南京理工大學 譚振 陳文露

20 世紀末隨著信息革命的發(fā)展，以計算機為核心的技術發(fā)展對社會各領域產生了一定影響，數(shù)字技術在設計中的應用不斷拓展。隨著 GIS、參數(shù)化設計、運算生成設計、BIM 等數(shù)字技術的發(fā)展[1]，信息數(shù)字技術在景觀領域的應用越來越廣泛，主要體現(xiàn)在人機交流、數(shù)字模型創(chuàng)建、多媒體表現(xiàn)等方面。用數(shù)字化的手段處理景觀設計中的問題，不但改變了景觀設計師的設計思維方式，也改變了人們在空間中的生活和體驗方式[2]。數(shù)字技術以圖形圖像信息的形式，直觀、形象地表達事物，并能進行交互式處理，以便于人們進行理解和感知，這是一個嶄新的技術領域[3]?；跀?shù)字技術的設計方法為建筑、景觀、室內設計提供了新的思路，它們并非傳統(tǒng)設計方法的替代品，而是其有益的延伸[4]。

1 城市景觀的數(shù)字技術概述

20 世紀 90 年代，微型計算機的出現(xiàn)，產生了一個全新的計算機圖形學領域，此項領域的出現(xiàn)及發(fā)展，突破了數(shù)字化技術在設計中難以運用的問題。計算機的快速發(fā)展，使得新的計算機輔助設計系統(tǒng)得到更為廣泛的應用。在此背景下，景觀設計軟件也更加全面化、系統(tǒng)化、效率化，其方便快捷及高效的屬性讓數(shù)字技術開始占據(jù)景觀設計的主要市場，成為景觀設計公司主要的設計手段之一。

數(shù)字技術作為當代城市景觀設計中的重要工具，其意義主要是以表現(xiàn)形式的工具而存在，這對于景觀設計而言是一種新興的技術手段，在景觀設計中的影響又不只限于形式的表現(xiàn)功能上[5]。近年來，隨著新材料、新技術的不斷革新，以及互聯(lián)網的普及，數(shù)字技術已經融入人們的生活，人們也越來越關注數(shù)字技術，同時隨著經濟的發(fā)展，人們的生活水平也在不斷提高，更加關注生活環(huán)境質量，這對數(shù)字技術在景觀上的應用與呈現(xiàn)形式也有了新的需求（見圖1）。

圖1 數(shù)字技術的景觀應用歸納

2 基于數(shù)字技術的城市景觀可視化交互空間設計案例

在以往的景觀設計與施工之中，常用景觀材料的設計意圖能夠通過施工圖紙和規(guī)范有效地傳達，但對于非標準的景觀材料而言，例如形狀不規(guī)則的景觀石材（見圖 2），就很難將其藝術性、可施工性和順序性準確地概括出來。

圖2 景觀石3D 掃描分類

在此項目中，景觀設計師借助3D 掃描、建模和打印技術開發(fā)出了一種巧妙的設計傳達方法，能夠更加有效地彌補設計師的理念、客戶的預期，以及施工方的建造方法和步驟之間產生的差異，創(chuàng)造出一種全新的溝通形式。同時，通過對數(shù)字技術的精準運用，將可預測性的模型灌輸?shù)皆O計和施工過程當中。首先，團隊開發(fā)了一款用于設計小品的數(shù)字3D 模型，再將景觀造型石以攝影的方式進行數(shù)字掃描（見圖 3），掃描以后的景觀石會同步到設計軟件之中，每塊景觀造型石會被拍攝數(shù)張照片并加以編號，生成一系列精確的、擁有各自獨特形狀、裂痕和顆粒狀紋理的3D 模型。再把模型導入到專門的景觀設計軟件之中，景觀設計師通過景觀造型石與景觀周邊環(huán)境進行搭配設計，使得景觀造型石達到景觀空間設計中最合理的布景位置，最終確定設計方案。這一新技術手段的使用不僅降低了未知的施工成本風險，減少了工期延誤，還使得最終的設計成果能夠最精準、最大化地與預期的設想相一致。

圖3 攝影測量捕獲

3 基于數(shù)字技術的城市景觀可視化交互空間設計原則

3.1 體驗性原則

技術的發(fā)展都是為人服務的，體驗性最重要的原則就是景觀與人要產生多方面的互動。讓用戶不僅能夠通過視覺體驗積極參與，還能夠通過觸覺及嗅覺等感官意識積極參與，與景觀產生行為上的互動[6]。在網絡視頻發(fā)達的當下，許多用戶都可以通過手機與電腦平臺去感覺可視化交互空間，這一媒介僅僅滿足了用戶五感體驗中的視覺體驗。在城市景觀可視化交互空間的設計中，需要加強用戶對空間的切身感受與真實體驗，讓其與空間產生交融，感受交互空間帶來的獨特體驗。

3.2 可持續(xù)性原則

在以往的景觀可視化交互空間設計中，出現(xiàn)了許多快閃形式的交互空間，此類空間往往在城市場所中出現(xiàn)一段時間就需要拆除與報廢，不僅會浪費材料資源，還會造成了環(huán)境污染。當下景觀可視化交互空間的設計需要考慮設計空間的可持續(xù)性，強調生態(tài)文明的理念，保護環(huán)境，減少污染，避免在城市景觀交互空間營造過程中造成材料的過度浪費與損耗，同時也要考慮后期空間的拆卸重組，提高空間回收循環(huán)的利用率。

3.3 在地性原則

不同地區(qū)有著其不同的文化屬性，中國古人在城市空間營造過程中講究因地制宜、因勢造物。在城市景觀可視化交互空間的設計中，要考慮不同城市的文化背景，在空間營造的過程中要加入當?shù)氐奈幕亍＠纾數(shù)氐某鞘袣v史發(fā)展脈絡、城市歷史名人、旅游景點、城市獨特IP 等，體現(xiàn)當?shù)氐娜宋呐c環(huán)境特色，有利于激發(fā)城市本地居民對城市文化的歸屬感與對景觀空間的設計體驗感，也有利于讓外來用戶感受當?shù)爻鞘械奈幕攘Γ黾訉Τ鞘形幕恼J同感。

4 基于數(shù)字技術的城市景觀可視化交互空間設計思路

公共藝術伴隨著社會的發(fā)展與科技的進步，從私域性藝術走向了屬于大眾的公共藝術[7]。景觀空間作為一種藝術與技術的表現(xiàn)載體，它表達了當下人們的精神訴求與時代的審美標準。通過對基于數(shù)字技術的城市景觀可視化交互空間設計原則的梳理，筆者提出了以下設計思路。

4.1 增強景觀空間與城市人文的聯(lián)系

在傳統(tǒng)城市設計中，景觀創(chuàng)作與城市的管理模式關聯(lián)性較弱，此類景觀僅是作為城市環(huán)境的一部分存在，難以實現(xiàn)景觀與城市的交流互通[8]。景觀空間作為人與城市交流的重要媒介，對于用戶了解當?shù)爻鞘形幕豢苫蛉?。城市景觀承載著表現(xiàn)城市形象的歷史使命，更是反映城市發(fā)展的歷史文化符號，在進行城市景觀的設計過程中，需要運用數(shù)字技術將可視化景觀交互空間所在城市的人文元素連接起來，并在交互空間中表達城市文化，用可視化的手法去體現(xiàn)城市文化印記，再通過恰當?shù)脑O計方式與設計語言進行表現(xiàn)，優(yōu)化城市景觀空間中各要素的文化聯(lián)系，滿足城市景觀發(fā)展的多樣化需求，表達當?shù)爻鞘芯坝^獨特而精彩的地域性、人文性與時代性。

4.2 提高城市景觀的生態(tài)經濟性

在進行城市景觀可視化交互空間設計時，需要把生態(tài)、和諧、綠色的理念作為設計主題，并在設計過程中始終貫徹。在設計材料的選擇上應盡量使用生態(tài)環(huán)保、能耗少、污染小、易維護的材料，促進空間的節(jié)能減排效益，突出空間構建的綠色屬性。在空間設計上，臨時性的構建應采用經濟型的可拆卸、易回收、模塊化的裝配材料，方便后期維護與重組使用。長期性的空間需要采用堅固耐勞、耐腐蝕的建筑材料，減少空間的保養(yǎng)與維護成本。

4.3 增強景觀空間的五感體驗

數(shù)字技術的發(fā)展突破了傳統(tǒng)靜態(tài)景觀設計與建造的限制，讓景觀空間賦予用戶多重體驗的可能。在城市景觀設計過程中需要注重五感體驗的設計，通過數(shù)字技術去實現(xiàn)人景體驗的互動。增強使用者的視覺、觸覺、聽覺，甚至是味覺與嗅覺的體驗感，使景觀空間能夠與人產生身體上和精神上的共鳴。同時，讓景觀空間獲得用戶的認可與使用，營造出具有特色的景觀環(huán)境與生活空間，為用戶提供優(yōu)質的休閑、娛樂、交流服務，增加用戶的使用樂趣。

4.4 增強人景交互的契合性

交互性是可視化景觀交互空間的重要特征之一，是景觀空間作為人與城市空間交流的重要媒介。在設計階段，需要保證景觀空間的服務業(yè)態(tài)符合用戶的使用需求，在前期設計中可通過大數(shù)據(jù)的收集、獲取、問卷、分析等功能對用戶的需求進行分析歸類，了解更真實的用戶體驗信息，實現(xiàn)城市景觀空間設計與用戶需求的高度契合。在用戶進入可視化景觀交互空間的過程中，需要讓用戶實時獲取空間信息，增強用戶與空間的互動參與性，實現(xiàn)人景的實時互動交流。在用戶使用之后，通過用戶建議訪談，改善可視化交互空間的設計內容，提高景觀空間的服務品質。

4.5 增強空間場景的多元性

景觀可視化交互空間的設計是將科學、藝術和技術融合重構的過程?？梢暬臻g營造常用的四種技術為：聲、光、電和機械傳動技術，傳感器與智能互動技術，全息投影數(shù)字場景技術和聲、光、電互動景觀技術，創(chuàng)造動態(tài)的、數(shù)字化的與時代相符合的現(xiàn)代景觀交互空間?？梢暬坝^交互空間的本質屬性決定了空間展示形態(tài)的形成脫離不了物理設施與信息設施的相互作用。因此，此類空間對內部環(huán)境及展示技術有更高的需求，需要增強可視化交互空間的靈活性。

5 基于數(shù)字技術的城市景觀可視化交互空間設計實踐

5.1 設計實踐模型的結構組成

為印證可視化交互技術在景觀中運用得是否合理，筆者進行了可視化交互空間模型（可視化交互集裝箱）的構建。其整體結構由四個部分組成（見圖4），底部是容納裝置中的電源設備、操控設備、后臺處理等硬件的基座，中層是輕鋼龍骨架構，起到集裝箱的承重作用。將投屏器安裝于龍骨架之上，用于數(shù)字信號的傳輸，兩側與頂部是三維成像板，負責信號的可視化虛擬成像，整體空間裝置呈現(xiàn)為長方體結構，酷似集裝箱。

圖4 可視化交互集裝箱結構圖

5.2 設計實踐模型的運行技術原理

可視化交互集裝箱是基于可視化的圖像處理技術，在集裝箱頂部安裝3D 全息投屏器，投屏器可以通過傳輸不同數(shù)字信號反映到成像板之上。這些數(shù)字信號既可以是系統(tǒng)自帶輸入的數(shù)字信號，亦可是體驗者使用手機WIFI 信號連接，通過屏幕成像反向控制（見圖5），體驗者將自己手機中的場景投屏到成像板。這些數(shù)字信號通過投屏映射到反射板，生成三維影像，為人們營造多場景的沉浸式交互空間體驗。

圖5 屏幕成像反向控制原理

5.3 設計實踐模型的空間效果展示

用戶進入可視化交互集裝箱空間中，系統(tǒng)會隨機生成不同場景通過投屏器傳輸，成像板會根據(jù)不同場域的情況展示各類虛擬場景，如科幻、自然、歷史等場景。同時，通過成像板大面積的可視化成像，用戶可以身臨其境地進入原始森林的虛擬空間之中（見圖6），通過動植物之間的場景變換，帶領用戶走進現(xiàn)實中并不存在的虛擬空間里面，體驗者觸碰不同位置的成像板，觸發(fā)相對應的場景裝置，使得場景影像會發(fā)生不同的交互反應，再加以音樂、燈光、氣味等元素的環(huán)境氛圍渲染，令用戶全身心地體驗并沉浸在空間之中，為用戶帶來視覺、聽覺、觸覺等豐富而獨特的感官享受。

圖6 可視化交互空間展示

可視化交互集裝箱裝置采用的是輕量的材質組裝而成，裝置體量較輕，每個構件之間都是通過固定的塊面裝配搭建，方便裝置所有者自由拆卸移動，并轉移到不同的城市區(qū)域（見圖7），在各大城市的公園、商業(yè)街、城市社區(qū)等人群活動豐富的區(qū)域安裝使用，為城市居民提供更好的交互服務，為其帶來可視化技術營造的交互體驗空間，增加城市空間設計文化的魅力。

圖7 可視化交互集裝箱空間的景觀應用

6 結語

文章對數(shù)字技術背景下的可視化交互景觀進行研究，呈現(xiàn)了藝術與技術的關系探討，技術是單向的開發(fā)，而城市景觀的空間設計是多維度的思考，有其特有的語言，也有其獨特的思維、深層的哲學思考，雖然技術是冰冷的且不具有屬性，但將城市景觀與可視化的交互數(shù)字技術相結合，能實現(xiàn)更多元的景觀空間營造，使得景觀作品更具藝術性與科技性，實現(xiàn)景觀空間的環(huán)境升華，從而體現(xiàn)景觀學科對社會的關注與景觀設計師對公共設計的人文關懷。