虚拟现实技术在中国古典园林设计中的应用

摘 要：随着近年来科学技术的不断发展，虚拟现实技术在园林设计中的重要性不断凸显。而Unity3D技术作为虚拟现实技术的重要技术之一，在中国古典园林设计之中的应用也不断增多。本文主要就虚拟现实技术在中国古典园林设计之中的应用进行分析，并从Unity3D在园林设计中的实际案例出发，对虚拟现实技术在园林设计中的应用的价值与意义进行相关探讨。

关键词：虚拟现实技术；古典园林设计；Unity3D；应用

中图分类号：TU986

1 虚拟现实技术与中国古典园林设计概述

1.1 虚拟现实技术概述

虚拟现实（VirtualReality，简称VR）技术主要是一种利用计算机模拟产生一个三维空间的虚拟世界的技术，其以计算机技术作为主体，将现实世界进行一定抽象，进而结合人的参与，形成一种高度模拟现实世界的人与物与环境以及人在环境之中的视觉、听觉和动作的人机界面的技术。虚拟现实技术通过把相对抽象的文字描述转化为计算机之中的三维空间模型，从而有利于相关人员对于该技术的全面多角度地认识与了解。

1.2 中国古典园林设计概述

中国古典园林主要指以江南私家园林和北方皇家园林为代表的中国传统山水园林的形式。其中，江南私家园林主要以苏州园林为代表，而北方皇家园林则以一些皇府等为代表。而中国古典园林设计主要是指在园林设计之中使用一些具有传统特色的造园手法、相关技术和建筑特征等等，从而形成相对浓厚的传统文化韵味，并具有中国式的景观特色。其中，主要可以通过对园林整体结构进行大致规划，并结合每一个设计的细节，从而使园林整体带有古典意蕴。

1.3 虚拟现实技术与中国古典园林设计

随着虚拟现实技术的不断发展，计算机对于三维空间的虚拟能力不断增强，其在园林设计中逐渐开始代替原有的纸上绘图，并以计算机技术使园林设计方案实现完美的呈现。就虚拟现实技术对于中国古典园林设计而言，其不但可以较为直观地展现园林设计方案的整体面貌，使相关设计人员对于园林整体产生一定感受，而且还能有利于设计师对园林设计方案进行修改，较为便捷，极大缩短了园林的设计周期，使园林施工工程得以尽快确定实施。此外，虚拟现实技术在中国古典园林设计之中的应用还有利于他人对于方案产生直观理解，进而可以提出一定具有建设性的意义。因此，就一定层面而言，虚拟现实技术使中国古典园林设计人员的构想与设计实现了完美的融合。

2 虚拟现实技术在中国古典园林设计中的应用――以Unity3D技术为例

2.1 Unity3D技术概述

作为目前虚拟现实技术的重要组成部分之一，Unity3D主要是一个由UnityTechnologies所开发的一个多平台综合型的三维虚拟显示游戏开发工具，其涉及多个不同的领域，能够及时充分地处理大量三维模型，在创建三维视频游戏、建筑可视化以及实时三维动画等方面都具有一定优势。通过利用Unity3D技术，中国古典园林的设计方案能够在一定程度上得到直观展现。

2.2 Unity3D技术在中国古典园林设计中的具体应用

虚拟现实技术在中国古典园林设计之中的应用，主要是通过硬件系统和软件系统的相互配合，共同作用来实现的。Unity3D技术作为虚拟现实技术的重要内容之一，其主要是属于软件系统的内容，即对中国古典园林设计的场景进行三维虚拟，将其中建筑景观和花草树木等采用三维的形式描绘出来，从而栩栩如生，产生一定真实感。Unity3D技术的开发流程主要可以分为模型导入阶段，整合开发阶段和播放体验阶段三部分。

（1）视景建模。首先，进行视景建模，即创建古典园林设计的模型。这一步骤不但是虚拟现实的重要基础，而且对于园林设计而言也具有重要意义。通过采用一些构建几何模型的软件，如3DSMAX和AutoCAD，建立古典园林的大致场景，如道路、房屋、雕塑和一些园林小品等等。再利用Photoshop或CorelDraw等绘图软件绘制出植物和自然环境等的图片，并与模型进行整合，进而将古典园林的设计整体表现出来。其次，将创建好的模型利用3DSMAX的导出功能进行导出，并结合其中的贴图，以FBX的文件格式再导入到Unity3D软件之中。利用Unity3D软件的自动识别能力，为模型找到相关的资源，进而创建出古典园林模型的Prefabs（预置体）。同时，将Unity3D技术与VisualStudio2010相结合，并通过撰写相应的代码，还能实现任意视角中的古典园林的效果，从而实现真正意义上的场景漫游。

（2）场景实时驱动。在中国古典园林的设计的模型建立之后，通过Unity3D引擎，可以直接生成具有多层次的画面，从而将显示效果有所优化，构建了一个所见与所得完美融合的开发环境。其中，由于Unity3D技术自身带有渲染效果，其画面的真实感相对更强。通过在场景之中进行设置，放置相应的摄像机与灯光，还能呈现出园林在不同方位不同角度下的效果，更为真实直观，从而有利于古典园林的设计人员对相关不足进行及时调整。

（3）交互方面。在交互方面，Unity3D技术提供有界面设计的高级控件，如Label，Button等等，且设计人员能够通过点击相应模块进入相关场景，进而对相关场景进行直观地调整。由于虚拟现实技术中的实体模型的物理的相关特性都能够在一定程度上得到真实的展现，故其修改后能够保证其方案与结果的一致性，从而在节约效率的同时具有可行性可信性。此外，通过采用多视窗交互方式，Unity3D技术还能够实现相对较为复杂的动画及场景切换的效果，从而有利于设计人员对于古典园林的设计方案的播放体验与感受。通过在Unity3D软件中利用相应语句，其还能实现对于摄像机、光晕效果、园林动植物以及相关背景音乐等声色的建立与控制，从而实现多种特效与动画表现，有利于观看浏览，并有利于设计人员在感受体验整体的园林设计方案之后进行及时准确地修改。

2.3 Unity3D技术在中国古典园林设计中的应用价值与意义

（1）全面的空间展示。利用Unity3D技术即虚拟现实技术，中国古典园林设计能够实现完整全面真实的展现与表达，其中所包含与传递的园林景观的信息也更为完整准确。而利用单纯的二维形式来展现园林设计，其可能会导致相关信息的单一或缺失，在施工过程之中会带来一定不利之中。同时，Unity3D技术能够将古典园林的设计进行三维立体的全方位的呈现，从而使园林的景观设计更为合理科学，避免不恰当之处。

（2）远程浏览的实现。中国古典园林的设计不仅仅是园林设计师一人的责任，还包括有相应施工单位的任务。通过Unity3D技术将设计人员设计的古典园林进行展现，并与施工单位进行及时交流，从而有利于实现园林设计模型的远程浏览，从而避免在将来施工的过程之中可能会发生一些设计人员无法预料的缺漏，也在一定程度上减少了施工单位与设计人员之间相互沟通交流所需要往返而耗费的时间。

（1）增强设计品质。采用Unity3D等虚拟现实技术对设计人员所涉及的古典园林进行实际体验，一方面有利于其发现空间、尺度和材料等方面的不足，从而有利于对园林的设计方案进行及时修改，另一方面还有利于公众对古典园林的设计进行及时了解，从而提供一些具有实际性的可操作性的建议，便于园林设计的优化。

3 总结

随着我国虚拟现实技术的不断发展，其在我国古典园林设计之中的应用愈发普遍。而虚拟现实技术例如Unity3D等软件对于园林设计的重要性也不断增强。然而，目前我国在虚拟现实技术方面的研究仍然较为浅薄，只有不断应用，不断改进，才能促使该技术得到不断发展，使园林景观的设计也愈发具有魅力，使我国园林设计水平不断提高进步。

参考文献：

[1]叶敏青，张雷，彦华.园林景观设计中虚拟现实技术的应用[A].工程三维模型与虚拟现实表现――第二届工程建设计算机应用创新论坛文集[C].2009.

[2]郭蕊，杨立新，侯阳.虚拟现实技术在园林设计中的应用研究[J].沈阳农业大学学报（社会科学版），2009，11.

作者简介：戴茜（1990-），女，山西人，研究生在读，研究方向：景观与动画技术。

作者单位：北京林业大学，北京 100083