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试析在建筑设计中虚拟现实技术的运用策略

郭海滨

天合联创设计有限公司

摘要: 随着计算机技术的飞速发展,在建筑设计中也广泛应用。虚拟现实技术是一种高度依赖计算机的现代综合技术,通过虚拟现实技术,设计师可以改变建筑设计的传统方法,把主要精力集中于对建筑的设计和构造上,本文进一步阐述了虚拟现实技术教学在建筑设计行业现实意义并在此基础上提出了几点建议。
关键词: 建筑设计;虚拟现实技术;应用策略
DOI:10.12721/ccn.2022.157009
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1引言

随着计算机技术的飞速发展,在建筑设计中也广泛应用。虚拟现实技术是一种高度依赖计算机的现代综合技术,通过虚拟现实技术,设计师可以改变建筑设计的传统方法,把主要精力集中于对建筑的设计和构造上,避免了在建筑设计中的作图、计算等大量繁琐工作,大幅提高了建筑设计效率和设计质量,虚拟现实技术可以通过多媒体将设计方案展示出来,可充分吸收来自同行、专家、用户的意见,及时对设计方案

进行修改。虚拟现实技术能使设计师有一种身临其境的感觉,因此被广泛应用于未来建筑设计中。

2虚拟现实技术的概念和特点

“虚拟现实”是来自英文“VirtualReality”,简称VR技术。最早由美国的乔·拉尼尔在20世纪80年代初提出。虚拟现实技术(VR)是集计算机技术、传感器技术、人类心理学及生理学于一体的综合技术,其是通过利用计算机仿真系统模拟

外界环境,主要模拟对象有环境、技能、传感设备和感知等,为用户提供多信息、三维动态、交互式的仿真体验。虚拟现实主要有3个特点:沉浸感(Immersive)、交互性(Interactive)、想象性(Imagination)[3]。沉浸感是指计算机仿真系统模拟的外界环境十分逼真,用户完全投入到三维虚拟环境中,对模拟环境难分真假,虚拟环境里面的一切看起来像真的,听起来像真的,甚至闻起来等都像真的,与现实世

界感觉一模一样令人沉浸其中。交互性是指用户可对虚拟世界物体进行操作并得到反馈,如用户可在虚拟世界中用手去抓某物体,眼睛可以感知到物体的形状,手可以感知到物体的重量,物体也能随手的操控而移动。

3虚拟现实技术教学在建筑设计行业现实意义

3.1对项目进行技术论证

一般来说,除了在教学过程中建筑设计与其他教学方式有所不同,同学们未来步入的建筑行业也存在着很大的差异性,一个建筑物的诞生对于当地社会以及用户安全来说,都起着至关重要的作用。此外,我国在建筑设计和施工过程中在存在着一个很大的经济压力问题,对于一些大型的建筑楼或者体育馆等,前期设计图纸过程中一个细微的失误都可能对接下来的施工环节造成极大的麻烦,并且及时完成之后,对于其建筑的功能性以及安全性都需要很长的一段时间进行考察。如果发现小问题,还能够通过维修进行补救、但如果是根部出现了差错,那么整个建筑物等于白做。所以基于经济压力下,我们很难解决这种铺张浪费的问题。但是虚拟现实技术可以将前期设计的图纸进行三维立体呈现的效果,让设计人员在施工之前对问题进行修改,把经济压力降到了最低,在节省了很多人力物力的同时对后期的建筑施工起到了很好的保障效果。

3.2改善建筑设计架构

建筑设计相对来说是一个极具科学性、逻辑性、严密性的一个过程,它不仅需要建筑设计中对设计方案的可行性进行细致分析,还需要对一些细节精益求精,目的是在建筑物建造过程中或者客户使用过程中出现的任何问题全面杜绝。虚拟现实技术便可以为设计师提供一个省事省力的方法,而且还可以实验设计方案的更优选择效果。在虚拟现实技术中,建筑设计人员可以把它作为一个评定设计方案是否可行的测量工具,利用三维立体效果的展示对设计中出现的问题进行修补,并且可以模拟出各种不同效果的切换,实现择其最优的设计方案作为最终作品。所以虚拟现实技术就是在改善设计方案中大幅度降低投资成本。

4虚拟现实技术在建筑设计中的应用

虚拟现实技术在创建建筑信息模型、仿真空间环境方面具有较大优势,合理完整的虚拟空间包含建筑设计者的每个细小设计。精密的布局、仿真模拟环境为建筑设计提供了便利的沟通交流条件。

4.1模型的构建

与单一的二维或三维绘图样纸的基础模式相比,虚拟建筑模型不仅节省成本、易于保存,还能使工程参与者更好地理解建筑设计方案,更为清楚地了解建筑各部位组合、搭建细节以及施工要求。在模型构建过程中,设计人员着重把点线面的数值标注在三维建筑信息模型上,明确标注建筑各部位的设计参数。在建筑工程中避免因建筑图纸读取不当造成的施工事故和操作不当或不到位造成的工期拖延。为设计人员在施工后期修改建筑设计方案提供便利,同时便于保存建筑设计,有利于今后的设计进行对比更新。虚拟建筑模型是构建虚拟真实场景的基础,模型的计量单位与真实场景的尺寸比例、整个模型的参数值都影响着虚拟真实场景的最终呈现效果。虚拟真实场景根据设计人员提供的参数值在计算机上生成实时动态的三维立体仿真图像。在建立模型的过程中通常以毫米(mm)为单位,设计人员通过调整建筑比例,提高建筑模型的仿真性和客观性。

4.2创造仿真空间

运用虚拟现实技术制作三维建筑模型,从而构建一个真实度较高的仿真模拟环境,运用计算机技术对现实世界进行模拟仿真,在仿真模拟环境中,除了三维场景还有立

体声音、仿真光线。对周围环境的真实还原使建筑参与者了解施工现场,有效排除建筑操作中的安全隐患。面对复杂的建筑地形,设计人员以往的几何平面、灰度图象模型抽象难懂,增加了设计人员和其他建筑参与者的工作难度。虚拟现实技术的沉浸性使得建筑模型的三维建模化繁为简,按照现实中建筑的实际尺寸和画面的比例来调整建筑整体的外部构造,细化内外装饰,添加内部其他结构。如房屋建筑的墙体、门窗、阳台,桥梁建筑的桩基、承台、墩柱、盖梁、垫石、挡块、箱梁,道路建筑的路基、路床、路面,水利电力建筑的水工建筑物、挡水建筑物、泄水建筑物等。对建筑物的采暖系统、排水系统、照明设备等制定合理的方案,科学规划布局。设计人员利用计算机系统对设计方案进行计算,用图像、灯光、声频的组合呈现与现实世界相同的虚拟仿真场景。为了有效提高虚拟仿真场景的真实度,利用虚拟现实技术设置模型光源,使用户仿佛置身于真实世界,色彩真实、光线柔和、声音立体,虚拟现实技术提高了建筑模型的精准度。虽然设计人员可以通过图片的不同角度缩放图纸,来展示建筑设计中的结构细节,但是这降低了模型的真实度,而虚拟现实技术应用于建筑设计,创建虚拟仿真场景,可使建筑参与者直观了解建筑的结构细节。

结束语:

总而言之,虚拟现实在我国现代化发展的应用前景来说,可谓是光明一片。在教学过程中有着明显的优势,通过引入虚拟现实技术,大大提升其设计作业质量以及效率的提升。除此之外,针对于建筑设计行业来说,利用虚拟现实技术,可以对设计人员的空间构架能力带来很大的提升效果,大大激发设计人员的创造能力。并且在模拟器效果图过程中,设计人员还可以通过效果图实现预览到设计成品,对于内部一些细节进行模拟调整,可以为客户提供出一份满意的设计方案。虽然说发展到现阶段来说,虚拟现实技术基本完成,但还需要不断完善创新,在吸取一些传统计算机应用技术之上,不断提高教学的创新理念,让同学们充分理解学习建筑设计的的核心技术,设计出质量更好,性能最有的设计作品,进而为我国建筑行业设计的发展提供源源不断的动力。

参考文献:

[1]毛振华.虚拟现实技术在建筑设计中的应用探析[J].美与时代(城市版),2020(09):17-18.

[2]杨智刚.虚拟现实技术在建筑设计领域的发展及应用[J].造纸装备及材料,2020,49(04):137-138.

[3]翟立兴.虚拟现实技术在建筑设计中的应用探析[J].江西建材,2020(07):72-73.