VR在建筑施工中的應(yīng)用研究

摘 要：現(xiàn)代建筑業(yè)依靠高新技術(shù)的運(yùn)用，極大地提高了建筑行業(yè)的發(fā)展和進(jìn)步。應(yīng)用前景十分廣闊?，F(xiàn)實(shí)虛擬技術(shù)簡(jiǎn)稱VR技術(shù)，作為高新信息技術(shù)，在建筑業(yè)中的應(yīng)用極大的提高了建筑施工設(shè)計(jì)方案的可行性和經(jīng)濟(jì)性，保證了后期施工的安全開展。本文將針對(duì)VR技術(shù)的特點(diǎn)，研究其在建筑業(yè)中的應(yīng)用效率和發(fā)展前景。

關(guān)鍵詞：VR技術(shù)；建筑施工；應(yīng)用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.15.092

1 VR技術(shù)的概念與應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)產(chǎn)生于上世紀(jì)90年代，被人們簡(jiǎn)稱為VR技術(shù)。VR技術(shù)能夠通過計(jì)算機(jī)技術(shù)模擬建立一個(gè)虛擬的三度空間，讓使用者猶如真實(shí)的一般體驗(yàn)到模擬出的視覺、聽覺、觸覺等感官刺激，從而對(duì)三維環(huán)境中的事物進(jìn)行沒有限制的事實(shí)觀測(cè)。VR技術(shù)是仿真技術(shù)、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、人機(jī)接口技術(shù)、多媒體技術(shù)、傳感技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等多種技術(shù)進(jìn)行交叉、集成的技術(shù)。因此是一門前沿性的、科技含量很高的技術(shù)，具有很高的研究價(jià)值及應(yīng)用價(jià)值。VR技術(shù)的特性：

（1）多感知性。多感知性是指除了計(jì)算機(jī)圖像技術(shù)提供的視覺感之外，還具有提供觸覺、聽覺、運(yùn)動(dòng)感知等感知的功能。理性狀態(tài)下，嗅覺、味覺感知功能也應(yīng)該具備。即，能夠提供人所具有的一切感知能力。

（2）存在感。即沉浸性，指的是虛擬現(xiàn)實(shí)對(duì)真實(shí)世界的模擬達(dá)到以假亂真的地步。使用戶深陷其中，分不清現(xiàn)實(shí)和虛擬。

（3）交互性。是指使用者對(duì)虛擬環(huán)境內(nèi)的事物的可操作程度以及能得到相應(yīng)的自然反饋的能力。

（4）自主性。自主性是指虛擬環(huán)境中的事物能夠主動(dòng)的依照現(xiàn)實(shí)世界事物運(yùn)行的規(guī)律而運(yùn)動(dòng)的能力[1]。

2 VR技術(shù)在建筑業(yè)中的應(yīng)用

2.1 VR在施工前的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

在以往的建筑設(shè)計(jì)階段，建筑師通常采用虛擬現(xiàn)實(shí)CAD技術(shù)進(jìn)行制圖，可以有效的提升制圖速度，并能方便快捷的修改設(shè)計(jì)方案[2]。建筑師如同置身在虛擬的世界中，無數(shù)龐大的建筑材料、家具設(shè)備、施工工具都以數(shù)據(jù)的方式存在于三維空間中，可以隨時(shí)被安排調(diào)用組合成不同的方案。同時(shí)，不同設(shè)計(jì)方案呈現(xiàn)出的不同效果，建筑師可以360度無死角的進(jìn)行觀察，隨時(shí)更改自己不滿意的搭配、最終得到滿意的方案。最終方案中搭建好的虛擬建筑和實(shí)際施工中的建筑在尺寸、色彩、材料上幾乎完全一致，施工過程中只要按照設(shè)計(jì)方案執(zhí)行，設(shè)計(jì)階段追求的效果在施工后能得到最大程度的體現(xiàn)。對(duì)于提高工程質(zhì)量和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力具有重要的意義。

2.2 VR技術(shù)在建筑施工階段的應(yīng)用

在建筑實(shí)施的各個(gè)階段中，VR技術(shù)都可以發(fā)揮積極的作用。從招投標(biāo)開始，可以采用VB（網(wǎng)上虛擬招投標(biāo)）技術(shù)對(duì)實(shí)際招標(biāo)環(huán)境進(jìn)行模擬，減少人為因素的干擾，使得招標(biāo)流程更加規(guī)范、公平。其次，VR技術(shù)能夠解決無法拍攝建筑內(nèi)部構(gòu)造的問題，使得招標(biāo)方能夠?qū)ㄖ旯ず蟮馁|(zhì)量有更準(zhǔn)確的把握，從而增加中標(biāo)的幾率。在施工階段，可以通過VR技術(shù)對(duì)施工方案進(jìn)行模擬，通過對(duì)比結(jié)果進(jìn)行篩選和修改，最終完善施工方案。之后的施工管理階段也可以運(yùn)用VR技術(shù)，將具體對(duì)決策帶入三維空間進(jìn)行模擬，通過觀察施工過程和結(jié)果，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)實(shí)中可能出現(xiàn)的問題，針對(duì)性地對(duì)決策進(jìn)行調(diào)整，防患于未然，保障施工安全。以VR技術(shù)的具體運(yùn)用為例：模擬施工現(xiàn)場(chǎng)，合理安排現(xiàn)場(chǎng)材料、設(shè)備、機(jī)械的安放位置。進(jìn)行5D施工管理，即利用BIM技術(shù)結(jié)合時(shí)間、成本管理方法，模擬整個(gè)施工過程。對(duì)施工工序進(jìn)行科學(xué)合理的安排，在保障施工工期的條件下追求最小的時(shí)間成本。

3 VR技術(shù)應(yīng)用發(fā)展趨勢(shì)

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以提高建筑施工設(shè)計(jì)和施工的可視化，但在具體實(shí)施中還存在一些不成熟的地方。VR技術(shù)應(yīng)用中存在碎片化、和空洞化的現(xiàn)象，缺少豐富的內(nèi)容使得技術(shù)應(yīng)用體現(xiàn)不了技術(shù)的全部價(jià)值。BIM技術(shù)卻可以提供豐富的模型和大量的數(shù)據(jù)信息。VR技術(shù)和BIM技術(shù)的結(jié)合將推動(dòng)VR技術(shù)的實(shí)地應(yīng)用水平。系統(tǒng)化的BIM+VR能夠使得建筑施工過程更加數(shù)據(jù)化、可視化，使得工程項(xiàng)目的管理水平得到提升，推進(jìn)建筑行業(yè)的現(xiàn)代化進(jìn)程。

目前常用的BIM+VR軟件有fuzor、lumion、twinmotion等。在對(duì)其進(jìn)行結(jié)合使用過程中，理應(yīng)進(jìn)行創(chuàng)新，具體的創(chuàng)新應(yīng)用可以從以下幾個(gè)方面入手：

首先BIM工作站對(duì)質(zhì)量樣板間和標(biāo)準(zhǔn)層樣板戶型進(jìn)行建模，隨后通過VR虛擬樣板間對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工人員進(jìn)行管理，可以發(fā)現(xiàn)施工中可能存在的問題，減少返工作業(yè)，提高工程質(zhì)量控制的力度。

其次，對(duì)地產(chǎn)營銷模式進(jìn)行創(chuàng)新，通過建立項(xiàng)目觀摩虛擬體驗(yàn)區(qū)對(duì)外進(jìn)行項(xiàng)目展示，用戶可以突破距離限制，直觀地體驗(yàn)到小區(qū)的環(huán)境，戶型特點(diǎn)、建筑風(fēng)格。企業(yè)可以根據(jù)用戶行為，及時(shí)改變宣傳策略及房間裝潢。BIM模型還能夠?qū)⒔ㄖY(jié)構(gòu)、內(nèi)部管道、水電設(shè)備等隱蔽性的信息可視化，使得用戶足不出戶就能了解房源信息。從而達(dá)到更好的宣傳企業(yè)和產(chǎn)品，提升企業(yè)形象和競(jìng)爭(zhēng)力的目的。

最后，在施工后的運(yùn)營維護(hù)階段，“BIM+VR”可以對(duì)建筑能耗進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，輔助維修工作，降低運(yùn)營管理和建筑維護(hù)的成本。

4 結(jié)束語

綜上所述，我們可以看到VR技術(shù)在建筑施工設(shè)計(jì)、實(shí)施的每一個(gè)環(huán)節(jié)都發(fā)揮了積極的推進(jìn)作用。對(duì)于保障施工安全，提高工程質(zhì)量具有無可替代的作用。因此，VR技術(shù)在建筑行業(yè)的應(yīng)用前景將更加廣闊。隨著VR技術(shù)的不斷進(jìn)步，功能更加強(qiáng)大，未來如何更好地將VR技術(shù)與建筑行業(yè)各個(gè)環(huán)節(jié)相結(jié)合將是VR技術(shù)應(yīng)用研究的重點(diǎn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉鑄.在建筑領(lǐng)域中虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用分析[J].農(nóng)家參謀，2019（05）：198.

[2]陳靜.VR技術(shù)在建筑室內(nèi)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].住宅與房地產(chǎn)，2019（03）：98.

項(xiàng)目：四川省教育廳支撐計(jì)劃項(xiàng)目（18ZB0446）基于校園動(dòng)線規(guī)劃的vr技術(shù)應(yīng)用研究

作者簡(jiǎn)介：周慶偉（1986-），男，四川自貢人，碩士研究生，講師，研究方向：VR、計(jì)算機(jī)圖形、三維建模、建筑漫游等。