建筑设计中虚拟现实技术的运用

朱 晖 魏 萍 王 杰 迟 媛

前言

随着时代的进步和科技的发展，虚拟现实软件和硬件也开始迈进建筑设计行业的大门，发挥其特长，给开发商、投资商、设计者等节省了投资和运行费用，保证了建筑物设计本身更加符合客户的具体要求，充分体现了以人为本的现代社会生活品质的追求。

1 关于虚拟现实

虚拟现实技术事实上也属于计算机科学技术的一种，它通过在计算机上建立三维模块或者利用三维仿真技术，通过给客户佩戴一定的仪器，让其具有在虚拟环境下移动而带来的视觉、听觉、触觉上的虚拟感受，以顾客和计算机的虚拟环境交互式回馈为目的而开发的软件。例如，虚拟现实利用到建筑设计中，则可以通过该软件让客户身临其境地进入设计师的设计方案中，客户可以通过自己的感觉来判断设计方案是否符合自己的标准等。虚拟现实利用到航天航空学校时，通过在计算机系统内输入不同的飞行参数来调整飞行模式，从而达到将从未在天空进行飞行的学生带入到非常真切的虚拟环境中，如果飞行员操作不当，将身临其境地听到、看到、感觉到飞机颠簸或者直冲带来的压力，甚至会给飞行员带来天旋地转的感受。这是因为在计算机虚拟环境中，可以很好地掌握速度、位移、位置坐标等相对的比例，让客户通过佩戴仪器设备，将电子回路的方式传输给客户。

2 应用到建筑设计中的意义

2.1 展示建筑设计立体效果

①虚拟现实软件技术可以通过给客户佩戴感觉输入设备和感觉输出设备，让客户随时进入到建筑设计师所准备的立体建筑物中的任何位置上，可以最大限度地向客户展示和宣传设计方案的立体成果，满足客户的好奇心。②还可以对客户不满意的环镜或者位置设计进行第一时间跟踪，马上根据客户的描述和意见进行可行性修改和及时调整。③这种虚拟现实软件技术应用到建筑设计时，不单单可以使客户享受和看到建筑物里面的虚拟逼真环境，还可以对建筑物以外的环境进行虚拟设计，包括建筑物附近的地形，覆盖在建筑物外面地表面的草坪、和周围便利的交通桥梁等等虚拟环境。

2.2 降低投资成本和运行费用

这种虚拟现实的计算机技术被利用到建筑先期时，可以通过让客户感受到具体的建筑环境和设施，从而通过论证和演示，在建筑投资的初期，将建筑设计方案中不优的地方重新设计，将不协调的地方进行及时修正，从而有利于节省投资成本和运行费用，避免建筑返工。

2.3 验证施工方案

随着虚拟现实计算机技术的不断推广和宣传，它也被逐渐应用到建筑施工的环境下，使我国建筑行业迅速发展而强大，特别是利用虚拟技术来提升建筑施工水平方面，收获也很明显，而且在建筑施工的主要环节利用虚拟仿真技术，还可以促进施工技术的不断创新。虽然施工技术创新需要走出虚拟，进行真实操作，但也具有较大风险。从某种角度上讲，虚拟仿真技术应用到新施工技术中，可以将风险系数降低到最低，节省了施工成本，提高了施工效率。

3 虚拟仿真技术在建筑设计中的实现方法

3.1 虚拟现实硬件系统

其实，虚拟仿真技术并不需要多么复杂的程序，但是如果客户想要感受到更加逼真的效果，比如说，沉浸感、交互性和创造一定的想象空间的话，就应该聘请专业的操作人员，和配备专业的感觉输入和输出设备。这些设备和操作人员可以使客户享受到身临其境的感觉，也就是说体现在客户面前的场景和虚拟环境更加的真切，客户可以获得更加靠近事实的画面作为根据，对设计师所设计的方案进行感受和判断。因此，传感交互设备在其中起到了不可低估的作用。

3.2 虚拟技术软件系统

这种三维模块的功能在于能够将建筑物、环境、室内的客观状态存在于三维结构、相对位置和比例建构中，且体现场景的色彩、材料、光线等条件。设计师应该根据以下三种步骤进行虚拟空间的设计。①几何建模。这只是在初步阶段，建立一个集合结构。②形象建模。形象建模大部分环境是通过建筑物的本身材质颜色和光线布局利用科学的建构想象架构的。③行为建模。行为建模可以是动态的，主要描述物体的行为和运动状态而设计的。这里的几何建模是通过线条的交叉、参差和合并等提出相对位置，但是几何建模体现不出逼真感。

3.3 虚拟仿真技术的发展前景

设计师可以根据客户的要求和信息反馈，激发他的创作情绪，进行再设计，然后在与客户沟通，反反复复的修改过程中，掌握了一般地域客户的需求方向，并且能不断领会客户的意境，为将来的虚拟仿真环境设计带来一定的经验储备。对于建筑工程来讲，规划是至关重要的那种，需要考虑地形地质、气候气象等多变的天气，需要设计者根据能够得到的有效且准确前提下，再加上一点自己个人的喜好，或者搭配房屋装修的景色。

4 总结

虚拟现实软件和硬件在建筑行业上具有很大的发展空间。相对以往的客户验证，需要投资商花费巨大的费用，而虚拟现实系统既可以给客户呈现出建筑物设计者本身的设计意图，甚至具体到某个位置，又可以向客户模拟出建筑物以外的建筑情况，在客户的看、听、触觉方面可谓是已经达到很理想的效果。

[1]赵 琦.虚拟现实技术在建筑设计方面的实践应用[J].科学技术创新，2017（2）.

[2]黄薇薇.基于虚拟现实技术的建筑空间环境设计研究[J].自动化与仪器仪表，2017（4）.