方 孫 韡

(湖北工程學(xué)院建筑學(xué)院，湖北 孝感 432000)

1 概述

虛擬現(xiàn)實技術(shù)簡稱VR技術(shù)，是用計算機產(chǎn)生一個虛擬的三維空間，使用者可以在虛擬的三維空間里體驗感官上的視覺、觸覺、聽覺。使體驗者身臨其境的觀察三維空間里的事物。同樣的，體驗者在現(xiàn)實世界里的動作如身體的移動，頭部觀察的偏轉(zhuǎn)，肢體上的動作等，都可以被虛擬現(xiàn)實的采樣設(shè)備捕捉，進入計算機的運算，從而使體驗者與虛擬世界中的物體與事件產(chǎn)生互動。以上兩個方面的相互作用使體驗者身臨其境的在一個虛擬世界中進行學(xué)習，生產(chǎn)和娛樂等活動。

2 虛擬現(xiàn)實的基本構(gòu)架

2.1 計算主機

如圖1所示，在虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)構(gòu)架中，計算主機起著接收輸入設(shè)備如動作捕捉器，頭部跟蹤器，位置追蹤器等追蹤器的數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)進行處理，最后傳輸?shù)斤@示器樹脂頭盔立體眼鏡的輸出設(shè)備上進行顯示。計算主機好比數(shù)據(jù)的橋梁，你是數(shù)據(jù)的中心處理單位。

2.2 輸入輸出設(shè)備

在虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)中，使用者與虛擬世界要產(chǎn)生互動，就需要用到輸入輸出設(shè)備。用的輸入設(shè)備有動作捕捉器頭部跟蹤器和位置跟蹤器等。這些輸入設(shè)備可以將人的動作輸入到計算機中，并將其動作轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)和虛擬世界中的物體數(shù)據(jù)進行計算。如動作捕捉器可以將肢體動作轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)，肢體動作就可以和虛擬世界進行互動。

輸出設(shè)備就是將虛擬現(xiàn)實中的數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)換成人可以接受的圖像聲音等，使人的感官可以感知計算機中的虛擬世界。數(shù)字頭盔，熒幕和立體眼鏡都能讓使用者沉浸在虛擬世界中，是虛擬世界的表現(xiàn)工具。

3 用途

虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)具有便捷直觀的使用特點，因此廣泛使用于建筑工程設(shè)計之中。

3.1 直觀地進行建筑設(shè)計創(chuàng)作

虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)具有直觀的特點，因此，人們可以直觀的在虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)中進行建筑設(shè)計創(chuàng)作。比如在城市設(shè)計中，設(shè)計者可以直觀的感覺城市的尺度和周邊的建筑景觀設(shè)計特點。然后根據(jù)直觀的感受和精確的數(shù)據(jù)進行城市設(shè)計。并且可以將設(shè)計者的設(shè)計放置在虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)中和周邊的環(huán)境進行比較，進而改進自己的設(shè)計。同樣在建筑設(shè)計中，建筑師將自己的設(shè)計與周邊的建筑，場地相融合，在虛擬現(xiàn)實中體驗自己的建筑。將建筑的體量，平面，立面，構(gòu)建，色彩等設(shè)計元素放在虛擬現(xiàn)實中進行考慮，進而改進自己的設(shè)計。

虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)對設(shè)計師具有直觀感受，所以在虛擬現(xiàn)實中設(shè)計是未來設(shè)計的一個大的方向，可以使設(shè)計的質(zhì)量大幅的提升。

3.2 直觀地進行建筑展示

我國目前對建筑設(shè)計的展示還是停留在二維平面和立體模型上。其局限性在于表現(xiàn)媒體自身的不足，展示不夠細膩不夠具體，不能有效的展示建筑的全貌。

虛擬現(xiàn)實的加入，可以將建筑放置在一個虛擬的立體空間中，自由的全方位地進行展示。觀察者可以像真實的環(huán)境一樣。從建筑的入口進入建筑的內(nèi)部空間。不光展示了建筑的外部設(shè)計，也可以從內(nèi)部觀察建筑的各個角度，各個細部，甚至可以像在真實的環(huán)境中一樣，使用體驗這個建筑。

這個功能的特點是建筑設(shè)計，不僅僅是建筑師的工作，使用者建造者都可以參與進來，使建筑設(shè)計更加的客觀。

3.3 建筑設(shè)計的評價

在以往的建筑設(shè)計的評價評比中,專家往往通過圖面的效果來進行比較和評價。這種方式受媒體的制約，有時候顯得比較難以抉擇。

有了虛擬現(xiàn)實技術(shù)之后，建筑的評價就可以在虛擬現(xiàn)實環(huán)境中進行。虛擬現(xiàn)實中不僅可以通過直觀的感受進行評價，也可以通過各種設(shè)計數(shù)據(jù)的比較，設(shè)計和工程上的參數(shù)進行比較。比如，住宅區(qū)規(guī)劃和住宅設(shè)計的評比中，居住區(qū)的景觀，環(huán)境和住宅的室內(nèi)空間不再是單一的評價標準。施工的方便與否，構(gòu)建的質(zhì)量和材料的參數(shù)均可在虛擬現(xiàn)實中得以展示。這樣就可以完整的評價一個設(shè)計的好壞。優(yōu)化居住者的使用體驗，優(yōu)化施工的環(huán)保性能和材料的綠色節(jié)能。

4 意義

虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)在建筑信息模型中是一個比較前沿的科技方向。在當今一些建筑的設(shè)計施工和使用中存在著許多的失誤和浪費。這些失誤和浪費僅靠加強人的管理不可能完全的控制。但是有了虛擬現(xiàn)實系統(tǒng),可以在前期進行一個三維的模擬和數(shù)據(jù)的分析。系統(tǒng)的控制和分析可以優(yōu)化設(shè)計，提高設(shè)計的準確性，預(yù)防施工帶來的浪費,提高設(shè)計的質(zhì)量。