论文《三维虚拟VＲ技术在环艺设计的应用》-仁创编译转载

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　　摘要:设计方案与用户需求的偏差是阻碍环境艺术设计发展的重要因素，而传统的二维模式下的环境艺术设计，很难准确、明白地表达设计意图，而引入三维虚拟现实VR技术，利用可交互、直观化、虚拟现实设计能力，可以让环艺设计结果直接展示给用户，降低设计缺陷和不足，最大化地满足用户需求，为环艺设计创新提供了新的途径。探讨三维虚拟现实VR技术的特点，对其在环境艺术设计中的具体应用进行了梳理，把握其设计流程、模型建构方法。三维虚拟现实VR技术将成为现代环艺设计的新趋向。

　　关键词:环境艺术设计;三维VR技术;应用特点

　　现代软件技术，特别是虚拟现实技术为搭建三维视觉空间创造了条件。三维虚拟VR技术在环境艺术设计实践中的应用，将环境的模拟、感知、图形化呈现方式融入到环艺项目中，从而让环境设计效果更真实，便于用户亲身体验，并准确反馈视觉感受，改进和优化环艺设计与用户需求的一致性。[1]环境艺术设计与三维技术的融合，提升了环艺设计的精确度、交互体验性，也让环艺设计作品更具动感与价值。从环艺设计实践来看，各类先进技术方法的运用，需要从效率与质量中抉择。如何确保设计效率，又兼顾设计质量?三维虚拟VR技术突破时空局限，可以跨越实体环境来实现数字化整体视觉设计效果，为用户带来高效性、侵入性、多感知性设计体验，开启了环艺设计的新模式。

　　1三维虚拟VR技术的设计特性

　　VR是VirtualReality的缩写，翻译为虚拟现实技术。在传统的环艺设计实践中，往往利用手工操作模式，对环艺项目中的细节修改费时、费力，还难以满足对用户需求的有效响应。三维虚拟VR技术，将计算机技术与艺术创意进行融合，通过虚拟数字技术来构筑环艺设计作品，可以清晰、直观、准确地表现设计创意与想法，让用户直观感受设计方案的真实效果，从而提高设计效率和质量。

　　1.1沉浸性

　　环境艺术是对室内外建筑空间环境的艺术化整合设计过程。三维虚拟VR技术，为环艺项目设计营造了虚拟现实的真实体验氛围，便于用户从多个感官去认识、去感知环境，沉浸到环境中。[2]视觉冲击力是环艺设计最直观的感受，通过三维虚拟VR技术来构筑虚拟化环境，能够利用大脑的想象力，突破传统设计的思维局限，为用户呈现更具丰富性、实用性、直观性的环艺空间。用户在视觉下与虚拟环境中的物品进行交互并做出相应的反应，感知三维虚拟VR技术所带来的设计魅力和艺术效果。

　　1.2交互性

　　所谓交互性，就是建立在用户与虚拟世界之间的一种应激反馈体验。在三维虚拟VR技术下，环境艺术设计项目能够以三维方式呈现。如利用实时绘制技术来对真实物体进行模拟，让用户感受物体的纹理，形成触摸感;利用自然交互及传感技术，可以让用户在虚拟的三维环境下，与虚拟环境产生意识交流;利用交互设备来扩展人机交互体验。1.3想象性虚拟现实环境是想象出来的，是对传统设计模式的革新。三维虚拟VR技术，将人的可想象空间进行拓展，以再现真实环境为手段，满足人的艺术化想象需求。如虚拟现实VR技术将心理学、控制学、计算机图形学、数据库、艺术设计等学科知识进行整合，以高性能计算机技术为核心，为用户提供虚拟现实的完整环境，可以满足环艺设计中视觉、听觉、触觉等多感官体验。

　　2三维虚拟VR技术在环艺设计中的具体应用

　　2.1三维虚拟VR技术在环艺设计中的应用原则

　　在环艺设计中，满足用户需求是最基本目标。在利用三维虚拟VR技术中，由于要考虑的设计要素众多，在符合用户需求，表达用户设计理念，提升设计成效上，还需要把握几点原则。一是目的性原则。环艺设计的目的在于优化和布局科学、合理的环境空间。在运用VR虚拟技术时，也要强调这一目标，注重环艺设计的内容、环境要素、设计效果，避免设计师的主观意愿干扰环艺目标的达成。二是艺术性原则。对于环艺项目设计，要突出环境设计的艺术性特色，强调环艺设计的艺术审美及艺术价值，借助于虚拟现实VR技术，要能够为环艺项目增添活力。设计师要充分挖掘艺术灵感、创作经验，赋予环艺项目设计更多的艺术魅力。三是集成性与交互性原则。环艺项目本身是对多种环境要素的有效整合，在虚拟现实VR技术下，设计师要从软件技术上，实现技术的优化组合，满足用户对环艺项目的互动与沟通，增强受众体验感。四是真实性与科学性原则。环艺项目设计要面向社会公众，要兼顾环艺设计经济效益与社会效益的整合。只有科学的设计思路，符合现实需求的环艺作品才能激发受众的情感共鸣。

　　2.2在环艺设计中VR技术的实施流程

　　在具体环艺设计项目实践中，对三维虚拟VR技术的运用，其流程如下。第一是确定VR设计方案。结合环艺设计需求，对具体空间环境进行基础数据采集，了解用户设计需求，把握整体设计思路。第二是结合具体场景，运用AutoCAD三维软件进行场景描绘，并利用SketchUP对设计线条进行整理，处理好三维模型创建与贴图处理。第三是导入三维虚拟模型，对各个模型细节进行调整、优化和丰富。第四是利用虚拟VR技术对设计要素进行材质、大小等细节完善，提升三维设计整体效果。

　　2.3在环艺项目中三维模型的创建过程

　　以某地区环境艺术整体设计项目为例，对于三维模型的构建过程，要通过软件设计方法，对环艺项目的具体内容进行直观化设计。一是对真实空间信息进行采集数据，对模型细节纹理进行优化设计。在进行现场空间信息采集时，引入分辨率为0.5m以上的遥感设备进行拍摄，按照1:1000比例对建筑空间表面纹理信息进行建模。二是通过对拍摄影像进行数据匹配，在3dsMAX软件中，获取建筑空间基础数据，再利用点云生成DSM与DOM图像，两者进行叠加。为确保建筑空间准确性，需要从不同角度对建筑空间进行测量，并将结果按平均值计算，在3dsMAX软件中进行空间建模。三是对空间部件进行三维建模。从CAD中对获得的基础部件进行精细化设计，提取具体空间位置信息，对其属性特征进行优化，并与真实采集纹理图像进行对照。利用建筑空间部件信息，进行贴图操作，以获得真实、直观的三维部件模型。四是对地形进行模型设计。通过对CAD数据中提取各个高程点，根据高程点对地表TIN模型进行模拟设计，生成数字地面模型DEM，可以清晰展示环艺空间的地形状况。五是进行三维模型构建。将各个模型、环境等进行整合，来构建真实的三维模型空间。三维虚拟VR技术的应用，可以在一定范围内，将相关模型数据进行整合，提升整个空间模型的可视性。

　　3三维虚拟VR技术在城市环艺规划中的运用

　　3.1在园林环艺项目中的应用

　　在城市环境艺术设计中，园林规划与设计是重要内容。围绕三维虚拟VR技术，就其在园林规划设计中的应用，着重讨论其在园林环艺项目中的独特优势。园林景观环境中，各类绿植、树木相对较多，而房屋等建筑偏少，给建模设计带来较大难度。通过三维VR技术中的面片建模、动态贴膜技术，来满足园林景观设计需要。其一般流程如下:首先，结合城市园林环境艺术实际，对各类静态景物、动态景物进行分类，细化各设计要素;然后，采集基础数据，并录入到三维软件中;接着，利用VRML、AutoCAD、3dsMAX等软件，完成对相关景物的三维建模;再者，构建园林环境设计数据库，包括环境对象数据库和存储空间;最后合成输出园林景观环境艺术设计效果图及方案。在景观环艺项目设计中，利用相机镜头来作为人的视觉导向，对整个园林空间进行优化，布置相应的游览线路，最大化让用户体验整个园林的艺术意境。在虚拟三维空间，用户也可以自主选择不同的游览路线，对园林景观要素进行多视角感知，增强园林环境设计的沉浸感。

　　3.2在城市交通环艺项目中的应用

　　城市交通是提升城市经济发展的重要基础设施，而随着车流量的增多，城市交通压力巨大。对交通环境而言，既要展现城市交通的环境特色，又要维护交通秩序。通过三维虚拟VR技术，结合交通环境系统实际，设计有助于缓解城市交通压力的环艺项目。考虑到城市交通环境的多样性，对不同道路而言，需要把握好整个城市交通规划的最优化设计。在虚拟环境设计中，对城市道路采用不同的空间位置关系进行组合。先确定一个对象，再对其他对象进行科学放置。需要强调的是，在城市交通环境设计中，交通路口的选择最为关键，不仅要突出路口的分流作用，还要体现交通环境特色。因此，在交通路口三维虚拟VR设计中，要将交通信号灯、往来车辆进行合理设定位置，对道路不同情况进行优化布置，借助于JavaScript脚本语言来实现不同路况信息的动态展示。

　　3.3在城市小区环艺项目中的应用

　　小区环境艺术设计是城市环艺设计的重要单元，通过三维虚拟VR技术的运用，可以对小区内各类建筑、自然空间、环境进行建模、设计，提升小区环境设计效果。在小区环艺项目中，基础建模是前提，主要是对小区基础环艺要素进行采集，并根据环艺设计目标，对其环境特色进行展现。三维虚拟VR技术可以规避环艺设计的突兀性，促进环艺设计与小区周边环境的有效融合。其设计一般流程如下:先对整个小区空间的各类交通道路进行布置，利用虚拟VR技术，来优化建筑楼房、虚拟道路、交通信号灯、车辆、其他对象之间的关系，将之融入小区整体环境中。

　　4结语

　　在环艺设计中，对设计师而言需要更高的专业素养。三维虚拟VR技术可以通过虚拟现实环境，助推环艺设计满足用户的意见和需求，以直观、交互、真实的设计效果来提升环艺设计质量。[3]在整个虚拟VR设计中，设计师利用技术手段将复杂的设计过程可视化呈现，可以有效地发现设计方案中的不合理之处，改进设计缺陷。同时，环艺项目设计更加重视对现实的模拟，体现对环艺实践价值、艺术价值、用户需求的满足。如在VR技术下，根据对各类材料、成本的预算，可以降低设计成本，提高预算准确性。在环艺项目设计中，利用VR技术来打造交互式立体化视觉空间，可以更好地化解设计方案与用户需求的偏差难题。在VR技术支撑下，设计师通过虚拟现实设计方案，让用户参与到设计中，理解用户的需求、想法，并通过VR技术，直观地审查设计方案，让双方在交流中优化设计方案。如在大型环艺项目设计中，利用VR虚拟技术，将立体化的环艺设计效果直接进行展示，让用户可以从专业视角来对建筑结构、力学特性等方面提出修改意见，完善环艺项目设计。

　　参考文献:

　　[1]颜军.计算机虚拟现实技术的环境艺术设计系统构建[J].现代电子技术，2018，41(07):62-66.

　　[2]吴珊珊.基于沉浸式传播分析虚拟现实技术在艺术设计中的应用[J].山东农业工程学院学报，2018，35(06):9-10.

　　[3]甘露.环境艺术设计中虚拟现实技术的应用策略探析[J].广西科技师范学院学报，2018，33(02):133-139.

　　作者：周帆扬 单位：福建艺术职业学院美术系

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