建筑設(shè)計(jì)中的數(shù)字手段與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)

胡芹

摘 要：隨著人們物質(zhì)生活與精神生活水平不斷提升，他們對(duì)建筑設(shè)計(jì)提出的要求越來(lái)越高，一些先進(jìn)的設(shè)計(jì)技術(shù)與方法也開(kāi)始得到廣泛運(yùn)用。以建筑設(shè)計(jì)為例，該門(mén)學(xué)科具有較強(qiáng)的專(zhuān)業(yè)性、綜合性與技術(shù)性，在新形勢(shì)下不僅要保障建筑整體的安全性與穩(wěn)定性，同時(shí)也要改善建筑物的外觀審美效果與功能的實(shí)用性。鑒于此，本文圍繞建筑設(shè)計(jì)中數(shù)字手段與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行探討，并對(duì)其具體應(yīng)用進(jìn)行分析，以供參考。

關(guān)鍵詞：建筑設(shè)計(jì) 數(shù)字手段 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)

引言

在上世紀(jì)90年代，建筑設(shè)計(jì)依然為傳統(tǒng)的手工制圖為主，而在計(jì)算機(jī)技術(shù)的普及與推廣之下，新的三維軟件在建筑設(shè)計(jì)中得到運(yùn)用，這對(duì)于建筑行業(yè)的發(fā)展無(wú)疑有著重要的影響。例如建筑設(shè)計(jì)中的數(shù)字手段與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)就發(fā)揮著巨大作用，鑒于此，圍繞建筑設(shè)計(jì)中的數(shù)字手段與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用研究具有重要意義。

一、建筑設(shè)計(jì)中的數(shù)字手段

1、數(shù)字化表現(xiàn)技術(shù)

在建筑設(shè)計(jì)中，數(shù)字化表現(xiàn)是將數(shù)字作為工具。以室內(nèi)設(shè)計(jì)為例，通過(guò)實(shí)體靜態(tài)圖像與運(yùn)動(dòng)中的影像相互交映，將虛擬實(shí)體的表現(xiàn)形式呈現(xiàn)出來(lái)。在數(shù)字化表現(xiàn)技術(shù)的支持下，人們?cè)谝曈X(jué)上可以對(duì)空間、色彩、物體形態(tài)等方面有一個(gè)藝術(shù)的體驗(yàn)與感受。數(shù)字化表現(xiàn)技術(shù)涉及到十分廣泛的內(nèi)容，包括空間物體的存在形式、物質(zhì)大小以及色彩等各個(gè)方面，為了改善建筑設(shè)計(jì)效果，就需要采取相應(yīng)的處理技術(shù)，并對(duì)相關(guān)軟件操作技術(shù)加以運(yùn)用。

2、數(shù)字化表現(xiàn)技術(shù)的應(yīng)用特點(diǎn)

對(duì)于建筑設(shè)計(jì)而言，通過(guò)數(shù)字化表現(xiàn)技術(shù)的應(yīng)用，可以使設(shè)計(jì)效果得到本質(zhì)的提升，傳統(tǒng)建筑設(shè)計(jì)主要以建筑結(jié)構(gòu)安全與穩(wěn)定為主，對(duì)建筑外觀與審美的考慮不足。而通過(guò)數(shù)字化表現(xiàn)技術(shù)，就可以將建筑設(shè)計(jì)成果充分表現(xiàn)出來(lái)。以傳統(tǒng)室內(nèi)設(shè)計(jì)為例，在設(shè)計(jì)過(guò)程中往往采用的是手工圖繪制的方式，這種形式很容易存在設(shè)計(jì)人員主觀意識(shí)上的偏差，盡管在設(shè)計(jì)中運(yùn)用了一些計(jì)算方法，看起來(lái)具有可行性與科學(xué)性，然而在具體施工過(guò)程中就會(huì)發(fā)現(xiàn)存在一些缺陷與不足，此時(shí)在進(jìn)行修改顯然就會(huì)增加施工成本，并且難以完全符合設(shè)計(jì)者的主觀意圖。又比如效果的手工繪制，盡管在建筑外觀、室內(nèi)環(huán)境配置的設(shè)計(jì)看起來(lái)趨于理想，然而在實(shí)際施工過(guò)程中可能并不表現(xiàn)出想要的效果，究其原因，就在于材料選擇以及生產(chǎn)廠家在生產(chǎn)中難免出現(xiàn)偏差，進(jìn)而導(dǎo)致實(shí)際操作受到影響。而在數(shù)字化表現(xiàn)技術(shù)的運(yùn)用之下，設(shè)計(jì)人員就可以首先查詢材料生產(chǎn)廠家提供的材料信息與參數(shù)，在充分了解之后，相關(guān)的人工設(shè)計(jì)就可以避免重復(fù)現(xiàn)象，設(shè)計(jì)誤差與成本就得到有效控制，進(jìn)而整個(gè)設(shè)計(jì)效率就得到提升。此外，數(shù)字化表現(xiàn)技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用價(jià)值還體現(xiàn)在用戶可以快速了解設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)意圖與目的，如此一來(lái)在實(shí)施設(shè)計(jì)圖紙的過(guò)程中就可以提高配合程度，進(jìn)而使設(shè)計(jì)效果趨于理想。

二、建筑設(shè)計(jì)中的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)

1、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)概述

所謂的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，就是指基于計(jì)算機(jī)技術(shù)的一種技術(shù)方法，該項(xiàng)技術(shù)具有較強(qiáng)的綜合性，在應(yīng)用實(shí)踐中，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能夠基于計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)三維立體環(huán)境進(jìn)行合理構(gòu)建，如此一來(lái)就可以將一個(gè)直觀的景象呈現(xiàn)出來(lái)，使人們快速理解設(shè)計(jì)意圖與效果，并實(shí)現(xiàn)聽(tīng)覺(jué)與視覺(jué)的有機(jī)結(jié)合，甚至還可以給人們帶來(lái)觸覺(jué)上的體驗(yàn)。此外，通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，設(shè)計(jì)人員還可以清晰的看住建筑環(huán)境中存在的不足，進(jìn)而可以采取針對(duì)性的調(diào)整措施，使設(shè)計(jì)效果得到進(jìn)一步強(qiáng)化。

2、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用價(jià)值

關(guān)于建筑設(shè)計(jì)中虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用特點(diǎn)主要可以從以下幾個(gè)方面得到表現(xiàn)：

第一，直觀性。在建筑設(shè)計(jì)中，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的直觀性特點(diǎn)十分突出，通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，可以形象的呈現(xiàn)出設(shè)計(jì)成果，這一點(diǎn)在展示具體情境時(shí)尤為突出，通過(guò)該項(xiàng)技術(shù)的運(yùn)用，建筑設(shè)計(jì)基于三維立體的表現(xiàn)形式，使整個(gè)設(shè)計(jì)的可靠性得到有效提升。

第二，遠(yuǎn)距離瀏覽優(yōu)勢(shì)。在建筑設(shè)計(jì)實(shí)踐中，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能夠表現(xiàn)出良好的遠(yuǎn)距離瀏覽效果，作為建筑設(shè)計(jì)人員，通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，他們可以減少對(duì)實(shí)地的考察，只需要通過(guò)計(jì)算機(jī)就可以感受到當(dāng)前位置的實(shí)際情況，如此一來(lái)操作就更加便捷。再加上網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、共享技術(shù)的發(fā)展，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的作用與價(jià)值得到進(jìn)一步強(qiáng)化，遠(yuǎn)距離瀏覽效果也更加突出，對(duì)于建筑設(shè)計(jì)監(jiān)察完善水平的提升無(wú)疑有著積極影響。

第三，便捷性。在建筑設(shè)計(jì)中，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的便捷性也非常顯著。通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，設(shè)計(jì)人員能夠充分了解設(shè)計(jì)內(nèi)容，對(duì)其中存在的問(wèn)題有一個(gè)直觀的認(rèn)識(shí)，如此就可以采取具有針對(duì)性的優(yōu)化方法，使建筑設(shè)計(jì)水平得到有效提升。

三、建筑設(shè)計(jì)中數(shù)字化虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的具體應(yīng)用

1、人機(jī)界面虛擬現(xiàn)實(shí)

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的高級(jí)技術(shù)就是計(jì)算機(jī)人機(jī)界面的運(yùn)用，該項(xiàng)技術(shù)具有較強(qiáng)的交互性、構(gòu)想性與沉浸性。計(jì)算機(jī)人機(jī)界面對(duì)計(jì)算機(jī)各項(xiàng)綜合技術(shù)加以運(yùn)用，在計(jì)算機(jī)現(xiàn)實(shí)的虛擬世界中，對(duì)語(yǔ)言與手勢(shì)加以利用，打造出一種具有人性化與多維性的信息空間。該項(xiàng)技術(shù)的基本原理是通過(guò)具有高級(jí)性能的計(jì)算機(jī)或圖形工作站，在相關(guān)軟件的支持下，真實(shí)、立體、直觀的表現(xiàn)出設(shè)計(jì)目標(biāo)。

2、現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)中虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的運(yùn)用

在現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)中，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)無(wú)疑具有很高的應(yīng)用價(jià)值，該項(xiàng)技術(shù)打破了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中效果圖單一性、直觀性缺失的限制，對(duì)于提高設(shè)計(jì)方案的準(zhǔn)確性，改善設(shè)計(jì)效果而言有著十分積極的作用。站在用戶的角度，他們可以通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)對(duì)設(shè)計(jì)方案有一個(gè)直觀、親切的體驗(yàn)，并基于此作出準(zhǔn)確判斷，如此一來(lái)，對(duì)建筑設(shè)計(jì)方案的評(píng)價(jià)就更加有效，整體設(shè)計(jì)效率得到極大的提升。以建筑室內(nèi)設(shè)計(jì)為例，應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的過(guò)程中主要通過(guò)兩個(gè)部分實(shí)現(xiàn)，即穿件三維模型、VRML交互設(shè)計(jì)。根據(jù)室內(nèi)空間真實(shí)尺寸，對(duì)常見(jiàn)的建模軟件加以利用，例如3dsmax、sketchup等等，在虛擬室內(nèi)空間的建立之后，對(duì)后續(xù)的互動(dòng)予以考慮與分析，基于對(duì)視覺(jué)外觀效果的保障，對(duì)模型面數(shù)進(jìn)行縮減。在設(shè)計(jì)中不需要?jiǎng)?chuàng)建燈管，只需要默認(rèn)即可。在場(chǎng)景設(shè)計(jì)中，需要合理控制家具與物體貼圖大小，通常采用16bit或24bit的位圖。

虛擬現(xiàn)實(shí)建模語(yǔ)言VRML則是一種具有交互性、實(shí)用性特點(diǎn)的三維造型與渲染的設(shè)計(jì)語(yǔ)言。該項(xiàng)技術(shù)將二維、三維、文本與多媒體素材結(jié)合到一起，用戶可以模擬操作虛擬建設(shè)環(huán)境與空間中的物體，并且通過(guò)反饋信息對(duì)其真實(shí)性有所體驗(yàn)。其交互平臺(tái)設(shè)計(jì)可以通過(guò)多種方法實(shí)現(xiàn)，目前主要以交互傳感器、外部創(chuàng)作結(jié)構(gòu)EAI以及Script腳本設(shè)計(jì)為主，整個(gè)設(shè)計(jì)圍繞用戶進(jìn)行，設(shè)計(jì)人員提供的素材十分豐富，對(duì)于提高室內(nèi)設(shè)計(jì)個(gè)性化特點(diǎn)而言無(wú)疑有著積極作用。

總而言之，在建筑設(shè)計(jì)中，數(shù)字手段與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)具有極高的應(yīng)用價(jià)值，作為設(shè)計(jì)人員，在工作實(shí)踐中必須將二者充分結(jié)合到一起，提高設(shè)計(jì)水平，改善設(shè)計(jì)效果，為提高建筑整體質(zhì)量與性能提供強(qiáng)有力的保障。

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