虚拟现实技术在未来建筑设计中的运用

济宁华园建筑设计院有限责任公司

摘要：当下时代，计算机技术得到了迅猛发展，在社会各个领域当中都发挥了不可替代的作用，它为社会进步所做出的巨大贡献是无法替代的。其中，在建筑行业中应用也十分普遍，为建筑行业中方方面面的工作都提供了有力的支持。建筑行业设计人员通过利用计算机虚拟现实技术从而精确的完成建筑设计等过程中复杂的数据处理工作，能有效降低计算工作的复杂程度，并且能够缓解工作人员的工作压力，也提高了工作效率，保障了建筑设计工作高效高质量的完成。利用虚拟现实技术，将真实的建筑模型模拟成虚拟的三维结构，使得设计图样更加的立体真实，审核过程也更加的直观。本文结合虚拟现实技术的特点及分类，并研究其在建筑设计中所起到的重要作用，进一步分析它在未来建筑设计中的应用。

关键词：虚拟现实技术;未来建筑设计;运用

一、虚拟现实技术的主要特点及分类

虚拟现实技术是一种高级的虚拟技术，它通过运用三维图像生成技术、高分辨现实技术以及多传感交互技术，从而生成一种对现实的模拟环境，可以让人产生身临其境的真实感受。当使用者带上专业的头盔以及手套等传感类设备，然后利用键盘和鼠标等输入设备来亲身体验到这种特殊的模拟环境，让人感觉似乎置身其中。虚拟现实技术主要是具有三个明显特点：一是想象性。想象性的意思就是指通过利用虚拟现实技术，人们能够将自身最大潜能的想象力以及创造力充分发挥施展出来，创造更多的可能性。二是交互性。交互性表达的是人与模拟環境之间的交互关系，就是指参与模拟设计的模拟者可以通过一定的模拟仪器设备来实现与虚拟世界的交流与互动。三是沉浸性。通过模拟，能够更好地促使参与者更好地投入到虚拟环境当中，让其更有仿佛置身于虚拟世界，这指的就是沉浸性。

虚拟现实技术仍处在不断发展的阶段，还未完全成熟，因而根据其自身的功能特点可以简单分为四类，其中包含分布式虚拟现实系统、桌面虚拟现实系统、沉浸性虚拟现实系统以及增强式的虚拟现实系统。

二、虚拟现实技术在建筑设计中的重要作用

（一）完整展示建筑物的整体信息

早先的建筑设计方式一般主要是分为二维、三维设计等方式，这些设计方式在一定程度上能够体现出建筑物的相关部分属性和信息，但人们只能是很局限的从某一种角度来了解建筑信息，只能是依靠建筑外在的形状和表现来对建筑进行简单的了解，并不能进行深层次全面的剖析。而通过将虚拟现实技术运用到建筑设计当中，可以使建筑物更加形象，从而人们能够体验模拟的环境，更加刺激人们的想象力，更加有利于深刻的理解建筑物。除了设计者能够深层次的了解建筑物，越来越多的住户们通过该虚拟现实技术，也能够对设计者所涉及的建筑物，并有可能参与到设计过程的决策当中，加强住户与设计者之间的沟通交流，从而使得设计更加符合住户的使用要求。

（二）可进行远距离的浏览

在建筑物的初期设计过程当中，为了更好地使建筑物设计方案更好地符合实际施工条件，双方之间需要不断进行沟通来达成共同意见，而虚拟现实技术就可以很好地实现了两者之间的沟通。通过利用虚拟现实技术，凭借网络来实现设计的传输以及浏览作用，使得远程沟通交流更加的方便快捷。并且，尽管不同的建筑模拟软件在传输过程不尽相同，但可通过格式转化，同样可以实现远程传输。

（三）实时多方案比较

在设计人员进行建筑设计时，一般情况下都会提出多种不同的设计方案，会具有不同的设计理念和构想，需要进一步通过建模的方式来进行展示，然后选择最优的方案，并互相补充，最后才能达到最优的方案结果。但是，在建筑设计过程中使用虚拟现实技术后，在设计过程中就能随时的在不同的设计方案之中来回转换，可以在任一的位置或观察位置实时切换来观察不同的建筑设计方案，进行方案之间的对比选择，从而为最优方案设计提供有效的参考。除此之外，运用虚拟现实技术可以随时修改建筑设计，并能够有效进行修改前后的方案对比，得出最佳结果。

（四）节省投资和运行费用

使用虚拟现实技术能够将整体设计计划进行不断的演示和论证，从而在这一过程中更好的发现其中潜在的各种问题以及设计过程中的不合理环节内容，以便于设计师对其进行更好的完善和优化，另外在造价管理上也能避免资金的浪费。这种演示论证的过程能够充分找出这一设计过程中存在的各种问题，进而更具针对性的进行解决，防止在后期施工过程中发现问题再次进行解决而造成的资金浪费。

三、虚拟现实技术在未来建筑设计中的运用

（一）建立三维虚拟环境空间

建立三维虚拟环境空间的首要任务就是要收集有关建筑物的所有信息。通过利用虚拟现实技术来构建虚拟环境空间，要保证建筑物信息的完整，比如建筑物平面图、立面图等三维平面图等，这样才能保证构建出符合 建筑物真实状况的虚拟环境空间。在收集所有建筑物有关信息后，利用3DSMAX制作软件首先需要根据建筑物信息构建出三维模型，并且针对光场景和背景进行调节，适合的背景才能更好地展示出建筑物的所有特点。建筑物的形状以及它的通透感强度主要就是通过线的使用从而展现出来的，因而，在构建三维虚拟环境空间的过程中，线是最为其中很重要的一个组成元素。只有通过熟悉掌握了解真实场景与虚拟环境的光线之间的差异，以及光线的变化对于环境所产生的影响程度，才能够将虚拟环境表现的更加真实。建筑物的材料颜色以及质地、粗糙度等方面是否能够真实的模拟出来，这也是很重要的方面，只有将所有特征完美的模拟出来，才能构建出最真实的建筑三维模拟环境空间。

（二）硬件系统

在构件一般的虚拟现实系统的过程中，不需要很多复杂的设备，一般只要包含普通的能具有输入以及输出功能的简单设备，一般情况下在计算机的桌面互动系统中，就能完成一个桌面虚拟现实系统。如果设计者为了将虚拟现实系统的三大特征—想象性、交互性以及沉浸性淋漓尽致的体现出来，那些普通的设备就不能够达到要求的结果了，而是需要配备专业的输入和输出设备，比如键盘、鼠标等专业输入设备，以及立体眼镜、高性能的显示器以及专业的投影仪等高级输出设备。这些专业的传感设备可以将用户的真实行为动作准确的映射到虚拟环境空间去，而虚拟空间则依靠精确的算法以及传感器的力反馈技术将信息同样反馈给用户。

（三）软件系统

通过利用相关的专业系统，可以成功构建出一个既与真实世界相符合，又能够满足设计者所设想的建筑方案的虚拟三维模型，目的就是希望设计者以及用户能够真实的感受到虚拟空间场景所带来的真实感与临场感。而通过软件系统所构建出的三维模拟空间能够真实的表现出建筑以及其周围的环境，并且能够精准的捕捉到场景色彩以及阴影的真实变化，使得虚拟空间场景更加具有真实感。构建三维虚拟建筑模型首先要建立建筑场景的相关几何结构，然后在几何结构的基础上对其材质、颜色以及阴影等采取处理措施，并进一步处理相关的物体运动行为。

四、结语：

综上所述，虚拟现实技术在建筑设计中的有效应用已是大势所趋，在整个行业的发展中有着较大的优势。合理的利用虚拟现实技术可以有效提升整个主设计的有效性，避免其在设计过程中的无用设计，同时对于各种先进的技术以及设备还可以进行模拟，提高其在具体工程施工中的适用性，进而综合提升建筑质量，不断推动我国建筑工程技术的发展和应用。

参考文献：

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