虚拟现实技术（VR）在景观设计领域的利用日益广泛，其应用可以加快设计流程和提高设计效率，通过模拟各种情境、环境和氛围，还可以促进设计者更深入理解自然和人类环境的关系，实现景观设计的可持续化发展。虚拟现实技术还可以通过数字化、自动化和数据化的手段，配合景观设计软件和系统，对景观设计方案进行快速、准确的实验和演示，优化和改善其可持续性，为实现更美丽、宜居、可持续的城市和自然环境作出贡献[1-2]。虚拟现实技术还可以提供更高效的设计交流和协作平台。设计师、利益相关者和用户可以在虚拟环境中共享、讨论设计方案，实现实时反馈和调整。本文将讨论虚拟现实技术在可持续景观设计中的相关技术和应用设计基本流程。1可持续景观设计中虚拟现实的主要技术1.1虚拟现实引擎虚拟现实引擎是用于创建虚拟现实环境和交互的关键工具，可以提供高度沉浸式的体验，使用户能够身临其境地感受景观设计方案。通过虚拟现实引擎，设计师可以将自己的创意以更直观、真实的方式进行展示，实时交互和调整。1.2地形数据处理可持续景观VR仿真系统通常需要处理大规模的地形数据，可能会产生大量数据。为了提高渲染效率和图像生成速度，在处理地形数据时，可以采用LOD模型简化场景的细节表达，在不影响渲染效果的情况下，根据需要降低效果的复杂度提高性能。1.3数字高程模型在可持续景观设计中，数字高程模型（DTM）被广泛应用于三维建模。DTM可以提供地形的精确表示，并作为可持续景观设计的基础。通过将DTM与虚拟现实技术结合，设计师可以更准确地呈现景观的地形特征，并在虚拟环境中进行模拟和分析。1.4技术融合为了实现更精细的虚拟现实技术在可持续景观设计中的应用，需要不断推进技术融合，将不同的技术和工具整合在一起，以实现更高效、更真实的可持续景观设计体验。例如，结合GIS系统、景观数据分析软件和三维建模软件，可以实现从数据收集到模型建立再到虚拟现实展示的全流程应用。通过结合虚拟现实引擎、地形数据处理、数字高程模型等技术，可以创造更美丽、可持续的自然环境，提供更直观、真实的设计展示和交互体验。随着技术融合的不断成熟，虚拟现实技术在可持续景观设计中的应用将会越来越广泛。2虚拟现实技术中景观设计复杂模型简化在虚拟现实技术中，景观设计复杂模型的简化是常见的需求。复杂的景观模型可能包含大量细节和复杂的几何形状，会导致性能问题和渲染延迟。简化景观模型可以提高虚拟现实应用的性能和用户体验。可持续景观VR仿真系统通常具有规模大、海量、周期长、技术实现难度大等特点，大规模的地形数据会产生大量GB的数据[3]，其关键是模型表达的细节程度，即LOD模型。渲染算法可以在不影响渲染效果的情况下，将场景的细节简化，降低效果的复杂度，提高渲染效率和图像生成速度[4-5]。2.1复杂模型简化公式在计算机图形学中，创建复杂模型需要消耗大量的计算机计算资源，景观设计涉及花草树木、水波倒影等模型建模，过度的细节会占据大量计算资源。为了降低对计算机资源的依赖，开发出许多技术，最重要的是模型简化。在模型简化过程中，贴图是应用非常广泛的一种方法，可以用来表达模型中的各种细节，如纹理、颜色和阴影。法线贴图也是一种重要的技术，可以在不改变模型的顶点数和拓扑结构的情况下，使模型更细致、更有层次感。纹理计算公式：p1*=2kk+1+2c1+c2+3et+2etζ3 （1）式中：k——交界线数量；c1、c2——贴图质量相关系数；et——时间相关函数；ζ——调整因子。贴图法线计算公式：(In-αW)y=(In-αW)Xβ+ε （2）式中：(In-αW)——坐标变化公式；β、ε——坐标调整因子。凹凸质量计算公式：℘κ=2kk+1+12+12kc2-c132+2c2-c13 （3）贴图法线计算公式：y=αWy+β1X-Wβ2X+ε （4）在可持续景观设计中，水质特点在虚拟现实建模方面非常重要。例如，在设计湿地时，需要考虑保持水的质量以及湿地质感特点，可以使用景观园林设计数据方阵支持设计决策。数据方阵可以提供详细的信息，帮助设计师更好地了解湿地的需要和水体的要求。使用这些数据可以评估不同的因素，例如土壤类型、植被类型、水流情况等，从而优化设计并确保水的质量。例如，设计者可以使用方阵数据优化湿地的流线设计，使水的流动性能更好。此外，方阵数据还可以帮助设计师选择适合湿地环境的植被种类，植被种类有助于增强水的质量并支持湿地的功能。可用景观园林设计数据方阵为：ψ=∑x=1θVx （5）式中：θ——考虑的建模因素的数量；V——决策权重矩阵；x——设计的优化性能参数。2.2复杂模型简化公式评价在虚拟现实中，需要构建高度逼真的3D模型，以获取更好的虚拟体验，但模型通常复杂且包含大量的细节信息，需要进行简化来提高虚拟现实的性能。因此，应探索优化模型简化效率的公式，保持虚拟现实的真实感。同时，对于公式的评价也比较关键，需要评估简化后的模型真实性以及模型简化对虚拟现实性能提高程度等方面的影响。为了对比简化公式对VR虚拟化程度的影响，在高保真度和低保真度两个场景下进行对比，其中低保真度为利用复杂模型简化公式进行优化。对某场景的景观VR进行了不同组次的实验，复杂模型简化式（1）~（5）进行计算，得到低保真度的VR模型。虚拟现实中高复杂化几何模型简化效果如图1所示。10.19301/j.cnki.zncs.2024.03.016.F001图1虚拟现实中高复杂化几何模型简化效果在高保真度条件下，复杂模型未被简化，偏离了期望效果值，软件加载时间大于使用简化公式的低保真度场景；使用简化公式的低保证度场景下，在较少的实验次数下能够有较好的拟合期望效果。实验数上升，算力原因导致低保真度偏离的期望效果，因此可以说明复杂模型简化公式在较为充裕的算力情况下，能够实现较好的场景简化功能。3可持续景观设计在虚拟现实中的实现3.1VR对可持续景观设计基本流程本文在某城市高铁站广场的景观设计中，考虑到可持续性发展的因素，可以通过融合多种技术和工具实现更全面、准确分析和展示。借助GIS系统建立绿地现状解说图，建立相应图文并茂的数据库。通过GIS系统获取的数据包括土壤质量、植被类型、水资源等，数据可以与景观指数结合，为后续的景观分析提供更全面的依据。根据研究需要选取相应的景观指数，利用景观数据分析软件Fragstats对绿地景观格局进行分析。通过定量分析，可以评估绿地的生态功能、连通性和破碎化程度等，从而评估景观的可持续性水平。在此基础上利用3D数据库软件进行组合建模，将不同的景观要素，如树木、道路、建筑物等进行精细化建模，直观地展示景观设计方案并为后续的虚拟现实系统交互提供基础。在景观地形建模过程中，可以结合不同地理对象的空间分布特征，如树木、道路、建筑物等，将其划分为离散的实体特征。使用专业建模工具，如Multigen Creator完成地形文件制作，将高程数据转换成数字高程数据格式，准确地呈现地形特征，增强虚拟现实系统的真实感和沉浸感。将设计好的景观模型与虚拟现实系统程序进行交互，通过虚拟现实技术，用户可以身临其境地体验高铁站广场的景观设计，并进行漫游、观察和互动，有助于评估设计方案的可行性和用户体验，进行必要调整和改进。基于VR的高铁站广场景观设计如图2所示。10.19301/j.cnki.zncs.2024.03.016.F002图2基于VR的高铁站广场景观设计综合运用GIS系统、景观数据分析软件、3D数据库软件和虚拟现实技术，可以在某城市高铁站广场的景观设计中实现可持续性发展的目标。通过融合多种技术和工具，可以提供更全面、准确的分析结果，为用户提供更真实、沉浸式的体验。3.2基于VR在景观设计中未来发展可视化设计和决策支持：虚拟现实技术可以提供高度沉浸式的体验，使设计师和利益相关者能够更直观地感受到景观设计方案。用户参与和反馈：VR可以提供交互性和参与性的体验，使用户能够积极参与景观设计过程。未来，VR可以结合社交媒体和协作工具，使用户能够分享自己的意见和想法，并与设计师进行实时反馈和讨论，有助于打造更人性化和符合用户需求的景观设计方案。环境模拟和分析：虚拟现实技术可以模拟不同环境条件下的景观效果，如光照、气候、季节等。VR可以进一步发展为一个强大的环境模拟和分析工具，帮助设计师预测和评估不同设计方案在实际环境中的表现，从而优化设计决策。可持续性评估和优化：虚拟现实技术可以结合可持续性指标和分析工具，帮助设计师评估和优化景观设计方案的可持续性。VR可以进一步发展为一个综合性的可持续性评估工具，通过模拟和分析不同设计选项的生态功能、资源利用和环境影响等方面，提供定量的评估结果和决策支持。4结语本文基于虚拟现实技术的可持续景观设计问题，提出并探讨了虚拟现实技术在景观设计中的应用，介绍了可持续景观设计中虚拟现实的主要技术及目前虚拟现实技术在可持续景观设计中应用中的主要模型简化算法，并对算法模型在虚拟现实软件中虚拟化进行对比，验证了简化算法的可靠性。