日前，第五屆數(shù)字景觀國際研討會在東南大學(xué)召開。置身于日新月異的社會環(huán)境中，人工智能(AI)、虛擬現(xiàn)實(VR)、參數(shù)化、物聯(lián)網(wǎng)等數(shù)字技術(shù)為城市和風(fēng)景園林規(guī)劃設(shè)計從科學(xué)與藝術(shù)兩個方面帶來新的可能性：比如，科學(xué)的評價與規(guī)劃、新的設(shè)計語言和構(gòu)造工藝，新的設(shè)計思想和新的設(shè)計理論。

  那數(shù)字景觀的技術(shù)原理是什么?它是如何讓城市在理想和現(xiàn)實中無縫切換的?未來，我們會看到怎么樣的城市或風(fēng)景園林景觀?《科技周刊》記者采訪到我省建筑領(lǐng)域權(quán)威設(shè)計專家。

  數(shù)字景觀的時代來了

  數(shù)字景觀是借助計算機(jī)技術(shù)、綜合運用3S技術(shù)、物聯(lián)傳感、人工智能、虛擬現(xiàn)實等數(shù)字技術(shù)，對景觀環(huán)境信息進(jìn)行 采集、評價、輔助規(guī)劃設(shè)計、模擬再現(xiàn)直至施工、管控全過程。全生命周期、調(diào)控景觀環(huán)境，高質(zhì)量地服務(wù)人的生活，創(chuàng)造出超越傳統(tǒng)、超乎感性的新型景觀。

  “數(shù)字景觀研究與實踐是‘?dāng)?shù)字中國’國家戰(zhàn)略的重要組成部分，也是風(fēng)景園林學(xué)科的前沿領(lǐng)域，具有廣闊的發(fā)展前景。”東南大學(xué)建筑學(xué)院教授成玉寧表示，日常生活中，從國土空間規(guī)劃到建成環(huán)境綠地系統(tǒng)、風(fēng)景環(huán)境等，傳統(tǒng)平面設(shè)計圖并不能呈現(xiàn)zui終的三維立體效果，而數(shù)字景觀技術(shù)破了這個題。

  他介紹，數(shù)字景觀應(yīng)用在城市園林景觀設(shè)計中，不僅可減輕設(shè)計人員的勞動強(qiáng)度、縮短設(shè)計周期、提高設(shè)計準(zhǔn)確性和工程質(zhì)量要求通常情況下，設(shè)計者會通過交互式的設(shè)計環(huán)境深入研究方案的效果、造價甚至隨著時間的變化，進(jìn)一步強(qiáng)化了設(shè)計方案被決策者、工程人員以及公眾感知與理解。“數(shù)字景觀技術(shù)進(jìn)行場地環(huán)境分析評判，并通過網(wǎng)絡(luò)平臺不僅可以進(jìn)入到虛擬項目的場地內(nèi)部，更能夠通過定量的方法全面認(rèn)知項目與環(huán)境條件。”

  在成玉寧看來，城市園林景觀設(shè)計中運用數(shù)字景觀技術(shù)是必然趨勢。“與傳統(tǒng)風(fēng)景園林設(shè)計思維相比，數(shù)字景觀技術(shù)突破了傳統(tǒng)時空維度的限制，應(yīng)該是一種相對規(guī)劃設(shè)計更為全面的表達(dá)。”“未來應(yīng)用數(shù)字景觀技術(shù)能夠全尺度地輔助景觀規(guī)劃設(shè)計，現(xiàn)代科技能夠?qū)L(fēng)景園林的生態(tài)、空間、功能與文脈有機(jī)統(tǒng)一 ，促進(jìn)風(fēng)景園林科學(xué)與藝術(shù)發(fā)生質(zhì)的飛躍。”“運用數(shù)字景觀方法的規(guī)劃設(shè)計和管控不僅高效，而且減少了人工誤判的概率，提升景觀規(guī)劃設(shè)計的精準(zhǔn)性。”

  可進(jìn)入的沉浸式場景和豐富的數(shù)據(jù)是數(shù)字景觀得天獨厚的優(yōu)勢。“數(shù)字景觀的分析評價設(shè)計過程，不僅實現(xiàn)了‘?dāng)?shù)據(jù)流’的無縫銜接，而且也實現(xiàn)了數(shù)據(jù)化與可視化的交互與切換，從而可以更加便捷地通過調(diào)整數(shù)據(jù)實現(xiàn)對設(shè)計方案的優(yōu)化與比選，甚至虛擬現(xiàn)實場景以及演變過程。”成玉寧說，借助于現(xiàn)代穿戴式設(shè)備、裸眼3D技術(shù)，可以實現(xiàn)三維仿真狀態(tài)下的交互式設(shè)計，極大地提升風(fēng)景園林設(shè)計的精準(zhǔn)性、交互性。比較傳統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計采用的經(jīng)驗與類比，數(shù)字時代景觀設(shè)計思維突破了人腦的局限性，也突破了對經(jīng)驗的依賴性。

  時至今日，數(shù)字景觀方法與技術(shù)密切深入到風(fēng)景園林研究、設(shè)計、建設(shè)與管控全過程，并在低影響開發(fā)與生態(tài)安全、海綿城市的實踐與績效、數(shù)字景觀與可持續(xù)研究等領(lǐng)域產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。

  數(shù)字技術(shù)成就行業(yè)進(jìn)步，保護(hù)文化遺產(chǎn)

  在東南大學(xué)建筑學(xué)院舉辦的數(shù)字景觀國際研討會上，成玉寧以《藍(lán)綠空間融合發(fā)展規(guī)劃》為題，探討城市存量發(fā)展模式下，建成環(huán)境藍(lán)綠空間結(jié)構(gòu)的統(tǒng)籌規(guī)劃和生態(tài)系統(tǒng)提質(zhì)增效的新范式。在演講中，他多次強(qiáng)調(diào)，藍(lán)綠空間協(xié)調(diào)發(fā)展，是提升改善城市生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的主要抓手，是城市人居環(huán)境高質(zhì)量發(fā)展的關(guān)鍵。

  “藍(lán)，指的就是藍(lán)色的水體，綠，指的就是城市綠化。南京市藍(lán)色水體占比為11.4%，綠化占比為38%，兩者相加得出南京的藍(lán)綠空間為49.4%，接近50%，所以南京人可以自豪地向世界宣布南京 ‘山水城林’，自然本土優(yōu)美。”成玉寧說，論壇上的研究，不只是來討論量的問題，而是在量一定的情況下，如何讓藍(lán)色和綠色的空間更好的協(xié)同發(fā)展，更好的服務(wù)人居環(huán)境。

  那數(shù)據(jù)化能提供哪些支撐呢?成玉寧認(rèn)為，藍(lán)綠融合發(fā)展中，數(shù)字化技術(shù)是支撐，數(shù)字技術(shù)讓設(shè)計師更加精準(zhǔn)，可以擺脫對經(jīng)驗的依賴，更多地去運用遵循規(guī)律，去探索問題，這是數(shù)字技術(shù)zui大的幫助。“數(shù)字技術(shù)早已不是概念，它已經(jīng)實實在在地推動輔助景觀行業(yè)進(jìn)步。”成玉寧說，數(shù)字技術(shù)就是在探討藍(lán)綠空間融合發(fā)展中如何擺脫對傳統(tǒng)經(jīng)驗的依賴，就是將傳統(tǒng)的二維的綠地系統(tǒng)規(guī)劃轉(zhuǎn)化成三維甚至思維，使城市景觀規(guī)劃 “有血有肉”，有鮮活、有生命。

  此外，數(shù)字景觀在文化遺產(chǎn)建筑的保護(hù)和研究上也發(fā)揮著重要的作用。“以往對于江南私家園林的研究主要停留在二維階段，通過拍照和手繪的方式對其進(jìn)行記錄和資料保存。但這種方式帶主觀性并常有誤差，也不適合于空間環(huán)境高度復(fù)雜的園林假山。”南京林業(yè)大學(xué)風(fēng)景園林學(xué)院教授，博士生導(dǎo)師張青萍介紹，假山處在園林空間中，由于其形體高度復(fù)雜，且受制于相連植物等環(huán)境要素的影響，所以很難全面地獲取到完整的數(shù)據(jù)。

  目前，三維數(shù)字化技術(shù)已成功運用于江南私家園林的研究之中。通過三維測繪和激光掃描等技術(shù)，建立精確的園林假山3D模型。同時，針對假山的形變紋理進(jìn)行采集，可以極大地提高測繪效率與精度。“如何進(jìn)一步有效處理植物葉片等影響因素，并在假山3D模型上加入材質(zhì)和色彩等信息，將是我們未來對傳統(tǒng)假山進(jìn)行數(shù)字技術(shù)研究的一個方向。”張青萍說。

  舊貌換新顏“實時呈現(xiàn)”，空間變得有生命

  由成玉寧教授主導(dǎo)的在東南大學(xué)數(shù)字景觀實驗室(江蘇省城鄉(xiāng)與景觀數(shù)字技術(shù)工程中心)是我國首個專業(yè)實驗室，東南大學(xué)在數(shù)字景觀領(lǐng)域開展了研究、實踐與教學(xué)將近20年，數(shù)字技術(shù)在景觀規(guī)劃設(shè)計、施工與管控領(lǐng)域中有著許許多多的神奇應(yīng)用。

  在江蘇省城鄉(xiāng)與景觀數(shù)字技術(shù)工程中心，大幅弧形屏幕上，正演示深圳城市景觀設(shè)計的今昔對比，隨著鏡頭的移動，深圳“實時”舊貌換新顏。“這是一段道路的航拍鏡頭，我們采集后加上虛擬的完工道路效果圖，新舊呈現(xiàn)一目了然。”成玉寧解釋說，這是景園交互式設(shè)計的三維實時呈現(xiàn)平臺。城市是一個有機(jī)的生態(tài)體系，點線面只描述了一個靜態(tài)的平面的二維的形象。在三維狀態(tài)下，我們可以更加直觀地編輯三維模型來實現(xiàn)對三維和二維信息的處理。

  戴上一副超酷的VR墨鏡，“徜徉”在景觀中，身體的各項數(shù)據(jù)會被采集。“舒張壓、血流量、腦電圖……這些數(shù)據(jù)會真實反映你對景觀的感受。”《科技周刊》記者了解到，根據(jù)大多數(shù)人的真實反饋，設(shè)計者們會再次對方案進(jìn)行修訂。

  “城市不是那么簡單，不是平面的，也不僅僅是立體的，而是一個活的有生命的可持續(xù)的過程。數(shù)字技術(shù)通過多目標(biāo)多維度建構(gòu)起邏輯的框架，并且把多變量整合在其間，輔助我們?nèi)斯づ袛嗪蜎Q策，把多系統(tǒng)之間的協(xié)同，全生命周期的條件考慮進(jìn)去，讓系統(tǒng)協(xié)同工作，成為我們考量的zui主要的因素，避免了單一問題的誤判。”成玉寧說。

  如今，數(shù)字化的手段越來越多樣，以“數(shù)字孿生”為代表數(shù)字技術(shù)已經(jīng)與越來越多的傳統(tǒng)行業(yè)實現(xiàn)深度融合應(yīng)用，大放異彩。通過設(shè)計工具、仿真工具、物聯(lián)網(wǎng)、虛擬現(xiàn)實等各種數(shù)字化的手段，我們可極大提升城市建設(shè)與運營的效率。未來，“數(shù)字孿生城市”將成為主流。

  成玉寧介紹，隨著大數(shù)據(jù)、云霧計算等基礎(chǔ)設(shè)施的不斷完善，人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等數(shù)字孿生體使能技術(shù)不斷進(jìn)步，深度學(xué)習(xí)算法體系和通用算法包的逐步成熟，基于數(shù)字孿生體技術(shù)應(yīng)用的“數(shù)字孿生建筑”發(fā)展迎來了絕佳機(jī)遇。未來的“數(shù)字孿生建筑”應(yīng)該是自學(xué)習(xí)、會思考，可以與人自然地溝通和交互的智慧化建筑，具有對各種場景的自適應(yīng)能力，并且作為 “數(shù)字孿生城市”的一部分，可以在更高的結(jié)構(gòu)層次上高度互聯(lián)。