建筑設(shè)計中虛擬現(xiàn)實技術(shù)的運用探微

文/欒松楠 遼寧省建筑設(shè)計研究院 遼寧沈陽 110000

建筑設(shè)計中虛擬現(xiàn)實技術(shù)的運用探微

文/欒松楠 遼寧省建筑設(shè)計研究院 遼寧沈陽 110000

眾所周知；隨著當(dāng)前我國現(xiàn)階段建筑工程項目的不斷發(fā)展和進(jìn)步；其規(guī)模和復(fù)雜性都得到了較為明顯的提升，基于這種規(guī)模和復(fù)雜性的提升來說，建筑設(shè)計工作同樣也就需要得到相應(yīng)的發(fā)展，只有建筑設(shè)計工作和建筑工程項目的發(fā)展具備著較好的匹配性，才能夠提升其最終的設(shè)計價值。對于建筑設(shè)計水平的提升來說，恰當(dāng)?shù)倪\用各種合適的技術(shù)手段是比較重要的一環(huán)，虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用就能夠有效地提升建筑設(shè)計的水平和效果，促使建筑工程項目的設(shè)計結(jié)果得到較好的應(yīng)用。

建筑設(shè)計；虛擬現(xiàn)實技術(shù)；運用

1、虛擬現(xiàn)實技術(shù)方法

1.1桌面式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)。桌面式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)是建立在計算機(jī)和工作站基礎(chǔ)之上的虛擬現(xiàn)實環(huán)境系統(tǒng)，用戶以計算機(jī)顯示器作為虛擬世界和現(xiàn)實世界的傳輸媒介來體驗虛擬環(huán)境下的物體模型，并搭配輸入設(shè)備用來駕馭該虛擬環(huán)境和操縱虛擬場景下的模型，能夠?qū)μ摂M環(huán)境下的模型對象實現(xiàn)以360度的視角進(jìn)行旋轉(zhuǎn)和縮放瀏覽。由于具有成本相對較低的優(yōu)勢，桌面式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)更易于普及，使用者僅僅需要借助一臺個人計算機(jī)和一些相關(guān)的輸入輸出等設(shè)備就可以營造一種三維立體空間的場景來加強(qiáng)沉浸的感覺。

1.2沉浸式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)。沉浸虛擬現(xiàn)實技術(shù)是虛擬現(xiàn)實技術(shù)的一種主要形式，它能夠給體驗者營造一個全新的虛擬空間。通過搭配使用先進(jìn)的虛擬現(xiàn)實設(shè)備，可以將用戶的視覺、聽覺和觸覺等融為一體，使體驗者置身于虛擬現(xiàn)實世界中，成為其中的一部分，如同身臨其境一樣。這樣用戶能夠集中精神排除第三方干擾，全神貫注地融入到虛擬現(xiàn)實環(huán)境的學(xué)習(xí)中。

1.3分布式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)(DVR)。分布式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)是通過網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)以及虛擬現(xiàn)實技術(shù)搭建的資源豐富的網(wǎng)絡(luò)虛擬世界，它提供了一種可以通過網(wǎng)絡(luò)共享的虛擬空間，打破了空間位置的限制，無論使用者在哪里，都可以使用虛擬環(huán)境進(jìn)行互聯(lián)網(wǎng)工作，達(dá)到虛擬現(xiàn)實資源的網(wǎng)絡(luò)共享與學(xué)習(xí)交流目的。它還能夠為虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)提供高效的計算能力，其中某些功能具有一定的分布特性，因此虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)才能穩(wěn)定地運行在分布式環(huán)境中

2、建筑設(shè)計中虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用

2.1 建筑信息的準(zhǔn)確展示

對于建筑設(shè)計中虛擬現(xiàn)實技術(shù)的具體應(yīng)用來說，其最為基本的一個應(yīng)用表現(xiàn)就是能夠準(zhǔn)確的展示相應(yīng)的建筑信息，對于建筑工程項目中涉及到的各種參數(shù)信息都能夠得到較好的呈現(xiàn)，這也是建筑設(shè)計的最終目標(biāo)和追求所在，只有促使各方面的建筑信息得到了準(zhǔn)確的呈現(xiàn)才能夠保障相應(yīng)的建筑設(shè)計得到較好的運用，在后續(xù)的施工建設(shè)環(huán)節(jié)中得到準(zhǔn)確的落實。從這種建筑信息的準(zhǔn)確展示上來看，其不僅僅能夠具備著較好的精確性效果，還能夠在全面性和立體性方面發(fā)揮出一定的作用，通過相關(guān)三維立體模型的虛擬化呈現(xiàn)來表現(xiàn)出整個建筑工程項目中的所有信息內(nèi)容，如此也就能夠較好的提升其最終的設(shè)計可靠性，并且立體性的呈現(xiàn)方式也能夠較好的促使相應(yīng)的設(shè)計人員進(jìn)行較好的檢查和完善，更好地發(fā)現(xiàn)設(shè)計中存在的各類問題。

2.2 方案對比優(yōu)化

建筑設(shè)計中虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用還能夠較好的在設(shè)計方案對比中發(fā)揮出較強(qiáng)的積極作用和價值，這種方案對比也是以往傳統(tǒng)建筑設(shè)計中比較困難的一個方面，而采用虛擬現(xiàn)實技術(shù)進(jìn)行對比分析的話，就能夠較為直觀的發(fā)現(xiàn)其中存在的各類問題，進(jìn)而也就能夠有效地對比兩者間的優(yōu)劣，最終選擇一種最佳的施工設(shè)計方案。具體到這種方案對比中來說，虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用還能夠較好的實現(xiàn)相應(yīng)的量化對比分析，基于兩者間不同的內(nèi)容進(jìn)行具體的量化分析，進(jìn)而也就能夠得到最佳的對比結(jié)果；此外，對于相關(guān)對比結(jié)果的處理來說，這種虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用同樣具備著較為理想的應(yīng)用價值，其能夠直接采用相關(guān)信息技術(shù)和計算機(jī)手段進(jìn)行數(shù)據(jù)的修改，進(jìn)而也就完成了相應(yīng)的優(yōu)化程序，不斷提升建筑設(shè)計方案的應(yīng)用價值。

2.3 建筑空間的體驗

虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用還能夠較好的進(jìn)行體驗，這種體驗功能同樣能夠在建筑設(shè)計中得到較好的應(yīng)用，其應(yīng)用的途徑就是直觀感受建筑空間結(jié)構(gòu)，促使呈現(xiàn)在人們眼前的具體建筑設(shè)計結(jié)果能夠更好地符合于人們的主觀意識，進(jìn)而也就能夠給人以身臨其境的感覺，尤其是對于建筑設(shè)計中和人關(guān)系最為密切的一些部位來說，這種建筑空間的體驗也確實發(fā)揮出了較強(qiáng)的積極作用效果，進(jìn)而也就能夠有效地提升了人們對于建筑空間的感受性效果，其實這也就是模擬場景的運用。在這種建筑空間的具體體驗過程中，人們還能夠自由的選擇想要感受的一些場景，進(jìn)而也就提升了感受的實際價值，促使其更為有效的了解到人們想要了解的建筑信息。建筑空間的體驗還能夠較好的促進(jìn)公眾參與度的提升，這也是今后建筑設(shè)計發(fā)展的一個重要方面，更好地融合甲方的相關(guān)設(shè)計需求和理念也就能夠有效地提升其最終的設(shè)計價值，保障其更有助于建筑施工的進(jìn)行。

3、建筑設(shè)計中虛擬現(xiàn)實技術(shù)的實現(xiàn)方式

3.1 虛擬現(xiàn)實技術(shù)的硬件系統(tǒng)方面

簡單的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)不涉及負(fù)責(zé)的硬件設(shè)備配置，系統(tǒng)主要有輸入和輸出兩種對應(yīng)的設(shè)備即可，比如，計算機(jī)顯示器的桌面互動系統(tǒng)就類似一個簡單的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)。但要想使虛擬現(xiàn)實技術(shù)能夠在真實感、互動性、創(chuàng)造力三個方面有所突破，就必須配備專業(yè)的信息輸入和輸出設(shè)備。信息輸入設(shè)備包括電腦鍵盤、鼠標(biāo)、手寫輸入板等。信息輸出設(shè)備則指電腦顯示器、多種通道形式的投影設(shè)備、3D 眼鏡等。借助傳感設(shè)備可以將用戶實際的動作行為通過映射的形式傳給虛擬環(huán)境。用戶化身可以將用戶自己和虛擬環(huán)境進(jìn)行實時的互動和交互。另外，具備測量功能的方位跟蹤器還可以將用戶實際的行為范圍進(jìn)行取樣并映射給虛擬環(huán)境，虛擬環(huán)境又根據(jù)收到的映射信息進(jìn)行用戶動作和傳感器力反饋技術(shù)將虛擬環(huán)境的測量信息反饋給用戶。這就使得客戶雖然置身境外但有身臨其境的感受，還能進(jìn)行人機(jī)互動。

3.2 虛擬現(xiàn)實技術(shù)的軟件系統(tǒng)方面

虛擬現(xiàn)實技術(shù)的軟件是指通過一種計算機(jī)程序，能夠?qū)嵺`建筑設(shè)計與用戶都能看得見的一種虛擬環(huán)境。在這個虛擬環(huán)境中，用戶可以有置身其中的感覺，這就要求有一個軟件可以方便設(shè)計者建立一個與現(xiàn)實環(huán)境一直或者與設(shè)計設(shè)及用戶預(yù)想的一樣的虛擬三維模型設(shè)計。這個模型不僅可以準(zhǔn)確的表現(xiàn)真實環(huán)境中的地形，建筑物，環(huán)境配套，室內(nèi)布局等，還要非常真是的反映出將來的實際場景中色彩搭配、材料材質(zhì)、光照陰影等。對三維模型的大件，主要分為三個步驟：模型的幾何構(gòu)造搭建。根據(jù)實際場景的建設(shè)比例建立虛擬標(biāo)準(zhǔn)尺寸幾何結(jié)構(gòu)；模型的外觀美化。對幾何構(gòu)造進(jìn)行虛擬的施工，具體有材料建模，建筑物上色，光照處理等；模型的行為模擬。對虛擬模型進(jìn)行一些逼近真實的動態(tài)模型塑造。這些模型的建造都可以通用，使整體模型看起來非常逼真。

結(jié)語：

總之，虛擬現(xiàn)實技術(shù)在建筑設(shè)計中的應(yīng)用隨著網(wǎng)絡(luò)的發(fā)達(dá)及計算機(jī)軟硬件的進(jìn)展，應(yīng)用層面會更廣，成長幅度會更大。網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)谋憬菖c快速處理，利用計算機(jī)科技來呈現(xiàn)建筑設(shè)計成果，已成為新的趨勢，而且技術(shù)日新月異。

[1]吳濤.虛擬現(xiàn)實技術(shù)在建筑設(shè)計領(lǐng)域的應(yīng)用[J].工程設(shè)計CAD與智能建筑，2013（02）.

[2]巫仲強(qiáng).虛擬現(xiàn)實技術(shù)在建筑設(shè)計中的應(yīng)用[J].城市建設(shè)理論研究,2013(7).