探析虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用價(jià)值

張騰 宋軍

摘? 要：虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)以其強(qiáng)大的沉浸式體驗(yàn)與實(shí)時(shí)交互手段為人們提供新的感官體驗(yàn)，在內(nèi)容上與同為改造環(huán)境為基礎(chǔ)的環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)有著極強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性與促進(jìn)意義。文章以虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)為出發(fā)點(diǎn)，探究虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)特征及其作用，并結(jié)合虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)對(duì)視覺(jué)環(huán)境的改變探析其在環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)領(lǐng)域中的應(yīng)用價(jià)值及推廣意義。

關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù);環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì);應(yīng)用價(jià)值

中圖分類號(hào)：TU238 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號(hào)：2095-2945（2020）35-0032-02

Abstract： With its powerful immersive experience and real-time interaction means， virtual reality technology provides people with new sensory experience， which has strong relevance and promotion significance to environmental art design， which is also based on transforming the environment. This paper takes virtual reality technology as the starting point， investigates the features of virtual reality technology and its functions， and analyzes its application value and popularization significance in the field of environmental art design in combination with the changes of virtual reality technology on visual environment.

Keywords： virtual reality technology; environmental art and design; application value

1 概述

伴隨著5G網(wǎng)絡(luò)的到來(lái)，更大的帶寬及更快的網(wǎng)絡(luò)刷新速率使得一些阻礙虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)發(fā)展的因素逐漸被攻克，這一技術(shù)產(chǎn)業(yè)近年來(lái)得到了長(zhǎng)足的發(fā)展。不論是生物醫(yī)療、航空航天、數(shù)字娛樂(lè)等方面虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域都十分廣泛。本文所研究的環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)即是該領(lǐng)域范疇內(nèi)虛擬現(xiàn)實(shí)的一項(xiàng)重要應(yīng)用解決方案，在環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)項(xiàng)目案例前期、中期、后期都有極強(qiáng)的助推作用，為設(shè)計(jì)服務(wù)提供突出便利。

2 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)及其特征

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)（英文名稱：Virtual Reality，縮寫(xiě)為VR）是一種多維化的信息空間處理技術(shù)，是將感性和理性認(rèn)知相結(jié)合的綜合環(huán)境承載技術(shù)。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，虛擬現(xiàn)實(shí)是一種依靠計(jì)算機(jī)處理進(jìn)行創(chuàng)作或改變的“新世界”。這個(gè)新世界看似真實(shí)，實(shí)則是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)通過(guò)人腦中的鏡像神經(jīng)系統(tǒng)經(jīng)由“想象”和“知覺(jué)”兩個(gè)過(guò)程，對(duì)人以往的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行模擬而創(chuàng)造的一個(gè)虛擬場(chǎng)景[1]，并通過(guò)外接傳感設(shè)備，將用戶操作數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)反饋以對(duì)虛擬環(huán)境做出交互改變。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)除上文提到的對(duì)環(huán)境的模擬仿真外還包括對(duì)用戶自身具備的視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)、味覺(jué)等一切用戶自身所具備的多方性感知，以及傳感設(shè)備所接收的人體自身行為動(dòng)作等模塊。也正是這虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的種種科技綜合，極大豐富其技術(shù)承載內(nèi)容及承載方式，對(duì)環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)等眾多領(lǐng)域提供了介入可能并為各類應(yīng)用領(lǐng)域帶來(lái)新的可選方案。對(duì)于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的研究，隨著新的虛擬現(xiàn)實(shí)硬件設(shè)備及內(nèi)容的不斷升級(jí)更新國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)其特征的界定也各不相同，但是總結(jié)來(lái)說(shuō)其特點(diǎn)不外乎如下三點(diǎn)：

2.1 沉浸式

虛擬現(xiàn)實(shí)沉浸式體驗(yàn)是其至關(guān)重要的技術(shù)特征，通過(guò)技術(shù)手段將用戶進(jìn)行場(chǎng)景置換，并營(yíng)造虛擬空間以增強(qiáng)用戶對(duì)產(chǎn)品的代入感。沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)一般采用頭盔、投影等手段，采用封閉空間的多角度場(chǎng)景顯示器進(jìn)行360度全景顯示，依靠視覺(jué)、聲音、甚至觸覺(jué)，根據(jù)特定視角進(jìn)行環(huán)境模擬，增強(qiáng)用戶對(duì)環(huán)境的體驗(yàn)感。

2.2 實(shí)時(shí)性

5G網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)時(shí)刷新速率做出更大程度的改變，更大的帶寬與網(wǎng)絡(luò)延遲速率的改善使得虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用更貼近人們的舒適感受，減少人們對(duì)于畫(huà)面延遲的眩暈感。這其中實(shí)時(shí)性就包括對(duì)實(shí)時(shí)畫(huà)面的刷新率、對(duì)交互設(shè)備的刷新率、對(duì)技術(shù)服務(wù)對(duì)象感官的刷新率。在環(huán)境設(shè)計(jì)領(lǐng)域最直接的應(yīng)用即是在方案的修訂與環(huán)境改變的應(yīng)用上，極速的實(shí)時(shí)刷新率將會(huì)大程度提高環(huán)境設(shè)計(jì)工作流程和效率，極大地提高環(huán)境虛擬體驗(yàn)。

2.3 交互感

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的“趣味”即體現(xiàn)在他的交互感上，依靠傳感設(shè)備對(duì)身體所發(fā)出的指令進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞，在接受設(shè)備及核心計(jì)算機(jī)環(huán)境控制中心的“大腦”終控的處理下，這些信號(hào)源轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)據(jù)庫(kù)對(duì)應(yīng)的程序命令進(jìn)行即時(shí)的效果反饋，隨之對(duì)輸出設(shè)備（目前成熟的設(shè)備多為視覺(jué)VR頭盔及手持應(yīng)用）進(jìn)行環(huán)境場(chǎng)景的交互。

3 虛擬現(xiàn)實(shí)與環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)的關(guān)聯(lián)性

環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)是集合生態(tài)學(xué)、園藝學(xué)、設(shè)計(jì)學(xué)、建筑學(xué)等領(lǐng)域的跨域整合創(chuàng)造的實(shí)用藝術(shù)，有著廣泛的涉及范圍，其以建筑室內(nèi)與室外之分，包括室內(nèi)與室外所有的空間元素與裝飾陳列的有機(jī)結(jié)合。環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)復(fù)雜而又龐大的系統(tǒng)性工程，他是建立在物理客觀事實(shí)上的科學(xué)性設(shè)計(jì)過(guò)程，是對(duì)環(huán)境的科學(xué)化改造。而這一點(diǎn)恰恰與虛擬現(xiàn)實(shí)有著極強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)同樣是在環(huán)境上“做文章”的科學(xué)改造過(guò)程。

在內(nèi)容上虛擬現(xiàn)實(shí)的環(huán)境改造建立在視覺(jué)的“轉(zhuǎn)換”，即以視覺(jué)及相關(guān)感知為出發(fā)點(diǎn)，對(duì)周圍環(huán)境進(jìn)行數(shù)據(jù)改造，模擬或創(chuàng)造與虛擬現(xiàn)實(shí)接收對(duì)象所對(duì)應(yīng)的三維空間元素。在內(nèi)容角度環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)同樣是對(duì)環(huán)境的改造過(guò)程，但是與虛擬現(xiàn)實(shí)的“環(huán)境”不同的是環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)是建立在現(xiàn)實(shí)空間中的物理改造，在合理規(guī)劃的基礎(chǔ)上迎合自然與人居環(huán)境相協(xié)調(diào)去改造自然及人造環(huán)境。

近年來(lái)，工業(yè)化對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響不斷加強(qiáng)，導(dǎo)致出現(xiàn)了一系列的環(huán)境問(wèn)題。環(huán)境藝術(shù)的虛擬化已成為當(dāng)代社會(huì)焦點(diǎn)現(xiàn)象。由于其靈活多樣的形式，多功能復(fù)合化特征以及更容易滿足上層階級(jí)的精神需求，在信息社會(huì)的語(yǔ)境下愈發(fā)顯示出獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，在信息社會(huì)人類環(huán)境的發(fā)展中已成為一個(gè)重要的方向。[2]這也恰恰說(shuō)明虛擬現(xiàn)實(shí)與環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)不可分割的關(guān)系，虛擬現(xiàn)實(shí)為環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)開(kāi)拓了滿足人居環(huán)境藝術(shù)與精神性需求的新途徑。

4 虛擬現(xiàn)實(shí)對(duì)環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)的作用

總的來(lái)說(shuō)，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)擁有高效率三維仿真、環(huán)境數(shù)字處理、大數(shù)據(jù)建立分析等得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)與環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)相輔相成，二者是手段與目標(biāo)的關(guān)系。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的出現(xiàn)極大程度的減少了環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)工作中的工作損耗、提高工作效率和成單率，解決了繁瑣的人工繪圖精準(zhǔn)度問(wèn)題與計(jì)算機(jī)粗糙的效果圖渲染力問(wèn)題。并對(duì)方案模擬提供有效場(chǎng)景，對(duì)環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)教育方式及工作方法產(chǎn)生重大變革。

4.1 專業(yè)教育方式及工作方法的創(chuàng)新變革

環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)專業(yè)從設(shè)計(jì)角度來(lái)看知識(shí)體系龐雜，設(shè)計(jì)師依靠前期調(diào)研數(shù)據(jù)、環(huán)境分析、風(fēng)格方案等要求進(jìn)行設(shè)計(jì)工作，還需要添加個(gè)人主觀靈感元素，并結(jié)合實(shí)際以達(dá)到各項(xiàng)事務(wù)協(xié)調(diào)統(tǒng)一，進(jìn)而展現(xiàn)出全局化的效果。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用極大的推進(jìn)該專業(yè)的數(shù)字化升級(jí)，通過(guò)數(shù)字模型三維化，設(shè)計(jì)師可以以第一人稱視角進(jìn)入環(huán)境空間，做到設(shè)計(jì)師與設(shè)計(jì)對(duì)象的合二為一。通過(guò)第一人稱視角，設(shè)計(jì)師可以充分的站在環(huán)境受用者角度去規(guī)劃，且各類數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)化為可視性二維、三維模型，增加了教學(xué)和工作的直觀感受。通過(guò)1：1的環(huán)境模擬空間，高仿真虛擬空間觸發(fā)專業(yè)學(xué)習(xí)或者設(shè)計(jì)工作者最敏感的主觀感知系統(tǒng)，使其主觀意識(shí)思維呈現(xiàn)出認(rèn)同感，進(jìn)而對(duì)環(huán)境空間體系深度解析增加其知識(shí)儲(chǔ)備。

此外，環(huán)境設(shè)計(jì)匯報(bào)階段從傳統(tǒng)的手繪圖紙到使用電腦制作效果圖演示過(guò)程中，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的引進(jìn)，可以通過(guò)硬件平臺(tái)和軟件平臺(tái)構(gòu)建一個(gè)仿真實(shí)的虛擬環(huán)境空間，加強(qiáng)對(duì)客戶視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)等感官刺激，使其高度集中和在思維活躍條件下加強(qiáng)對(duì)展示內(nèi)容的記憶。并且通過(guò)計(jì)算機(jī)算法可以現(xiàn)場(chǎng)對(duì)客戶要求進(jìn)行環(huán)境調(diào)整，以達(dá)到客戶最真實(shí)的體驗(yàn)狀態(tài)，提高工作效率減少時(shí)間成本、經(jīng)濟(jì)成本，避免因溝通及思維指向性不準(zhǔn)確而帶來(lái)的損失。

4.2 方案的預(yù)演對(duì)設(shè)計(jì)可行性的預(yù)先驗(yàn)證

建筑項(xiàng)目的安全性、綠色環(huán)保性、空間適應(yīng)性等問(wèn)題一直是環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)工作者在設(shè)計(jì)之初最先應(yīng)該考慮的實(shí)際性問(wèn)題，這也就體現(xiàn)出了環(huán)境設(shè)計(jì)實(shí)踐中的技術(shù)要求的特殊性，往往需要融合多學(xué)科知識(shí)體系來(lái)完成設(shè)計(jì)方案，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)的任何一個(gè)疏漏都將成為工程重大的事故隱患的因素。因此，在方案設(shè)計(jì)的過(guò)程中對(duì)方案未來(lái)可能發(fā)生的情況做出預(yù)先檢驗(yàn)就顯得至關(guān)重要。

虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)可以分為前端輸出模擬與后臺(tái)數(shù)據(jù)處理兩個(gè)主要部分，在計(jì)算機(jī)硬件、軟件的支撐下，完成虛擬仿真系統(tǒng)模型的架設(shè)。[3]通過(guò)后臺(tái)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析，對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行模擬，可以快速對(duì)近三十年空間因素進(jìn)行科學(xué)預(yù)測(cè)，融合多平臺(tái)數(shù)據(jù)模塊通過(guò)前臺(tái)模擬進(jìn)行視覺(jué)呈現(xiàn)。設(shè)計(jì)師可以以此檢查設(shè)計(jì)方案的可行性，并通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的集成和應(yīng)用相關(guān)技術(shù)，輸入各種信息資源，地理位置資源，媒體為核心系統(tǒng)儲(chǔ)備資源，以便隨時(shí)調(diào)用。

4.3 展示方式的交互輸出對(duì)實(shí)體項(xiàng)目建設(shè)的經(jīng)濟(jì)改觀

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)憑借上文提到的實(shí)時(shí)性、交互感、沉浸式的特點(diǎn)與環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)流程相結(jié)合，該技術(shù)優(yōu)勢(shì)得到了極大的體現(xiàn)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在多維計(jì)算機(jī)輔助的情況下可以實(shí)時(shí)的對(duì)環(huán)境調(diào)整要求做出改變，節(jié)約了因設(shè)計(jì)方案調(diào)整所帶來(lái)的時(shí)間和人力成本，大大縮減了實(shí)體項(xiàng)目中工程的實(shí)際周期。沉浸式的展示效果做到甲乙雙方的真實(shí)體驗(yàn)，極大程度改善傳統(tǒng)環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)項(xiàng)目展示效果及質(zhì)量，改善項(xiàng)目資源利用效率和成本輸出，從而對(duì)整體實(shí)體項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)做出改觀。

5 結(jié)束語(yǔ)

從國(guó)家“十三五規(guī)劃綱要”中提出推進(jìn)虛擬現(xiàn)實(shí)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)化可以看出，國(guó)家對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)業(yè)有著很大的信心和期望。而5G網(wǎng)絡(luò)的推廣，更大的帶寬及更小的網(wǎng)絡(luò)延遲速率使得一些阻礙虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)發(fā)展的因素逐漸被攻克，逼真的虛擬場(chǎng)景與電子信息科技的整合將會(huì)給人們帶來(lái)更優(yōu)質(zhì)的體驗(yàn)。新的技術(shù)在環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用，將會(huì)對(duì)環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)相關(guān)范疇?zhēng)?lái)更多的改觀，這不僅僅是彌補(bǔ)其全流程中的不足，更多的是對(duì)設(shè)計(jì)思維和工作效率的顛覆。

參考文獻(xiàn)：

[1]姚潔.沉浸式傳播中的身體感知[J].青年記者，2020（08）：43-44.

[2]王國(guó)彬.未來(lái)已來(lái)！——信息時(shí)代背景下的虛擬化人居環(huán)境設(shè)計(jì)探究[J].設(shè)計(jì)，2020，33（11）：112-114.

[3]王占君.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究[J].赤峰學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2015，31（24）：49-51.

[4]何博知.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究[J].大眾文藝，2012（07）：95-96.

[5]劉海龍，束開(kāi)榮.具身性與傳播研究的身體觀念——知覺(jué)現(xiàn)象學(xué)與認(rèn)知科學(xué)的視角[J].蘭州大學(xué)學(xué)報(bào)（社會(huì)科學(xué)版），2019，47（02）：80-89.

[6]李四達(dá).互動(dòng)裝置藝術(shù)的交互模式研究[J].藝術(shù)與設(shè)計(jì)（理論），

2011，2（08）：146-148.

[7]陳浩磊，鄒湘軍，陳燕，等.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的最新發(fā)展與展望[J].中國(guó)科技論文在線，2011，6（01）：1-5+14.