在建筑领域中虚拟现实技术的应用分析胡静

在建筑领域中虚拟现实技术的应用分析胡静

北京森磊源建筑规划设计有限公司黑龙江哈尔滨150080

摘要:虚拟现实技术也称为VR技术,广泛应用于建筑领域,并在其中发挥着十分重要的作用。虚拟现实技术,其本质是通过计算机及专业的设备工具,以创建出虚拟的环境,让人们置身其中,给予人们虚拟世界的体验感。文章结合工作经验,浅谈在建筑领域中虚拟现实技术的应用抛砖引玉,以期对今后的工作开展有所帮助。

关键词:建筑设计;虚拟现实技术;建筑领域;运用

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引言

虚拟现实技术最大的特点在于通过虚拟环境的创设,从而实现人与环境的直接交互性。通过虚拟现实技术,人们可通过调节参数,以改变虚拟环境中形状、大小等等,而系统也可从人们的使用中进行信息反馈。

1、虚拟现实技术概述

虚拟现实(VirtualReality,简称VR)技术,又称灵境技术,是迅速发展的一项综合性计算机、图形交互技术。它综合利用了计算机图形学、仿真技术、多媒体技术、人工智能技术、计算机网络技术、并行处理技术和多传感器技术,模拟人的视觉、听觉、触觉等感官功能,使人能够沉浸在计算机生成的虚拟境界中,并能够通过语言、手势等自然的方式与之进行实时交互,创建了一种适人化的多维信息空间。使用者不仅能够通过虚拟现实系统感受到在客观物理世界中所经历的“身临其境”的逼真性,而且能够突破空间、时间以及其他客观限制,感受到在真实世界中无法亲身经历的体验。虚拟现实技术具有沉浸感、交互性、想象力三个基本特征。沉浸感,是指用户感到作为主角存在于虚拟环境中的真实程度,即让用户由观察者变为参与者,觉得自己是计算机系统所创建的虚拟环境的一部分,并能全身心地沉浸于虚拟实践中。沉浸感被认为是VR最主要特征,导致这种沉浸感的原因是用户对计算机环境中的虚拟物体产生了类似于面对现实物体时才有的意识或幻觉。交互性,指用户对虚拟环境中对象的可操作程度和从虚拟环境中得到反馈的自然程度。主要借助于各种专用设备(如头盔显示器、数据手套等)产生,从而使用户以自然方式如手势、体势、语言等,如同在真实世界中一样考察和操作虚拟环境中的对象。想象力,指用户在虚拟世界中根据所获取的多种信息和自身在系统中的行为,通过逻辑判断、推理和联想等思维过程,随着系统的运行状态变化而对其未来进展进行想象的能力。对适当的应用对象加上虚拟现实的创意和想象力,可以大幅度提高生产效率、减轻劳动强度、提高产品开发质量。虚拟现实技术的出现为人类认识世界开辟了一条新途径,为我们创建和体验虚拟世界提供了有利的支持。它逐渐成为21世纪广泛应用的一种新技术,目前已经被广泛应用到如建筑施工、教育培训、医疗、军事模拟、工业仿真等诸多领域。

2、虚拟现实技术在建筑设计中的意义

虚拟现实技术应用在建筑领域中,可通过技术展示设计成果。在传统的设计工作中,设计以二维的图纸加以呈现,部分设计内容可通过3D技术加以展示,但功能覆盖面不广,难以满足人们的实际需求[1]。通过虚拟现实技术,将设计成果以全景的形式体现出来,人们不仅可以观察到建筑的未来样貌,还可以感受到建筑周围的景观、桥梁、地形等多个方面。通过虚拟现实技术,可在设计过程中不断调整参数信息,以优化建筑设计内容,最终确保设计成果符合用户的实际需求。虚拟现实技术,还能在建筑施工之前整合多方信息,以切实节省施工成本,规避风险事件,提高经济效益和施工效率。

3、虚拟现实技术在建筑领域中的应用

3.1建筑设计领域

在建筑设计领域中,不仅需要空间形象思维,还需要周全用户的感受,是一个创新的设计过程,其中包括规划、设计等。建筑物的最终效果会受到多方面的因素影响与限制,比如设计人员的艺术境界、生活阅历、设计的经验与水平等。在相同的建筑设计功能要求的基础上,每一位设计人员的作品都会有不同的外形、不同的格调。如果是采用真实感的三维图形的虚拟现实技术来设计,就可以把设计人员的构思利用视、听、触的方式展现出来,能够使用户、专家犹如身在其中,并给予意见和建议,使设计达到最优化。而且还可以减轻设计者的工作强度,减少设计周期,提升设计质量,降低投资。

3.2建筑施工领域

虚拟现实技术可以用于建筑施工领域,可以对繁杂的方案给予对照与优化。比如在设计大型的土方工程挖运系统的时候,在日挖土量一定的环境下,怎样确定挖土机与载重汽车的最佳匹配,从而使挖运系统达到最佳的整体效益就是最优设计。大型土方工程挖运系统中,挖土机与运土载重汽车的匹配方案繁多,如果把所有方案的效益逐一进行对比,是无法实现的。对于这一类似的问题可以采用虚拟现实技术来进行对比、优选。另外,一些有的大型工程项目来说,如果投资不幸没有成功,那么就会带来非常大的经济损失。对于这一类似的问题,也能够通过虚拟现实仿真技术来给予仿真试验及评估,之后再进行裁决。还能够对一些不确定因素给予预先模拟。

3.3建筑装修领域

建筑装修设计的综合过程十分的繁杂,在以往的设计过程中,装修设计人员依照建筑图纸组织出虚拟的室内模型,然后将设计理念运用到室内的模型中,最后通过多种视图等方式来展现设计效果。不过这种分散的平面展现方式不能使施方和用户全方位的明白装修效果。此外,琐碎的工作量与费用估算过程不能使用户快速无误的对装修方案给予评选。虚拟现实技术将实际房间的模型输入到电脑,设计人员在需要装修的空间内,根据其构思去进行装饰并改进,可以随时转换自己在空间中的位置,对所设计的结果进行多方位的观察,并进行动态装饰,直到最终确定结果,非常的轻松简单。在将来的装饰工程中,虚拟现实技术能够代替目前的实际模型,彰显出虚拟现实技术强大的生命力。同时有效的提升了装修设计的效率,方便了设计人员与用户之间的沟通,使用户的满意度达到最佳。

3.4虚拟现实技术的动态漫游

利用虚拟现实技术在空间数据库的帮助下能够构造出三维虚拟环境,在这种环境下我们能够与计算机完成以视觉为主体的全方面的动态互动交流。建筑模型能够进行可视化的动态显示与可视点的判别等功能,包括多角度观察,进行放大,能够漫游、旋转、以及任意确定路线的飞行或者是点面结合行驶的效果。虚拟现实技术在建筑设计中还能够让我们在一个虚拟的环境下从多个角度去观察与欣赏它内部、外部空间的动感形象与平面布局。虚拟现实技术所产生的融合性,比传统的模型与效果图更加的形象与完整。视景虚拟与动态漫游技术,也是衡量方案的主要手段。利用虚拟现实技术在设计工程中能够实时动态展示设计的方案,能够实时对设计方案进行和规划,及时的发现问题并予以改进

结束语

我国的城市化进程正在不断加快,城市覆盖面将变得越来越大。城市建设离不开高效、环保、节能的建筑事业支撑,而要做到环保节能,必然需要应用虚拟现实技术,以不断优化建筑的设计规划。虚拟现实技术在未来将成为建筑事业不可或缺的重要组成部分,并随着技术的不断成熟、进步,在建筑事业中发挥着越来越大的作用,切实促进社会经济的发展。

参考文献:

[1]龙桃娥.虚拟现实技术在建筑领域中的应用论述[J].广东建材,2016,27(03):175-176.

[2]章立.虚拟现实技术在建筑遗产保护中的应用研究[D].江南大学,2016.

[3]赵能.虚拟仿真技术在建筑设计中的应用研究[D].长沙理工大学,2016.

[4]李苏旻.虚拟现实技术在建筑与城市规划中的应用研究[D].长沙理工大学,2016.

[5]曹顺廷.虚拟现实技术在土木建筑工程中的应用研究[J].城市建筑,2015(23):175.

[6]任宝森.建筑设计中虚拟现实技术的运用浅析[J].环球市场,2016(27):262.

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