虛擬現(xiàn)實技術(shù)在景觀設(shè)計教學(xué)的應(yīng)用
時間:2022-06-23 08:57:40
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虛擬現(xiàn)實技術(shù)(virtualreality)簡稱VR,是一種綜合的信息技術(shù),目前被各研究領(lǐng)域密切關(guān)注。作為數(shù)字化虛擬技術(shù)的典型代表,虛擬現(xiàn)實技術(shù)交叉融合了多種學(xué)科,人們可以通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)所營造的三維立體空間,充分融合人體的各項感官和知覺,仿佛置身其境,體驗各個知覺器官的舒張。現(xiàn)如今,虛擬現(xiàn)實技術(shù)走進(jìn)各大高校,開始影響國內(nèi)的教育格局。截至2017年,虛擬現(xiàn)實技術(shù)已與景觀設(shè)計專業(yè)牽手多年,徹底顛覆了傳統(tǒng)教育模式,給景觀設(shè)計專業(yè)帶來又一番晴朗。虛擬現(xiàn)實技術(shù)在景觀設(shè)計專業(yè)中具體的應(yīng)用與意義在于,綜合利用計算機(jī)軟件技術(shù)、計算機(jī)仿真技術(shù)、計算機(jī)輔助設(shè)計以及虛擬現(xiàn)實技術(shù),對各式景觀進(jìn)行專業(yè)的三維建模,然后對三維施工模型展開精確的數(shù)據(jù)分析,將原本平面的抽象景觀設(shè)計分析變得實體化、生動化、從而使教學(xué)有例可證、有跡可循,繼而達(dá)到強(qiáng)化教學(xué)效果的作用,使師生同時獲得更直觀的教學(xué)體驗。
一、虛擬現(xiàn)實技術(shù)在高校景觀設(shè)計教學(xué)中的優(yōu)勢淺析
1.給師生帶來真實感的教學(xué)體驗
平面的景觀設(shè)計碰撞上虛擬現(xiàn)實技術(shù),便誕生了具有三維渲染的景觀設(shè)計方案。將虛擬現(xiàn)實技術(shù)引入景觀設(shè)計專業(yè)教學(xué)中,即運用相關(guān)技術(shù)對景觀設(shè)計工程項目進(jìn)行三維建模,按照景觀規(guī)劃方案對項目建模進(jìn)行各項設(shè)計和施工。將原本平面的規(guī)劃設(shè)計3D化,可以實地模擬各種施工方案、施工程序,在一次次模擬中對比,以確定最適合此次景觀設(shè)計的方案和程序、確定施工工程中具體的施工計劃和注意事項。當(dāng)學(xué)生在教學(xué)設(shè)計過程中遇到困惑和疑問,而老師又顧及不上的時候,容易陷入思維的誤區(qū),個人發(fā)展停滯不前。由于自身發(fā)展的需要,學(xué)生在設(shè)計方面確實需要一個能大量獲取信息的渠道,而虛擬現(xiàn)實技術(shù)基本滿足了師生發(fā)展的需要。三維建模的操作和展示更加真實、具有知覺的直觀性,能有效提高師生溝通的效率,節(jié)約交流成本,提升教學(xué)質(zhì)量。
2.提高設(shè)計的精準(zhǔn)度和計算效率
虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)在數(shù)據(jù)表達(dá)上的關(guān)鍵技術(shù)是三維實時數(shù)據(jù)庫技術(shù)。龐大的數(shù)據(jù)庫便于學(xué)生快速、準(zhǔn)確地度量項目的工程量和施工時間,衡量工程的成本、費用、收益,進(jìn)而提升項目預(yù)算的精準(zhǔn)度和效率。虛擬現(xiàn)實數(shù)據(jù)庫為現(xiàn)實系統(tǒng)提供了諸如工程實料、材料樣板、環(huán)境設(shè)施、構(gòu)造做法等后臺數(shù)據(jù)支持,針對建模對象提供詳細(xì)的圖片、文字、模型等全面信息,學(xué)生通過數(shù)據(jù)庫可以隨時調(diào)查到類似的設(shè)計案例和設(shè)計技巧,對景觀設(shè)計的效果、材料、用法等有了更為深刻的認(rèn)知。虛擬數(shù)據(jù)庫資料翔實、精度令人驚艷,可以快速為各項管理人員提供需要的信息。學(xué)生可以根據(jù)虛擬現(xiàn)實技術(shù)把握項目成本、造價,以挑選合適的用工材料。虛擬現(xiàn)實技術(shù)為學(xué)生提供了可靠、準(zhǔn)確的依據(jù),將虛擬和現(xiàn)實很好地交融,提高了學(xué)生的實踐能力和業(yè)務(wù)能力。
3.增進(jìn)師生之間的友好交流
虛擬現(xiàn)實技術(shù)搭建起師生之間可視化交流的廣闊平臺,師生間的正常交流因為這個平臺的存在而變得異常便捷流暢。那些原本晦澀難懂的專業(yè)術(shù)語溝通,因為虛擬現(xiàn)實技術(shù)的可視化優(yōu)勢,而變得清晰明朗,師生之間溝通的成本大大降低、效率有效提升。當(dāng)學(xué)生需要完成一項景觀設(shè)計的規(guī)劃時,教師可以根據(jù)自己的專業(yè)基礎(chǔ)為學(xué)生示范搭建3D模型,由學(xué)生借鑒參考。在此三維模型的基礎(chǔ)上,學(xué)生可以參考前人的設(shè)計案例和個人對建筑基地的主觀考量,根據(jù)建筑基地的主要環(huán)境考察資料,去創(chuàng)作能夠發(fā)揮自己設(shè)計理念的景觀設(shè)計作品。設(shè)計過程中,當(dāng)學(xué)生產(chǎn)生思維上的困惑時,可以隨時咨詢代課老師,交流自己在設(shè)計過程中的所思所想,老師也可以針對3D模型提出建設(shè)性的改進(jìn)建議,師生之間的交流基本無甚障礙。師生彼此之間進(jìn)行思維火花的碰撞,磨合之下誕生了更具有創(chuàng)意和思想的景觀設(shè)計作品。
二、虛擬現(xiàn)實技術(shù)在高校景觀設(shè)計教學(xué)中的難點淺析
1.課程程序設(shè)計難
虛擬現(xiàn)實技術(shù)只有滲透在信息系統(tǒng)的各個方面,改變傳統(tǒng)信息系統(tǒng)的人機(jī)交互模式,使之達(dá)成以用戶為中心的系統(tǒng),才能真正實現(xiàn)健康的發(fā)展。但虛擬現(xiàn)實技術(shù)與信息系統(tǒng)的溝通應(yīng)用還存在一些技術(shù)上的難題。為了更好地將虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用于景觀設(shè)計專業(yè),首先需要設(shè)置相應(yīng)的課程程序設(shè)計。圖形的虛擬環(huán)境搭建是程序設(shè)計的第一步,這就要求完成三維模型的構(gòu)建。三維建模十分復(fù)雜,我們很多時候是在享受前人千萬次失敗后的成果,沒有真實體會個中艱辛。三維建模是圖形渲染技術(shù)向真實化過渡的必要過程,真實世界的幾何何其復(fù)雜,要一點一滴還原為立體的模型。現(xiàn)如今的模型建構(gòu)基本是人工繪制,如此便需要高薪聘請行業(yè)精英人才前來為課程進(jìn)行專業(yè)設(shè)計,程序設(shè)計和模型構(gòu)建的費用自然是驚人的,卻是必要的產(chǎn)前投入。就園林景觀設(shè)計而言,一年四季園林景觀的風(fēng)景面貌大相徑庭,為了便于我們更人性化地設(shè)計景觀,就需要錄入一年四季不同的風(fēng)景信息。如何編寫VR程序以體現(xiàn)景觀的季節(jié)性,是VR程序設(shè)計的重難點。
2.教學(xué)硬件支持難
有程序,也得硬件支持。各種外部設(shè)備,都是虛擬現(xiàn)實技術(shù)在景觀設(shè)計應(yīng)用專業(yè)不可或缺的道具,比如戴在頭上的立體顯示器、立體投影儀、空間定位器、高精度的數(shù)據(jù)手套,這些每一樣都價格不菲。為了完成復(fù)雜的三維模型展示,更是需要高性能的圖形軟件,高校若是提供全套的虛擬現(xiàn)實技術(shù)硬件支持,前期必定是投入大于產(chǎn)出,一定時間內(nèi)看不到明顯的收益。這樣的經(jīng)濟(jì)投入對于任何高校都是一筆不小的支出,而且在教學(xué)初期這樣的設(shè)備安裝也是較大的工作量,經(jīng)濟(jì)與人力的消耗性支出不可小覷。另一方面,虛擬現(xiàn)實技術(shù)在景觀設(shè)計專業(yè)中的運用,需要大量翔實的數(shù)據(jù)作為支撐。虛擬現(xiàn)實技術(shù)與Internet結(jié)合,搭建起信息溝通的平臺,才能獲得信息資源最大化。這樣的巨型數(shù)據(jù)庫是教學(xué)的知識庫,是學(xué)生探索知識的海洋,更是軟件支持的重頭戲。進(jìn)行精確數(shù)據(jù)分析的前提便是龐大的數(shù)據(jù)庫信息。在景觀設(shè)計中,必須搭建3D模型,而各3D模型需要多個面去豐滿,諸如側(cè)面圖、俯視圖、仰視圖等。為達(dá)到接近理想化的模擬效果,需要計算機(jī)有很強(qiáng)大的計算功能,這對計算機(jī)的硬件壓力也是十分巨大的。綜合分析,普通硬件支持和軟件支持需要高昂的費用投入、需要人力物力的各項支持,其花費的時間和金錢不可輕易計量。
3.技術(shù)教學(xué)推廣難
技術(shù)的推廣從來都是需要人力的大量投入。虛擬現(xiàn)實技術(shù)在高校課堂教學(xué)中,尚屬于高端的陽春白雪般的技術(shù),故而對專業(yè)水平和計算機(jī)水平要求較高。但綜合目前各高校的教師能力分析來看,各高校老師只能簡單操作計算機(jī),對虛擬現(xiàn)實技術(shù)方面的知識不甚了解。在運用虛擬現(xiàn)實技術(shù)時,由于自身能力受限,很難較好地運用虛擬現(xiàn)實技術(shù)于課堂教學(xué)中,無法傾力傳授學(xué)生。無形中課堂的授課質(zhì)量也會下降,課堂氣氛必然不甚活躍,影響著學(xué)生對專業(yè)知識的吸收程度。另外,當(dāng)老師不甚了解虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用時,就會在實際教學(xué)中,減少三維建模的課堂教學(xué)與體驗,影響課堂原有的教學(xué)水平,同時也是對教學(xué)課件和教具的極大資源浪費。除此之外,更是極大程度制約了虛擬現(xiàn)實技術(shù)在各高校的應(yīng)用推廣和發(fā)展進(jìn)程。
三、虛擬現(xiàn)實技術(shù)在高校景觀設(shè)計教學(xué)中的應(yīng)用分析
1.課程項目分析
事必躬親,方得深淺。景觀設(shè)計虛擬項目的第一步便是項目設(shè)計。這就要求學(xué)生實地考察項目的原始地貌、周圍環(huán)境,認(rèn)真分析項目進(jìn)行的有利和不利因素,做出盡可能具體的項目可行性分析。但現(xiàn)實生活中,受到種種因素的制約,景觀設(shè)計專業(yè)的學(xué)生往往沒有施工現(xiàn)場實地考察的機(jī)會,只能通過老師的描述和前人的案例自由發(fā)揮,頗有點隨心所欲、不切實際的感覺。這般脫離實際的思維跳躍,嚴(yán)重影響學(xué)生對于項目可行性的判斷和分析。虛擬現(xiàn)實技術(shù)給予了學(xué)生這樣的“實地考察”的機(jī)會,類似3D游戲般,有一個交互式的界面,啟發(fā)學(xué)生設(shè)計的創(chuàng)意、構(gòu)思。學(xué)生可以近距離仿真般接觸想知道的點點滴滴,可以借此考察項目基地的實地環(huán)境、進(jìn)行環(huán)境分析、項目評判,了解項目周圍的地域文化、交通情況、聚居人群、風(fēng)土人情,能夠更加系統(tǒng)全面地對課程項目進(jìn)行合理的分析。
2.設(shè)計方案規(guī)劃
謀事在人、成事在天。項目進(jìn)行中的關(guān)鍵便是設(shè)計方案規(guī)劃。在此階段,需要確定景觀項目的定位和定量,需得學(xué)生細(xì)致準(zhǔn)確地描述景觀項目的布局。諸如,景觀項目的平面圖、剖面圖、立體圖、效果圖和局部效果圖。每一處小景、每一處大景,都有著細(xì)致全面的展示。通過虛擬現(xiàn)實技術(shù),學(xué)生仿佛置身景觀項目場地空間內(nèi)部,在3D模型中體驗實際操控景觀布局的快感。學(xué)生不斷調(diào)整景觀布局設(shè)置,大到整體布局框架、小到內(nèi)部裝飾擺設(shè)、具體到顏色造型的調(diào)整,細(xì)致觀察每一次布局,再進(jìn)行精密的視覺效果對比分析,可以觀察到最適合整體設(shè)計方向的規(guī)劃方案。長此以往的虛擬現(xiàn)實訓(xùn)練,可以有效地激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識、提高學(xué)生的設(shè)計能力。對于靠山別水的別墅,在景觀設(shè)計上追求品位和質(zhì)感,就可以根據(jù)3D建模規(guī)劃別致的美感,在視覺上突破創(chuàng)新,以迎合客戶的喜好,為以后實際工作奠定扎實的基礎(chǔ)。
3.施工圖設(shè)計
施工圖設(shè)計,便是將粗放的方案規(guī)劃落于細(xì)節(jié)。如果說方案規(guī)劃考慮的是布局,那么施工圖設(shè)計便是考慮如何達(dá)到這樣的布局。虛擬現(xiàn)實技術(shù)將原本二維、平面的施工圖升級為三維、立體的實體。在施工圖設(shè)計階段,學(xué)生可以通過虛擬現(xiàn)實技術(shù),感受VR在設(shè)計繪圖上的無限魅力。在景觀設(shè)計施工中,學(xué)生通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以高度仿真景觀植物的空間組合,對景觀植物的種類和植株大小、種植位置進(jìn)行周密計劃,確定景觀范圍,以此完成整個3D規(guī)劃里的縱面景觀展示。在此過程中,學(xué)生可以根據(jù)美學(xué)觀念和客戶的需求偏好,不斷調(diào)整景觀的整體布局、擴(kuò)大或縮小植物的種植范圍,變換種植物種的品類組合、調(diào)整植物種植的適當(dāng)間距,以期達(dá)到最佳的生態(tài)效益和景觀效果,美化景觀設(shè)計的空間形態(tài)。不同的施工對象,需要考慮不同的施工效果,這些在平面上較為抽象的事物,3D化之后,在視覺上呈現(xiàn)出異常清晰的效果,對于施工設(shè)計百利而無一弊。
將虛擬現(xiàn)實技術(shù)引入景觀設(shè)計專業(yè),豐富了景觀設(shè)計教學(xué)內(nèi)容,使景觀設(shè)計教學(xué)更加生動。通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)將真實的建筑、景點還原至教學(xué)課堂,使學(xué)生心生身臨其境之感,拉近了師生溝通的距離,提升了教學(xué)質(zhì)量,凸顯了虛擬現(xiàn)實技術(shù)強(qiáng)烈的交互性。但在各大高校實際教學(xué)中,囿于虛擬現(xiàn)實程序設(shè)計、硬件支持和技術(shù)推廣的難度,無法最大限度地運用虛擬現(xiàn)實技術(shù),造成資源的浪費。在此,呼吁各大高校增大對于虛擬現(xiàn)實教育的投入,積極培訓(xùn)教職工,以期景觀設(shè)計專業(yè)蓬勃發(fā)展。
作者:林崇華 劉曌 單位:河北工業(yè)大學(xué)
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