◇王伟赫

一、虚拟现实技术概述

虚拟现实技术，即VR 技术，是一种运用计算机仿真系统创建多源信息融合的交互式三维动态实景以及动作仿真的技术，可以给使用者提供沉浸式、多感知性、交互性的互动体验。当前，虚拟现实技术已被广泛应用于许多领域，且人们正在不断探索虚拟现实技术在更多产业中的应用方法。

环境艺术设计师在应用虚拟现实技术后，能更好地利用信息，还能够以立体的形式为客户展示图景。然而，当下我国环境艺术设计领域对虚拟现实技术的应用仍处于起始阶段，未来还需充分结合实际国情及社会公众需求，进一步探索使虚拟现实技术的优势在环境艺术设计中得以淋漓尽致发挥的方法[1]。

二、环境艺术设计中虚拟现实技术的应用优势

（一） 良好的交互性

在环境艺术设计中应用虚拟现实技术，可确保其成果更加形象化、全面化。利用数字技术，能够实现多种环境设计内容数据的传输，也可实现各种信息的接收、认知、反馈。虚拟现实技术所构建的环境，已经朝着更加真实化的方向发展，能够激发用户的各类感官感受，使其获得更沉浸的交互体验。例如，在虚拟空间之中，用户可接触其中的各种物品，且能够真实感受到物品的重量，同时，物品可随着用户的移动而移动。

（二） 提升艺术效果

在环境艺术设计中应用虚拟现实技术，会应用到Flash、3D 虚拟建模、全景图片等技术，可将设计成果高清展示给客户，让设计作品更加接近真实场景且具备充足的艺术性。客户可通过进入虚拟空间观察图像，实现对设计成果全方位的了解，同时深层次掌握不同设计成果形成过程中所应用的工艺、材料、设计理念。

（三） 提高设计效率

在环境艺术设计中应用虚拟现实技术，有利于转变传统设计方式，解决传统方式下的各种复杂问题。比如，设计人员可以摒弃传统模型或沙盘，不但节约了设计时间，而且可有效控制设计成本，基于数字化、多媒体模式实现虚拟设计项目的展示。对于客户来说，仅需登入虚拟现实平台，即可观看环境设计模型，且可以从多角度充分观察设计作品的效果，从而进行反馈与互动，进而全面提升设计效率。

（四） 基于多感知性创造身临其境效果

在应用虚拟现实技术时，会存在一系列齐全的感官装置，如面向用户的视觉装置、听觉装置、力觉装置，乃至触觉感知装置、动觉感知装置。在此情况下，客户进入虚拟空间观赏环境艺术设计作品，能够身临其境般感受最终设计效果，基于多感知性提升客户的体验感[2]。

三、环境艺术设计中虚拟现实技术的应用策略

（一） 基于虚拟现实技术增强感官体验

设计人员在环境艺术设计的各个阶段都会遇到一系列由于现实条件不足产生的限制，如设计过程中资金、场地缺乏等。各种限制性因素都会阻碍环境艺术设计成效的发挥。为此，可基于虚拟现实技术，结合环境艺术设计项目的具体要求、现实情况及各种信息数据布置虚拟场景，有效解决场地缺乏、资金缺乏的问题，突破传统环境艺术设计工作的桎梏，创造出优秀作品。

基于虚拟现实技术增强环境艺术设计感官体验，要经过以下几个阶段。首先，设计环境模型，以模型为基础进行3D 场景的设计，以为客户提供真实体验。其次，开展物理模型构建研究，即根据已经完成的几何模型，确认结构、材质，同时调整设计环境中的各类影像因素。再次，利用虚拟现实技术设计模拟城市、社区、公园等。随后，环境艺术设计师对这些内容进行数字化处理，以形成设计对象的基本模型。最后，结合设计的实际状况，例如环境中的建筑物数量、植被类型与面积、道路设计，以三维形式展现建筑物的门窗、植被形象以及交通路标等各项要素，充分体现出环境艺术设计成果的美学特征，为整体设计注入更加精准、直观的技术设计内涵。最终，用户可在虚拟世界详细观察基于虚拟现实技术形成的环境艺术设计作品的各个细节，并在对某一细节有特殊要求的情况下，将其及时反馈给设计人员。设计人员可以利用计算机进入虚拟世界进行设计作品的完善[3]。

（二） 利用虚拟现实技术突破时间与空间限制

相较于其他数字技术，虚拟现实技术的超时间、超空间特征更加明显，故将虚拟现实技术应用于环境设计领域，可突破传统环境艺术设计模式下时间、空间的限制。在传统设计环境中，设计人员在进行设计时，除了会受到资金、场地限制之外，还经常受到时空限制，导致设计工作频繁中断。应用虚拟现实技术展开设计工作，可逼真模拟任何场景，大至宇宙、天空，小到某一具体的动物、植物。以博物馆环境设计为例，在博物馆公共环境设计工作中，要充分考虑博物馆所承载的人类文化遗产、自然遗产，同时需注意博物馆的征集、典藏、陈列功能，且要向人们充分展示博物馆的教育功能、社会功能。因此，设计人员在开展博物馆环境艺术设计工作时，需要让博物馆的整个环境同时满足人性化、科技化、和谐化的要求。基于虚拟现实技术开展博物馆环境艺术设计，可以为博物馆环境设计成果带来更多活力[4]。在设计过程中，文物保护是需要充分考虑的因素，且是一个难点。例如，博物馆会陈列大量展品，而展柜空间存在一些不足，部分文物可能会被其他文物与展柜遮挡，从而难以向人们展示自己独特的形态，且会阻碍人们观看文物细节。对于这一问题，设计人员可基于虚拟现实技术加以解决。首先，基于信息化技术，将文物进行数据化处理，重点展示文物的外部特征细节；其次，为有效提升交互性，可在虚拟空间设置可供人们实际操作的功能，如文物局部的放大、缩小，文物的旋转，以及文物位置的挪动等，让用户能够从不同角度仔细观赏文物。在具体操作阶段，设计师可以将多媒体技术、人工智能技术、图像处理技术融为一体，并以提升设计成果真实性、有效性为目的准备数据手套等。随后，可以几何模型为基础，进行三维场景设计，以为用户建立真实体验的基础。完成三维场景设计后，设计人员可基于计算机软件构建环境场景物理模型，在明确不同几何模型结构、材质的基础上，充分考虑颜色、光影等相关因素，实现理想的环境效果。

此外，针对中华文化遗产的保护需求，可以采用虚拟现实技术、图形图像处理技术等，完成文物数字化、文物虚拟复原修复、数字博物馆、数字考古方面的科研项目。文物出土后，因自身材质及制造时间等因素，往往会出现褪色、剥落等问题。将虚拟现实技术应用于古建筑环境艺术设计期间，对于古建筑内的文物，可以基于文化遗产的记录数据、结合文物特点制定修复计划，有效提升文物记录状态的精确度。应用虚拟现实技术不仅可让环境艺术设计作品具有人性化、科技化及和谐化特点，还可使使用者、参观者产生身临其境之感。在具体操作阶段，首先，可基于三维激光扫描技术进行古建筑物三维空间信息的采集，生产点云数据。在标靶确定后，合理调整激光扫描仪，以确保其所处位置具有良好的视野、光线，避免上述参数过高或过低，从而对测量结果产生不利影响。其次，在文物上设置多个测量点，进一步减少文物结构复杂所造成的遮挡、遗漏问题。对于文物已经损坏的部位，可采取移动散件的形式，将其置于平整区域进行单独测量。最后，建立文物模型，基于已有点云数据进行建模，该环节具体流程为点云数据简化确定文物边界—Catia 文物建模—重构文物模型、零碎文物复原—模型拼接导入相关平台，基于虚拟现实技术实现文物的立体展示。

（三） 基于虚拟现实技术增强设计成果直观性

将虚拟现实技术应用于环境艺术设计的前提是制定科学、实用且合理的设计方案，如此才可确保技术价值的充分发挥。相较于传统艺术设计模式，运用虚拟现实技术可最大化发挥计算机软件优势，为用户提供包含视觉、听觉、触觉等多维度的感官体验，使用户能更加真实地提前体验环境艺术设计成果，加深用户对设计成果的印象。

以古典园林环境艺术设计为例，利用虚拟现实技术能使环境艺术设计工作更加简单，且有利于全面提升设计质量，缩短古典园林环境设计时间，同时提升设计成果的直观性。首先，可以利用Unity3D 技术对古典园林进行初步建模。设计人员要充分考虑古典园林的外部、内部环境特点，对其进行三维场景模拟。可以利用3ds MAX 技术与AutoCAD 技术，构建古典园林内植被、道路、建筑物、雕塑模型。其次，基于Photoshop 绘图技术，以古典园林中真实的自然环境条件为依据，整合树木、花草等植被，实现古典园林模型预置体的创造。设计人员可在不同视角下展示古典园林环境设计效果。在场景驱动阶段，利用相关技术进行作品渲染，便于设计人员从不同角度、方位进行古典园林设计要点的分析与观察。最后，基于虚拟现实技术，选择能使环境受到有效氛围烘托的设计方案，进一步增加设计成果的形态元素气息、艺术气息，达到动画或效果图难以达到的效果。在具体设计阶段，可在配景中增加动物、植物、天气等一系列事物与场景，让园林设计成果更加人性化、多样化，最终使设计方案更有成效。

（四） 利用虚拟现实技术规避潜在设计风险

从环境艺术设计的角度出发，设计人员在进行设计的过程中，难免会遇见一系列不可预见的事情，其中包含很多风险因素。设计人员在虚拟平台上进行模拟、展示等全过程的操作，可以有效规避设计中的潜在风险。同时，环境设计成果中往往也包含大量风险因素，在环境设计中运用虚拟现实技术，可以实现设计成果的数字化展示，促使设计人员、工程建设人员通过模型发现其存在的潜在安全风险，便于设计人员进行调整，最大化降低相关安全事故的发生概率。

与此同时，虚拟现实技术可实现环境艺术设计阶段成本的节约，在预算控制上有显著的优势。在环境艺术设计项目实际预算中，基于虚拟现实技术，可确保设计人员对环境结构、材料的设计更加精确，有效减少预算阶段因设计出错而产生的不必要成本。

四、虚拟现实技术的发展前景

自从20 世纪90 年代我国开始研究虚拟现实技术，该项技术获得了快速发展，并被逐渐应用到各个产业中，且在应用者的不断尝试下，已经获得了丰富的应用成果与实践经验。当下，虚拟现实技术已被广泛应用到设计领域中，为各行各业的设计人员带来较大便利。运用虚拟现实技术，可实现设计作品内涵的有效表达，同时可有效减少信息传递阶段出现的差错，极大程度上提升环境艺术设计水平，改变传统环境艺术设计理念，高度匹配社会快速发展的趋势。然而，并非所有人都对新兴事物持认可态度，且新事物在应用的过程中必然会出现一些问题。当下，虚拟现实技术在环境艺术设计领域中的应用并不完善，未来如何更好地应用，还需要相关人员进行深入的研究。笔者认为，未来在环境艺术设计领域应用虚拟现实技术，第一要考虑如何让更多环境设计人员接受、掌握该项技术，第二要考虑如何在环境艺术设计领域实现虚拟现实技术的有效推广。总而言之，虚拟现实技术在环境艺术设计中的应用有着其他技术无法比拟的优越性，相关人员应加强对虚拟现实技术的学习、探索，有效发挥其在环境艺术设计中的优势，从而创作出更加优质的艺术作品。

五、结语

将虚拟现实技术应用于环境艺术设计，可有效突破传统设计模式的诸多制约，让环境艺术设计人员从多个视角更加直观地进行原本抽象的设计工作。笔者对环境艺术设计中虚拟现实技术的应用策略展开了研究，以促使更多人充分了解虚拟现实技术应用于环境艺术设计的优势，并促使我国环境艺术设计人员更好地了解与掌握该项技术。笔者认为，未来虚拟现实技术将会在环境艺术设计领域得到普及，推动我国环境艺术设计进入全新阶段，为公众提供更加优秀的设计成果。