摘要：随着虚拟现实技术日趋成熟，新型产品不断上市，虚拟现实概念逐步开始被各行业接受并运用。在建筑领域中，虚拟现实技术可以有效的解决设计者的抽象思维与其所产生的实体间的联系问题。文章对虚拟现实技术在建筑设计中的应用进行了研究分析，以供参考。
关键词：虚拟现实技术；建筑设计；应用
1前言
随着经济的发展和城市化进程的加快，建筑工程行业在不断地发展，人们对建筑工程的数量、质量和功能等需求在不断提高。建筑工程不断向系统化、复杂化方向发展，传统的建筑表达形式越来越难适应人们的需要，其形式与现代建筑业的发展要求有很大差距，传统的建筑工程已经无法适应当前信息化技术要求。对于建筑工程的从业人员来说，建筑信息化发展既是一种不可多得的机遇，但对自身素质和知识更新的要求更高，从某种程度上来讲，更是一种挑战。如何把握时代脉搏，掌握先进生产力，提高自身的工作效率，是广大建筑工程技术人员急需考虑的问题。在这种情况下，建筑信息化被运用到建筑工程的设计、施工和管理等方面，取得了很好的效果。在建筑工程的表达形式方面，引入了虚拟现实技术，通过单个软件程序或多个软件程序的综合运用，可以形象地向人们展示建筑工程的风貌与特色，通过人机交互，可以使体验者如同身临其境，从而对建筑的设计、管理等方面提出宝贵的专业意见和建议，提高建筑工程的建筑品质。
2虚拟现实技术及其特点
2.1虚拟现实技术简介
虚拟现实技术（VirtualReality，简称VR），是一种交互式视景仿真技术，是由美国科学家在20世纪80年代初提出的，也称为灵境技术或人工环境，主要是借助计算机技术的发展，融合数字图像、传感器技术等信息技术来模拟现实场景，通过人机交互，将一些非具体的、复杂的计算机数据采用虚拟的情景展现出来，为非专业人员所理解和接受。VR技术所生成的图像或画面是虚拟的，并非真实的实际环境，但通过人机交互进入VR界面时，在感官体验上和现实环境类似。VR技术改变了传统人与计算机之间单调的输入输出关系，将一个生硬的计算机界面变成为一个虚拟的现实信息空间，增强了人机交互性和体验性。建筑工程有自身的特点：即固定性、多样性、周期长，一个高质量的建筑工程作品都需要前期不断修改和论证，而传统的建筑设计图纸往往需要经过专业培训的人员才能看懂，缺少一些其他非专业人员的参与，造成建筑完工后不同专业人员针对同一建筑物的感官体验不一样。一方面，不同专业人员的视角不一样；另一方面，在设计或施工过程中，只注重某一专业，造成了与其他专业的信息不对称，降低了建筑的品质。VR技术通过对建筑场景技术的虚拟，可以对建筑进行前期的虚拟演示和论证，可以最大程度上扩大专业的参与面，还可以从任意角度去观察建筑效果，从而降低了建筑风险，同时也节省造价。该技术还可以对一些重要构件部分进行模拟验算，如将建筑结构的某一重要承重梁进行虚拟破坏性实验，对其破坏形态进行研究，从而得出其破坏规律，然后将虚拟成果应用于该梁的设计，相对于传统的按比例缩小模型实验相比，节省了人力物力，降低了建筑造价成本，也提高了建筑结构的整体安全性。
2.2虚拟现实技术特点
VR通过对现实建筑工程的虚拟化，将建筑工程模型采用多维手段来显示，既体现现实因素，又超越现实，借助人机交互模式，形成一种良好的体验模式，使得一些非建筑工程专业人员能对建筑工程有一个较好的了解，达到“身临其境”的感受，最后形成一种“人能沉浸其中、超越其上、进出自如、交互作用”的多维信息空间。VR技术是建筑信息化进程的综合反映与具体体现，它具有3I特性，即沉浸感（Immersion）、交互性（Interaction）、构想性（Imagina-tion）。
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2.2.1浸没感
VR技术根据人们自身生理特点，通过电脑生成虚拟三维图像界面，体验者通过佩戴头盔、眼镜等设备，使自己进入虚拟环境并进行体验。体验者可以体会到一种“身临其境”感觉，所以浸没感又称为存在感。VR技术用虚拟现实技术来模拟现实世界，体验者通过自身感官系统，如视觉、触觉、听觉等真实感受到自身的存在，增强了体验者的体验品质。
2.2.2交互性
虚拟现实系统中的人机交互系统是一种特殊的交互，用户可以通过键盘或鼠标进行交互，也可以通过头盔显示器和数据手套等设备进行交互。体验者可以根据自身的动作，如向前、向后、左右转、俯视、仰视等动作来对虚拟的建筑工程进行操作，也可通过虚拟建筑物进行人机交互，可以在虚拟场景中观察建筑物详细构造、整体建筑结构，还可以模拟建筑环境，并且可以做交流互动，模拟真实施工过程碰撞反应。
2.2.3构想性
构想性，是指VR技术不仅能模拟或再现现实世界，而且还能对建筑环境进行构想和布局。VR的构想性给人们带来了很大的创作空间，人们可以利用近乎“真实”的虚拟世界，来感受建筑工程的形态特征，通过虚拟的建筑环境，可以更好地对建筑整体进行认知，在此基础上通过发散思维来考虑建筑工程设计，从而激发更多的灵感，产生更多更好的建筑作品。
3虚拟现实技术在建筑设计的应用
自从计算机代替了传统的手绘图纸，CAD软件得到了广泛的应用，它具有手绘无可比拟的方便性和准确性，同时，设计结果也更加容易随时保存和修改。然而，从设计者的角度来看，传统评估项目的设计方案是通过分析抽象的平面设计图，决策者基本凭经验进行判断。即使已经有了先进的三维模型建立系统（犀牛、3dsMax、SU等），使得设计者在设计过程中能够随时看到与实物相近的三维模型，但是，他们依然需要通过二维的平、立、剖图来进行推敲和改进设计。这样一个图的细微改动就会使得其他图纸和设计结果的改动，容易出现错误。虚拟现实系统就是目前最佳的解决方案，该系统完全根据设计图或设计师的构想1：1制作而成的三维立体场景，通过佩戴专业的头戴式显示仪让人身临其境在虚拟场景中仔细观察设计的每一处细节，对结构、材料、颜色和位置都可以进行非常全面直观的了解和分析。当我们穿戴上头戴式显示仪后，我们就站立在所做的设计项目中，我们可以对某一地面铺装、景观节点、甚至对每颗树都可以进行多角度的仔细观察，它引导你进行深入分析，这样的分析就非常直观和透彻，看看效果是否理想，用材是否经济，同时，通过比较生成多种设计方案，比如路面材料想换一换看看效果，那就可以直接更改模型数据，再次进行分析和比较，无需通过二维图面与三维模型的反复转换，将设计师的精力集中在设计构思上，充分发挥其设计灵感。虚拟现实系统帮助设计师和决策者提供最有效的参考和借鉴作用，这是以往的平面图等表现手法无法做到的，它可以帮助开发商尽可能的在施工前减少在设计上考虑不到的细节问题，避免出现决策失误，这对于设计阶段来说是非常有价值的。
4结束语
虚拟现实技术是一项新兴的建筑信息化技术，符合建筑工程专业的时代发展进程，体现了建筑工程专业的时代特征，促进了建筑工程行业长远发展。在建筑工程的设计、施工、管理等各个方面，虚拟现实技术有着广阔的应用前景，是实现建筑工程行业信息化，高速化发展的有效途径。
参考文献：
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论文作者:周继美
论文发表刊物:《基层建设》2018年第12期
论文发表时间:2018/6/14
标签：虚拟现实论文; 建筑工程论文; 技术论文; 建筑论文; 人机论文; 现实论文; 传统论文; 《基层建设》2018年第12期论文;