建筑設(shè)計(jì)中虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用

摘 要：針對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用現(xiàn)狀，進(jìn)行合理分析，并詳細(xì)介紹虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的特點(diǎn)，如設(shè)計(jì)效果清晰、設(shè)計(jì)方案合理、降低施工成本等，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用要點(diǎn)，希望能夠給相關(guān)工作人員提供一定的參考與幫助。

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

1 前言

在建筑設(shè)計(jì)過程中，通過應(yīng)用合理的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，能夠幫助建筑設(shè)計(jì)人員全面了解建筑工程結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，降低建筑工程的總體施工成本。伴隨計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的高速發(fā)展，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用范圍越來越廣泛，能夠構(gòu)建更加合理的虛擬模型，減少施工材料的損耗。鑒于此，本文主要分析虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)的具體應(yīng)用，保證建筑設(shè)計(jì)方案得到更好的實(shí)施。

2 建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的重要性

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能夠?qū)鞲衅骷夹g(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)與行為技術(shù)進(jìn)行有效結(jié)合，打破了人與計(jì)算機(jī)之間的信息傳輸方式，能夠幫助建筑設(shè)計(jì)人員全面了解建筑結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，構(gòu)建一個(gè)妥善的建筑信息模型。在建筑設(shè)計(jì)中，通過合理應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，能夠保證建筑設(shè)計(jì)空間更加靈活，有效提升建筑模型的真實(shí)性。對(duì)于建筑設(shè)計(jì)人員來說，要對(duì)建筑結(jié)構(gòu)特點(diǎn)有初步認(rèn)識(shí)，并結(jié)合各類媒介的特點(diǎn)，構(gòu)建合理的虛擬現(xiàn)實(shí)模型，讓觀看者更加直觀的了解建筑模型。

除此之外，將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用到建筑設(shè)計(jì)中，能夠減少建筑設(shè)計(jì)方案的修改次數(shù)，有效提升建筑設(shè)計(jì)方案的合理性。在一些大型建筑工程中，設(shè)計(jì)人員要處理大量的圖形數(shù)據(jù)，在一定程度上延長(zhǎng)建筑建設(shè)時(shí)間，影響建筑設(shè)計(jì)方案的合理性，應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，能夠減少設(shè)計(jì)時(shí)間，保證建筑設(shè)計(jì)工作得以順利開展。將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用到建筑設(shè)計(jì)中，能夠幫助設(shè)計(jì)人員構(gòu)建更加完善的建筑虛擬模型，保證建筑設(shè)計(jì)方案更加人性化，建筑模型與設(shè)計(jì)人員之間的互動(dòng)性不斷加強(qiáng)[1]。

3 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的特點(diǎn)

3.1 設(shè)計(jì)效果清晰

與傳統(tǒng)的建筑設(shè)計(jì)技術(shù)相比，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的設(shè)計(jì)效果更加清晰，建筑設(shè)計(jì)人員可以以利用平面圖形，構(gòu)建更加完善的虛擬模型，有效滿足用戶對(duì)建筑設(shè)計(jì)方案的要求，為用戶提供更加直觀、清晰的建筑虛擬模型。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)具有良好的交互性，能夠增強(qiáng)建筑模型與設(shè)計(jì)人員之間的溝通，建筑設(shè)計(jì)人員可以結(jié)合建筑模型的運(yùn)行特點(diǎn)，不斷完善建筑設(shè)計(jì)方案，提高建筑設(shè)計(jì)方案的合理性。

另外，通過應(yīng)用先進(jìn)的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，建筑設(shè)計(jì)人員對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行動(dòng)態(tài)修改，具有良好的實(shí)時(shí)性。在科學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步的今天，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)也在不斷改進(jìn)，建筑設(shè)計(jì)人員在實(shí)際工作當(dāng)中，要結(jié)合建筑設(shè)計(jì)方案內(nèi)容，合理應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，構(gòu)建科學(xué)的建筑模型，針對(duì)建筑模型運(yùn)行中出現(xiàn)的問題，妥善修改建筑設(shè)計(jì)方案，保證建筑設(shè)計(jì)方案得到更好的實(shí)施。

3.2 設(shè)計(jì)方案更加合理

對(duì)于建筑設(shè)計(jì)人員來說，通過運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，能夠?qū)⒍鄠€(gè)建筑設(shè)計(jì)方案進(jìn)行妥善對(duì)比，保證建筑設(shè)計(jì)方案更加完善。由于建筑工程的建設(shè)施工規(guī)模比較大，建筑設(shè)計(jì)人員往往制定多個(gè)設(shè)計(jì)方案，并結(jié)合用戶的各項(xiàng)需求，選擇合理的設(shè)計(jì)方案，運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，設(shè)計(jì)人員可以根據(jù)用戶的各項(xiàng)需求，將設(shè)計(jì)方案進(jìn)行有效調(diào)整，為用戶能夠更加清晰的了解建筑特點(diǎn)，在滿足用戶實(shí)際需求的基礎(chǔ)上，有效提升建筑設(shè)計(jì)方案的合理性。

建筑設(shè)計(jì)人員在實(shí)際工作當(dāng)中，要將各項(xiàng)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行科學(xué)對(duì)比，選擇兩套比較完善的設(shè)計(jì)方案，構(gòu)建相應(yīng)的建筑模型，讓用戶能夠更加全面的了解建筑設(shè)計(jì)方案內(nèi)容，針對(duì)建筑設(shè)計(jì)方案不合理處，提出相應(yīng)的建議，保證建筑設(shè)計(jì)方案更加完善。對(duì)于用戶來說，通過合理觀察建筑設(shè)計(jì)模型，能夠更好的與建筑設(shè)計(jì)人員溝通，減少建筑設(shè)計(jì)方案的修改次數(shù)[2]。

3.3 降低施工成本

在建筑設(shè)計(jì)階段，設(shè)計(jì)人員需要結(jié)合用戶的需求，為用戶提供更加完善的虛擬模型，讓用戶能夠更加直觀的了解建筑特點(diǎn)，有效降低建筑工程的施工成本，提升用戶的滿意度。與傳統(tǒng)的建筑設(shè)計(jì)方法相比，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能夠保證建筑特點(diǎn)更好的展示出來，不僅能夠降低建筑工程的施工成本，而且減少工程項(xiàng)目的返修次數(shù)，有效提升建筑工程的整體經(jīng)濟(jì)效益。

另外，伴隨我國(guó)高層建筑工程數(shù)量不斷增多，應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，能夠保證建筑施工方案得到更好的驗(yàn)證，針對(duì)不合理的施工方案，及時(shí)淘汰，有效提升建筑工程的總體設(shè)計(jì)水平。由于施工技術(shù)的不斷改進(jìn)，提升工程的施工質(zhì)量，但是，很多新技術(shù)存在較大的施工風(fēng)險(xiǎn)，建筑設(shè)計(jì)人員可以利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，構(gòu)建建筑模型，不斷降低施工風(fēng)險(xiǎn)的發(fā)生率，保證各項(xiàng)先進(jìn)的施工技術(shù)得到更好的運(yùn)用[3]。

4 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用

4.1 虛擬現(xiàn)實(shí)硬件系

建筑設(shè)計(jì)人員在應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的過程中，不需要使用大量的復(fù)雜設(shè)備，設(shè)備具有良好的輸入、輸出功能即可，并在計(jì)算機(jī)桌面構(gòu)建虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，并準(zhǔn)確輸入各項(xiàng)建筑信息，構(gòu)建更加合理的建筑虛擬模型，為用戶提供良好的視覺感受，進(jìn)一步提升用戶的滿意度。用戶也可以根據(jù)建筑虛擬模型的特點(diǎn)，及時(shí)與建筑設(shè)計(jì)人員溝通，針對(duì)建筑虛擬模型運(yùn)行中存在的問題，提出自己的看法，建筑設(shè)計(jì)人員可以結(jié)合用戶的各項(xiàng)需求，不斷改進(jìn)建筑設(shè)計(jì)方案[4]。

對(duì)于用戶來說，可以利用傳感設(shè)備，將自己置身于虛擬環(huán)境中，并結(jié)合建筑模型的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，向設(shè)計(jì)人員提出自己的各項(xiàng)要求，建筑設(shè)計(jì)人員可以結(jié)合用戶提出的需求，不斷完善原有的設(shè)計(jì)方案。建筑設(shè)計(jì)人員在應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的過程中，還要根據(jù)方位跟蹤器中的各項(xiàng)測(cè)量數(shù)據(jù)，對(duì)用戶的行為做出準(zhǔn)確判斷，運(yùn)用碰撞檢測(cè)算法，為用戶提供更加精確的測(cè)量信息，讓用戶更加直觀的了解建筑特點(diǎn)。

4.2 虛擬現(xiàn)實(shí)軟件系統(tǒng)

為了保證建筑設(shè)計(jì)人員與用戶能夠更好的體驗(yàn)到虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)帶來的身臨其境的感受，建筑設(shè)計(jì)人員需要提前構(gòu)建三維模型，該三維模型能夠真實(shí)反映出建筑室內(nèi)環(huán)境與室外環(huán)境，讓用戶能夠更好的認(rèn)識(shí)到建筑結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。在構(gòu)建建筑模型的過程中，設(shè)計(jì)人員可以結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)情況，不斷改進(jìn)建筑三維模型。例如，在幾何建模過程中，建筑設(shè)計(jì)人員可以將三維空間中的物體進(jìn)行幾何變換，保證建筑模型更加立體化。

現(xiàn)階段，建模軟件主要有3DMAX、SKECHUP、REVIT等，利用以上軟件構(gòu)建的建筑模型，均可以進(jìn)行互換。建筑設(shè)計(jì)人員在實(shí)際工作當(dāng)中，要構(gòu)建合理的建筑場(chǎng)景，并將建筑模型中的三角形面進(jìn)行有效結(jié)合，將建筑模型中的三維形體有效分離，并不斷細(xì)化，保證建筑模型更加真實(shí)。研究表明，建筑模型中的三維形體越細(xì)化，建模的速度越慢，因此，建筑設(shè)計(jì)人員要結(jié)合模型的構(gòu)建情況，運(yùn)用合理的運(yùn)算方法，有效提升建模速度[5]。

利用幾何建模法構(gòu)建的建筑模型，只能夠描述虛擬環(huán)境的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，不能夠完全反映出建筑的形體顏色與材質(zhì)等。為了保證虛擬環(huán)境中的建筑形體顏色與材質(zhì)得到更好的體現(xiàn)，建筑設(shè)計(jì)人員可以結(jié)合建筑模型的運(yùn)行情況，合理描述建筑模型的形體顏色與材質(zhì)，構(gòu)建一個(gè)更加完善建筑三維立體模型。例如，建筑設(shè)計(jì)人員可以運(yùn)用先進(jìn)的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，適當(dāng)增強(qiáng)建筑模型光照效果，從而有效提升建筑虛擬場(chǎng)景的真實(shí)感。

5 結(jié)束語

綜上所述，通過合理運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)硬件系統(tǒng)、虛擬現(xiàn)實(shí)軟件系統(tǒng)，能夠保證虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中得到更好的運(yùn)用，提升建筑模型的合理性。對(duì)于建筑設(shè)計(jì)人員來講，要結(jié)合建筑場(chǎng)景特點(diǎn)，運(yùn)用IBR理念，將幾何算法與混合算法進(jìn)行有效結(jié)合，有效提升建筑場(chǎng)景繪制水平。

參考文獻(xiàn)：

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[2] 張敏華.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)對(duì)于建筑景觀設(shè)計(jì)應(yīng)用[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2017（4）：128～129.

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[5] 曹曉麗，潘穎.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)對(duì)于建筑景觀設(shè)計(jì)應(yīng)用[J].中國(guó)建材科技，2016（1）：39～40.

作者簡(jiǎn)介：

唐銘（1986-），男，助理工藝美術(shù)師，本科，主要從事立體設(shè)計(jì)工作。