虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在園林景觀設(shè)計(jì)的應(yīng)用

時(shí)間:2022-08-30 09:25:19

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虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在園林景觀設(shè)計(jì)的應(yīng)用

摘要:虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與高職課程融合是當(dāng)下職業(yè)教育改革的熱點(diǎn),“風(fēng)景園林設(shè)計(jì)”是高職園林設(shè)計(jì)專業(yè)核心課程。文章認(rèn)為,將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)融入“園林景觀設(shè)計(jì)”課程有助于推進(jìn)課程改革,實(shí)現(xiàn)學(xué)生實(shí)踐環(huán)節(jié)與知識(shí)理論之間的互補(bǔ),提升專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞:虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù);園林景觀設(shè)計(jì);教學(xué);

BIM技術(shù)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與職業(yè)教育結(jié)合是大數(shù)據(jù)時(shí)展的必然趨勢(shì)。“園林景觀設(shè)計(jì)”課程是建筑設(shè)計(jì)專業(yè)的核心課程,是培養(yǎng)學(xué)生園林景觀設(shè)計(jì)思維、提升學(xué)生完成園林景觀設(shè)計(jì)能力的基礎(chǔ)課程。由于“園林景觀設(shè)計(jì)”課程具有復(fù)雜的專業(yè)知識(shí)和較強(qiáng)的實(shí)踐技能要求,傳統(tǒng)的教學(xué)模式難以滿足現(xiàn)代園林景觀設(shè)計(jì)人才培養(yǎng)要求。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是一種具有沉浸式的虛擬化交互環(huán)境技術(shù),因此構(gòu)建基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的“園林景觀設(shè)計(jì)”課程教學(xué)體系是培養(yǎng)新時(shí)代園林設(shè)計(jì)人才的關(guān)鍵。

1虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的概述

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)(VR)是以計(jì)算機(jī)技術(shù)為核心的現(xiàn)代技術(shù),是一種模擬體驗(yàn)虛擬世界的交互式仿真系統(tǒng),通過(guò)創(chuàng)建虛擬世界,利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)構(gòu)建的交互式三維環(huán)境,可以給參與者以視覺(jué)觸覺(jué)和聽覺(jué)的真實(shí)性體驗(yàn)感,以此滿足參與者的真實(shí)感受需求[1]。其具有以下特點(diǎn):(1)沉浸性(Immersion),用戶完全置于虛擬世界,創(chuàng)建與虛擬世界中對(duì)象相似的存在感;(2)構(gòu)想性(Imagination),其主要是用戶在虛擬環(huán)境中獲得各種信息,并與系統(tǒng)中的行為進(jìn)行聯(lián)系,進(jìn)行相應(yīng)的判斷與推理。(3)交互性(Interaction),交互性是模擬的虛擬環(huán)境可以與人的行為進(jìn)行同步且有規(guī)律地預(yù)測(cè)計(jì)算,以此使人與虛擬空間產(chǎn)生同步交互。隨著大數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展,虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)日益成熟。

2虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在“園林景觀設(shè)計(jì)”中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的特征,將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用到“園林景觀設(shè)計(jì)”中具有巨大的優(yōu)勢(shì):(1)應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能夠解決傳統(tǒng)過(guò)度重視理論教學(xué)、忽視實(shí)踐教學(xué)的弊端,為校企合作搭建平臺(tái)。忽視實(shí)踐教學(xué)難以培養(yǎng)出高素質(zhì)的園林景觀設(shè)計(jì)人才,虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用則可以有效地促進(jìn)課堂教學(xué)的實(shí)效性,為校企合作構(gòu)建良好的契機(jī)平臺(tái)。例如在園林景觀“采集元素”知識(shí)點(diǎn)學(xué)習(xí)時(shí),通過(guò)運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以讓學(xué)生在三維環(huán)境中完成虛擬設(shè)計(jì),保障設(shè)計(jì)方案評(píng)價(jià)的實(shí)效性和可行性,實(shí)現(xiàn)了知識(shí)獲取、課堂訓(xùn)練、實(shí)踐訓(xùn)練的統(tǒng)一,有效地提高了教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效率。(2)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能夠豐富課堂教學(xué)內(nèi)容,優(yōu)化資源配置。長(zhǎng)期以來(lái)高職“園林景觀設(shè)計(jì)”課程教學(xué)中存在教學(xué)內(nèi)容單一,缺乏與企業(yè)實(shí)際項(xiàng)目結(jié)合的問(wèn)題。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)不僅可以將園林盡管設(shè)計(jì)中的優(yōu)秀案例引入到課堂教學(xué)中,而且還可以結(jié)合學(xué)生的實(shí)際學(xué)情,為學(xué)生構(gòu)建相應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容,以此達(dá)到精準(zhǔn)教學(xué)的目的。(3)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)有助于培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計(jì)能力,樹立發(fā)散性思維意識(shí)。園林景觀設(shè)計(jì)崗位不僅要求學(xué)生具有扎實(shí)的理論知識(shí),而且還必須具有創(chuàng)新精神和發(fā)散性思維,只有這樣才能適應(yīng)園林設(shè)計(jì)企業(yè)的要求。傳統(tǒng)的課堂教學(xué)模式基于條件的限制,學(xué)生無(wú)法實(shí)地進(jìn)行勘察,導(dǎo)致園林設(shè)計(jì)方案憑空想象,不利于學(xué)生設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)為學(xué)生搭建了虛擬仿真環(huán)境,通過(guò)構(gòu)建與真實(shí)設(shè)計(jì)方案相匹配的顏色、材質(zhì)、結(jié)構(gòu)等元素,通過(guò)交融互動(dòng)提高學(xué)生對(duì)空間和尺度的認(rèn)知,從而提高學(xué)生的的設(shè)計(jì)能力。(4)利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù),充分發(fā)揮多媒體技術(shù)優(yōu)勢(shì),采用現(xiàn)場(chǎng)示范引導(dǎo)、案例講解的方式幫助學(xué)生明白與掌握設(shè)計(jì)要求、VR技術(shù)的應(yīng)用方法。這調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,從而為培養(yǎng)具有實(shí)踐能力、創(chuàng)新思維的新時(shí)期設(shè)計(jì)人才提供了有力的保障[2]。

3虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在“園林景觀設(shè)計(jì)”中的實(shí)踐應(yīng)用

“園林景觀設(shè)計(jì)”課程所涵蓋的內(nèi)容比較豐富,傳統(tǒng)的教學(xué)模式難以體現(xiàn)出園林景觀設(shè)計(jì)的實(shí)踐能力培養(yǎng)。基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展,將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用到“園林景觀設(shè)計(jì)”課程中能夠?yàn)閷W(xué)生營(yíng)造出虛擬的真實(shí)空間環(huán)境,有效提高實(shí)踐教學(xué)的效果。結(jié)合多年實(shí)踐工作經(jīng)驗(yàn),虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)(VR)在“園林景觀設(shè)計(jì)”課程教學(xué)中的應(yīng)用實(shí)踐表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面。

3.1搭建三維模型,豐富課堂教學(xué)模式

傳統(tǒng)的“園林景觀設(shè)計(jì)”課堂教學(xué),二維空間的教學(xué)案例大部分采取圖片、視頻等方式展現(xiàn),此種模式難以滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)需求,尤其是枯燥的授課模式難以激發(fā)學(xué)生參與課堂的積極性,不利于培養(yǎng)學(xué)生的園林景觀設(shè)計(jì)思維能力。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)(VR)則可以為課堂教學(xué)構(gòu)建三維模型的授課模式,突破傳統(tǒng)課堂的時(shí)間、地域限制,這樣學(xué)生可以通過(guò)三維模型更加直觀地了解到優(yōu)秀園林景觀設(shè)計(jì)的方案,體會(huì)新時(shí)代設(shè)計(jì)理念。最為重要的是通過(guò)三維模型,教師可以設(shè)計(jì)模塊化教學(xué),按照學(xué)生的學(xué)情自主切換教學(xué)主題,以此增強(qiáng)學(xué)生的交互體驗(yàn)感,提升學(xué)生參與課堂的積極性。

3.2豐富教學(xué)手段,提高課堂實(shí)效

虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備種類比較多,例如頭戴式虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備、手持式虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備等。將虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備應(yīng)用到“園林景觀設(shè)計(jì)”課程中能夠有效提高課堂教學(xué)的實(shí)效性。以頭戴式虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備為例,頭戴式虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備主要包括數(shù)據(jù)手套、頭戴式顯示器、位置跟蹤裝置以及相關(guān)的配套設(shè)備等。在課堂教學(xué)中,學(xué)生通過(guò)佩戴頭盔設(shè)備來(lái)獲得虛擬現(xiàn)實(shí)體驗(yàn),從而使其能夠置身于虛擬環(huán)境中進(jìn)行學(xué)習(xí),并從學(xué)習(xí)過(guò)程中獲得由虛擬環(huán)境所提供的沉浸式體驗(yàn)。例如傳統(tǒng)的課堂教學(xué)主要采取的“黑板+粉筆”授課方式,雖然也在突出多媒體設(shè)備的應(yīng)用,但是學(xué)生的參與性并不高。而通過(guò)頭戴式虛擬設(shè)備則可以為學(xué)生構(gòu)建參與課堂的工具,讓學(xué)生在理論學(xué)習(xí)的過(guò)程中獲得虛擬仿真的園林設(shè)計(jì)過(guò)程。

3.3構(gòu)建虛擬仿真實(shí)訓(xùn)平臺(tái),開展實(shí)踐教學(xué)

“園林景觀設(shè)計(jì)”課程是一門實(shí)踐性較強(qiáng)的課程,課堂教學(xué)雖然能夠有效地開展理論教學(xué),但是在涉及實(shí)踐設(shè)計(jì)技能方面的教學(xué)上,存在理論與實(shí)踐結(jié)合性不強(qiáng)的問(wèn)題。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)則可以為學(xué)生創(chuàng)建虛擬的仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng),學(xué)生可以在虛擬的仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)中按照“生態(tài)理念”的概念開展園林景觀的設(shè)計(jì)。實(shí)踐教學(xué)是園林景觀設(shè)計(jì)專業(yè)的教學(xué)的重要組成方式,是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力的重要途徑。受限于實(shí)踐基地等因素的制約,高職學(xué)生難以獲得足夠的實(shí)踐訓(xùn)練機(jī)會(huì)。而虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)則可以通過(guò)構(gòu)建虛擬的環(huán)境,讓學(xué)生通過(guò)操作虛擬系統(tǒng)設(shè)計(jì)虛擬的園林景觀方案,這樣能夠有效彌補(bǔ)實(shí)踐操作平臺(tái)匱乏所導(dǎo)致的學(xué)生實(shí)踐能力不足的問(wèn)題。例如在模擬園林栽培和修剪操作上,學(xué)生可以通過(guò)虛擬仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)進(jìn)入“現(xiàn)場(chǎng)分析”模塊中,對(duì)項(xiàng)目可行性進(jìn)行分析,從地形、樹木、河流、建筑等方面了解項(xiàng)目的現(xiàn)狀條件,從而讓學(xué)生對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行前期的科學(xué)分析[3]。

3.4優(yōu)化作業(yè)成果展示,實(shí)現(xiàn)在線反饋

傳統(tǒng)的園林景觀設(shè)計(jì)教學(xué)作業(yè)主要是教師按照課堂知識(shí)對(duì)學(xué)生布置相應(yīng)的設(shè)計(jì)方案。學(xué)生完成作業(yè)的方式主要是圖紙和PPT等方式,無(wú)論是從設(shè)計(jì)方案還是在設(shè)計(jì)理念上都與實(shí)踐崗位要求存在較大的差距。園林景觀設(shè)計(jì)和VR相結(jié)合的新媒體技術(shù),在展現(xiàn)園林設(shè)計(jì)的立體效果和布置中,學(xué)生能親眼看見(jiàn)自己設(shè)計(jì)的內(nèi)容真實(shí)呈現(xiàn)在眼前,能讓平面化的設(shè)計(jì)立體化、逼真化、生動(dòng)化,可以增強(qiáng)學(xué)生空間思維能力,培養(yǎng)興趣,此外在VR中觀察自己的設(shè)計(jì)是否合理,學(xué)生通過(guò)動(dòng)手操作,直觀地看出自己的設(shè)計(jì)存在哪些不足之處,提高課堂學(xué)習(xí)效率,增加學(xué)習(xí)興趣[4]。

3.5推進(jìn)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在“園林景觀設(shè)計(jì)”中應(yīng)用的對(duì)策

為了促進(jìn)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在“園林景觀設(shè)計(jì)”課程中的應(yīng)用,高職院校要采取以下保障措施:一是提高教師的專業(yè)技能,尤其是樹立以學(xué)生為本的教學(xué)理念。實(shí)踐證明無(wú)論采取何種教學(xué)方法,教師必須要樹立以學(xué)生為本的教學(xué)理念,只有這樣才能將課堂歸還學(xué)生,才能發(fā)揮學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性。當(dāng)然,教師在樹立“以學(xué)生為本”理念后,教師還要加強(qiáng)對(duì)VR技術(shù)的操作技能培養(yǎng),能夠按照相應(yīng)的課堂教學(xué)內(nèi)容選擇相應(yīng)的VR軟件系統(tǒng)及操作VR技術(shù)的能力;二是加強(qiáng)基礎(chǔ)配套設(shè)施建設(shè),構(gòu)建與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)相適應(yīng)的軟硬件設(shè)施。將VR技術(shù)融入“園林景觀設(shè)計(jì)”中關(guān)鍵就是要構(gòu)建與VR軟件運(yùn)行相適應(yīng)的環(huán)境,尤其是要引入5G網(wǎng)絡(luò),為學(xué)生提供穩(wěn)定的虛擬仿真實(shí)訓(xùn)網(wǎng)絡(luò)。例如基于肺炎疫情的影響,高職院校需要實(shí)施在線教學(xué)模式,為了更加突出VR系統(tǒng)優(yōu)勢(shì),要求高職院校既要選擇性能穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái),也要發(fā)揮VR技術(shù)的優(yōu)勢(shì),實(shí)現(xiàn)線上+線下的授課模式;三是提高學(xué)生的精準(zhǔn)化培養(yǎng),增強(qiáng)學(xué)生操作VR的技能。根據(jù)調(diào)查,在“園林景觀設(shè)計(jì)”課程教學(xué)中,學(xué)生在利用VR技術(shù)時(shí)存在運(yùn)用方法不正確或者過(guò)度依賴于VR技術(shù)的現(xiàn)象。為此,高職院校一方面要加強(qiáng)對(duì)VR技術(shù)的宣傳,讓學(xué)生掌握正確操作VR技術(shù)的技能。另一方面要合理利用VR,做到邊學(xué)邊做。綜上所述,隨著大數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展,虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)有效解決了“園林景觀設(shè)計(jì)”課程理論教學(xué)與實(shí)踐操作相脫節(jié)的問(wèn)題,推動(dòng)了課程改革的進(jìn)程。因此,基于新時(shí)代園林景觀設(shè)計(jì)人才的要求,高職院校要借助虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的沉浸性和交互性構(gòu)建完善的課程體系,以此培養(yǎng)高素質(zhì)的園林景觀設(shè)計(jì)人才。

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作者:曹洋 杜麗敏 單位:哈爾濱職業(yè)技術(shù)學(xué)院