摘要：虚拟现实技术是一项高新技术，是可构建三维虚拟世界的计算机系统，也是一项实用性强的技术，其在建筑设计中有广泛的使用前景。本文以虚拟现实技术的概念与价值为出发点，重点论述了虚拟现实技术在建筑设计中的实践方法及应用。
关键词：虚拟现实；虚拟现实技术；建筑设计
虚拟现实技术作为一项以计算机技术为基础的高新技术，具有交互性、想象性和沉浸性的特点，强调人在虚拟现实中的主导作用。建筑设计是技术、艺术和创新相结合的领域，虚拟现实技术的出现为建筑设计开辟了新思路，将其应用于建筑设计能够打破传统表现模式，虚拟现实和计算机技术的结合，能够大大提高设计人员的工作效率和设计质量，缩短设计周期，减少投资成本。因此，虚拟现实技术应用于建筑设计具有重要的现实意义。
一、虚拟现实技术
虚拟现实，起始于美国上世纪80年代，当时主要应用在宇航局和国防部。虚拟现实是一种可创建和体验虚拟世界的计算机系统，它借助计算机技术及传感装置所创建的一种崭新的模拟环境。虚拟环境由计算机生成，通过视、听、触觉等作用于用户，使之产生身临其境感觉的交互式视景仿真。虚拟现实集成计算机图形学、图像处理、模式识别、多传感器、语音处理、网络等技术，具有交互性、想象性和沉浸性。交互性，指在虚拟现实系统中以用户为主，用户能与虚拟场景中的对象相互作用，虚拟场景对于用户来说具有可操作性；想象性，指虚拟现实系统并非真实系统，它反映了虚拟现实系统设计者的构想，虚拟现实可把这种构思变成看得见的虚拟物体和环境，使以往只能借助传统沙盘的设计模式提升到数字化的即看即所得的境界，提高了设计和规划的质量与效率；沉浸感，则指虚拟现实技术通过计算机图形构成的三维数字虚拟环境真实感极强，使用户在视觉上产生沉浸于虚拟环境的感觉。据用户参与虚拟现实系统的形式及沉浸程度，虚拟现实系统可分为沉浸式、分布式、增强现实性和桌面虚拟式，其为建筑设计带来了全新的表现手段。
二、虚现技术对建筑设计的有利价值
1、展示建筑物信息
虚拟现实技术有三个重要特征，即沉浸性、交互性和想象性。其中沉浸性强调一种“身临其境”的投入感，使参与者在三维空间的虚拟环境中感受真实存在于世界的某处或还未在真实世界中出现过的场景。它通过对强大的数据网罗与搜集，将还未开始施工或完成施工的建筑信息以真实存在的方式演示给受众，这种不同以往的“建筑师式”图纸、数据的展示，能让人更直观的了解这是什么样的建筑，其整体风格是什么，在完成施工开始销售后，大众将得到一个怎样的建筑环境，是否与心中预期值相对应。相比传统的建筑信息，利用虚现技术的传达将更加直观、清晰，让普通大众不必费心于建筑图上的各种比例与方向。
2、远距离浏览
虚现技术可以利用网络对相关建筑信息进行快速的传递和公开，设计师设计的建筑物与工程单位可以形成远距离的沟通交流，方便及时的讨论和更改设计中不合理的地方，让负责技术指导与艺术创作的部门之间交流更加通畅。近年来虚现技术的普及，为一部分建筑业余爱好者提供了观赏古今中外著名建筑的机会，各种应用软件的逐步普及，也将设计平民化，而网络信息的传递功能让这些人真正实现“秀才不出门，尽知天下事”。
3、方案对比便捷
设计的部分改动可能会牵扯到整体方案的走向变化，在图纸为主的建筑设计时代，这些更改要耗费大量的时间，重新对比建筑之间的距离、尺度、如果有更好的灵感，还要重新在绘制一张详细的更改图，十分不便于建筑的改动。而虚现技术的出现，为各种设计方案的对比提供了便捷的方式，由电脑来完成各项建筑数据的运算和整理，通过简单的操作就可以免去重新画一张图的麻烦，对图纸的“不可逆性”来说是很方便的。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆设计师还可以设计几个对比方案，来回切换对比，还能通过场景的虚拟制造更直观的看到施工完成后的效果图，进行进一步发对比和改进。
三、虚拟现实技术在建筑设计中的实现方法
1、模型式虚拟现实
模型式虚拟现实指的是将虚拟现实造型语言当成是主描述性语言，确保建筑设计能使用计算机进行三维建模，充分利用三维施工图、效果图以及资料库，使用虚拟现实技术实时模拟操作。此外，模型式虚拟现实还能首先采用3DsMax对建筑进行建模，主要是因为3DsMax能提供帧动画的基本功能。比如旋转、平移、缩放操作，再加上3DsMax能开展的变形命令，能让几何体表现出任意几何形状，可以出现在任意的位置。3DsMax能在连续性参数设定按钮中建立动画。比如，不同的时间内完全可以对几何体实现椎化、融化、扭曲等多个命令来制定不同参数，几何体能在时间变化中出现不同形状。在某些材质的编辑器内还能设定动画以及不同时间上物体的颜色差别。此外，3DsMax的粒子以及粒子流系统、导向器等，能模拟出大楼爆破后从底部成为碎片并逐渐坍塌的一个过程，有些散乱的粒子还可以渐渐堆积形成任意形状几何体。
2、图像式虚拟现实
图像式虚拟现实主要功能是实现对实体建筑物进行360度的全景拍摄，之后再使用软件将拍摄到的图像拼接，获得虚拟现实环境。
四、建筑设计中虚现技术的应用
1、建筑空间体验分析
虚现技术将原本纸质的二维建筑设计图逐步转化为三维立体设计图，这样的建筑空间更贴近人的主观意识，带来真实的体验。它在建筑领域可用于：城市景观模拟、小区景观模拟、建筑设计模拟、室内设计模拟、历史性建筑模拟等等。在视觉传达高度发展的今天，平面静态的效果图已经不能满足现代人的视觉体验，而虚现技术却能让受众自由选角，完整、生动的展示建筑环境信息。虚现技术在还原上也分为两类，一是对真实存在的建筑场景模拟，二是本不存在的建筑场景的模拟。
现代建筑设计既要考虑空间组织、空间形态及空间环境的因素，又要从人文的角度出发，充分考虑受众的接受心理和视觉体验，在从前的建筑设计方案中，设计师们与大众的交流信息较少，通常从计划到施工，其过程大多凭借设计师的主观意识来决定，或在与客户交流途中中因一些专业知识的限制，在沟通方面的理解不到位，往往到最后效果图展示时，不能完全契合客户的要求。而虚拟现实技术能将设计师与客户之间的交流简单化、直白化，甚至可以让其参与到建筑方案的绘制过程中来，由设计师在计算机中展示每一处的建筑环境，客户在一旁参观建议，及时的将一些要求传递给设计师，而设计师也能在较短的时间里整理一个可行的办法，反馈给客户，使建筑设计能够实现公众参与和自主设计。而一些设计师在宣传阶段，也会利用虚现技术将建筑环境在完成后的效果图提供给大众，征求看法与意见，进行适当的整改。大众通过对视频的直接观看，对建筑的造型、环境、及室内结构有整体的了解，再结合自身实力与喜好决定是否购买。
五、结语
虚拟现实技术在建筑设计中的应用给设计师与受众提供了更简便的沟通方式，增加了建筑设计过程中的效率，迎合了现代科技发展技术的新潮流。虚现技术已逐渐成为建筑设计中不可或缺的环节，成为设计中的重要辅助工具。有了这项技术对数据的强大处理与运算，设计师也有了更多的时间和精力去完成建筑设计的创新风格。
参考文献：
[1]刘夕榕，虚拟现实技术在建筑设计中的应用与实现[J]，山东大学，2010.4
[2]高建华.虚拟现实技术在建筑设计方面的实践应用[J].电脑开发与应用.2010.05
[3]胡小强.虚拟现实技术基础与应用[M].北京：北京邮电大学出版社，2009.08
论文作者:裴庆光
论文发表刊物:《基层建设》2019年第4期
论文发表时间:2019/4/26
标签：虚拟现实论文; 建筑设计论文; 技术论文; 建筑论文; 环境论文; 设计师论文; 几何体论文; 《基层建设》2019年第4期论文;