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摘要：虚拟现实是一种新型的信息媒体技术，它融合了多学科的技术特点，能为人提供更为真实的环境体验。从虚拟现实技术的优势出发，在设计项目的技术论证、设计方案的动态展示、施工过程的模拟及调整等方面，结合工程实例简要分析了虚拟现实技术在建筑领域的应用。
关键词：虚拟现实技术；建筑领域；应用
一、引言
虚拟现实技术也就是我们常说的 VR 技术，其在建筑领域中使用较为广泛，且作用相对较大。所谓的虚拟现实技术就是通过专业设备实现和创建虚拟世界的计算机系统技术，而虚拟的环境主要是由专业设备所模拟出来，从而给用户形成一种虚拟的体验感。虚拟环境体系包含的技术含量相对较高，其对研发要求也相对较高，这使得虚拟环境能够较为真实的对建筑施工进行模拟，从而更好的促进建筑施工的完善和发展。
二、 虚拟现实技术概述
虚拟现实（Virtual Reality，简称 VR）技术，又称灵境技术，是迅速发展的一项综合性计算机、图形交互技术。它综合利用了计算机图形学、仿真技术多媒体技术、人工智能技术、计算机网络技术、并行处理技术和多传感器技术，模拟人的视觉、听觉、触觉等感官功能，使人能够沉浸在计算机生成的虚拟境界中，并能够通过语言、手势等自然的方式与之进行实时交互，创建了一种适人化的多维信息空间。使用者不仅能够通过虚拟现实系统感受到在客观物理世界中所经历的“身临其境”的逼真性，而且能够突破空间、时间以及其他客观限制，感受到在真实世界中无法亲身经历的体验。
虚拟现实技术具有沉浸感、交互性、想象力三个基本特征。
沉浸感，是指用户感到作为主角存在于虚拟环境中的真实程度，即让用户由观察者变为参与者，觉得自己是计算机系统所创建的虚拟环境的一部分，并能全身心地沉浸于虚拟实践中。沉浸感被认为是 VR 最主要特征，导致这种沉浸感的原因是用户对计算机环境中的虚拟物体产生了类似于面对现实物体时才有的意识或幻觉。
交互性，指用户对虚拟环境中对象的可操作程度和从虚拟环境中得到反馈的自然程度。主要借助于各种专用设备（如头盔显示器、数据手套等）产生，从而使用户以自然方式如手势、体势、语言等，如同在真实世界中一样考察和操作虚拟环境中的对象。
想象力，指用户在虚拟世界中根据所获取的多种信息和自身在系统中的行为，通过逻辑判断、推理和联想等思维过程，随着系统的运行状态变化而对其未来进展进行想象的能力。对适当的应用对象加上虚拟现实的创意和想象力，可以大幅度提高生产效率、减轻劳动强度、提高产品开发质量。虚拟现实技术的出现为人类认识世界开辟了一条新途径，为我们创建和体验虚拟世界提供了有利的支持。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆它逐渐成为 21 世纪广泛应用的一种新技术，目前已经被广泛应用到如建筑施工、教育培训、医疗、军事模拟、工业仿真等诸多领域。
三、 虚拟现实技术在建筑设计的应用
相对于传统建筑表现方法，虚拟现实技术提供了强大的动态交互功能，实现了建筑由实体空间向虚拟空间的发展，其表达效果更为真实、全面。此外，在项目的技术论证，方案的比较与修改，提高项目规划设计的质量，降低成本与风险方面也有很大优势。虚拟现实技术的发展历史虽然不长，但发展速度却很快。在建筑设计的过程中，从设计前期项目论证到建筑设计方案展示及公众评价，再到工程施工管理，其应用已逐渐渗透到建筑设计的各个环节。
1、设计项目的技术论证
大型建设项目由于成本高，建成后对环境的影响较大，因而在设计前期需要对其安全性、经济性、建设的可行性加以评估和论证［2］。目前采用较多的评价方式是建立在建筑微缩模型和计算机仿真模型基础上的，虽然比较直观，但对于建筑使用功能的评价很难达到满意的效果。虚拟现实技术的应用可以解决设计项目在技术论证上存在的问题。通过虚拟环境系统，可提供进行建筑性能评价的有效工具。如图书馆的阅览室，对建筑内部的采光要求较高，为了达到最佳的采光效果，设计人员可以把建筑物模型及各种环境条件输入到虚拟现实系统中，通过对日照、灯光的模拟让人感受到光照的质量。应用计算机虚拟现实技术，便于设计人员对方案的实时比较和修改，并试验不同种类的反光材料，直至得到最佳采光结果。虚拟现实技术用于项目的技术论证有助于及时修正方案中的不当设计，验证合理的施工方案，从而节约项目投资和运行费用。
2、设计方案的动态展示
计算机虚拟现实技术可以帮助建筑师取得建筑物或规划区域的三维数据，通过相应的程序进行仿真，在仿真过程中可以根据设计的需要修改各种设计内容，还可以引导客户进入虚拟场景漫游，创造出更为生动的演示场景［3］。以小区建设为例，用户可亲身体验三维虚拟环境，了解室内空间、周边环境、固定设施和配套情况，其直观性强的特点，激发了用户参与的积极性。应用虚拟现实语言可实现场景、多媒体信息和虚拟现实的无缝连接
3、施工过程的模拟及调整
当建设项目的施工方案比较复杂时，应用虚拟现实技术可解决以下几个问题：一，对施工过程进行动态模拟，对施工方案反复进行试验以获得最佳参数，提高工程质量。二，将计算机辅助设计与人工智能技术结合，根据采集的数据自动建模，并将施工的过程与城市管理、交通运输等系统集成，调整和优化设计方案。三，实时显示施工方案实施的全过程，便于工程技术人员全方位观察施工现场情况，从而保障现场作业的安全。四，按时间模拟施工进度，可对施工工期进行较精确的计算和控制，有助于提高生产效率，有效统筹和调度生产设备和材料。
4、建筑装修、装饰
建筑装修设计是一个复杂的综合过程。在传统的设计过程中，装修设计师根据建筑图纸构造出虚拟的室内模型，并将其设计理念应用于室内模型，最后以多面视图、效果图、家具图、大样图和结构图等手段表达设计效果。然而，这种离散的平面表现模式使得客户和施工方难以全面地了解装修效果。另外，繁琐的工程量和造价估算过程也使得客户难以准确快速地对装修方案进行评估评选。如果在计算机中输入实际房间的模型，设计者身处所需装饰的房间，按照自己的构思去装饰、修改，并且可以变换自己在房间中的位置，去观察装饰的效果，直到满意为止，一切就将变得简单轻松。可以设想，在未来的装饰工程中虚拟现实技术将会代替现有的实际模型而显示出其强大的生命力。利用虚拟现实技术有效地提高了装修设计的效率，并且能够增强设计师和客户之间的沟通，增加客户对设计方案的满意程度。同时，建筑装饰在设计和施工阶段可能出现无法预期的问题，而使工期延误或者成本增加。而在虚拟世界中，我们可以提前模拟出需要的效果，从而在功能性上，房屋空间比例尺寸上，消防安全性上，色彩上，材质上，以及采光效果上提前预知会发生的问题，只要前面花少量时间对最终效果进行推敲，就可以非常直观的给施工人员和客户一个满意的交代。
四、结论
虚拟现实技术是一个大型综合集成环境，是一项集成性极强的高新信息技术。但是它还有诸多不完善的地方，随着数字城市建设的蓬勃发展和网络技术的发达以及计算机软硬件的进展，虚拟现实技术在建筑领域的应用会更广，特别是随着三维可视化信息系统、真实与虚拟现实的集成、视景仿真和海量数据漫游等关键技术完善和走向实用，为在真实三维环境中实现虚拟建筑，提供了良好的技术条件和拓展空间。
参考文献：
［1］陈子伟，石建和，张黎．实体建筑虚拟化［J］.合肥工业大学学报（自然科学版），2010，33（6）：93 － 96．
［2］杨丽.项秉仁．虚拟现实技术在建筑设计中的应用［J］.华中建筑，2007，25（9）：98 － 99．
［3］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，2010，23（5）：72 －73．
论文作者:周海贇
论文发表刊物:《建筑细部》2018年第20期
论文发表时间:2019/4/28
标签：虚拟现实论文; 技术论文; 建筑论文; 环境论文; 效果论文; 用户论文; 真实论文; 《建筑细部》2018年第20期论文;