戶彥

【摘 要】在建筑設(shè)計(jì)中虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的具體應(yīng)用有著極其明顯的優(yōu)勢，尤其是在呈現(xiàn)建筑效果圖方面比較的直觀、全面、立體，更是能夠有極強(qiáng)的身份應(yīng)用價(jià)值表現(xiàn)出。因此，對于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的研究加強(qiáng)則是作為一位建筑設(shè)計(jì)工作者極為重要的一項(xiàng)工作。本文就對虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)引入建筑設(shè)計(jì)的發(fā)展過程進(jìn)行了簡單的介紹，并分析了建筑設(shè)計(jì)中虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的運(yùn)用及實(shí)現(xiàn)方法，以供參考。

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

隨著網(wǎng)絡(luò)的發(fā)達(dá)及計(jì)算機(jī)軟硬件的進(jìn)展，在建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的層面會(huì)更廣，而且成長幅度會(huì)更大。網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)谋憬菖c快速處理，對計(jì)算機(jī)科技利用來使建筑設(shè)計(jì)成果呈現(xiàn)，已成為新的趨勢，而且技術(shù)日新月異。

一、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)方法

（一）桌面式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)。

建立在計(jì)算機(jī)和工作站基礎(chǔ)之上的虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境系統(tǒng)就是桌面式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，用戶體驗(yàn)虛擬環(huán)境下的物體模型是以計(jì)算機(jī)顯示器作為虛擬世界和現(xiàn)實(shí)世界的傳輸媒介，并搭配輸入設(shè)備用來駕馭該虛擬環(huán)境和操縱虛擬場景下的模型，能夠?qū)μ摂M環(huán)境下的模型對象實(shí)現(xiàn)以360度的視角進(jìn)行旋轉(zhuǎn)和縮放瀏覽。由于具有成本相對較低的優(yōu)勢，桌面式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)更易于普及，使用者僅僅需要借助一臺(tái)個(gè)人計(jì)算機(jī)和一些相關(guān)的輸入輸出等設(shè)備就可以營造一種三維立體空間的場景來加強(qiáng)沉浸的感覺。

（二）沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)。

沉浸虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的一種主要形式，它能夠給體驗(yàn)者營造一個(gè)全新的虛擬空間。通過搭配使用先進(jìn)的虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備，可以將用戶的視覺、聽覺和觸覺等融為一體，使體驗(yàn)者置身于虛擬現(xiàn)實(shí)世界中，成為其中的一部分，如同身臨其境一樣。這樣用戶能夠集中精神排除第三方干擾，全神貫注地融入到虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境的學(xué)習(xí)中。

（三）分布式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)（DVR）。

分布式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)是通過網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)以及虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)搭建的資源豐富的網(wǎng)絡(luò)虛擬世界，它提供了一種可以通過網(wǎng)絡(luò)共享的虛擬空間，打破了空間位置的限制，無論使用者在哪里，都可以使用虛擬環(huán)境進(jìn)行互聯(lián)網(wǎng)工作，達(dá)到虛擬現(xiàn)實(shí)資源的網(wǎng)絡(luò)共享與學(xué)習(xí)交流目的。它還能夠?yàn)樘摂M現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)提供高效的計(jì)算能力，其中某些功能具有一定的分布特性，因此虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)才能穩(wěn)定地運(yùn)行在分布式環(huán)境中。

二、建筑設(shè)計(jì)中虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的運(yùn)用

（一）準(zhǔn)確呈現(xiàn)建筑信息

建筑效果圖的表現(xiàn)其實(shí)主要就是為了較為全面準(zhǔn)確的呈現(xiàn)出相應(yīng)的建筑設(shè)計(jì)信息，在這一方面虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能夠發(fā)揮出較強(qiáng)的運(yùn)用效果，其能夠基于建筑設(shè)計(jì)結(jié)果中存在的所有建筑信息進(jìn)行準(zhǔn)確的呈現(xiàn)。

（二）直觀立體呈現(xiàn)建筑設(shè)計(jì)結(jié)果

對于建筑設(shè)計(jì)結(jié)果的呈現(xiàn)，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用不僅僅是能夠做到準(zhǔn)確的反應(yīng)，還能夠表現(xiàn)出直觀性和立體性特點(diǎn)，這種直觀立體的呈現(xiàn)建筑效果圖的方式也是該技術(shù)手段應(yīng)用的主要價(jià)值所在，也是對于相關(guān)建筑信息準(zhǔn)確呈現(xiàn)的一個(gè)重要補(bǔ)充。

（三）優(yōu)化建筑設(shè)計(jì)方案

通過對于建筑效果圖的直觀、立體、準(zhǔn)確呈現(xiàn)，還能夠便于設(shè)計(jì)人員進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化和完善，在建筑設(shè)計(jì)工作完成之后，其具體呈現(xiàn)出來的建筑設(shè)計(jì)效果圖很可能會(huì)出現(xiàn)一些問題和缺陷，這些建筑效果圖如果僅僅通過平面圖的方式進(jìn)行展現(xiàn)的話，很容易造成缺陷的遺留，難以進(jìn)行優(yōu)化，而采用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行呈現(xiàn)的話，就能夠較為直觀地發(fā)現(xiàn)這些問題，并且進(jìn)行逐步完善。

（四）建筑設(shè)計(jì)方案的對比

基于當(dāng)前很多建筑設(shè)計(jì)工作來說，其最終的建筑設(shè)計(jì)方案和效果圖很多時(shí)候并不是唯一的，這也就涉及到了建筑設(shè)計(jì)方案的對比工作，而傳統(tǒng)的建筑設(shè)計(jì)方案對比很難發(fā)現(xiàn)兩者的優(yōu)缺點(diǎn)，也難以做出較為準(zhǔn)確的判斷對比，從這一點(diǎn)上來看，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用是極為必要的，其能夠較為高效的發(fā)現(xiàn)兩種不同建筑設(shè)計(jì)方案的優(yōu)缺點(diǎn)，并且進(jìn)行系統(tǒng)的對比分析，選擇最佳的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行施工建設(shè)。

（五）建筑空間體驗(yàn)

建筑效果圖表現(xiàn)中虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用在建筑空間的體驗(yàn)中更是得到了有效地運(yùn)用，其能夠通過相關(guān)VR設(shè)備來將建筑效果圖轉(zhuǎn)化為虛擬的建筑空間結(jié)構(gòu)，進(jìn)而也就能夠給人一種身臨其境的感覺，最大程度上表現(xiàn)出建筑效果圖的細(xì)節(jié)，保障建筑設(shè)計(jì)水平的最大化提升。

三、建筑設(shè)計(jì)中實(shí)現(xiàn)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的方法

（一）三維虛擬環(huán)境空間的建立

用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)構(gòu)建虛擬環(huán)境空間需要對建筑物的平面圖、立面圖和剖面圖等相關(guān)信息采集，以便將建筑物的立面、平面和剖面的真實(shí)效果反映出。將資料收集好后利用3DSMAX軟件制作建筑的三維模型建模時(shí)需注意在使設(shè)計(jì)要求滿足的前提下，使點(diǎn)和段的數(shù)量盡量減少，以使工作效率增加?？梢詫δＰ蛣?chuàng)建適當(dāng)?shù)墓鈭鼍昂捅尘?，以便將建筑的特點(diǎn)真實(shí)的展現(xiàn)出。

（二）虛擬現(xiàn)實(shí)硬件系統(tǒng)

簡單的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)并不需要太多復(fù)雜的設(shè)備，只要能夠使其具有輸入、輸出功能滿足的設(shè)備即可，簡單的計(jì)算機(jī)桌面互動(dòng)系統(tǒng)就可以對一個(gè)簡單的桌面虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)構(gòu)成。但要使虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)帶來的沉浸感、交互性、想象性三個(gè)特征就需要專業(yè)的信息輸入設(shè)備和信息輸出設(shè)備充分實(shí)現(xiàn)。信息輸入設(shè)備包括鍵盤、鼠標(biāo)等等，信息輸出設(shè)備包括高性能顯示器適配器、單通道或多通道投影響儀、偏振片、立體眼鏡等等。借助于傳感設(shè)備用戶可以將自己在現(xiàn)實(shí)時(shí)空的行為通過用戶化身映射給虛擬環(huán)境，反之亦然。

（三）虛擬現(xiàn)實(shí)軟件系統(tǒng)

要想讓設(shè)計(jì)者與用戶或者其他人員對虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)所帶來的身臨其境的臨場感與沉浸感真正體驗(yàn)到，首先就要對一個(gè)與客觀世界相符合或者與設(shè)計(jì)者頭腦預(yù)想的設(shè)計(jì)方案相符合的虛擬三維模型建立，這個(gè)三維虛擬場景模型不但能夠使建筑、環(huán)境、室內(nèi)等客觀存在準(zhǔn)確的表現(xiàn)出，而且需要對場景的色彩、材質(zhì)、陰影等較真實(shí)的反應(yīng)出。建立可視化三維模型從技術(shù)實(shí)現(xiàn)上可分為三步：幾何建模，主要建立所需三維場景的幾何構(gòu)形；形象建模，主要對幾何建模的結(jié)果進(jìn)行材質(zhì)、顏色、光照等處理；行為建模，主要處理物體的運(yùn)動(dòng)和行為描述。

四、結(jié)束語

作為一項(xiàng)以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的高新技術(shù)，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)具有交互性、想象性和沉浸性的特點(diǎn)，強(qiáng)調(diào)人在虛擬現(xiàn)實(shí)中的主導(dǎo)作用。建筑設(shè)計(jì)是技術(shù)、藝術(shù)和創(chuàng)新相結(jié)合的領(lǐng)域，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的出現(xiàn)為建筑設(shè)計(jì)開辟了新思路，將其在建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)用能夠打破傳統(tǒng)表現(xiàn)模式，虛擬現(xiàn)實(shí)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的結(jié)合，能夠使設(shè)計(jì)人員的工作效率和設(shè)計(jì)質(zhì)量大大提高，縮短設(shè)計(jì)周期，使投資成本減少。因此，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于建筑設(shè)計(jì)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

參考文獻(xiàn)：

[1] 黃心淵.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與應(yīng)用[M].北京：科學(xué)出版社，1999.

[2] 胡小強(qiáng).虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)基礎(chǔ)與應(yīng)用[M].北京：北京郵電大學(xué)出版社，2009.

[3] 周巍.談虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].科技致富向?qū)В?013（23）：214.

[4] 張偉東.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在未來建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].科學(xué)中國人，2014（10）：244.

[5] 崔海英.建筑設(shè)計(jì)中虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的運(yùn)用淺析[J].江西建材，2016，06：34+38.