试论虚拟现实技术在建筑设计中应用

1、试论虚拟现实技术在建筑设计中应用【摘要】虚拟现实技术是一项高新技术，是可构建三维 虚拟世界的计算机系统，也是一项实用性强的技术，其在建 筑设计中有广泛的使用前景。本文重点探讨了虚拟现实技术 在建筑设计中的应用，以及如何提升对虚拟现实技术的使用 水平。【关键词】虚拟现实技术；建筑设计；应用虚拟现实技术又可称为灵境技术，是一项高新技术，是 可构建三维虚拟世界的计算机系统，该系统构建虚拟环境， 能让用户产生身临其境之感，用户通过计算机到该环境内并 且实现交互，逐渐沉浸在里面。虚拟现实技术的三个基本特 点为：沉浸感、交互性以及构想性。虚拟现实技术是一项实 用技术，其在建筑设计中应用广泛。虚拟现实可以是

2、三维电 脑模型实现自然进化后的结果，该技术的交互性与混合性使 其成长为虚拟空间的表现媒介。1. 拟现实技术运用到建筑设计领域的价值虚拟现实理念从提出到现在大面积使用已经取得了一 定进展，为人与机器之间的交互打开了广阔的应用天地，与 此同时，其也产生了巨大的经济效益与社会效益。当前世界 上很多国家在进行专门的研究，积极开发使用这一技术，已 经运用在多个领域之内，它在建筑设计领域内的使用，也能 展示其独有的优势：(1) 既能展示真实世界，也可展示虚拟世界。使用虚 拟现实技术在展示真实世界的时候，能突破时空的限制；在 展示虚拟世界的时候，还能在虚拟的建筑物中表现出三维空 间效果，达到身临其境之感，形

3、成人机三维交互空间，能让 参与者切实感受到模型是存在的，并且对参与者来讲，其运 动与操作可以实现准确响应。(2) 能表现视觉、听觉以及触觉。虚拟现实技术完全 可以利用计算机的计算和图形处理能力，重现原来物质，并 作为表现视觉、听觉以及触觉的技术手段、参照调查数据， 虚拟并展示不存在或损坏的建筑群。(3) 可为建筑师提供验证设计的可行性。虚拟现实技 术完全可以创造并展现出虚拟世界计算机系统，其将vr技 术放置在建筑设计的整个进程中，使其能在整个设计的进程 中变得可视化，让建筑师仿佛置身于将要建设的场地之内， 并感受到建筑物的内部功能布局以及外部环境设计方面的 优点与缺点，切实为建筑师提供验证设计

4、的可行性与准确 性。(4) 将规划设计方案置于现实环境内进行考察。使用 虚拟现实技术后，能够将多种城市规划方案定位到现实环境 内，研究加入相关的规划方案之后其对现实环境造成的诸多 影响，评价方案是否科学合理。政府相关职能部门、项目开 发人员以及社会大众能从多个角度，全方位观察建筑师设计 规划的实际效果，能掌握设计的意图以及设计形态。所以， 使用虚拟现实技术为进一步实践创造出一定条件，虚拟现实 技术能提升建筑规划的设计科学性，降低规划设计的开发成 本，与此同时，还能大大缩短计划以及设计的时间。(5) 复杂机构施工方案以及施工结构计算中可使用虚 拟现实技术。在虚拟现实环境内，创建结构构件、场景、机

5、 械设备等三维模型，形成具有特定功能的系统，在系统内的 模型具备动态性能，对系统内的模型展开虚拟匹配，按照虚 拟装配结果，在实现电脑与人的可视化环境内对设计方案进 行适当修改，采用虚拟现实技术对不同方案加以分析，确保 施工方案达到最优。2. 拟现实技术在建筑设计中的具体应用建筑设计既需要考虑空间形象思维，还需要充分关注用 户感受，是一个需要一系列创新的过程，其包含规划、设计、 施工以及维护等多个环节。建筑工程的资金大量耗费以及不 可逆的运作程序，不允许存在差错。虚拟现实技术是能创造 与展现虚拟世界计算机系统，虚拟世界则是整个虚拟环境或 者对确定仿真对象的整体，可以使用计算机进行辅助设计与 虚拟

6、现实，能大大减轻建筑设计人员整体劳动强度，并能做 到缩短建筑设计时间，提升建筑设计质量，节约投资。一般来讲，虚拟现实技术在建筑设计中的实际应用主要 包括以下三个方面：一是，全方位展示建筑物基本信息。在 建筑设计中采用虚拟现实技术，能在人们面前展示虚拟建筑 物，确保人能产生身临其境的感觉，确保设计不仅是设计者 个人的事，并且能使相应的管理部门、客户等也能对决策起 到一定的辅助作用。二是，可实现远距离浏览。经由虚拟现 实技术设计的建筑模型，能让设计者和工程单位间实现科学 沟通与交流，并采用因特网实现远距离浏览该建筑物。三是, 可以进行多个方案之间的比较。在进行建筑设计竞标的整个 过程中，往往会对建

7、筑物设计不同的备选方案，对建筑物形 象设计多个构想。从现实出发，采用虚拟现实技术不只是能 对多种方案开展比较，还能对某一特定方案进行局部性修 改，并将确定前的方案和修改之前的方案开展综合性分析比 较。由于在虚拟建筑的整个三维空间内，不仅能实现对不同 方案之间的切换，还能用同一观察点或者是同一观察序列去 感受各种不同外观，对不同方案的优缺点，做出进一步决策。3. 虚拟现实技术在建筑设计中的实现方法(1) 模型式虚拟现实模型式虚拟现实指的是将虚拟现实造型语言当成是主 描述性语言，确保建筑设计能使用计算机进行三维建模，充 分利用三维施工图、效果图以及资料库，使用虚拟现实技术 实时模拟操作。此外，模型

8、式虚拟现实还能首先采用3dsmax 对建筑进行建模，主要是因为3dsmax能提供帧动画的基本 功能。比如旋转、平移、缩放操作，再加上3dsmax能开展 的变形命令，能让几何体表现出任意几何形状，可以出现在 任意的位置。3dsmax能在连续性参数设定按钮中建立动画。 比如，不同的时间内完全可以对几何体实现椎化、融化、扭 曲等多个命令来制定不同参数，几何体能在时间变化中出现 不同形状。在某些材质的编辑器内还能设定动画以及不同时 间上物体的颜色差别。此外，3dsmax的粒子以及粒子流系统、 导向器等，能模拟出大楼爆破后从底部成为碎片并逐渐坍塌 的一个过程，有些散乱的粒子还可以渐渐堆积形成任意形状 几

9、何体。（2）图像式虚拟现实图像式虚拟现实主要功能是实现对实体建筑物进行360 度的全景拍摄，之后再使用软件将拍摄到的图像拼接，获得 虚拟现实环境。4. 虚拟现实技术应用举例当前，超写实电脑透视效果在某种程度上已经代替了传 统的水彩等创作的图画，诸多设计单位倾向于采用数字化工 具制作效果图来呈现给客户。不管是设计观念分析还是在空 间表达上，虚拟效果技术打破原先的专业化与非专业化间存 在的沟通障碍，并为学科兼容实现交叉合作。数字化虚拟技 术逐渐激发人的想象力，使较为复杂建筑形式和构造成为现 实，其结构形式和组织构建都依靠计算机做出准确的判断。 建筑师在进行设计实践的时候，虚拟技术能将设计理念转变 为现实，经由建筑模型体现设计结果。比如，库哈斯央视办 公大楼、水立方、安德鲁国家大剧院等建筑设计创作，都与 数字化技术有很大关系，虚拟现实技术在建筑设计中的应用 非常广泛，其发展前景极其广阔。5. 结语总之，虚拟现实技术在建筑设计中有广泛的适用范围， 建筑师应在掌握虚拟现实技术基础上，掌握虚拟现实技术在 建筑设计中的应用及虚拟现实技术在建筑设计中的实现方 法，推动建筑设计再上一个新台阶。参考文献：1 龙桃娥虚拟现实技术在建筑领域中的应用