虚拟现实技术园林景观论文

摘要：针对传统室内设计在用户体验方面缺少沉浸感、交互性等问题，提出了一种基于虚拟现实技术的家居互动设计虚拟体验系统的实现方法，本方法围绕虚拟现实的基本特征，使用三维软件制作虚拟场景，使用Unity游戏引擎和基于物理渲染技术提高虚拟场景的逼真度，使用虚拟现实设备HTCVive为用户提供交互体验操作。下面是小编整理的《虚拟现实技术园林景观论文(精选3篇)》的相关内容，希望能给你带来帮助!

虚拟现实技术园林景观论文 篇1：

基于虚拟现实技术的园林景观设计研究

摘 要： 详细介绍虚拟现实技术的概念、分类及实现流程，并结合虚拟现实技术和园林景观设计的特点，分析虚拟现实技术在园林景观设计中的应用领域及应用现状，探讨虚拟现实技术未来的应用前景，为推动该技术在园林景观设计中的进一步开发应用提供帮助。

关键词： 虚拟现实技术；园林景观；应用前景

计算机技术的发展，帮助各个行业的新技术与新方法的出现。园林景观设计由于与计算机计算联系十分密切，设计过程中需要大量的计算机辅助设计，因此，伴随着计算机的更新，园林设计方法也获得了扩展。其中，虚拟现实技术就是随着计算机技术发展所兴起的一门综合性技术[1]。虽然目前该技术在园林设计中应用的还不普遍，但相信随着技术的越来越成熟，其应用范围必将越来越广泛[2]。

1 虚拟现实技术

1.1 虚拟现实技术的概念[3]

虚拟现实技术是一项综合集成技术，涉及的领域比较广泛，包括传感技术、人机交互技术、显示技术、人工智能、计算机图形（CG）技术等，是一种由计算机技术辅助生成的高技术模拟系统。从狭义的上讲，虚拟现实技术的涵义为：利用计算机生成逼真的三维视、听、嗅觉等感觉，使使用者通过一定的装置，轻松地对虚拟世界进行体验，并且两者能够自然的进行交互作用。使用者进行位置移动时，电脑可以利用辅助工具立即进行感应，并通过复杂的运算，将精确的3D世界影像传回到使用者眼前，使其产生临场感。从广义上讲，虚拟现实技术的概念为：泛指在功能意义或者是物理意义上存在于世界上的任何事物或环境，它可以是实际上能够实现的，也可以是实际上难以实现的或根本无法实现的，如赛伯空间等。

1.2 虚拟现实技术的构成及分类

虚拟现实技术由硬件技术和软件技术构成。其中计算机以及相关的设备等都属于硬件技术。当前在计算的输入输出硬件设备中，听觉和视觉设备研究相对较成熟，有关人类味觉、嗅觉以及力道大小的设备正在研制中。

虚拟现实技术依据其主要的技术特点可以分为两种类型：一类是三维模型虚拟方式；另一类是全景图虚拟方式。根据交互和浸入程度的不同可以分为以下四类：桌面式VR系统（窗口中的VR）、沉浸式VR系统、分布式VR系统和叠加式VR系统（又称增强现实系统）。在四类虚拟系统中，桌面式虚拟系统成本最低，不需要大型的处理器及服务器，仅利用个人计算机就可以产生三维虚拟的空间场景。

1.3 虚拟现实技术的设计流程

运用虚拟技术辅助园林景观设计的流程主要分三个步骤[4]，如图1所示。首先是绘制平面图，主要利用CAD等相关软件设计并绘制园林景观的平面布局。然后，基于绘制好的平面图，通过调查收集相关数据，构建虚拟场景模型。在场景模型中，包括多种小模型，如房屋模型、道路模型、水位模型等。在构建模型中，还要尽量多的收集相关图片，制作成纹理填图，以增加虚拟场景的效果。由于虚拟场景需要渲染，因此在场景构建中，不仅要达到效果上的要求，还要控制模型数据量。必要时需要对虚拟模型进行优化。最后，基于平台实现集成。经过多年的发展，目前虚拟现实技术的实现也派生出多种不同的方法，现在较为流行的有JAVA3D、CUTE3D、VRML、VRMAP、VRP等方法，不同方法都有各自的特点。其中，VRP和VRMAP是两款优秀的虚拟现实软件，应用较为普遍，在数字城市、遥感测绘、地质、石油化工等都有广泛的利用。

2 虚拟现实技术在园林景观设计中的应用现状

在国外，虚拟现实技术在景观设计中应用的时间可以追溯到上世纪60年代。摩登·海里戈以美国的布鲁克林街道为背景，建立了一个模拟系统，被认为是提出并实践沉浸式虚拟环境的先驱者[5]。SRI研究中心1991年利用虚拟现实技术对汽车驾驶过程和飞机飞行过程进行模拟，通过模拟仿真分析事故原因，减少驾驶及飞行过程中事故的发生。

相对于国外虚拟技术的发展，我国国内将该技术应用于园林景观设计的时间较短，与国外相比存在一定的不足。近几年来，部分科研院所和单位都陆续开展了基于虚拟现实技术的景观设计研究，也取得了不错的成果。如哈尔滨工业大学开发的合成人类表情和唇动系统，浙江大学研制的建筑环境虚拟系统[6]等等。

3 虚拟现实技术在园林景观设计中的展望

虚拟现实技术在用于园林景观设计时，需要结合自身的特点，研究并借鉴相关领域的理论知识和技术方法。虚拟现实技术在园林景观设计中迅速推广的突破点可以归结为一下几点：

1）设计更高质量、更快速度的计算机硬件及图形处理软件，研制成本更低，性能更加优良的计算机输入和输出设备。通过这些基础硬件和软件的突破，推动园林景观设计中虚拟技术的快速应用，提高模拟系统的设计质量。

2）注重将虚拟现实技术与其他技术的融合。可以尝试融合虚拟现实技术与3S技术。3S技术可实现对各种空间信息和环境信息的快速、机动、准确、可靠的收集、处理与更新。在景观设计过程中，可以充分利用3S技术的特点，实时了解设计场地的高程等信息，然后将信息传递给虚拟现实系统，使设计者或决策者能再第一时间确定合理的设计方案和解决措施。其应用范围十分广泛，如城市绿化、城市规划以及修复重建等各个方面[7]。

3）充分利用虚拟现实技术的特点，提高公众对景观设计的参与度。将计算机网络技术与虚拟现实技术结合实现网络虚拟，从而使更广大的公众通过网络能够看到、听到设计者的作品，了解设计师的意图，参与到园林规划设计中，辅助管理者进行决策。以供设计者制定更加科学的，人性化的设计方案。

参考文献：

[1]李国松，虚拟现实（VR）技术在风景园林规划与设计中的应用研究[D].长沙：中南林业科技大学，2007.

[2]苏同向，虚拟现实技术在风景园林设计中的应用[D].南京：南京林业大学，2006.

[3]芦建国、苏同向，虚拟现实技术与风景园林设计[J].南京林业大学学报（自然科学版），2007，31（6）：139-141.

[4]范泽中、王艳安、曾峻峰，虚拟现实在园林设计中的应用[J].安徽农学通报，2006，12（11）：92-94.

[5]王晓丽、赵晓春、任红霞等，虚拟现实技术在园林设计中的应用[J].山东林业科技，2007（2）：88-90.

[6]兰冬梅、马银平、彭声泽，虚拟现实技术在园林景观设计中的应用[J].现代农业科技，2009（8）：51-52.

[7]余华鸿，虚拟现实技术的应用现状及发展[J].今日科苑，2009

作者：丁栎达

虚拟现实技术园林景观论文 篇2：

面向智慧家庭的虚拟体验系统的研究与开发

摘  要：针对传统室内设计在用户体验方面缺少沉浸感、交互性等问题，提出了一种基于虚拟现实技术的家居互动设计虚拟体验系统的实现方法，本方法围绕虚拟现实的基本特征，使用三维软件制作虚拟场景，使用Unity游戏引擎和基于物理渲染技术提高虚拟场景的逼真度，使用虚拟现实设备HTC Vive为用户提供交互体验操作。通过虚拟体验系统的开发，提出了一种新的室内家居设计体验方法。

关键词：虚拟现实;家居互动设计;虚拟体验系统;沉浸感;交互性

Research and Development of the Virtual Experience System for Intelligent Family

KE Jian，LIU Chang，ZHOU Defu，WANG Min，XIA Zhenxin，HUANG Donglin

（School of Computer Engineering，Suzhou Vocational University，Suzhou 215104，China）

1   引言（Introduction）

虚拟现实（Virtual Reality，简称VR）技术是以计算机技术为核心的现代高新技术，融视觉、听觉、触觉为一体，生成逼真的三维虚拟环境的信息集成系统，用户借助虚拟现实设备与虚拟世界中的对象进行交互作用、相互影响，可以使用户产生身临其境的感受和体验[1]。

虚拟现实技术的三大基本特征是：沉浸感、交互性和想象力，强调了人在虚拟现实技术中的主导作用。沉浸感是通过计算机的超逼真模拟，使用户产生融入虚拟世界的幻觉，成为虚拟世界中主动的参与者，甚至可以通过操控改变虚拟世界中的虚拟物体。交互性指用户操作虚拟物体和从虚拟环境中得到反馈的程度。虚拟现实技术强调人机交互的自然性，但是交互的实现需要强大的硬件系统提供支持。想象力是由虚拟现实基于现实而又高于现实的性质决定的，虚拟现实具有十分开放的构想性，用户沉浸在虚拟的环境中，除了体验真实的自然感觉，甚至可以模拟某些不可能发生的体验。

虚拟现实的实现需要相关虚拟现实硬件设备的支撑，目前市面上能见到的虚拟现实设备主要分为三类，第一类是移动端头显设备，这类设备利用了VR成像技术的物理原理，将内容分屏，通过镜片实现叠加成像，特点就是没有显示屏幕，需要插入手机等设备配合使用，代表产品是三星GEAR VR，其他还有Google Cardboard、暴风魔镜等。第二类是一体式头显设备，特点是可以独立运算，不必借助其他设备，此类產品目前尚处于研究发展阶段。第三类是外接式头显设备，这类设备的特点就是自带显示屏幕并具备一定的计算能力，而且配备具有跟踪定位和交互系统的外设，更加适合沉浸式体验。但这类产品携带的芯片性能不够强大，需要配合电脑主机等才能完成视频的输出，代表产品是Oculus Rift、HTC Vive、Sony PS VR等[2，3]。本文所用的虚拟现实设备是第三类外接式头显设备HTC Vive。

2   相关工作（Related work）

虚拟现实技术主要应用于游戏、医疗、教育、旅游、房地产、军事等领域，但目前的一些将虚拟现实技术应用于古建筑[4]、游戏[5]、园林景观[6]、博物馆[7]、历史街景[8]等的研究工作在用户体验[9]方面不够友好，对虚拟现实技术的基本特征的支持不够理想。

在室内设计方面，随着现代化进程的加快，室内装修受到越来越多人的重视，室内各种不同风格的装饰，不仅能给人在视觉带来享受，而且还能体现生活的品质。目前现代室内装饰设计中，除了墙面、地面、天花板等硬装饰之外，还非常注重大件家具、电器等软装饰的搭配设计，但是由于室内装饰设计者和客户在文化和理念等方面的不同，往往造成设计出来的装饰作品很难满足客户需求，客户很难在装饰完成之前就能体验到最终的效果，传统设计方法一般通过效果图在设计者和客户之间进行交流，很难达到客户对于装饰的高标准需求，目前一些将虚拟现实技术应用于室内设计领域的研究工作[10—12]在用户互动体验上也不够友好，或者在用户体验上关注于某一技术的实现[13]。

3  虚拟现实技术基本特征在家居虚拟体验方面的

体现（The basic characteristics of virtual reality

technology embodied in the virtual home experience）

本文把虚拟现实技术应用到室内设计体验，基于虚拟现实的室内家居设计体验应该是720度沉浸感的体验，体验者能在虚拟世界中进行交互操作，虚拟现实体验也离不开虚拟现实设备，而这些也是传统室内设计，以及目前某些虚拟现实产品所欠缺的地方。

下面结合虚拟现实技术的基本特征介绍基于虚拟现实技术的家居体验系统的研究和开发。

3.1   沉浸感的体现

沉浸感在于虚拟世界的逼真度，而虚拟世界的真实感需要由模型、材质贴图、光照和游戏引擎等多个因素共同打造。室内场景的模型可以使用3dsmax等传统三维软件创建，场景中的模型越精细，视觉上效果看起来越真实，有利于提高虚拟现实体验的沉浸感，但是也带来一个问题，就是场景中模型的面数会很多，高达几百万面甚至上千万面，严重影响虚拟现实场景的渲染速度，不能实时渲染。解决这个问题的一个方法是删除模型中隐藏看不见的部分，可以减少模型面数，但是这种方法在减少模型面数方面还是有限的，通常情况下是使用精度相对较低的模型来代替高精度模型，这种方法可以有效减少虚拟场景中模型的面数，但是以牺牲模型的细节为代价。模型的细节可以通过材质贴图来补救，利用高精度模型烘焙的法线贴图回帖到低精度模型上，让低精度模型在游戏引擎里可以实时显示高精度模型的视觉效果，采用法线贴图来表现物体表面细节的凸凹变化，采用颜色贴图来表现物体的颜色和纹理，采用高光贴图来表现物体在光线照射条件下体现出的质感。下面为虚拟场景中椅子的模型贴图如图1—图4所示。

光照效果也是影响体验者沉浸感的一个因素。在Unity游戏引擎中通常采用天空盒生成反射信息，但是室内物体由于被遮挡，难于从天空盒搜集反射信息，为了要准确反射室内物体，一般采用反射探头对这些物体取样，Reflection Probe反射探头对周围环境取样并把结果写到立方体贴图中，这样可以让室内的物体得到环境的反射信息。Unity的预计算实时全局照明或者烘焙照明只对静态的物体起作用，对于可移动的物体，需要采用Light Probe光照探头解决光照问题，为了让可移动物体能够获得静态物体反射的光线，需要先将这些光照信息记录下来，然后在运行时能够快速读取和使用，通过在场景中放置光照探头捕捉各个方向的光线来实现可移动物体接收间接光的功能。在虚拟场景中未添加光照探头和反射探头的效果如图5所示，只添加了光照探头的效果如图6所示，添加了光照探头和反射探头的效果如图7所示，从对比中可以看出，添加了光照探头和反射探头的场景更加自然更加真实。

3.2   交互性的体现

在自然界中，人类通过视觉、听觉、嗅觉、触觉等方式感知周围的世界，人与自然界的交互方式也是多种多样的，在虚拟世界中，由于受当前硬件设备的制约，人与虚拟世界之间的交互一般通过VR头盔、手柄等方式进行。本文使用的虚拟现实设备是HTC Vive，HTC Vive头盔前方的凹点为追踪感应器，可以跟踪体验者在虚拟场景中的位置。HTC Vive手柄是主要的交互设备，如图8所示。

系统按钮：这个按钮是不可以编程的，用来打开手柄，调出系统默认的菜单。菜单按钮：默认用来打开应用菜单。握持按钮：一般用来抓取虚拟场景中的物品。扳机按钮：用的最多，可以获取扣动扳机的力度。触摸板：可以触摸也可以点击。

在虚拟现实家居互动设计体验中，主要通过对HTC Vive手柄按钮进行编程，设置了漫游、开关门窗、摆放物品、开关灯、改变室内设计风格等几种用户体验方式。

漫游是虚拟现实家居互动设计中最常用的体验方式，最自然的交互方式是HTC Vive的跟踪定位器根据体验者的走动来实时跟踪定位在虚拟场景中的位置，但是这种方式有一个缺陷，HTC Vive有线头盔限制了体验者的活动范围，一般情况下漫游还需要结合瞬移一起使用，可以先在Unity场景中创建一个Empty游戏对象，添加VRTK_BasicTeleport脚本，在手柄上添加VRTK_ControllerEvents、VRTK_Pointer、VRTK_StraightPointerRenderer腳本，漫游过程中可能会出现穿插到物体中的问题，为了避免这种问题出现，需要创建一个Tag，其值为ExcludeTeleport，把漫游过程中需要排除的物体的Tag属性设置为该值，同时为前面的Empty游戏对象添加VRTK_PolicyList脚本，把Tag值ExcludeTeleport加入到排除列表即可。

在虚拟现实家居互动设计中体验者可以根据自己的意愿随意摆放物品，例如摆放装饰物品等，为可抓取的装饰物品添加VRTK_InteractableObject脚本，手柄上添加VRTK_InteractTouch、VRTK_InteractGrab脚本。

在虚拟现实家居互动设计中可以体验开关门窗的模拟效果，门窗的开启比较常见的是推拉式和平开式，为门窗添加VRTK_InteractableObject脚本，对于推拉式门窗，编写代码实现门窗的左右移动动画，对于平开式门窗，编写代码实现门窗沿固定轴旋转动画。手柄上添加VRTK_InteractUse脚本。

开关灯交互操作可以让体验者在家居互动体验只有环境光和开启灯光后的不同效果，为灯光添加VRTK_InteractableObject脚本，编写代码控制灯光的开关。

室内设计风格的变化可以通过改变室内地板、墙面等的材质贴图来实现，左手柄添加VRTK_RadialMenu脚本，控制材质列表的弹出，右手柄控制材质的选取，实现风格的变化。

4   家居虚拟体验系统的开发（Development of the

virtual home experience system）

综合上面虚拟现实的几个特征，为基于虚拟现实的家居互动设计虚拟体验系统制订了开发流程，首先根据户型图在3ds Max里创建模型，墙体为了方便后期贴图，可以用平面制作，室内的家具、家电、装饰物等物品，制作模型时一般面数5千到2万左右，根据模型的大小和重要程度可以适当增减，模型只能是三边面或者四边面，如果出现五边以上的面要做处理，转换成三边面或四边面。模型制作完成后需要展UV，如果要提高工作效率，可以导出OBJ文件到Unfold3D或者UVLayout展UV，然后再导入到3ds Max。

现在的模型是没有材质贴图的，为了表现模型的真实感，需要在3ds Max把模型导出为FBX格式，在Substance Designer和Substance Painter中制作PBR贴图，PBR是基于物理的渲染技术，Unity的Standard材质支持PBR贴图，能给虚拟场景带来更逼真的视觉效果。一般来说，模型都需要Color颜色贴图，如果模型表面凹凸不平，还需要Normal法线贴图、Height高度贴图，如果模型表面有高光反射效果，还需要Metallic高光贴图、Roughness粗糙度贴图。

把3ds Max导出的FBX模型和制作完成的贴图文件导入到Unity中，使用导入的模型创建虚拟场景，使用导入的贴图为模型添加材质。

虚拟场景的逼真度离不开光照系统，使用Skybox天空盒模拟漫反射效果，使用平行光模拟日照效果，室内物体的反射信息和间接照明可以使用Reflection Probe反射探头和Light Probe光照探头模拟。

最后在Unity中安装SteamVR插件，添加对HTC Vive虚拟现实设备的支持，编写脚本完成对虚拟场景的交互操作。

5   结论（Conclusion）

本文实验的主要硬件有：HTC Vive、Intel Xeon E5-1620v3、8G内存、显卡Nvidia GeForce GTX 1070等。主要软件有：Windows 10 64位、3ds Max2017、Substance Designer 6.0、Substance Painter 2017、Unity3d 5.6.3等。

基于上述软硬件环境，本文研究了虚拟现实技术的基本特征，以及虚拟现实技术在室内设计方面的相关工作，使虚拟现实技术与室内家居互动设计相结合，为室内家居设计提供了更真实更丰富的虚拟互动体验。

参考文献（References）

[1] 张风军，戴國忠，彭晓兰.虚拟现实的人机交互综述[J].中国科学，2016，46（12）：1711-1736.

[2] 李琳，王泊谦，曾睿，等.面向虚拟环境的VR设备比较研究[J].合肥工业大学学报（自然科学版），2018，41（2）：169-175.

[3] 郭云鹏，张弓，韩彰秀，等.虚拟现实技术的应用研究及发展趋势[J].电视技术，2017，41（9/10）：129-134.

[4] 王丹婷，蒋友燏.古建筑三维虚拟建模与虚实交互软件实现[J].计算机应用，2017，37（S2）：186-189.

[5] 刘氢.基于Unity3D和htcvive的虚拟现实游戏设计与实现[J].通信设计与应用，2017，2：43-44.

[6] 王嘉宁，王策.虚拟现实（VR）在园林景观设计中的应用[J].天津农业科学，2017，23（3）：103-105.

[7] 吕屏，杨鹏飞，李旭.基于VR技术的虚拟博物馆交互设计[J].包装工程，2017，38（24）：137-141.

[8] 赵鸿凯，张凯云，沈小华.基于三维虚拟现实的历史街景重现技术[J].科学技术与工程，2018，18（25）：200-205.

[9] 林一，陈靖，刘越，等.基于心智模型的虚拟现实与增强现实混合式移动导览系统的用户体验设计[J].计算机学报，2015，38（2）：408-422.

[10] 李微微，沈冰.基于虚拟现实在室内软装饰设计中的合理运用[J].现代电子技术，2018，41（2）：148-151.

[11] 王美.虚拟现实技术在室内装饰设计中的应用[J].信息技术与信息化，2015（10）：203-204.

[12] 覃  斌.虚拟现实技术在住宅室内设计互动分析中的应用[J].山西建筑，2016，42（25）：7-8.

[13] 祁长兴，刘峻杭.虚拟现实在室内设计中的实际应用[J].软件工程，2017，20（4）：1-3.

作者：柯健 刘畅 周德富 王敏 夏振新 黄冬林

虚拟现实技术园林景观论文 篇3：

虚拟现实在风景园林规划设计的运用及层次细节优化

摘要：随着科技的不断进步，为了更好的提高设计人员在视觉上更加直观、真实的感受，以便于更好的辅助设计人员对园林场景的设计工作，我们就开始利用计算机进行辅助，提出通过虚拟现实技术来进一步的实现风景园林规划的设计与应用。虚拟现实技术辅助是通过VRML工具实现的，然后通过LOD层次进行细节性的算法进行实时的地形绘制。进一步的减少三角形裂缝的数量，最后，与Skelehup和AutoCAD相结合来进一步实现风景园林的虚拟现实规划以及范例演示。本文结合演示实际情况，对人机交互可以让用户自由观察和体验虚拟园林环境，通过直观的感受，让其明白意义所在，这样才能真正的实现虚拟现实技术及园林设计的良性发展。

关键词：虚拟现实技术;风景园林;园林规划;VRML;CAD;Skelehup

引言

随着我国社会的不断进步与发展，促使国民经济和大众生活质量的到了进一步的提高。人们也越来越开始注重环境保护问题，这就间接的把风景园林设计建设推到了前列。随着时代的进步发展，计算机应用技术的不断更新，传统的图纸设计制作已经跟不上时代的需求，人们也开始借助虚拟现实（VR）技术，让虚拟现实成为了热门的应用，成为了新时代的方向。当然，风景园林规划设计的过程借助的计算机辅助技术，主要是AutoCAD技术、AreGLS技术、VR技术他们的相结合，通这些技术和软件，能够让设计人员更加真实、直观、迅速的实现风景园林设计工作，这里最重要的就是VR技术，其中，以北京林业大学学研中心景观为例，来进行风景园林规划设计的实践。以VR技术为技术基础，来进行研发一款可以下平板、手机上可以运行实现环境的虚拟景观设计的平台[1]。APP的使用简介实用，可以进一步的实现素材的获取与编辑、景观素描插入、防线网格实时获取功能。

为了更好的促进虚拟现实技术与风景园林规划设计的结合，进而增加设计人员在空间、视觉上的直观性和真实性，更好的提升计算机对园林场景设计工作的辅助，让虚拟现实技术实现风景园林规划的数字化设计。我们首先就需要了解虚拟现实技术对风景园林设计规划辅助的优劣;其次，需要了解虚拟现实技术辅助设计采用的工具;最后，以实际案例出发，结合CAD绘图和3D任务建模工具建立项目的结构、设计过程、程序编码等方法。最终，利用Skelehup和虚拟现实技术软件构建出风景园林的虚拟现实场景，通过人机交互的方式，让用户可以真实、直观的自由观察和体验虚拟的园林环境，进一步的推进风景园林规划设计的发展与创新。

一、基于VR辅助技术的风景园林设计规划

VR技术就是利用计算机来构建一个三度空间的虚拟世界（见图一）。它有三个基本特性：交互性、沉浸感、想象力（见图二）。

（1）交互性：用户通过输入相关指令来操作计算机实现虚拟场景，当计算机构建好好场景实时反馈用户。

（1）沉浸感：沉浸感又叫参与感，是指用户在计算机所构建的虚拟场景中，利用自己的感官去感受场景所体现的真实呈现。

（1）想象力：是指的当用户沉浸在虚拟场景中，用自己的判断、想象等多种思维去对虚拟场景进行脑补的画面。

二、系统整体框架

高品质的虚拟现实系统需要各种技术的参与。但是基于VR技术的园林景观规划设计，最重要的就是三层结构组成，分别是用户层、应用层、显示层。

（1）用户层：为用户提供可操作输入的指令窗口，并将相关指令传输给计算机，指导计算机构建并模拟园林景观。

（2）应用层：通过用户输入的指令，按照相关指令构建三维的园林景观图像。

（3）显示层：将构建的三维园林景观图像直观、真实的呈现反馈给用户。

三、基于LOD层次细节算法的VR场景优化

在风景园林的规划设计中虚拟现实场景中就会出现复杂的地型结构，为了更好的实现实时地形规划与绘制，就需要LOD层次细节算法，采用四叉树的网格结构。但是，基础的网格结构是没有分割的正方形，为了更好的满足虚拟现实场景的优化需求，就需要进行网格的估计，以便在消除裂缝和刷新速率中得到相对的平衡[2]。

2.1虚拟场景生成中LOD模型的选择

适当的运用LOD模型细节层次模型，在顯示过程中在不损失图像细节的条件下，来进一步的提高系统的响应能力。选择的方法如下：

（1）剔除法

在特定的场景情况下，一直场景的几何形体是没有办法被观察者说看到的，在这样的情况下，就不需要再去绘制这部分物体。

（2）距离标准

这种方法就是看物体到观察者的距离，从视点到物体内指定的欧氏距离，这种方法定论就是根据一个物体距离视点的远近来决定的，此物体被观察到的精细细节部分越少，就意味着选择粗糙的细节层次来进行表示，就不会对逼真度产生很大的影响。

（3）尺寸标准

就是利用人眼辨识物体的能力随着物体尺寸的减少而进行特性减弱，它就要考虑物体的尺寸，越小的物体就用越粗糙的细节层次，较大的就用相对较精细的细节层次。

（4）偏心率

是指的人眼辨识物体能力随着物体逐渐远离视域中心而减弱的特性。视网膜的中心点就会对物体的细节的辨识能力相对较强，视网膜的边缘分辨能力较弱。根据这样的原理，来将场景扥为较细节层次的中新部分，分别对应眼睛的中心部分和边缘部分[3]。

2.2 LOD模型的生成

（1）光照模型

利用光照的技术的到物体的不同细节层次。比如，我们可以用较少的多边形和光照算法来的到包含较多的多边形，进而形成相似的效果图像。

（2）纹理映射

适当的在生成过程中，增加一些纹理。来进行表示不同的细节层次。具体的细节层次可以利用带有纹理性的多边形来进行代替，这种多边形在某个特定的视点下，通过距离的控制，就会在相应区域内得到图像。

（3）多边形简化

多边形的简化算法是通过输入一个个很多的多边形来构造的精细模型，进而形成一个和原模型相似的含有少数的多边形简易的模型，并且和原有模型在视觉上没有变化，大多数细节层次简化就是这样形成的。

2.2 LOD细模型的实现方式

（1）静态LOD

在预先处理的过程在那个生成一个物体的几个相近的离散的不同细节层次的模型，实时的绘制时，结合特定的标准，选择合适的细节层次，来进行模型的构建，将物体呈现出来。

（2）动态LOD

动态的LOD算法就是生成一个数据结构，在实时的绘制过程中，可以根据需求随时的抽取出细节层次模型[4]。在这样的数据结构下，就可以大量不同的分辨细节层次模型，进而实现分辨率的连续变化。

三、结语

综上所述，虚拟现实园林场景设计在城市建设中有着重要的作用，对园林景观设计规划效果模拟也有着必要性。本文提出，通过虚拟现实技术来进行实现风景园林规划的设计应用，进而更好的实现计算机在园林场景设计工作中的辅助工作，LOD技术在虚拟现实技术中也有着非常重要的作用，LOD模型的算法生成是虚拟现实技术中的应用方式，还需要在应用的过程中合理的运用。从实际案例得出结论，绘制CAD图和3D建模、VR技术、LOD技术等可以很好的相结合给总体结构建立虚拟现实场景，通过人机交互让用户更加真实、直观的去观察、去体验虚拟园林环境，进一步推动风景园林规划设计的创新与发展，增加了设计人员在园林规划设计中的体验感。通过VR技术来提高系统模拟的真实性，为园林设计和建设提供重要的参考依据，同时为公司降低了大量的人力、財力、物力。

参考文献

[1]刘莹.浅析地域特征在风景园林规划设计中的应用[J].花卉，2019（6）：104-104.

[2]欧阳琳.浅谈风景园林规划设计中乡村景观的渗透[J].建筑与装饰，2019（2）：14-14.

[3]王晶.探究乡村景观及其在城市风景园林设计与规划中的运用[J].中国战略新兴产业，2019，（06）：47-48.

[4]韩开雪、吴岩、王治勋、王旭东.虚拟现实技术在花境设计中的应用研究[J].园林，2020，No.344（12）：98-104.

作者：李国东