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摘要:虛擬現(xiàn)實技術(shù)與環(huán)境藝術(shù)設(shè)計的結(jié)合,是傳統(tǒng)設(shè)計的延伸與突破,其多感知性、預算的精準性、互動性極大提升了環(huán)境藝術(shù)設(shè)計的空間。文章在分析VR技術(shù)融入環(huán)境藝術(shù)設(shè)計的重要性基礎(chǔ)上,對設(shè)計中VR技術(shù)的實際應用進行分析,以期為虛擬現(xiàn)實技術(shù)與環(huán)境藝術(shù)設(shè)計深度融合進行鋪墊。
關(guān)鍵詞:虛擬現(xiàn)實技術(shù);環(huán)境藝術(shù)設(shè)計;應用
虛擬現(xiàn)實技術(shù),又被稱為VR技術(shù),它是基于網(wǎng)絡信息技術(shù)、多媒體技術(shù)、建筑動畫技術(shù)等逐漸發(fā)展而來。從某種角度來講,虛擬現(xiàn)實技術(shù)所具有的優(yōu)勢比任何一種專業(yè)化的信息技術(shù)更加突出。因此,虛擬現(xiàn)實技術(shù)被逐漸應用到各種領(lǐng)域之中,在環(huán)境藝術(shù)設(shè)計中的應用成為廣大學者所關(guān)注的焦點。隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展,人們對環(huán)境藝術(shù)設(shè)計提出了更高的要求,意味著傳統(tǒng)的設(shè)計理念將無法滿足當下的需求。而虛擬現(xiàn)實技術(shù)的融入則能夠?qū)Νh(huán)境藝術(shù)設(shè)計進行全面改善,不僅能夠彌補傳統(tǒng)設(shè)計存在的不足,而且能夠推動環(huán)境藝術(shù)設(shè)計朝著更好的方向發(fā)展。因此,研究虛擬現(xiàn)實技術(shù)在環(huán)境藝術(shù)設(shè)計中的應用具有一定的現(xiàn)實意義。
一、虛擬現(xiàn)實技術(shù)的概念以及重要性
(一)虛擬現(xiàn)實技術(shù)的概念虛擬現(xiàn)實技術(shù)(VR技術(shù))作為一種虛擬現(xiàn)實或者是模擬的操作,非常注重人對于事物有一種身臨其境的感受,主要是讓人能夠通過視覺、聽覺、觸覺對虛擬物體進行交互式操作。整體虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)包括現(xiàn)實設(shè)備、計算機、交互設(shè)備、跟蹤設(shè)備、擬音設(shè)備等眾多硬件設(shè)施,以此為基礎(chǔ)構(gòu)建對象控制、視覺仿真、動態(tài)三維聲音等軟件系統(tǒng),同時還涉及信息科學、認知科學、心理學等眾多領(lǐng)域。因此,虛擬現(xiàn)實技術(shù)的專業(yè)性極強。通過對該技術(shù)的應用,能夠突破以往僅從外部觀察并建模的固有思維,從而給予人們更加真實、直觀的感受。現(xiàn)階段,虛擬現(xiàn)實技術(shù)在環(huán)境藝術(shù)設(shè)計中的應用,成為學術(shù)界的研究熱點[1]。
(二)虛擬現(xiàn)實技術(shù)在環(huán)境藝術(shù)設(shè)計中的重要性1.有利于提升多感知性從傳統(tǒng)的環(huán)境藝術(shù)設(shè)計來看,很多設(shè)計師都希望能夠在自己的設(shè)計方案中融入更多的元素,從而有效提升客戶對作品的多感知性,提高方案的成功率。然而因為相關(guān)技術(shù)的限制,傳統(tǒng)設(shè)計往往無法將多感知性體現(xiàn)出來。在三維建模技術(shù)快速發(fā)展的趨勢下,僅僅依靠一張簡單的效果圖,或者是融入一點背景音樂已經(jīng)無法滿足現(xiàn)代人的需求。而虛擬現(xiàn)實技術(shù)則能夠改善這個情況,以技術(shù)為支撐將客戶引領(lǐng)到一個虛擬世界之中,讓客戶能夠有身臨其境之感,進而為其帶來感知特性(圖1)。通過虛擬現(xiàn)實技術(shù),讓人能夠借助視覺、聽覺、觸覺等感官系統(tǒng)獲得更多刺激體驗,多種感官將會自動向人的大腦進行補充,從而得到更深的印象和更加真實的體驗[2]。2.有利于提升預算的精準性虛擬現(xiàn)實技術(shù)不僅能夠讓環(huán)境藝術(shù)設(shè)計在人的感官方面有所突破,而且在預算方面也有巨大的作用,其中一點是能夠提升預算的精準性。環(huán)境藝術(shù)設(shè)計師嚴格按照客戶的需求對作品進行設(shè)計,根據(jù)工程的具體實際情況,對不同施工環(huán)節(jié)進行細化,如需要什么材料、機械設(shè)備、工藝技術(shù)等。在確定相關(guān)因素之后,可以有針對性地進行仿真與計算,這樣便可以充分掌握一個環(huán)境工程的成本。對于客戶而言,越精準的預算,越能夠幫助他們對資金進行應用,這樣才能保證設(shè)計效果。3.有利于提升互動性虛擬現(xiàn)實技術(shù)在環(huán)境藝術(shù)設(shè)計中應用,讓環(huán)境藝術(shù)設(shè)計作品擁有更加獨特的魅力。借助虛擬現(xiàn)實技術(shù)能夠?qū)⑽磥淼沫h(huán)境工程方案直觀、真實地呈現(xiàn)給客戶,并通過代入感與客戶加強互動。與此同時,客戶也可以及時反映自己的需求,并讓設(shè)計師按照其意愿進行設(shè)計。通過對環(huán)境方案各個細節(jié)進行展示,并將各個細節(jié)聯(lián)系起來,確??蛻裟軌蚪?jīng)歷從成品到細節(jié),再從細節(jié)到成品的過程。從客戶的角度而言,虛擬現(xiàn)實技術(shù)一定程度上還提升了他們的話語權(quán),相比傳統(tǒng)設(shè)計,虛擬現(xiàn)實能夠更加直觀地呈現(xiàn)。例如,哪一個環(huán)節(jié)有問題,客戶可以及時反映,而設(shè)計師也能夠更好地理解客戶的意愿,從而對環(huán)境方案進行修改。因此,虛擬現(xiàn)實技術(shù)所帶來的信息交互性,目前是傳統(tǒng)配景的環(huán)境設(shè)計方案所無法達到的[3]。
二、環(huán)境藝術(shù)設(shè)計中虛擬現(xiàn)實技術(shù)的實際應用分析
(一)完善環(huán)境藝術(shù)設(shè)計,強化感官體驗現(xiàn)階段,環(huán)境藝術(shù)設(shè)計師在進行實際設(shè)計的過程中,經(jīng)常會遇到現(xiàn)實條件限制的問題。例如,現(xiàn)場場地的缺乏、資金的限制等方面,其中任何一個限制因素的存在,都將可能影響到環(huán)境藝術(shù)設(shè)計的成效。因此,可通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)結(jié)合設(shè)計要求、現(xiàn)實情況以及信息數(shù)據(jù)等,布設(shè)虛擬場景,一方面能夠解決現(xiàn)場場地缺乏的問題;另一方面,也可以一定程度解決資金不足的問題。突破限制條件則能夠彌補傳統(tǒng)環(huán)境藝術(shù)設(shè)計的不足,從而設(shè)計出更加優(yōu)秀的作品。例如,在對城市建筑環(huán)境進行設(shè)計的過程中,虛擬現(xiàn)實技術(shù)強悍的表現(xiàn)力是其他技術(shù)無法比擬的,它能夠?qū)⑷斯ぶ悄芗夹g(shù)、多媒體技術(shù)、計算機圖形編輯技術(shù)等功能集于一身,從而為人們呈現(xiàn)出一個虛擬的現(xiàn)實世界,其工作效率也將獲得更大的提升。關(guān)于城市建筑環(huán)境藝術(shù)設(shè)計的虛擬現(xiàn)實技術(shù),其硬件系統(tǒng)要求較高,除了基本的計算機鍵盤、鼠標之外,還需要準備數(shù)據(jù)手套、手柄以及方向盤反饋器等,目的是讓虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)更加具有真實性與操作性,這樣能夠為客戶體驗虛擬現(xiàn)實環(huán)境奠定堅實的基礎(chǔ)。對于軟件系統(tǒng)而言,城市建筑環(huán)境所采用的虛擬現(xiàn)實技術(shù)需要構(gòu)建三個部分:第一,以幾何模型為基礎(chǔ),設(shè)計三維場景,這是給予用戶真實體驗的基礎(chǔ);第二,構(gòu)建物理模型,目的是對幾何模型的結(jié)構(gòu)材質(zhì)進行明確,并對相關(guān)影響因素,如光照因素、顏色因素等進行調(diào)整;第三,構(gòu)建行為模型,目的是對物體的運動以及行為進行描述(圖2)。具體設(shè)計方案,借助虛擬現(xiàn)實技術(shù)先構(gòu)建一座模型城市,然后再進行虛擬設(shè)計。在設(shè)計過程中,環(huán)境藝術(shù)設(shè)計師需要對城市的地圖進行數(shù)字化處理,這樣能夠成功建立一個基本模型。隨后,結(jié)合現(xiàn)實的情況,如建筑物的數(shù)量、位置等因素,對每一棟建筑物做好三維安排。在虛擬現(xiàn)實技術(shù)的支持下,完全可以將每一棟建筑物的門框、窗框等方面精心體現(xiàn)出來,有利于將一座城市以及建筑物的美學特征充分體現(xiàn)出來,進而為整體設(shè)計提供更加直觀、精準的技術(shù)設(shè)計。這樣設(shè)計出來的城市建筑環(huán)境,用戶可以通過相關(guān)操作觀察各個細節(jié)。如果對于某個細節(jié)有特殊要求,則可以及時反饋給設(shè)計師,而設(shè)計師也可以及時進行完善,這樣能夠讓用戶獲得更好的感官體驗[4]。
(二)突破時間與空間的限制從某種角度來講,虛擬現(xiàn)實技術(shù)是一種超空間、超時間的先進技術(shù),因此,將其應用到環(huán)境藝術(shù)設(shè)計之中,可以突破時間與空間上的限制。借助虛擬現(xiàn)實技術(shù),能夠模擬任何場景,大到宇宙、天空等,小到塵埃等,只要有資料均可以通過該技術(shù)進行模擬。例如,對博物館環(huán)境進行設(shè)計。博物館是一個對公眾開放的非營利性服務機構(gòu),因此,對博物館公共環(huán)境進行設(shè)計有著極為重要的現(xiàn)實意義。博物館肩負著對人類文化遺產(chǎn)、自然遺產(chǎn)等實物進行征集、陳列、典藏以及研究等重要任務,非常注重其教育功能以及社會功能的發(fā)揮。因此,博物館環(huán)境設(shè)計要讓整個環(huán)境具有科學化、人性化、和諧化,將虛擬現(xiàn)實技術(shù)應用到博物館環(huán)境設(shè)計之中,將能夠為博物館的發(fā)展增添更多新的活力。在設(shè)計過程中,需要考慮到文物保護的角度,這是整個設(shè)計的難點,而且虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應用也有難度。例如,博物館之中的很多展品均陳列在展柜當中,而展柜的空間也有一定的限制,比如說一部分文物的形態(tài)可能會被展柜所遮擋,無法將文物的形象有效呈現(xiàn)出來,而前來參觀的人也無法看到展品的細節(jié)。對于這個問題,可通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)進行改善,通過相關(guān)技術(shù)將文物數(shù)據(jù)化,重點是將文物的外部特征的細節(jié)最大化展示出來。同時,為了能夠提升交互性,在軟件系統(tǒng)之中增設(shè)可供觀眾實際操作的功能,如對文物進行放大、旋轉(zhuǎn)、縮小等,讓觀眾從各種不同的角度去觀看文物[5]。針對古建筑而言,如果要從內(nèi)部進行展示,首要考慮的是如何保護。因此,傳統(tǒng)的設(shè)計會讓游客在圍欄之外或者是隔著玻璃參觀,而這種形式也存在一定的不足,由于參觀距離的限制以及室內(nèi)光線的不足,游客難以看清建筑內(nèi)部陳設(shè)的細節(jié)。對此,可借助虛擬現(xiàn)實技術(shù)對古建筑內(nèi)部的所有陳設(shè)以及建筑物的原貌進行虛擬設(shè)計,并零距離展示給觀眾,能夠滿足人們對古建筑以及陳設(shè)物品的探索欲望?;谖幕瘍?nèi)涵展示的需求來看,借助虛擬現(xiàn)實技術(shù)能夠?qū)⑽奈锕袍E背后的宗教文化、歷史背景、傳統(tǒng)制造工藝等充分展示給觀眾。具體需要將文化內(nèi)涵進行形象、具體的設(shè)計,可搭配解說、動畫等效果,這樣能夠制造出一種超越視覺的文化體驗。文化虛擬修復技術(shù)主要是對文物以及相關(guān)信息資料進行保護。因為時間、材質(zhì)等因素,文物出土之后會面臨剝落、脫色、催化等問題,所以,文物的保存與修復工作非常重要與迫切。通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)能夠?qū)Ω黝愇幕z產(chǎn)進行數(shù)字化記錄,并根據(jù)文物的特點制定修復計劃以及展覽方案,有利于提升文物記錄的現(xiàn)實狀態(tài)的精確度。虛擬現(xiàn)實技術(shù)在博物館環(huán)境藝術(shù)設(shè)計中的應用,能夠突破空間與時間的限制,一方面,讓博物館整個環(huán)境在功能方面體現(xiàn)出科學性、操作性以及人性化;另一方面,也將為觀眾帶來前所未有的體驗,有利于博物館的發(fā)展。
(三)更加直觀地展示環(huán)境藝術(shù)設(shè)計形象在環(huán)境藝術(shù)設(shè)計中對虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應用,需要制定科學、合理、實用的設(shè)計方案,這樣才能確保技術(shù)能夠發(fā)揮其真正價值。與傳統(tǒng)環(huán)境藝術(shù)設(shè)計相比,虛擬現(xiàn)實技術(shù)最大限度發(fā)揮了計算機軟件的優(yōu)勢,從而打造一個極為真實的藝術(shù)設(shè)計環(huán)境,為用戶提供觸覺、視覺、聽覺等方面的感官體驗。目的是讓用戶能夠置身于其中感受傳統(tǒng)環(huán)境藝術(shù)設(shè)計無法給予的體驗,使其在腦海之中形成對應的空間記憶,有利于加深用戶對設(shè)計內(nèi)容的印象[6]。以古典園林環(huán)境設(shè)計為例,隨著虛擬現(xiàn)實技術(shù)以及時代的不斷發(fā)展,古典園林設(shè)計與虛擬現(xiàn)實技術(shù)實現(xiàn)了充分結(jié)合,而且開始朝著三維空間的虛擬能力方面的應用不斷發(fā)展。與此同時,用戶對環(huán)境藝術(shù)設(shè)計,尤其是古典園林環(huán)境設(shè)計提出了更高的要求,因此,傳統(tǒng)的設(shè)計方式難以滿足現(xiàn)代需求。從實踐來看,虛擬現(xiàn)實技術(shù)與古典園林環(huán)境的融合,能夠讓環(huán)境藝術(shù)設(shè)計更加簡化,并在效率與質(zhì)量方面實現(xiàn)提升,有效將古典園林環(huán)境設(shè)計的周期縮短。比如Unity3D技術(shù),在進行初步建模時,要對古典園林的特點、內(nèi)部環(huán)境、外部環(huán)境等方面進行分析,從而對古典園林設(shè)計的場景進行三維模擬,具體可以通過AutoCAD以及3DSMAX等技術(shù),對古典園林的園林小品、雕塑、房屋、道路等場景進行設(shè)計與構(gòu)建。之后,借助Photoshop等繪圖技術(shù)與軟件,以古典園林所涉及到的自然環(huán)境條件為基礎(chǔ),對花草樹木等模型與事物進行整合。這樣就可以將古典園林的模型預置體創(chuàng)建出來,并可以通過不同的視角對古典園林的效果進行展示。在進行場景實時驅(qū)動時,需要采用相關(guān)技術(shù)進一步渲染效果,目的是強化畫面的真實感,這樣也方便環(huán)境藝術(shù)設(shè)計師從不同的方位、角度去對園林的效果進行觀察與優(yōu)化,進而對設(shè)計方面的不足進行及時調(diào)整。在交互方面,需要通過虛擬現(xiàn)實技術(shù),對園林的動物、植物以及背景音樂、光暈效果等聲色要素進行控制,這樣能夠為用戶呈現(xiàn)出更多特效,實現(xiàn)用戶對古典園林設(shè)計方案的零距離感受,同時也可以及時反饋細節(jié)上的不足,有利于設(shè)計師對方案進行完善。
(四)有效防止環(huán)境藝術(shù)設(shè)計存在的潛在風險對于實際環(huán)境藝術(shù)設(shè)計而言,整個過程會有一些不可預見的因素發(fā)生并引發(fā)一些危險情況,為了保障人的生命財產(chǎn)安全,所以不會讓設(shè)計師去進行親身體驗。此時,通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以讓設(shè)計人員自身實現(xiàn)身臨其境的設(shè)計,從而規(guī)避設(shè)計之中存在的潛在風險,也可以在虛擬現(xiàn)實之中獲得一定程度的真實感受。同時,也可以讓用戶明確環(huán)境之中各種潛在的安全因素,并通過預先制定方案進行規(guī)避,可保障后續(xù)工作有序開展[7]。
結(jié)語
對虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應用,雖然能夠解決部分問題,但是也有很多實際性問題需要我們重視。例如,為客戶所展現(xiàn)的作品太過于理想,最終難以實現(xiàn),這也是目前虛擬現(xiàn)實技術(shù)實踐應用遇到的普遍問題。隨著虛擬現(xiàn)實技術(shù)的不斷發(fā)展,這些問題正在逐步解決與完善。虛擬現(xiàn)實技術(shù)融入環(huán)境藝術(shù)設(shè)計領(lǐng)域,必定能夠給予環(huán)境藝術(shù)嶄新的生命力。
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作者:王榮軍 單位:運城師范高等專科學校