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摘要：计算机辅助设计技术经过长时间的发展，已经成为各个领域中不可替代的重要技术，其在建筑行业中的应用也有很长一段时间，其优势也以各种方式显现出来，它帮助设计人员准确的完成建筑设计、画图、计算及其它繁琐的数据处理等工作，从而减轻了设计人员的设计压力，降低工作强度，使得整体的设计周期都有所缩短，设计精度及设计效果都有所提升，在对建筑设计方案进行审核时，也更加的直观，修改也更加的方便，无形中便节省了设计成本，还能够使建筑设计工作者有更多的时间进行创新型思考，促进建筑设计创新，虚拟现实技术就是这样的一种综合、全面的建筑设计方法，它能够真实的模拟虚拟三维环境，具有更为突出的交互性、构想性与沉浸感。本文分析了虚拟现实技术在未来建筑设计中的运用。
关键词：虚拟现实技术；未来建筑设计；运用；
拟现实技术是一项高新技术启是以计算机技术为基础综合运用了计算机图形学、人工智能、多媒体、多传感器等具有交互性、想象性以及沉浸性的特性,已被广泛的应用于社会生活的各个领域。在建筑设计领域中虚拟现实技术为其开辟了新的思路完成了建筑设计的技术、艺术和创新相结合的过程。同时通过虚拟现实技术和计算机技术的相互结合减轻了设计人员的劳动强度、缩短了设计周期极大地提高了设计人员的工作效率和设计质量,从而减少了投资的成本由此可见在建筑设计中应用虚拟现实技术是具有十分重要的现实意义的。
一、虚拟现实技术在建筑设计中的作用
1.展示建筑物的整体信息。原有的建筑设计方式，如二维、三维手段等，虽然能够体现建筑物的部分属性及设计信息，但是也只是从某一种角度简单的传递建筑设计情况，人们只能从外在图形及表现对建筑设计方案有一个简单的直观了解，而虚拟现实技术与建筑设计的结合，使得建筑物更具生命力，人们可能通过漫游等形式，体验身临其境的感觉，使得对建筑物的理解更加深刻、贴切。这样使建筑设计不仅仅是设计者的事，更多的住户以及管理者参与到方案决策中来，增强了设计者与使用者之间的沟通，使得设计方案更具有实用性，也更满足用户的要求。
2.远距离的浏览。在进行建筑设计时，设计人员要与工程单位进行不间断的沟通，最终达成共识，而虚拟现实技术的使用将沟通变得更为方便快捷，它可以通过网络实现设计作用的传输与浏览，从而实现远程交流。此外，如果某些建筑模拟软件的输出格式不支持传输，还可以转换格式。
3.实时多方案比较。在进行建筑方案设计时，通常都会提出多种设计方案，对建筑物的设计形象有多种构想，并通过建模的形式进行展示，从而择优选择，优势互补，再确定最终的设计思路。而通过虚拟现实技术，可以实现不同设计方案之间的实时切换，在同一位置或观察点感受不同建筑设计方案，从而实现不同设计想法间的对比，为最终的设计方案确定提供参考。此外，通过该技术不仅可以进行实时多方案比较，还可以进行建筑设计修改，并实时的将建筑设计修改前后的状态进行比较。
二、虚拟现实技术在未来建筑设计中的运用
1. 建立三维虚拟环境空间。采用虚拟现实技术对虚拟环境空间进行构建，需要对建筑物平面图、立面图以及剖面图等信息进行采集，以确保虚拟空间环境能够将建筑物立面、平面以及剖面最真实的效果反映出来。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在相关的信息收集完成后，采用3DSMAX 制作软件，构建出建筑物的三维模型建模型，并在模型中创造适当的光场景与背景，以便能更好将建筑物的特点展示出来。线是构成三维虚拟环境的一个重要元素，线的运用可以将建筑物通透感与形状最好展现出来，因此，建设计人员必须熟悉真实和虚拟光线间的差异，全面掌握光线变化对场景的影响，以便能够对3DS-MAX 软件进行合理的运用，将虚拟光线最真实的表现出来。此外，设计人员还应该对建筑物使用的材料颜色、质感、粗糙度及反射光强度等造成的视觉效果真实的模拟出来，确保虚拟模型能够将建筑的空间、构件以及特色完美的展现出来。
2.硬件系统。一般的虚拟现实系统不需要太多的设备，只需要具备输入、输出功能的简单设备，就可以在计算机的桌面互动系统构建一个桌面虚拟现实系统，但是如果想要将虚拟现实技术创造的沉浸感、交互性以及想象性三大特性充分的表现出来，就需要有专业的信息输入和输出设备，如输入设备有键盘、鼠标，输出设备有性能较高的显示器适配器、单通或者多通道的投影响仪、立体眼镜以及偏振片等。通过相应的传感设备，用户能将自己在现实时空中的行为，通过用户化身的方式映射到虚拟环境中。虚拟环境中的方位跟踪器可以对用户的行为尺度范围进行精确采样，并映射到虚拟空间中，虚拟空间则通过几何体求交之间的碰撞检测算法和传感器中的力反馈技术将虚拟空间得到的信息真实反馈给用户。
3.软件系统。为了能让设计者和用户真实的体验到虚拟现实技术创造的临场感和沉浸感，需要通过相关的软件系统构建出一个符合客观世界或与设计者构想的设计方案虚拟三维模型，这个三维虚拟场景模型不仅能将建筑、环境、室内等客观存在形象的表现出来，还能将场景色彩、材质以及阴影等进行真实的反映。可视化三维虚拟建筑模型的建立主要可分为三个步骤：淤建立几何模型，主要是指建立相关三维场景几何结构；于建立形象模型，主要是指在几何模型建立之后，对其材质、颜色以及光照等进行处理；盂建立行为模型，就是对物体运动与行为进行描述和处理。
三、展望
1.尽管建筑设计市场中已存在多种高效的、好用的设计建模和设计造型软件，但对于复杂的建筑三维结构设计与渲染工作，需构造出一个具有的、丰富的、细节的和复杂的结构建筑模型，工作任务非常繁重。因此，如何简化繁琐的三维模型建筑成为未来虚拟现实技术运用亟待解决的问题。
2.在虚拟现实系统中，其碰撞检测算法的优劣决定了该技术应用过程中的实时性和实效性。若碰撞检测算法太差，实时性会受到较大影响，相应的，体现出建筑物实体的真实度上也会大打折扣。因此，碰撞检测算法的改进，使虚拟现实技术耗时少，真实度大，精度高。是现阶段所面临的关键问题。
3.现阶段在建筑设计中运用虚拟现实技术，其应用模式比较单一，未能充分发挥该技术的先进优势，仅限于对建筑设计实物体的展示。未来对该技术的研究工作，应重点在开发更多虚拟现实技术的应用模块，使其更好地体现其先进性和优势。
4.人机之间的交互性是建筑设计中的虚拟现实技术中的重要特征，其必须设计特殊输入工具和演示设备，以识别人的各种输入命令，且提供相应反馈信息，实现真正的仿真效果。而在人机交互性方面进展较为缓慢，接口较少，所支持的设备有限、昂贵。因此，开发出更多用于虚拟现实技术的交互接口也是另一重要问题。
结论：
计算机技术的发展带动了建筑设计的演进。如今计算机技术已经渗透到了建筑设计领域的多个方面。从建筑设计整个历程而言，虚拟现实技术贯穿于建筑设计的全过程。在创作阶段、表现阶段和与其他专业设计的互动阶段均体现着虚拟现实技术的交互性和灵活性。这使建筑设计者的创意得到发挥，也使观察者和业主身临其境，充分感知建筑设计的精神的理念。在未来建筑设计中，虚拟现实技术的应用必将更加广泛和深刻。
参考文献：
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[3]常洋.虚拟现实技术在建筑行业中的应用研究[D].郑州大学，2015.
论文作者:杜超然
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第34期
论文发表时间:2018/5/21
标签：虚拟现实论文; 建筑设计论文; 技术论文; 建筑物论文; 模型论文; 建筑论文; 设计方案论文; 《建筑学研究前沿》2017年第34期论文;