機(jī)圖形技術(shù)、顯示技術(shù)、傳感技術(shù)和人工智能，所包含領(lǐng)域相對較廣，其依賴于計算機(jī)技術(shù)所形成，是一種高技術(shù)性模擬系統(tǒng)。從狹義的角度來看，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可定義為：通過計算機(jī)技術(shù)技術(shù)實(shí)現(xiàn)貼近真實(shí)的視聽感覺，使用者可通過特定的是視聽裝置體驗(yàn)該虛擬設(shè)計，且在視聽過程中能夠進(jìn)行自然的交互。例如使用者在移動所處位置時，與計算機(jī)相連的輔助設(shè)備便可感應(yīng)使用者位移，并進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算，從而通過3D影響傳輸至使用者所使用的設(shè)備上，使使用者可切實(shí)感受所設(shè)計的環(huán)境。從廣義的角度上來說，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以定義為：存在于世界上的相關(guān)環(huán)境或事物，其以物理意義或功能意義的方式存在，可通過實(shí)際操作實(shí)現(xiàn)或根本無法實(shí)現(xiàn)，例如賽伯空間等。

1.2 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的構(gòu)成及分類

軟件技術(shù)和硬件技術(shù)是組成虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的兩個重要因素，其中硬件技術(shù)包括計算機(jī)和相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)備。在現(xiàn)階段計算機(jī)的輸入和輸出設(shè)備中，視覺和聽覺設(shè)備的發(fā)展相對完善，但有關(guān)嗅覺和味覺的硬件設(shè)備尚在完善之中。根據(jù)需虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)中所運(yùn)用的特點(diǎn)，可將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)分為二維模型虛擬方式和全景圖虛擬方式。而根據(jù)浸入和交互程度方式可將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)分為分布式VR系統(tǒng)、桌面式VR系統(tǒng)、疊加式VR系統(tǒng)和沉浸式VR系統(tǒng)。在上述虛擬系統(tǒng)中，由于桌面式虛擬系統(tǒng)不需要借助大規(guī)模的服務(wù)器和處理器，因此制作成本最低，只用過個人計算機(jī)便可實(shí)現(xiàn)二維虛擬空間場景的設(shè)計。

2 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在建筑景觀設(shè)計中的應(yīng)用

2.1 運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)輔助建筑景觀設(shè)計的工作流程

在建筑景觀設(shè)計的過程中，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)主要分為3個流程。一是繪制出建筑平面圖，通過CAD等相關(guān)軟件技術(shù)將建筑景觀的構(gòu)思平面布局繪制處理啊。二是以繪制好的平面圖為基礎(chǔ)，收集和調(diào)查相關(guān)數(shù)據(jù)，將構(gòu)思好的場景模型置于平面圖上，其中場景模型可分為水位模型、道路模型、建筑模型和綠化模型等。在進(jìn)行模型構(gòu)建過程中，需收集盡可能多的圖片，并采用紋理填圖的方式，以加強(qiáng)虛擬場景的真實(shí)效果。由于虛擬場景在構(gòu)建過程中需要渲染以加強(qiáng)其真實(shí)度，因此在構(gòu)建虛擬建筑景觀的同時也要模型數(shù)據(jù)量進(jìn)行一定控制，在超出額定數(shù)據(jù)的情況下可進(jìn)行優(yōu)化處理。三是以平臺為基礎(chǔ)進(jìn)行景觀建筑的合成。在近年來計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展背景下，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)也衍生出較多實(shí)現(xiàn)方法，例如VRM1、VRP、JAVA3D、VRMAP和CUTF3D等，而每種方法都具有自身獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，其中VRMAP和VRP是現(xiàn)階段較為常用的虛擬現(xiàn)實(shí)軟件，被廣泛的運(yùn)用于石油化工、地質(zhì)監(jiān)測、遙感測繪和數(shù)字城市等領(lǐng)域。

2.2 運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)輔助建筑景觀設(shè)計的注意事項(xiàng)

一個標(biāo)準(zhǔn)的VR模型主要包括以下內(nèi)容：模型歸類、場景單位、尺寸、紋理、命名、紋理格式、紋理尺寸、節(jié)點(diǎn)編輯等，上述內(nèi)容也需符合虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的制作規(guī)范。在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的構(gòu)建過程中，模型文件面數(shù)精簡、歸類清晰和制作規(guī)范是提高程序控制管理效率的關(guān)鍵因素。在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)建模過程中需注意以下幾點(diǎn)。

（1）比例和尺寸。在構(gòu)建模型前需確定好模型的比例和尺寸，單位一般為mm。場景內(nèi)單體的制作需嚴(yán)格參照CAD圖進(jìn)行CAD建模，在無CAD圖參考的情況下，可參照符合常理的照片、視頻或相關(guān)物體尺寸實(shí)現(xiàn)模型的構(gòu)建。

（2）材質(zhì)和貼圖。建模所采用的材質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)分為兩類：一類是標(biāo)準(zhǔn)材質(zhì)，另一類為多維材質(zhì)。在前期需將max設(shè)置到位，以避免在map中Glossiness和 Specular Leve屬性難以調(diào)節(jié)。將Diffuse和Ambient設(shè)置為默認(rèn)灰色，其中Self-Illumination設(shè)置為20-300的子材質(zhì)，且子材料ID需全部為可連續(xù)狀態(tài)。材質(zhì)屬性Coordinates內(nèi)的參數(shù)均為默認(rèn)，嚴(yán)禁改動。

（3）模型的優(yōu)化。VR場景模型的總個數(shù)、總面數(shù)和總貼圖量都是影響虛擬現(xiàn)實(shí)平臺運(yùn)行速度的主要因素，為避免平臺運(yùn)行速度緩慢，可采用以下措施：①忽略不重要的細(xì)節(jié)，將不影響整體視覺效果的細(xì)節(jié)剔除或修改。例如景觀建筑的內(nèi)部并不顯示，便可采用實(shí)心體填充。②剔除或編輯不影響場景效果的子對象，必要時可予以刪除。③在確保模型精確度的情況下減少模型段數(shù)，以達(dá)到視覺效果和段數(shù)之間的平衡。

（4）燈光烘焙。為加強(qiáng)模型的光影效果和真實(shí)性，需在3DSMAX軟件內(nèi)進(jìn)行相關(guān)燈光設(shè)置，實(shí)現(xiàn)模型的烘培處理。通過燈光烘焙功能，能將渲染完成后的非實(shí)時環(huán)境燈光效果切換至實(shí)時交互環(huán)境中。燈光烘焙的紋理質(zhì)量作用于模型環(huán)境，直接影響到用戶的交互感知，因此燈光烘焙也是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)中的關(guān)鍵步驟。

3 結(jié)語

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是指設(shè)計師將自己的構(gòu)想通過相關(guān)輔助設(shè)備提供給用戶，給用戶帶來身臨其境的虛擬體驗(yàn)。用戶在使用相關(guān)輔助設(shè)施后，可自動與現(xiàn)實(shí)環(huán)境產(chǎn)生隔離，直接置于設(shè)計者構(gòu)建出的虛擬環(huán)境，并進(jìn)行實(shí)時交互，以感知構(gòu)建出的虛擬環(huán)境。

參考文獻(xiàn)

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