發布時間：2022-05-14所屬分類：計算機職稱論文瀏覽：1次
摘 要： 內容摘要：虛擬現實技術與環境藝術設計的結合，是傳統設計的延伸與突破，其多感知性、預算的精準性、互動性極大提升了環境藝術設計的空間。文章在分析VR技術融入環境藝術設計的重要性基礎上，對設計中 VR技術的實際應用進行分析，以期為虛擬現實技術與環境藝術設計深度
內容摘要：虛擬現實技術與環境藝術設計的結合，是傳統設計的延伸與突破，其多感知性、預算的精準性、互動性極大提升了環境藝術設計的空間。文章在分析VR技術融入環境藝術設計的重要性基礎上，對設計中 VR技術的實際應用進行分析，以期為虛擬現實技術與環境藝術設計深度融合進行鋪墊。
關鍵詞：虛擬現實技術 環境藝術設計 應用
虛擬現實技術，又被稱為VR技術，它是基于網絡信息技術、多媒體技術、建筑動畫技術等逐漸發展而來。從某種角度來講，虛擬現實技術所具有的優勢比任何一種專業化的信息技術更加突出。因此，虛擬現實技術被逐漸應用到各種領域之中，在環境藝術設計中的應用成為廣大學者所關注的焦點。隨著社會經濟的快速發展，人們對環境藝術設計提出了更高的要求，意味著傳統的設計理念將無法滿足當下的需求。而虛擬現實技術的融入則能夠對環境藝術設計進行全面改善，不僅能夠彌補傳統設計存在的不足，而且能夠推動環境藝術設計朝著更好的方向發展。因此，研究虛擬現實技術在環境藝術設計中的應用具有一定的現實意義。
一、虛擬現實技術的概念以及重要性
(一)虛擬現實技術的概念
虛擬現實技術(VR技術)作為一種虛擬現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。整體虛擬現實系統包括現實設備、計算機、交互設備、跟蹤設備、擬音設備等眾多硬件設施，以此為基礎構建對象控制、視覺仿真、動態三維聲音等軟件系統，同時還涉及信息科學、認知科學、心理學等眾多領域。因此，虛擬現實技術的專業性極強。通過對該技術的應用，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�，F階段，虛擬現實技術在環境藝術設計中的應用，成為學術界的研究熱點[1]。
(二)虛擬現實技術在環境藝術設計中的重要性
1.有利于提升多感知性
從傳統的環境藝術設計來看，很多設計師都希望能夠在自己的設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。然而因為相關技術的限制，傳統設計往往無法將多感知性體現出來。在三維建模技術快速發展的趨勢下，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無法滿足現代人的需求。而虛擬現實技術則能夠改善這個情況，以技術為支撐將客戶引領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)。通過虛擬現實技術，讓人能夠借助視覺、聽覺、觸覺等感官系統獲得更多刺激體驗，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
虛擬現實技術不僅能夠讓環境藝術設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。環境藝術設計師嚴格按照客戶的需求對作品進行設計，根據工程的具體實際情況，對不同施工環節進行細化，如需要什么材料、機械設備、工藝技術等。在確定相關因素之后，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，這樣才能保證設計效果。
3.有利于提升互動性
虛擬現實技術在環境藝術設計中應用，讓環境藝術設計作品擁有更加獨特的魅力。借助虛擬現實技術能夠將未來的環境工程方案直觀、真實地呈現給客戶，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，并讓設計師按照其意愿進行設計。通過對環境方案各個細節進行展示，并將各個細節聯系起來，確保客戶能夠經歷從成品到細節，再從細節到成品的過程。從客戶的角度而言，虛擬現實技術一定程度上還提升了他們的話語權，相比傳統設計，虛擬現實能夠更加直觀地呈現。例如，哪一個環節有問題，客戶可以及時反映，而設計師也能夠更好地理解客戶的意愿，從而對環境方案進行修改。因此，虛擬現實技術所帶來的信息交互性，目前是傳統配景的環境設計方案所無法達到的[3]。
二、環境藝術設計中虛擬現實技術的實際應用分析
(一)完善環境藝術設計，強化感官體驗
現階段，環境藝術設計師在進行實際設計的過程中，經常會遇到現實條件限制的問題。例如，現場場地的缺乏、資金的限制等方面，其中任何一個限制因素的存在，都將可能影響到環境藝術設計的成效。因此，可通過虛擬現實技術結合設計要求、現實情況以及信息數據等，布設虛擬場景，一方面能夠解決現場場地缺乏的問題;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環境藝術設計的不足，從而設計出更加優秀的作品。
例如，在對城市建筑環境進行設計的過程中，虛擬現實技術強悍的表現力是其他技術無法比擬的，它能夠將人工智能技術、多媒體技術、計算機圖形編輯技術等功能集于一身，從而為人們呈現出一個虛擬的現實世界，其工作效率也將獲得更大的提升。關于城市建筑環境藝術設計的虛擬現實技術，其硬件系統要求較高，除了基本的計算機鍵盤、鼠標之外，還需要準備數據手套、手柄以及方向盤反饋器等，目的是讓虛擬現實系統更加具有真實性與操作性，這樣能夠為客戶體驗虛擬現實環境奠定堅實的基礎。對于軟件系統而言，城市建筑環境所采用的虛擬現實技術需要構建三個部分：第一，以幾何模型為基礎，設計三維場景，這是給予用戶真實體驗的基礎;第二，構建物理模型，目的是對幾何模型的結構材質進行明確，并對相關影響因素，如光照因素、顏色因素等進行調整;第三，構建行為模型，目的是對物體的運動以及行為進行描述(圖2)。
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具體設計方案，借助虛擬現實技術先構建一座模型城市，然后再進行虛擬設計。在設計過程中，環境藝術設計師需要對城市的地圖進行數字化處理，這樣能夠成功建立一個基本模型。隨后，結合現實的情況，如建筑物的數量、位置等因素，對每一棟建筑物做好三維安排。在虛擬現實技術的支持下，完全可以將每一棟建筑物的門框、窗框等方面精心體現出來，有利于將一座城市以及建筑物的美學特征充分體現出來，進而為整體設計提供更加直觀、精準的技術設計。這樣設計出來的城市建筑環境，用戶可以通過相關操作觀察各個細節。如果對于某個細節有特殊要求，則可以及時反饋給設計師，而設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，虛擬現實技術是一種超空間、超時間的先進技術，因此，將其應用到環境藝術設計之中，可以突破時間與空間上的限制。借助虛擬現實技術，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進行模擬。
例如，對博物館環境進行設計。博物館是一個對公眾開放的非營利性服務機構，因此，對博物館公共環境進行設計有著極為重要的現實意義。博物館肩負著對人類文化遺產、自然遺產等實物進行征集、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揮。因此，博物館環境設計要讓整個環境具有科學化、人性化、和諧化，將虛擬現實技術應用到博物館環境設計之中，將能夠為博物館的發展增添更多新的活力。
在設計過程中，需要考慮到文物保護的角度，這是整個設計的難點，而且虛擬現實技術的應用也有難度。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可能會被展柜所遮擋，無法將文物的形象有效呈現出來，而前來參觀的人也無法看到展品的細節。對于這個問題，可通過虛擬現實技術進行改善，通過相關技術將文物數據化，重點是將文物的外部特征的細節最大化展示出來。同時，為了能夠提升交互性，在軟件系統之中增設可供觀眾實際操作的功能，如對文物進行放大、旋轉、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，如果要從內部進行展示，首要考慮的是如何保護。因此，傳統的設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光線的不足，游客難以看清建筑內部陳設的細節。對此，可借助虛擬現實技術對古建筑內部的所有陳設以及建筑物的原貌進行虛擬設計，并零距離展示給觀眾，能夠滿足人們對古建筑以及陳設物品的探索欲望。
基于文化內涵展示的需求來看，借助虛擬現實技術能夠將文物古跡背后的宗教文化、歷史背景、傳統制造工藝等充分展示給觀眾。具體需要將文化內涵進行形象、具體的設計，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。
文化虛擬修復技術主要是對文物以及相關信息資料進行保護。因為時間、材質等因素，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。通過虛擬現實技術能夠對各類文化遺產進行數字化記錄，并根據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實狀態的精確度。
虛擬現實技術在博物館環境藝術設計中的應用，能夠突破空間與時間的限制，一方面，讓博物館整個環境在功能方面體現出科學性、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，有利于博物館的發展。
(三)更加直觀地展示環境藝術設計形象
在環境藝術設計中對虛擬現實技術的應用，需要制定科學、合理、實用的設計方案，這樣才能確保技術能夠發揮其真正價值。與傳統環境藝術設計相比，虛擬現實技術最大限度發揮了計算機軟件的優勢，從而打造一個極為真實的藝術設計環境，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環境藝術設計無法給予的體驗，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計內容的印象[6]。
以古典園林環境設計為例，隨著虛擬現實技術以及時代的不斷發展，古典園林設計與虛擬現實技術實現了充分結合，而且開始朝著三維空間的虛擬能力方面的應用不斷發展。與此同時，用戶對環境藝術設計，尤其是古典園林環境設計提出了更高的要求，因此，傳統的設計方式難以滿足現代需求。
從實踐來看，虛擬現實技術與古典園林環境的融合，能夠讓環境藝術設計更加簡化，并在效率與質量方面實現提升，有效將古典園林環境設計的周期縮短。比如Unity3D 技術，在進行初步建模時，要對古典園林的特點、內部環境、外部環境等方面進行分析，從而對古典園林設計的場景進行三維模擬，具體可以通過AutoCAD以及3DSMAX 等技術，對古典園林的園林小品、雕塑、房屋、道路等場景進行設計與構建。之后，借助Photoshop等繪圖技術與軟件，以古典園林所涉及到的自然環境條件為基礎，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。在進行場景實時驅動時，需要采用相關技術進一步渲染效果，目的是強化畫面的真實感，這樣也方便環境藝術設計師從不同的方位、角度去對園林的效果進行觀察與優化，進而對設計方面的不足進行及時調整。在交互方面，需要通過虛擬現實技術，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出更多特效，實現用戶對古典園林設計方案的零距離感受，同時也可以及時反饋細節上的不足，有利于設計師對方案進行完善。
(四)有效防止環境藝術設計存在的潛在風險
對于實際環境藝術設計而言，整個過程會有一些不可預見的因素發生并引發一些危險情況，為了保障人的生命財產安全，所以不會讓設計師去進行親身體驗。此時，通過虛擬現實技術可以讓設計人員自身實現身臨其境的設計，從而規避設計之中存在的潛在風險，也可以在虛擬現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境之中各種潛在的安全因素，并通過預先制定方案進行規避，可保障后續工作有序開展[7]。結語對虛擬現實技術的應用，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，為客戶所展現的作品太過于理想，最終難以實現，這也是目前虛擬現實技術實踐應用遇到的普遍問題。隨著虛擬現實技術的不斷發展，這些問題正在逐步解決與完善。虛擬現實技術融入環境藝術設計領域，必定能夠給予環境藝術嶄新的生命力。——論文作者;王榮軍
參考文獻：
[1]陳祉音.淺析環境藝術設計的發展研究[J].福建茶葉，2020(1)：71.
[2]張濤.環境藝術設計中應用計算機輔助設計的分析[J].軟件，2020(1)：263.
[3]劉富營，承杰.環境藝術設計中VR技術的應用研究[J].山東農業工程學院學報，2019(12)：17.
[4]高玉龍.環境藝術設計中虛擬現實技術的應用策略[J].山東農業工程學院學報，2018(12)：123.
[5]王蒙蒙.環境藝術設計中虛擬現實技術的應用[J].黑龍江科學，2019 (22)：134.
[6]胡鵬，楊浩.環境藝術設計中VR技術的應用研究[J].信息記錄材料， 2019(10)：77.
[7]常瑜欣.環境藝術設計中虛擬現實技術的應用探討[J].藝術與設計(理論)，2019(8)：54.
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