汪明慧

濟(jì)寧華園建筑設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司

摘要：當(dāng)下時(shí)代，計(jì)算機(jī)技術(shù)得到了迅猛發(fā)展，在社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域當(dāng)中都發(fā)揮了不可替代的作用，它為社會(huì)進(jìn)步所做出的巨大貢獻(xiàn)是無法替代的。其中，在建筑行業(yè)中應(yīng)用也十分普遍，為建筑行業(yè)中方方面面的工作都提供了有力的支持。建筑行業(yè)設(shè)計(jì)人員通過利用計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)從而精確的完成建筑設(shè)計(jì)等過程中復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理工作，能有效降低計(jì)算工作的復(fù)雜程度，并且能夠緩解工作人員的工作壓力，也提高了工作效率，保障了建筑設(shè)計(jì)工作高效高質(zhì)量的完成。利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，將真實(shí)的建筑模型模擬成虛擬的三維結(jié)構(gòu)，使得設(shè)計(jì)圖樣更加的立體真實(shí)，審核過程也更加的直觀。本文結(jié)合虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的特點(diǎn)及分類，并研究其在建筑設(shè)計(jì)中所起到的重要作用，進(jìn)一步分析它在未來建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù);未來建筑設(shè)計(jì);運(yùn)用

一、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的主要特點(diǎn)及分類

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是一種高級(jí)的虛擬技術(shù)，它通過運(yùn)用三維圖像生成技術(shù)、高分辨現(xiàn)實(shí)技術(shù)以及多傳感交互技術(shù)，從而生成一種對(duì)現(xiàn)實(shí)的模擬環(huán)境，可以讓人產(chǎn)生身臨其境的真實(shí)感受。當(dāng)使用者帶上專業(yè)的頭盔以及手套等傳感類設(shè)備，然后利用鍵盤和鼠標(biāo)等輸入設(shè)備來親身體驗(yàn)到這種特殊的模擬環(huán)境，讓人感覺似乎置身其中。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)主要是具有三個(gè)明顯特點(diǎn)：一是想象性。想象性的意思就是指通過利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，人們能夠?qū)⒆陨碜畲鬂撃艿南胂罅σ约皠?chuàng)造力充分發(fā)揮施展出來，創(chuàng)造更多的可能性。二是交互性。交互性表達(dá)的是人與模擬環(huán)境之間的交互關(guān)系，就是指參與模擬設(shè)計(jì)的模擬者可以通過一定的模擬儀器設(shè)備來實(shí)現(xiàn)與虛擬世界的交流與互動(dòng)。三是沉浸性。通過模擬，能夠更好地促使參與者更好地投入到虛擬環(huán)境當(dāng)中，讓其更有仿佛置身于虛擬世界，這指的就是沉浸性。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)仍處在不斷發(fā)展的階段，還未完全成熟，因而根據(jù)其自身的功能特點(diǎn)可以簡單分為四類，其中包含分布式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)、桌面虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)、沉浸性虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)以及增強(qiáng)式的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)。

二、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中的重要作用

（一）完整展示建筑物的整體信息

早先的建筑設(shè)計(jì)方式一般主要是分為二維、三維設(shè)計(jì)等方式，這些設(shè)計(jì)方式在一定程度上能夠體現(xiàn)出建筑物的相關(guān)部分屬性和信息，但人們只能是很局限的從某一種角度來了解建筑信息，只能是依靠建筑外在的形狀和表現(xiàn)來對(duì)建筑進(jìn)行簡單的了解，并不能進(jìn)行深層次全面的剖析。而通過將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)運(yùn)用到建筑設(shè)計(jì)當(dāng)中，可以使建筑物更加形象，從而人們能夠體驗(yàn)?zāi)M的環(huán)境，更加刺激人們的想象力，更加有利于深刻的理解建筑物。除了設(shè)計(jì)者能夠深層次的了解建筑物，越來越多的住戶們通過該虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，也能夠?qū)υO(shè)計(jì)者所涉及的建筑物，并有可能參與到設(shè)計(jì)過程的決策當(dāng)中，加強(qiáng)住戶與設(shè)計(jì)者之間的溝通交流，從而使得設(shè)計(jì)更加符合住戶的使用要求。

（二）可進(jìn)行遠(yuǎn)距離的瀏覽

在建筑物的初期設(shè)計(jì)過程當(dāng)中，為了更好地使建筑物設(shè)計(jì)方案更好地符合實(shí)際施工條件，雙方之間需要不斷進(jìn)行溝通來達(dá)成共同意見，而虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)就可以很好地實(shí)現(xiàn)了兩者之間的溝通。通過利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，憑借網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的傳輸以及瀏覽作用，使得遠(yuǎn)程溝通交流更加的方便快捷。并且，盡管不同的建筑模擬軟件在傳輸過程不盡相同，但可通過格式轉(zhuǎn)化，同樣可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程傳輸。

（三）實(shí)時(shí)多方案比較

在設(shè)計(jì)人員進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)時(shí)，一般情況下都會(huì)提出多種不同的設(shè)計(jì)方案，會(huì)具有不同的設(shè)計(jì)理念和構(gòu)想，需要進(jìn)一步通過建模的方式來進(jìn)行展示，然后選擇最優(yōu)的方案，并互相補(bǔ)充，最后才能達(dá)到最優(yōu)的方案結(jié)果。但是，在建筑設(shè)計(jì)過程中使用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)后，在設(shè)計(jì)過程中就能隨時(shí)的在不同的設(shè)計(jì)方案之中來回轉(zhuǎn)換，可以在任一的位置或觀察位置實(shí)時(shí)切換來觀察不同的建筑設(shè)計(jì)方案，進(jìn)行方案之間的對(duì)比選擇，從而為最優(yōu)方案設(shè)計(jì)提供有效的參考。除此之外，運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以隨時(shí)修改建筑設(shè)計(jì)，并能夠有效進(jìn)行修改前后的方案對(duì)比，得出最佳結(jié)果。

（四）節(jié)省投資和運(yùn)行費(fèi)用

使用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能夠?qū)⒄w設(shè)計(jì)計(jì)劃進(jìn)行不斷的演示和論證，從而在這一過程中更好的發(fā)現(xiàn)其中潛在的各種問題以及設(shè)計(jì)過程中的不合理環(huán)節(jié)內(nèi)容，以便于設(shè)計(jì)師對(duì)其進(jìn)行更好的完善和優(yōu)化，另外在造價(jià)管理上也能避免資金的浪費(fèi)。這種演示論證的過程能夠充分找出這一設(shè)計(jì)過程中存在的各種問題，進(jìn)而更具針對(duì)性的進(jìn)行解決，防止在后期施工過程中發(fā)現(xiàn)問題再次進(jìn)行解決而造成的資金浪費(fèi)。

三、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在未來建筑設(shè)計(jì)中的運(yùn)用

（一）建立三維虛擬環(huán)境空間

建立三維虛擬環(huán)境空間的首要任務(wù)就是要收集有關(guān)建筑物的所有信息。通過利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)來構(gòu)建虛擬環(huán)境空間，要保證建筑物信息的完整，比如建筑物平面圖、立面圖等三維平面圖等，這樣才能保證構(gòu)建出符合 建筑物真實(shí)狀況的虛擬環(huán)境空間。在收集所有建筑物有關(guān)信息后，利用3DSMAX制作軟件首先需要根據(jù)建筑物信息構(gòu)建出三維模型，并且針對(duì)光場景和背景進(jìn)行調(diào)節(jié)，適合的背景才能更好地展示出建筑物的所有特點(diǎn)。建筑物的形狀以及它的通透感強(qiáng)度主要就是通過線的使用從而展現(xiàn)出來的，因而，在構(gòu)建三維虛擬環(huán)境空間的過程中，線是最為其中很重要的一個(gè)組成元素。只有通過熟悉掌握了解真實(shí)場景與虛擬環(huán)境的光線之間的差異，以及光線的變化對(duì)于環(huán)境所產(chǎn)生的影響程度，才能夠?qū)⑻摂M環(huán)境表現(xiàn)的更加真實(shí)。建筑物的材料顏色以及質(zhì)地、粗糙度等方面是否能夠真實(shí)的模擬出來，這也是很重要的方面，只有將所有特征完美的模擬出來，才能構(gòu)建出最真實(shí)的建筑三維模擬環(huán)境空間。

（二）硬件系統(tǒng)

在構(gòu)件一般的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的過程中，不需要很多復(fù)雜的設(shè)備，一般只要包含普通的能具有輸入以及輸出功能的簡單設(shè)備，一般情況下在計(jì)算機(jī)的桌面互動(dòng)系統(tǒng)中，就能完成一個(gè)桌面虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)。如果設(shè)計(jì)者為了將虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的三大特征—想象性、交互性以及沉浸性淋漓盡致的體現(xiàn)出來，那些普通的設(shè)備就不能夠達(dá)到要求的結(jié)果了，而是需要配備專業(yè)的輸入和輸出設(shè)備，比如鍵盤、鼠標(biāo)等專業(yè)輸入設(shè)備，以及立體眼鏡、高性能的顯示器以及專業(yè)的投影儀等高級(jí)輸出設(shè)備。這些專業(yè)的傳感設(shè)備可以將用戶的真實(shí)行為動(dòng)作準(zhǔn)確的映射到虛擬環(huán)境空間去，而虛擬空間則依靠精確的算法以及傳感器的力反饋技術(shù)將信息同樣反饋給用戶。

（三）軟件系統(tǒng)

通過利用相關(guān)的專業(yè)系統(tǒng)，可以成功構(gòu)建出一個(gè)既與真實(shí)世界相符合，又能夠滿足設(shè)計(jì)者所設(shè)想的建筑方案的虛擬三維模型，目的就是希望設(shè)計(jì)者以及用戶能夠真實(shí)的感受到虛擬空間場景所帶來的真實(shí)感與臨場感。而通過軟件系統(tǒng)所構(gòu)建出的三維模擬空間能夠真實(shí)的表現(xiàn)出建筑以及其周圍的環(huán)境，并且能夠精準(zhǔn)的捕捉到場景色彩以及陰影的真實(shí)變化，使得虛擬空間場景更加具有真實(shí)感。構(gòu)建三維虛擬建筑模型首先要建立建筑場景的相關(guān)幾何結(jié)構(gòu)，然后在幾何結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上對(duì)其材質(zhì)、顏色以及陰影等采取處理措施，并進(jìn)一步處理相關(guān)的物體運(yùn)動(dòng)行為。

四、結(jié)語：

綜上所述，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中的有效應(yīng)用已是大勢所趨，在整個(gè)行業(yè)的發(fā)展中有著較大的優(yōu)勢。合理的利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以有效提升整個(gè)主設(shè)計(jì)的有效性，避免其在設(shè)計(jì)過程中的無用設(shè)計(jì)，同時(shí)對(duì)于各種先進(jìn)的技術(shù)以及設(shè)備還可以進(jìn)行模擬，提高其在具體工程施工中的適用性，進(jìn)而綜合提升建筑質(zhì)量，不斷推動(dòng)我國建筑工程技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。

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