建筑設(shè)計中虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用淺述

[摘要]本文主要研究關(guān)于建設(shè)環(huán)境設(shè)計等方面應(yīng)用到虛擬現(xiàn)實技術(shù)的可行性，以及虛擬現(xiàn)實技術(shù)對于建筑環(huán)境設(shè)計中的主要影響。通過對于建筑表層進行虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用與研究，進一步討論了關(guān)于虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用到建筑環(huán)境設(shè)計的工作中，其主要的設(shè)計思路以及創(chuàng)作過程。進一步刺激虛擬現(xiàn)實技術(shù)的發(fā)展方向。進一步增強虛擬現(xiàn)實技術(shù)的創(chuàng)新思維，從而不斷拓展創(chuàng)作思慮，進一步提高建筑環(huán)境設(shè)計的質(zhì)量。

[關(guān)鍵詞]虛擬現(xiàn)實技術(shù)；計算機；建筑設(shè)計；應(yīng)用

1、虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用對建筑效果呈現(xiàn)的影響

當今，建筑學已形成一套完整的理論體系，設(shè)計人員茌進行建筑設(shè)計的時候需要充分利用建筑學理論來設(shè)計好的建筑方案。在計算機技術(shù)還沒有出現(xiàn)之前，建筑設(shè)計主要是將圖紙作為設(shè)計平臺，對于三維平面圖也只能通過二維草圖來描繪，建筑的立體結(jié)構(gòu)不能完全在圖紙上反映出來，在對設(shè)計進行評定和審核的時候也只能通過圖紙來進行。隨著科學技術(shù)和計算機技術(shù)的發(fā)展，建筑學領(lǐng)域傳統(tǒng)的設(shè)計理念和手法、建筑技能都發(fā)生了較大的變化，在建筑設(shè)計方面，傳統(tǒng)的圖紙、三角板、繪圖筆等建筑設(shè)計工具逐漸被以計算機為主的設(shè)計軟件取代，大大提高了建筑設(shè)計工作效率，降低了設(shè)計人員的工作強度。

2、建筑空間模型與虛擬現(xiàn)實技術(shù)的結(jié)合

虛擬現(xiàn)實技術(shù)能夠模擬出真實的物體，也可以創(chuàng)造出抽象的模型。比如房屋、家具、家電等物品或者分子結(jié)構(gòu)、細胞結(jié)構(gòu)等。這些物體都是我們世界中真實存在的，并且能夠通過各種各樣的工具與設(shè)備來被人類所接收，從而能夠進一步感受到我們的世界。在虛擬現(xiàn)實技術(shù)中，建筑師能夠?qū)⒈緛聿淮嬖诘奈矬w進行重構(gòu)，而且也能夠隨心所欲的按照自己的設(shè)計來進行調(diào)節(jié)，包括各種各樣的家具材料、環(huán)境設(shè)計等。通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)來確定建筑的尺寸與實際的設(shè)計，從而保證建筑建成之后與設(shè)計完全一致，從而避免出現(xiàn)偏差的情況。而且通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)進行的設(shè)計能夠隨時改變視角與光線下所呈現(xiàn)出的不同景象，建筑師也能夠通過這樣的模型構(gòu)建選擇出自己滿意的方案，如果不滿意還可以隨時進行修改。

3、虛擬現(xiàn)實技術(shù)在建筑設(shè)計中的實際應(yīng)用

3.1硬件與軟件系統(tǒng)

3.1.1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)不涉及負責的硬件設(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、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)境進行實時的互動和交互。

3.1.2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)比例建立虛擬標準尺寸幾何結(jié)構(gòu)；模型的外觀美化。對幾何構(gòu)造進行虛擬的施工，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。

3.2建筑虛擬三維空間模型

模擬建筑環(huán)境空間首先要建立建筑三維模型，但我們通過顯示器觀察它時卻只能是一個角度，一個側(cè)面；如何能夠表現(xiàn)建筑的整體環(huán)境空間呢？以前主要采用瀏覽動畫的方式，如建立一個樣條曲線作為瀏覽路徑，將模擬“人眼”的攝像機架設(shè)在這條路徑上以求得一種進入建筑環(huán)境空間的動態(tài)變化。但這種動畫的可操作性、人機交互性較差。因此如何模擬真正意義上的三維建筑環(huán)境空間是現(xiàn)代建筑表現(xiàn)的一個議題。

這里利用3DStudioMAX軟件中VRML語言輸出功能可以實現(xiàn)以鼠標導航的三維建筑虛擬空間。3DStudioMAX軟件中VRML選項是可以用來建立可被網(wǎng)絡(luò)瀏覽器瀏覽的三維場景文件，同時可以為場景中的三維物體指定活動控件和觸發(fā)器。如可以將建筑場景中的電視機設(shè)置為觸發(fā)器，當瀏覽到電視機前，用鼠標點觸電視機，場景會自動播放已設(shè)置好的一段瀏覽動畫，使建筑三維虛擬環(huán)境更豐富有趣。

4、模擬建筑建設(shè)全過程三維視覺展示

在一般的計算機輔助設(shè)計技術(shù)的應(yīng)用中，往往只能呈現(xiàn)出建筑的二維空間或三維空間狀態(tài).僅能夠表達出建筑物的部分參數(shù)信息.且所提供的信息只是單一的某種尺度.這種模擬表達方式太過單調(diào).很難使設(shè)計人員以及其他管理人員對設(shè)計進行全面直觀的了解。而采用虛擬現(xiàn)實技術(shù)則可以很好的解決這一問題。虛擬現(xiàn)實技術(shù)能夠模擬出一套完整的建筑物模型.其中包含了建筑物的所有信息與參數(shù).能夠給人一種現(xiàn)實生活中看到的建筑物的感覺。這就為設(shè)計人員、用戶、管理人員等相關(guān)人員了解建筑設(shè)計方案提供了很大的幫助.極大的提高了建筑設(shè)計的質(zhì)量與水平。

結(jié)語：

虛擬現(xiàn)實技術(shù)發(fā)展到現(xiàn)在這樣的階段，已經(jīng)不再是科技方面的幻想，而是能夠真正為我們?nèi)祟惿鐣砭薮筮M步的影響力，可以說虛擬現(xiàn)實技術(shù)通過應(yīng)用到社會各界以及各個領(lǐng)域之間的關(guān)系來取得明顯的社會經(jīng)濟效益。伴隨著虛擬現(xiàn)實技術(shù)與建筑環(huán)境設(shè)計與技術(shù)的不斷結(jié)合，能夠為建筑設(shè)計提供更加創(chuàng)新的設(shè)計方法與方式，也必然對于建筑設(shè)計領(lǐng)域的發(fā)展起到改革的作用。