王庆阳
天元建设集团有限公司 山东临沂 276000
摘要：虚拟现实技术是一种符合建筑工程发展过程的新型建筑信息技术，体现了建筑工程时代的特点，促进了建筑工程行业的长远发展。在建筑工程施工中，虚拟现实技术具有广阔的应用前景，是实现建筑业信息化和高速发展的有效途径。
关键词：虚拟现实技术；建筑施工；作用；应用
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。
1虚拟现实技术概述
1.1虚拟现实的概念
虚拟现实技术（Virtual Reality，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。
1.2虚拟现实的系统构成
在计算机中应用虚拟现实技术，就能够形成虚拟现实系统。其是由虚拟世界、虚拟现实软件、计算机、输入设备以及输出设备这五个部分组成的。虚拟世界是一个能够从不同角度连续观察的世界，其中包括了三维模型及环境的定义数据库，虚拟现实软件能够为用户提供实时观察与参与虚拟世界的能力，输入设备是构造虚拟世界的主要设备，而输出设备则指显示器、头盔等一系列相关设备。
1.3虚拟现实系统特性
在虚拟现实系统中，存在着沉浸性、交互性以及构想性这三种方面的特性。其中的沉浸性就是虚拟世界带给用户的一种真实感，能够让用户深陷其中，给用户一种身临其境的感觉，难以觉察与分辨自己所处的位置是虚拟还是现实。而交互性则是指用户在应用虚拟现实技术时，对虚拟环境中的物体进行操作以及获得的相关感知情况等。用户可以通过应用三维交互设备来直接对计算机所营造的这个虚拟世界进行感知，同时还能够从中获取相应的信息反馈。此外，虚拟现实系统的构想性是用户在虚拟世界的多维信息空间中依靠自身的感知及认知能力来获取相关的知识，并在虚拟现实系统中构造一些在现实中不存在的情境，并由此来找寻相关的解决办法。
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2建筑施工中应用虚拟现实系统的作用
在进行工程建设施工的过程当中，我们可以利用虚拟现实技术对施工的整个过程进行模拟，在进行施工前要对构件结构的位置进行确认，并运用虚拟现实技术模拟出多种施工方法，计算出与之相对应的工况应力，并针对计划方案进行优化。虚拟现实系统应用在建筑工程施工中的意义有：对施工原有技术的革新，对虚拟现实技术等新技术的引进，虚拟仿真环境可以促使施工技术人员以低成本模拟出施工新技术的革新过程，并通过尝试新技术的成效，缩短新技术引入建筑业建设的推广时间，降低开发新技术的成本，以及新技术的试验风险。施工管理施工虚拟现实技术能事先模拟施工全过程，能提前发现施工管理中质量、安全等方面存在的隐患，因而可以采取有效的预防和强化措施，提高工程施工质量和施工现场管理效果，安全、生产培训施工虚拟现实技术能实时、直观地显示施工过程的实际情况，有助于操作人员全面了解操作流程，优质安全地完成施工任务，大型工程设计施工虚拟现实技术可以考察建筑设计是否合理，可以方便地对拟改进部位进行修改，从而得到满意的设计结果。设计的仿真也有利于设计单位与业主、施工单位进行设计交底。
3虚拟现实技术在建筑施工中应用
在建筑工程项目施工管理中，通过采用VR技术，进行虚拟施工步骤及施工程序，管理层可以结合现场实际情况来指导施工。在建筑工程项目中，良好的施工组织设计不仅可以加快工期，而且降低施工成本和管理成本，还可以间接地提高施工质量和施工效率。采用VR技术，通过虚拟现实，可以详细地展示工程的空间布置信息，吸引不同专业人员的参与，进而对设计方案、施工方案进行优化设计，确定相应工程参数，根据工序的先后顺序制定合理的物资进场计划，从而使建筑施工更绿色，更高效。VR利用虚拟技术，对施工的重点部位或重要构件进行施工动画模拟，使具体施工更为细节化、形象化、可视化，可使施工人员更加具体了解施工工艺流程，避免施工错误的发生。VR技术将以往单调的施工安全教育借助虚拟的三维场景形象化展示，使得体验者感觉如同亲临现场，感受和体验事故发生的危害，深刻理解安全教育的本质，从而使安全教育更加深化，工人安全知识掌握更加牢固。在施工工序上，VR技术可以进行施工流水碰撞，当不同的施工工序存在碰撞时，系统将会提示出现碰撞的工序，这样方便施工技术人员及时调整，从而减少施工工序干扰，提高生产效率。通过VR技术对建筑工程施工全过程或关键工序进行模拟，促进了施工方案的保证性和可行性；对重要结构进行计算机模拟承载实验或破坏实验，可以找出影响构件质量的主要因素，从而达到质量控制和优化施工的目的。这彻底改变了传统的施工过程不可逆，以及施工组织设计不可视的状况，能大大提高工程的实施和管理效率。
结束语
在建筑工程的修建过程中熟练运用虚拟现实技术可提高并减少工程质量问题的出现，并有效节省工程建设时投入的资金。但是由于目前我国的科研技术还不够完善，为了实现建筑工程中对施工的控制最优化，并保障工程在建造后的质量，我们首先要解决的便是建筑工程施工过程中针对虚拟现实技术的应用问题。可是解决这一问题需要一个漫长的过程，在这个漫长的过程中，建筑工程企业需要国家的支持，需要科学技术人员不断的努力研发，相信在不远的某一天，科学技术人员最终会解决虚拟现实技术的应用问题，并使其可以更好地为我国社会的建设发展所服务。
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论文作者:王庆阳
论文发表刊物:《防护工程》2018年第10期
论文发表时间:2018/9/19
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