虛擬現(xiàn)實技術(shù)在土木工程中的應(yīng)用

李龑

摘 要：近年來，隨著我國經(jīng)濟的高速發(fā)展和人民生活水平的不斷提升。建設(shè)項目的投資規(guī)模進一步擴大，規(guī)劃結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜。建筑施工中使用各種科學(xué)技術(shù)。因此，對土木工程的智能化水平的要求也日益增強。數(shù)字化、集成化、可視化以及智能化進一步成為項目未來發(fā)展方向以及趨勢。虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用在一定程度上加快了數(shù)字化以及智能化的發(fā)展進程?；诖?，本文主要對虛擬現(xiàn)實技術(shù)在土木工程當(dāng)中的應(yīng)用進行了簡要的探討，希望可以為相關(guān)的工作人員提供一定的參考。

關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實技術(shù)；土木工程；應(yīng)用

引言

虛擬現(xiàn)實技術(shù)具有高度的綜合性。其在諸多的領(lǐng)域當(dāng)中得到了廣泛的應(yīng)用。主要包含國防建設(shè)、醫(yī)學(xué)科學(xué)、建筑工程、藝術(shù)設(shè)計等。虛擬實現(xiàn)技術(shù)在土木工程中的應(yīng)用，對土木工程和整個建筑業(yè)進一步發(fā)展具有重要的意義。

1、虛擬現(xiàn)實技術(shù)概述

1.1虛擬現(xiàn)實技術(shù)

所謂的噓擬實際技能”，是經(jīng)過多種先進技能的交融而構(gòu)成的一種新的技能。這種技能對計算機技能進行使用，并且在其他輔佐技能的根底上使得虛擬化操作得以完成，在實際的使用進程中能夠?qū)⑷藗儾荒軌蛴|摸或者是看見的事物用別的一種方法出現(xiàn)出來，為相關(guān)事物的研究供給重要根底?？墒且胪瓿蛇@一進程，就需要對三維設(shè)備與傳感設(shè)備進行使用，然后使用計算機仿真創(chuàng)造出一個虛擬的國際。當(dāng)時，我國在虛擬實際技能方面己經(jīng)取得了較好的成果。HTC Vive是現(xiàn)在最貴的VR設(shè)備，如圖1所示，其杰出的長處是支撐房間內(nèi)的精準(zhǔn)動作捕捉，優(yōu)勢在于Valve旗下的Steam游戲渠道（注：現(xiàn)在全球用戶量最多的電子游戲渠道）上有FTCVive可以享用的豐富內(nèi)容。

1.2虛擬實際技能的使用特色

在實際的使用進程中，虛擬實際技能具有以下3個方面的重要特色：①沉溺性。在虛擬實際技能傍邊，其詳細(xì)的體會是使用人體的可視化通道來進行傳遞的，能夠在體會者的可視化體系傍邊構(gòu)成圖形并顯現(xiàn)，然后讓體會者沉溺到虛擬的場景與環(huán)境傍邊，帶給體會者實在的可視化感受，并帶來實在的心思感受。②交互性。在虛擬實際技能傍邊，別的的一個主要特征就是交互性，這一特性指的是用戶能夠使用虛擬的設(shè)備。③想象性。在虛擬實際技能傍邊，使用可視化體系的傳遞，經(jīng)過嗅覺、力覺、味覺等人體天然感知體系來對相關(guān)信息進行反應(yīng)，然后使得體會者在這種環(huán)境傍邊發(fā)生新的認(rèn)知。

2 虛擬現(xiàn)實技術(shù)在土木工程中的應(yīng)用

2.1 虛擬中施工過程和構(gòu)算當(dāng)中的應(yīng)用

在工程建設(shè)過程中，施工的規(guī)劃與布局處于混合狀態(tài)，建筑結(jié)構(gòu)的核算也十分混雜。以上兩個環(huán)節(jié)在工程建設(shè)過程中占據(jù)著重要的地位。建筑設(shè)計和規(guī)劃是以施工現(xiàn)場的建筑構(gòu)件以及施工機械設(shè)備之間的表述作為基礎(chǔ)。建筑結(jié)構(gòu)計算在于施工結(jié)構(gòu)在施工環(huán)境下出現(xiàn)的變形大于建筑結(jié)構(gòu)建成后。

虛擬現(xiàn)實技術(shù)在土木工程中應(yīng)用主要體現(xiàn)在施工方案設(shè)計當(dāng)中融入VR技術(shù)，在虛擬的世界當(dāng)中，搭建建筑場景實物，建筑結(jié)構(gòu)的構(gòu)件以及人工界面的機械設(shè)備通過三維模型進行展現(xiàn)，在此過程中，主要通過計算機功能的仿真系統(tǒng)實現(xiàn)，保證在虛擬環(huán)境當(dāng)中的模型對象具有動態(tài)功能。同時對虛擬世界的環(huán)境模型的設(shè)備進行模擬，根據(jù)設(shè)備的運行結(jié)果的操作，在人機交互虛擬世界對施工方案進行修正。施工規(guī)劃結(jié)構(gòu)施工圖凌亂，涉及的因素較多，如起重機的重心位置、高度以及系纜的選擇、部件位置、吊車道以及行車路線等都是施工計劃必須考慮的問題。若并未充分分析上述因素，則對項目工程的整體進度以及成本造成重要的影響，更甚者會導(dǎo)致安全事故的發(fā)生。

在項目進行施工的前期，需對施工方案給予重新檢查。如果大跨度結(jié)構(gòu)項目進行施工的過程中，不但需考慮施工過程的安全問題，同時還需分析結(jié)構(gòu)自身在施工過程的安全問題以及可行性。鋼結(jié)構(gòu)屋蓋用鋼桅桿支撐在鋼桅桿上，桅桿兩端為圓錐形，與下部混凝土結(jié)構(gòu)鉸接。在鋼屋蓋與混凝土之間，通過前拉索、后拉索、穩(wěn)定索以及撐桿構(gòu)成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)體系，有效的降低鋼桁架出現(xiàn)變形的概率。鋼結(jié)構(gòu)具體施工的過程中，不同的支護方案和拼接方案會對不同部位產(chǎn)生不同的影響。采用連桿裝置，施工環(huán)節(jié)當(dāng)中的應(yīng)力會殘留在結(jié)構(gòu)件，從而制約到結(jié)構(gòu)的安全性，在定位過程中會引起不穩(wěn)定和變形，此時需對施工過程完成準(zhǔn)確的探討。如果選擇VR技能，需對不同的方案完成大量的分析，然后確保施工方法實現(xiàn)最優(yōu)化。

2.2虛擬現(xiàn)實技術(shù)在工程招投標(biāo)中的應(yīng)用

當(dāng)前，建筑業(yè)已然成為我國的支柱型產(chǎn)業(yè)，而建筑市場的競爭已進入到白熱化環(huán)節(jié)?，F(xiàn)在建設(shè)項目的運作對于業(yè)主而已具有一定的優(yōu)勢。在有限的投標(biāo)時間內(nèi)，如何保證業(yè)主以及投標(biāo)人能夠全面的掌握投標(biāo)文件的編制以及驗收，這與承包商能否中標(biāo)有關(guān)。所以，承包商不但需重視投標(biāo)計劃技巧的可行性以及報價的科學(xué)性，同時需高度重視投標(biāo)計劃的包裝?！绊椖空袠?biāo)、國家重點工程、大型工程”招標(biāo)通常是在項目規(guī)劃階段啟動的。虛擬現(xiàn)實技術(shù)的使用，一般的施工過程和計劃建造一個雜亂的生動體現(xiàn)，從而有效的節(jié)省時間以及投資成本，同時也不用項目負(fù)責(zé)人的現(xiàn)場講述以及答辯，利用虛擬逼真系統(tǒng)直接將投標(biāo)方案進行展現(xiàn)，進一步增加了承包商的中標(biāo)概率。

2.3將虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用于可視化計算機領(lǐng)域

未來的可視化計算機將是一個重要的發(fā)展方向。在科學(xué)的研究當(dāng)中，需在龐大的數(shù)據(jù)多當(dāng)中得到更多有價值的規(guī)則以及結(jié)論，因此有必要對這些數(shù)據(jù)進行清理和剖析。畢竟科學(xué)數(shù)據(jù)用于三維圖形顯示，同時利用改變參數(shù)來調(diào)查計算機系統(tǒng)交互過程的結(jié)果，完成可視化畫面，核算、實現(xiàn)VR技能的飛躍。利用有限元方法對結(jié)構(gòu)完成探討，能夠通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)來顯示不同顏色的三維物體的各個點的大小，并可以任意改變視點，進行研究。

結(jié)束語

總而言之，伴隨著土木工程進一步發(fā)展，虛擬現(xiàn)實技術(shù)在土木建筑設(shè)計、施工管理、科研開發(fā)當(dāng)中得到了廣泛的應(yīng)用。當(dāng)前，盡管使用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，仍有許多問題要處理，因此，在土木工程進行使用的過程中，需拓寬其視野，并嘗試實現(xiàn)虛擬現(xiàn)實技術(shù)水平的提升。

參考文獻

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