建筑設(shè)計(jì)中虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的運(yùn)用探微

關(guān)英健 王健

摘 要：加強(qiáng)對(duì)建筑設(shè)計(jì)中虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的運(yùn)用的研究，有利于提高建筑設(shè)計(jì)中虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的運(yùn)用水平，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。因此，加強(qiáng)對(duì)建筑設(shè)計(jì)中虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的運(yùn)用的研究是非常必要的。本文筆者對(duì)建筑設(shè)計(jì)中虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的運(yùn)用進(jìn)行了分析探討，希望對(duì)相關(guān)從業(yè)人員具有借鑒意義。

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

1 引言

21世紀(jì)已經(jīng)跨入一個(gè)新的時(shí)代，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用不僅為人們的日常生活帶來(lái)便利，更推動(dòng)工業(yè)、農(nóng)業(yè)、服務(wù)業(yè)等多領(lǐng)域快速發(fā)展。信息技術(shù)也隨之不斷進(jìn)步，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是一項(xiàng)新的信息技術(shù)，是計(jì)算機(jī)技術(shù)、多媒體技術(shù)、人工智能技術(shù)、多傳感器技術(shù)以及并行處理技術(shù)的集合體，正是由于其多角度全方位的技術(shù)覆蓋，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域的應(yīng)用才會(huì)越來(lái)越廣泛。

2 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的衍生概述

虛擬現(xiàn)實(shí)（VirtualReality，簡(jiǎn)稱VR）技術(shù)，是指以計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)為基礎(chǔ)，借助特制傳感器（如數(shù)碼手套、數(shù)碼眼鏡等）以及性能穩(wěn)定的計(jì)算機(jī)軟件，完成空間虛擬，提供高仿真環(huán)境，能夠給參與者身臨其境的感覺(jué)，使參與者能夠在虛擬環(huán)境下，進(jìn)行真實(shí)環(huán)境中無(wú)法進(jìn)行的互動(dòng)。

近年來(lái)，電腦計(jì)算機(jī)幾乎已經(jīng)成為家庭必不可少的設(shè)備，智能手機(jī)等移動(dòng)終端的更新?lián)Q代更為迅速，根據(jù)研究結(jié)果顯示，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)作為一種新興技術(shù)，在短時(shí)間內(nèi)迅速占領(lǐng)高比率市場(chǎng)，打破公眾對(duì)信息傳播的原有認(rèn)知，并且目前仍然呈現(xiàn)加速增長(zhǎng)的趨勢(shì)?；ヂ?lián)網(wǎng)以及移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，對(duì)我國(guó)工業(yè)、農(nóng)業(yè)、服務(wù)業(yè)產(chǎn)生重要影響，與其他產(chǎn)業(yè)不同，建筑設(shè)計(jì)本身就是一項(xiàng)設(shè)計(jì)性的工作，也就是說(shuō)其本身就存在一定的虛擬性，受互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的影響更為深遠(yuǎn)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是作為一項(xiàng)新的信息技術(shù)，近年來(lái)的發(fā)展不可謂不迅猛，在專家學(xué)者的共同努力下，已經(jīng)度過(guò)多個(gè)瓶頸期，為建筑設(shè)計(jì)工作做出了突出貢獻(xiàn)。

虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)實(shí)現(xiàn)的重要場(chǎng)所，目前，國(guó)內(nèi)外許多研究機(jī)構(gòu)均已設(shè)立了專門的實(shí)驗(yàn)室，借此來(lái)進(jìn)行虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的進(jìn)一步探索。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室是一項(xiàng)耗資巨大的工程，不僅需要計(jì)算機(jī)擁有良好的硬件系統(tǒng)，更要求其軟件性能穩(wěn)定，并需要配備顯示和追蹤設(shè)備，這一系列都需要強(qiáng)大的資金支持；另一方面，由于設(shè)備的不可攜帶性，以及傳輸距離的遠(yuǎn)程無(wú)法實(shí)現(xiàn)，都使得虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室的建造成為一種必然。

3 建筑設(shè)計(jì)工作的虛擬現(xiàn)實(shí)性

一般來(lái)說(shuō)，建筑是一項(xiàng)工期長(zhǎng)、耗資大的工作，具有較強(qiáng)的實(shí)用性，因此，在開展建筑工作之前，工程師一般會(huì)首先利用建筑設(shè)計(jì)來(lái)進(jìn)行建筑工程的模擬，也就是說(shuō)，建筑設(shè)計(jì)工作本身就是一種極富設(shè)計(jì)性、想象性的工作，設(shè)計(jì)師在建筑工程正式開始之前，會(huì)首先進(jìn)行工程制圖，通過(guò)圖紙和模型對(duì)建筑工程進(jìn)行初步構(gòu)建。

早在上個(gè)世紀(jì)，人們就已經(jīng)懂得通過(guò)墻壁畫圖的虛擬，來(lái)影像視覺(jué)效果，進(jìn)而在視覺(jué)上增加房屋原本的面積。從身邊來(lái)看，很多古典建筑在建造完成之前，都會(huì)在正門與庭院之間的地方設(shè)計(jì)一塊迎門墻，迎門墻上多刻畫一些山水，不僅為整個(gè)建筑增加一種朦朧的美感，更在視覺(jué)上增大了建筑的整體空間。

在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)問(wèn)世之前，工程師雖然在建筑工程開工之前就已經(jīng)進(jìn)行了制圖模擬，但是由于測(cè)量的誤差以及工具本身的靈活性缺乏，加之繪制后的圖紙?jiān)诓煌慕ㄔ靻T眼中，可能產(chǎn)生不同的建造理解，因此，建筑設(shè)計(jì)受限十分嚴(yán)重，無(wú)法脫離繪圖工具的囹圄，仍然停留在二維圖紙，與低級(jí)三維模型的階段。

建筑設(shè)計(jì)的本質(zhì)是想象未來(lái)，即工程師根據(jù)自身所學(xué)知識(shí)和設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)一項(xiàng)建筑工程進(jìn)行未來(lái)的描繪，而精準(zhǔn)描繪的基礎(chǔ)不僅在于知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，更為重要的是想象力。想象力的發(fā)揮即建筑設(shè)計(jì)虛擬性的體現(xiàn)，我們可以設(shè)身處地的想一想，身為一名工程師，如果能夠看到自己的設(shè)計(jì)成為真正的建筑，出現(xiàn)在人們的生活中，心情該是何等的激動(dòng)。因此，建筑設(shè)計(jì)是完成一項(xiàng)高質(zhì)量工程建筑的第一步，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是建筑設(shè)計(jì)工作的東風(fēng)，為其帶來(lái)優(yōu)秀的作業(yè)工具，使得工程師能夠?qū)⒆约旱南胂罅ψ畲笙薅鹊陌l(fā)揮。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)將設(shè)計(jì)師的想象力完美呈現(xiàn)在建筑工作者的眼前，有利于二者進(jìn)行良好的溝通，對(duì)于無(wú)法實(shí)現(xiàn)或者實(shí)現(xiàn)難度較大的部分，能夠進(jìn)行及時(shí)的反饋和解決。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能夠讓設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)“從界面到網(wǎng)絡(luò)空間”的轉(zhuǎn)變。

4 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域的應(yīng)用可行性

4.1 現(xiàn)實(shí)增強(qiáng)技術(shù)的出現(xiàn)與應(yīng)用

現(xiàn)實(shí)增強(qiáng)技術(shù)（AugmentedReality，簡(jiǎn)稱AR）是以虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)為鋪墊而不斷衍生出來(lái)的，是一種現(xiàn)實(shí)和虛擬相結(jié)合的技術(shù)。顧名思義，現(xiàn)實(shí)增強(qiáng)技術(shù)就是通過(guò)最新的科技，借助計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、多傳感器技術(shù)采集現(xiàn)實(shí)信息，并利用相關(guān)軟件進(jìn)行綜合處理，達(dá)到增強(qiáng)對(duì)所采集現(xiàn)實(shí)信息感知的技術(shù)，它能夠利用特殊的處理方式，將虛擬的信息投射到采集的現(xiàn)實(shí)信息中，進(jìn)行場(chǎng)景的疊加，并隨之生成新的虛擬場(chǎng)景，真正做到現(xiàn)實(shí)和虛擬的結(jié)合。這一技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用，為建筑設(shè)計(jì)行業(yè)的快速發(fā)展提供一大助力，讓設(shè)計(jì)師的想象力得到更加充分的發(fā)揮。

4.2 化繁為簡(jiǎn)的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)

工程建筑是一項(xiàng)極為冗雜的工作，建筑設(shè)計(jì)是工程建筑的第一步，柏拉圖有言：“良好的開始是成功的一半”，因此，必須做好這關(guān)鍵的一環(huán)，對(duì)建筑設(shè)計(jì)工作嚴(yán)格把關(guān)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能夠在建筑工程開始之前，通過(guò)采集現(xiàn)場(chǎng)信息，結(jié)合設(shè)計(jì)者本身的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)建筑進(jìn)行初步的模擬規(guī)劃，對(duì)于建筑過(guò)程中可能出現(xiàn)的復(fù)雜問(wèn)題，進(jìn)行提前的模擬。通過(guò)建立三維立體仿真模型，動(dòng)態(tài)模擬建筑難題，讓建設(shè)工作者提前做好準(zhǔn)備，或者進(jìn)行方案的修改，將復(fù)雜的工作簡(jiǎn)單化，在最短的時(shí)間內(nèi)做出最優(yōu)的方案，提高工作效率。

4.3 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的強(qiáng)大功能

隨著科技的發(fā)展，計(jì)算機(jī)已經(jīng)逐步滲透進(jìn)人們的生活，并對(duì)社會(huì)各領(lǐng)域產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)同樣是依靠強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)來(lái)完成的，例如，計(jì)算機(jī)的圖形處理能力是遠(yuǎn)超于人工處理的，精準(zhǔn)的圖形分析幫助工程師在進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)時(shí)，做到誤差最?。辉O(shè)計(jì)過(guò)程在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中可視，工程師在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，猶如身臨其境，能夠最大限度的將想象與現(xiàn)實(shí)結(jié)合。

二十一世紀(jì)的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)飛速發(fā)展，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展勢(shì)頭同樣迅猛，信息技術(shù)在科技的浪潮中滾滾而來(lái)，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用而生，人們的生活已經(jīng)離不開信息技術(shù)，我們必須將信息技術(shù)應(yīng)用到大眾生活當(dāng)中，將二者進(jìn)行完美的結(jié)合。各行業(yè)的發(fā)展日新月異，建筑行業(yè)隨著人們生活水平的提高而開啟新的紀(jì)元，結(jié)合建筑設(shè)計(jì)本身的虛擬性與想象性，很明顯，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)為其提供了良好的工具，建筑設(shè)計(jì)已經(jīng)脫離了繪制工具的囹圄，正逐步走向自由，走向新的高度。

5 結(jié)束語(yǔ)

當(dāng)今時(shí)代是一個(gè)飛速發(fā)展的科技時(shí)代，數(shù)字化技術(shù)也必將順應(yīng)時(shí)代的潮流，而有更加廣泛地應(yīng)用，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)作為一項(xiàng)新的信息科學(xué)，也一定會(huì)為各行各業(yè)帶來(lái)巨大的沖擊。因此，在建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中，工作人員也應(yīng)該緊跟時(shí)代的前進(jìn)步伐，不斷提升自身能力，學(xué)習(xí)新的知識(shí)與技能，將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)運(yùn)用到實(shí)處，盡力做到虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與建筑設(shè)計(jì)工作的完美結(jié)合，從而進(jìn)一步推動(dòng)建筑設(shè)計(jì)事業(yè)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1] 葉飛，井敏飛.互聯(lián)網(wǎng)·虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)·建筑設(shè)計(jì)--在線虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)計(jì)平臺(tái)的研究與實(shí)踐[J].西部人居環(huán)境學(xué)刊，2014（6）：22～26.

[2] 任鏷，王文劍，白雪飛等.基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的山西大學(xué)堂建筑復(fù)原[J].計(jì)算機(jī)仿真，2012，29（11）：20～23+46.

[3] 常林梅.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在建筑景觀設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究[J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用，2014（8）：82.