VR技術(shù)在建筑行業(yè)的應(yīng)用前景分析

荊琪

摘 要： VR是Virtual Reality的縮寫，即虛擬現(xiàn)實，是一種能夠創(chuàng)建和體驗虛擬世界的計算機仿真技術(shù)。VR因其強大的虛擬效果，被廣泛運用在娛樂、影視方面，已是當代潮流趨勢。

關(guān)鍵詞： VR技術(shù);在建筑行業(yè);應(yīng)用前景

【中圖分類號】TP3 ? ? 【文獻標識碼】A ? ? 【文章編號】1674-3733（2020）11-0120-01

引言：我們在建筑行業(yè)的勘察、設(shè)計、建設(shè)和施工領(lǐng)域均選取了典型企業(yè)進行了調(diào)研，并收集了大量資料，研究VR技術(shù)在建筑行業(yè)的應(yīng)用現(xiàn)狀。我們發(fā)現(xiàn)，由于VR產(chǎn)品的研發(fā)成本較高，在建筑行業(yè)尚未形成成熟的VR產(chǎn)品，只有面向個別場景技術(shù)應(yīng)用，且多為培訓(xùn)相關(guān)的場景。

1 VR技術(shù)的發(fā)展概述

VR技術(shù)是Virtual Reality技術(shù)的簡稱，即虛擬現(xiàn)實技術(shù)，其基本原理是通過計算機技術(shù)來模擬現(xiàn)實環(huán)境，進而構(gòu)建出一個仿真虛擬環(huán)境，通常能夠在虛擬環(huán)境中帶給人沉浸感。VR技術(shù)是一種多源信息融合交互的技術(shù)，其關(guān)鍵技術(shù)包括動態(tài)環(huán)境建模技術(shù)、實時三維圖形生成技術(shù)、立體顯示和傳感器技術(shù)、VR應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)和面向VR的系統(tǒng)集成技術(shù)等。一般認為其發(fā)展最早可追溯到20世紀80年代，VPL公司的Jaron Lanier在1984年首次提出“虛擬現(xiàn)實”的概念。但VR技術(shù)的雛形可以追溯到更早，因為VR技術(shù)本質(zhì)上是現(xiàn)實模擬技術(shù)，早在1929年就誕生了用于訓(xùn)練飛行員的模擬器，基于VR模擬的培訓(xùn)一直以來都是VR技術(shù)最重要的應(yīng)用領(lǐng)域?；赩R的沉浸性、交互性、多感知性等特點，目前VR技術(shù)已經(jīng)在影視娛樂、教育、設(shè)計、醫(yī)學(xué)、軍事和航空航天等領(lǐng)域取得了新的應(yīng)用進展。

虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以說是多媒體實現(xiàn)最高級別的運用，其具有極大特點：沉浸性，具有身臨其境的效果，比如可以用手抓取到模擬環(huán)境中的物體;交互性，體驗者對于虛擬環(huán)境是可以操作的，比如可以在虛擬環(huán)境中換成相應(yīng)的動作和操作;構(gòu)想性，也就是自主性，可以發(fā)揮出主觀能動性，去探索問題。

2 VR技術(shù)在建筑行業(yè)發(fā)展的優(yōu)勢分析

在我們的調(diào)研中，所有的建筑企業(yè)對VR技術(shù)在行業(yè)的發(fā)展前景均抱有積極的態(tài)度。VR技術(shù)應(yīng)用在建筑行業(yè)最大的優(yōu)勢是能夠提升建筑工人的素質(zhì)，一方面，VR技術(shù)通過模擬真實的工作場景，能夠讓工人在進場前就已具備操作經(jīng)驗，這對于一個具有數(shù)千工人規(guī)模的新施工工程來說，極大地減少了用工風(fēng)險;另一方面，安全管理是建筑企業(yè)最重要的任務(wù)之一，VR技術(shù)通過互動式的安全培訓(xùn)，能夠?qū)⒁?guī)則從理論轉(zhuǎn)化為實踐，極大地提升人員的安全實操能力。

3 VR技術(shù)在建筑行業(yè)的應(yīng)用前景

3.1 室內(nèi)設(shè)計中VR技術(shù)發(fā)展

在當前的房屋設(shè)計中，VR技術(shù)已經(jīng)成為主流的技術(shù)手段，它對于繪圖方式產(chǎn)生一定影響，再加上技術(shù)的支持，能夠?qū)崿F(xiàn)高效的設(shè)計。在以往的室內(nèi)設(shè)計過程中，室內(nèi)空間的布局以及設(shè)計工作都是采用手繪的方法，同時還要與業(yè)主及時展開溝通，以便于做出更改和調(diào)整。在以往傳統(tǒng)的手繪方式之中，比較費時費力，而且它對于人員的繪圖能力有較高的要求，若繪圖與實際有差距則很難定制后續(xù)的繪圖內(nèi)容，同時也很難讓業(yè)主及時掌握房屋的動態(tài)信息。隨著當前科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，一些先進的技術(shù)能夠在室內(nèi)設(shè)計當中有效運用，如計算機輔助設(shè)計以及設(shè)計大師等軟件在當前室內(nèi)設(shè)計當中有較好的效果，而且能夠為相關(guān)人員提供比較直觀的設(shè)計方案，效果圖十分理想，便于客戶及時找到不足之處，及時解決了設(shè)計上存在的問題，方便后期工作的展開。但由于空間大小的限制，室內(nèi)一些比較細致的角落不能充分體現(xiàn)在軟件上，在后期修改上相對比較麻煩，但在結(jié)合VR技術(shù)的條件下，能夠?qū)⒖臻g利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)展現(xiàn)在客戶眼前，客戶能夠自行對設(shè)計圖進行更改。而且通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)能夠給客戶帶來一種全新的視覺體驗，讓客戶根據(jù)自己的想法對房屋進行設(shè)計。

3.2 VR技術(shù)在施工領(lǐng)域的應(yīng)用前景

施工是建筑行業(yè)耗時最長的環(huán)節(jié)，進度、質(zhì)量和安全是施工過程管理最重要的三大要素。在進度管理上，VR技術(shù)能夠模擬各種工序，及時找到影響進度的干擾因素，使得施工得以在不影響正常作業(yè)的前提下提前調(diào)整，保證進度的有效推進。在質(zhì)量管理上，VR技術(shù)能夠模擬各種建筑結(jié)構(gòu)，在虛擬環(huán)境中對建筑結(jié)構(gòu)的分析結(jié)果能夠直接反饋到現(xiàn)實中，有效推動建筑行業(yè)從事后的質(zhì)量檢查向事前質(zhì)量優(yōu)化轉(zhuǎn)變。在安全管理上，安全培訓(xùn)本身就是VR最長用的領(lǐng)域，此外，VR技術(shù)還能用于隱患排查，由于建筑施工是一個潛藏著很多安全隱患的過程。在傳統(tǒng)的隱患排查中，由于安全管理人員水平層次不齊、不同建筑施工環(huán)境各不相同，所以很難清楚的地知道現(xiàn)場有哪些安全隱患，更不用說進行全面的隱患排查和整改。VR技術(shù)可以虛構(gòu)施工場景和隱患，將系統(tǒng)的安全隱患知識體系與施工場景相結(jié)合，實現(xiàn)具有高針對性的隱患排查。

3.3 建筑施工VR事故體驗系統(tǒng)

在建筑安全培訓(xùn)中，利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)建立事故體驗系統(tǒng)，主要是利用計算機生成一種施工現(xiàn)場各類危險源以及事故發(fā)生的模擬環(huán)境。系統(tǒng)中采用交互式的三維動態(tài)視鏡和實體行為的系統(tǒng)仿真，讓施工人員戴上相關(guān)的傳感器設(shè)備，進入到創(chuàng)建的虛擬環(huán)境中，親身去體驗高空墜落、觸電、物體打擊的真實傷亡事故的場景。首先是利用BIM技術(shù)，結(jié)合現(xiàn)實的建筑施工場景，搭建一個3D場景模型，再把這一個模型場景導(dǎo)入VR程序中，結(jié)合相關(guān)的技術(shù)，設(shè)計出一個逼真的場景環(huán)境。并且根據(jù)安全培訓(xùn)的需求進行程序的開發(fā)，開發(fā)出一個安全體驗的虛擬現(xiàn)實環(huán)境。然后是體驗者在進入到場景中，需要穿戴相應(yīng)的設(shè)備，比如VR頭盔，去感受真實場景，再加上施工現(xiàn)場的聲音效果，讓體驗者身臨其境，切實感受事故的發(fā)生。

結(jié)束語：目前VR技術(shù)在建筑行業(yè)并未得到廣泛應(yīng)用，由于VR技術(shù)的研發(fā)成本很高，僅有一些大型建筑企業(yè)在安全培訓(xùn)領(lǐng)域使用VR技術(shù)。但VR技術(shù)在建筑行業(yè)的應(yīng)用前景廣泛，得益于VR技術(shù)對環(huán)境高保真的模擬特性，無論是在設(shè)計環(huán)節(jié)還是施工環(huán)節(jié)，建筑行業(yè)能夠通過VR技術(shù)對建筑本身和施工過程提前模擬，將會極大地減少施工項目的返工率。目前，僅返工一個原因在大型項目中導(dǎo)致的成本就高達數(shù)千萬，因此在建筑行業(yè)進一步推廣VR技術(shù)十分必要。

參考文獻

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