虛擬現實技術在園林景觀設計的應用

時間:2022-08-30 09:25:19

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虛擬現實技術在園林景觀設計的應用

摘要:虛擬現實技術與高職課程融合是當下職業教育改革的熱點,“風景園林設計”是高職園林設計專業核心課程。文章認為,將虛擬現實技術融入“園林景觀設計”課程有助于推進課程改革,實現學生實踐環節與知識理論之間的互補,提升專業人才培養質量。

關鍵詞:虛擬現實技術;園林景觀設計;教學;

BIM技術虛擬現實技術與職業教育結合是大數據時展的必然趨勢。“園林景觀設計”課程是建筑設計專業的核心課程,是培養學生園林景觀設計思維、提升學生完成園林景觀設計能力的基礎課程。由于“園林景觀設計”課程具有復雜的專業知識和較強的實踐技能要求,傳統的教學模式難以滿足現代園林景觀設計人才培養要求。虛擬現實技術是一種具有沉浸式的虛擬化交互環境技術,因此構建基于虛擬現實技術的“園林景觀設計”課程教學體系是培養新時代園林設計人才的關鍵。

1虛擬現實技術的概述

虛擬現實技術(VR)是以計算機技術為核心的現代技術,是一種模擬體驗虛擬世界的交互式仿真系統,通過創建虛擬世界,利用計算機系統構建的交互式三維環境,可以給參與者以視覺觸覺和聽覺的真實性體驗感,以此滿足參與者的真實感受需求[1]。其具有以下特點:(1)沉浸性(Immersion),用戶完全置于虛擬世界,創建與虛擬世界中對象相似的存在感;(2)構想性(Imagination),其主要是用戶在虛擬環境中獲得各種信息,并與系統中的行為進行聯系,進行相應的判斷與推理。(3)交互性(Interaction),交互性是模擬的虛擬環境可以與人的行為進行同步且有規律地預測計算,以此使人與虛擬空間產生同步交互。隨著大數據技術的發展,虛擬現實技術日益成熟。

2虛擬現實技術在“園林景觀設計”中的應用優勢

基于虛擬現實技術的特征,將虛擬現實技術應用到“園林景觀設計”中具有巨大的優勢:(1)應用虛擬現實技術能夠解決傳統過度重視理論教學、忽視實踐教學的弊端,為校企合作搭建平臺。忽視實踐教學難以培養出高素質的園林景觀設計人才,虛擬現實技術的應用則可以有效地促進課堂教學的實效性,為校企合作構建良好的契機平臺。例如在園林景觀“采集元素”知識點學習時,通過運用虛擬現實技術可以讓學生在三維環境中完成虛擬設計,保障設計方案評價的實效性和可行性,實現了知識獲取、課堂訓練、實踐訓練的統一,有效地提高了教學質量和教學效率。(2)虛擬現實技術能夠豐富課堂教學內容,優化資源配置。長期以來高職“園林景觀設計”課程教學中存在教學內容單一,缺乏與企業實際項目結合的問題。虛擬現實技術不僅可以將園林盡管設計中的優秀案例引入到課堂教學中,而且還可以結合學生的實際學情,為學生構建相應的教學內容,以此達到精準教學的目的。(3)虛擬現實技術有助于培養學生的設計能力,樹立發散性思維意識。園林景觀設計崗位不僅要求學生具有扎實的理論知識,而且還必須具有創新精神和發散性思維,只有這樣才能適應園林設計企業的要求。傳統的課堂教學模式基于條件的限制,學生無法實地進行勘察,導致園林設計方案憑空想象,不利于學生設計能力的培養。虛擬現實技術為學生搭建了虛擬仿真環境,通過構建與真實設計方案相匹配的顏色、材質、結構等元素,通過交融互動提高學生對空間和尺度的認知,從而提高學生的的設計能力。(4)利用虛擬現實技術,充分發揮多媒體技術優勢,采用現場示范引導、案例講解的方式幫助學生明白與掌握設計要求、VR技術的應用方法。這調動了學生的學習積極性,從而為培養具有實踐能力、創新思維的新時期設計人才提供了有力的保障[2]。

3虛擬現實技術在“園林景觀設計”中的實踐應用

“園林景觀設計”課程所涵蓋的內容比較豐富,傳統的教學模式難以體現出園林景觀設計的實踐能力培養。基于虛擬現實技術的發展,將虛擬現實技術應用到“園林景觀設計”課程中能夠為學生營造出虛擬的真實空間環境,有效提高實踐教學的效果。結合多年實踐工作經驗,虛擬現實技術(VR)在“園林景觀設計”課程教學中的應用實踐表現為以下幾個方面。

3.1搭建三維模型,豐富課堂教學模式

傳統的“園林景觀設計”課堂教學,二維空間的教學案例大部分采取圖片、視頻等方式展現,此種模式難以滿足學生的學習需求,尤其是枯燥的授課模式難以激發學生參與課堂的積極性,不利于培養學生的園林景觀設計思維能力。虛擬現實技術(VR)則可以為課堂教學構建三維模型的授課模式,突破傳統課堂的時間、地域限制,這樣學生可以通過三維模型更加直觀地了解到優秀園林景觀設計的方案,體會新時代設計理念。最為重要的是通過三維模型,教師可以設計模塊化教學,按照學生的學情自主切換教學主題,以此增強學生的交互體驗感,提升學生參與課堂的積極性。

3.2豐富教學手段,提高課堂實效

虛擬現實設備種類比較多,例如頭戴式虛擬現實設備、手持式虛擬現實設備等。將虛擬現實設備應用到“園林景觀設計”課程中能夠有效提高課堂教學的實效性。以頭戴式虛擬現實設備為例,頭戴式虛擬現實設備主要包括數據手套、頭戴式顯示器、位置跟蹤裝置以及相關的配套設備等。在課堂教學中,學生通過佩戴頭盔設備來獲得虛擬現實體驗,從而使其能夠置身于虛擬環境中進行學習,并從學習過程中獲得由虛擬環境所提供的沉浸式體驗。例如傳統的課堂教學主要采取的“黑板+粉筆”授課方式,雖然也在突出多媒體設備的應用,但是學生的參與性并不高。而通過頭戴式虛擬設備則可以為學生構建參與課堂的工具,讓學生在理論學習的過程中獲得虛擬仿真的園林設計過程。

3.3構建虛擬仿真實訓平臺,開展實踐教學

“園林景觀設計”課程是一門實踐性較強的課程,課堂教學雖然能夠有效地開展理論教學,但是在涉及實踐設計技能方面的教學上,存在理論與實踐結合性不強的問題。虛擬現實技術則可以為學生創建虛擬的仿真實訓系統,學生可以在虛擬的仿真實訓系統中按照“生態理念”的概念開展園林景觀的設計。實踐教學是園林景觀設計專業的教學的重要組成方式,是培養學生實踐能力的重要途徑。受限于實踐基地等因素的制約,高職學生難以獲得足夠的實踐訓練機會。而虛擬現實技術則可以通過構建虛擬的環境,讓學生通過操作虛擬系統設計虛擬的園林景觀方案,這樣能夠有效彌補實踐操作平臺匱乏所導致的學生實踐能力不足的問題。例如在模擬園林栽培和修剪操作上,學生可以通過虛擬仿真實訓系統進入“現場分析”模塊中,對項目可行性進行分析,從地形、樹木、河流、建筑等方面了解項目的現狀條件,從而讓學生對項目進行前期的科學分析[3]。

3.4優化作業成果展示,實現在線反饋

傳統的園林景觀設計教學作業主要是教師按照課堂知識對學生布置相應的設計方案。學生完成作業的方式主要是圖紙和PPT等方式,無論是從設計方案還是在設計理念上都與實踐崗位要求存在較大的差距。園林景觀設計和VR相結合的新媒體技術,在展現園林設計的立體效果和布置中,學生能親眼看見自己設計的內容真實呈現在眼前,能讓平面化的設計立體化、逼真化、生動化,可以增強學生空間思維能力,培養興趣,此外在VR中觀察自己的設計是否合理,學生通過動手操作,直觀地看出自己的設計存在哪些不足之處,提高課堂學習效率,增加學習興趣[4]。

3.5推進虛擬現實技術在“園林景觀設計”中應用的對策

為了促進虛擬現實技術在“園林景觀設計”課程中的應用,高職院校要采取以下保障措施:一是提高教師的專業技能,尤其是樹立以學生為本的教學理念。實踐證明無論采取何種教學方法,教師必須要樹立以學生為本的教學理念,只有這樣才能將課堂歸還學生,才能發揮學生的學習主動性。當然,教師在樹立“以學生為本”理念后,教師還要加強對VR技術的操作技能培養,能夠按照相應的課堂教學內容選擇相應的VR軟件系統及操作VR技術的能力;二是加強基礎配套設施建設,構建與虛擬現實技術相適應的軟硬件設施。將VR技術融入“園林景觀設計”中關鍵就是要構建與VR軟件運行相適應的環境,尤其是要引入5G網絡,為學生提供穩定的虛擬仿真實訓網絡。例如基于肺炎疫情的影響,高職院校需要實施在線教學模式,為了更加突出VR系統優勢,要求高職院校既要選擇性能穩定的網絡教學平臺,也要發揮VR技術的優勢,實現線上+線下的授課模式;三是提高學生的精準化培養,增強學生操作VR的技能。根據調查,在“園林景觀設計”課程教學中,學生在利用VR技術時存在運用方法不正確或者過度依賴于VR技術的現象。為此,高職院校一方面要加強對VR技術的宣傳,讓學生掌握正確操作VR技術的技能。另一方面要合理利用VR,做到邊學邊做。綜上所述,隨著大數據技術的發展,虛擬現實技術有效解決了“園林景觀設計”課程理論教學與實踐操作相脫節的問題,推動了課程改革的進程。因此,基于新時代園林景觀設計人才的要求,高職院校要借助虛擬現實技術的沉浸性和交互性構建完善的課程體系,以此培養高素質的園林景觀設計人才。

[參考文獻]

[1].魏寶臣,韓娟娟.虛擬現實技術在教學中的應用研究[J].無線互聯科技,2020(14):84-85.

[2]沈昀.虛擬現實技術(VR技術)在”風景園林設計”課程教學中的實踐[J].農村實用技術,2020(6):155.

[3]董鋼,楊婷婷,蘭清群.VR技術在城軌車輛檢修實訓課程教學中的應用研究[J].中小企業管理與科技,2020(1):166-167.

[4]王思元,吳丹子.虛擬現實技術在“風景園林設計”課程教學中的應用[J].中國林業教育,2019(5):51-53.

作者:曹洋 杜麗敏 單位:哈爾濱職業技術學院