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摘要：增强现实技术作为一个新兴的领域，由于其巨大的优势和应用潜力，正越来越多的引起人们的关注。为了扩大增强现实的应用范围，人们开始关注户外增强现实应用的开发。同时为了将增强现实技术应用在设计领域，人们更渴望在增强现实的交互技术上有所突破。
关键词：增强现实技术；建筑设计应用
引言：
社会的发展对建筑设计提出了更高的要求，在进行建筑设计过程中不仅仅要满足现实工作、生活的需要，还要与周围环境相结合，这样才能使建筑设计更加符合实际要求。随着计算机网络的发展，虚拟技术在建筑设计行业的应用越来越广泛，在进行具体建筑设计之前，进行虚拟的仿真设计，能够对周围环境进行更加充分的评估和预测，对建筑的设计的可行性、可使用性等进行充分的考量，极大的节省了人力物力和财力，这种情况下的测量和评估能够为建筑设计提供正确的参考。
1增强现实技术的基本组成结构
传统的放映技术需要一个理想的投射屏幕，这是一个很大的弊端，如果想把图像投射在一个没有屏幕的不规则面上会比较困难。因为投射的图像经常会被扭曲，与背景的颜色相混合，有些部分难以对焦。这包括几个技术要点：真实场景的获取；虚拟对象注册信息的获取;虚拟对象数据库;3D图像的变换与渲染;图像的虚实融合;显示设备等。
系统首先要获得真实的场景图像，然后获得虚拟对象的注册信息，虚拟物体加入到真实场景中所需要的位置和姿态数据，计算机根据获得的注册信息对虚拟对象进行坐标变换和渲染，再把它们与真实的场景图像叠加，实现虚实融合，通过显示设备将图像信息提供给用户。
2基于增强现实的建筑设计仿真系统
该系统是根据现实中建筑设计的需要所进行设计和开发的，系统经历了从单纯的建筑设计到综合考虑建设位置的周边环境、人口生活因素等的发展。
2.1仿真系统的构思
该系统是通过网络虚拟技术与实时拍到的建筑周边的环境进行分析结合，形成一个动态的流动场景（也可以说是视频），基于现实的仿真系统虽然能够呈现周边环境的情况，但不需要在建筑设计中对周边环境进行建模，而是系统通过考量周边环境后进行建筑建模即可，能够最大程度的体现出建筑的特色与周边环境的合理搭配，这样的仿真效果最清晰、最明确。另外，这种系统在节省各方面资源的同时，还能够保障建筑设计评估的有效性，解决了传统建模方式存在的误区和局限性。
2.2增强现实技术在建筑设计仿真中的设计
因为增强现实技术在建筑设计仿真中的原理依据是将建筑设计的虚拟模型与实际的拍摄建筑周边环境视频流进行有效的融合，从而能够组合成虚拟的漫游场景形势，根据视频流的形势输出来。增强现实技术的仿真系统不需要对周边的环境进行建模处理，只将建筑设计自身进行建模就可以，并运用增强现实的真实情况来进行实时的跟踪注册技术处理，从而能够实现虚拟建筑模型和真实环境的匹配一致。接下来，再对建筑设计的虚拟模型来进行定位和投影处理，将真实的周边环境与其进行充分的结合，就能够得到建筑和周边环境的结合，也就是达到了全新建筑与周边环境结合的仿真效果。此外，增强现实技术在建筑设计的仿真系统中不需要对建筑的周边环境进行建模处理，也能够很好的完成建筑设计与周边环境的仿真，这样不仅可以防止设计人员在仿真过程中对建筑周边环境建模，因为仿真的结果中建筑周边环境是真实的，对建筑设计人员的设计方案能够做出合理科学的评估。并且这种方法也能够将虚拟现实的建筑设计仿真技术中的有点保持下来，将虚拟现实的建筑仿真技术中存在的局限性进行很好的处理。
2.3基于增强现实的建筑设计系统关键技术
基于增强现实的建筑设计系统关键是实现真实对象位置姿态的跟踪，这是实现虚拟对象在真实场景中定位注册的基础，也是影响虚实融合效果的关键。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在本系统中，通过基于标记卡的真实对象位置姿态跟踪代替无规则真实对象位置姿态的跟踪。前者相对于后者，有跟踪算法简单、速度快、实时性好等优点。基于标记卡的真实对象位置姿态跟踪的目标是根据摄像机拍摄的图像序列中任何一幅图像，求取标记卡相对于摄像机的位置和姿态。由于标记卡是固定在被跟踪对象上的，即标记卡的位置姿态可表达真实对象的位置姿态。
2.4增强现实的建筑设计仿真系统的结果
这个课堂是以广场中的凉亭为主要参考依据，并验测出增强现实的建筑设计系统的构思情况。软件系统的应用：
（1）3DMax建模软件，主要的作用就是便于凉亭模型的建立以及修改。
（2）增强现实的建筑仿真系统。
这个仿真系统主要是依据AR－ToolKit和OpenGL来进行自主研发的，在进行运用的过程中能够实现标记卡的位置和状态进行实时的跟踪，能够实现凉亭虚拟模型和建筑周边环境的虚实进行有效的结合以及对视频流进行输入和输出的处理等。在三模软件将凉亭的三维模型设计完毕之后，相关的设计人员能够利用摄像头来进行任意角度的拍摄带有标记卡的建筑周边环境。并且利用增强现实的建筑设计仿真系统来对标记卡的位置状态情况进行实时的跟踪处理，在此基础上，将标记卡相对于相机的具体位置有效的求解出来。再通过几何变换的形式来实现虚拟凉亭的模型与建筑周边环境的融合情况，输出的结果就是结合的视频流。相关的设计人员也能够自主的对拍摄视角进行随意的切换，从而就能够通过不同的角度来观测到凉亭建筑成功后应该呈现的视觉效果。
3增强现实技术在建筑设计仿真中的应用
3.1应用原理
基于增强现实的建筑设计仿真系统原理是将建筑设计虚拟模型和实时拍摄到的建筑周边环境视频流融合在一起，实时组合成虚实融合的漫游场景并以视频流的形式输出。基于增强现实的建筑设计仿真系统，无需对新建筑周边环境进行建模，只需要对建筑设计本身进行建模，通过增强现实的真实对象跟踪注册技术，实现虚拟建筑模型与真实环境几何位置的精准匹配，再对建筑设计虚拟模型进行定位和投影变换，并与真实的周边环境图像进行融合，即可得到新建筑与周边环境融合的仿真效果。
3.2应用优势
建筑设计仿真技术的作用越来越大，足以体现该技术所具有优势，尽管存在上述问题，但只要认真、全面，做好保障工作，该技术的优势还是会比较完整的体现。总的来说，基于现实的仿真技术与虚拟的设计技术相比，优势主要体现在以下方面：首先，节约了资源，在前者技术中，设计者和建筑师不需要对周边环境进行考察就能够通过技术的方式对环境进行考量和设计，保障整体建筑设计的稳定性和可行性；其次，通过基于现实仿真技术能够清楚反映现实的环境，同时其输出的环境结果中，也是真实可靠的，能够保障建筑师对建筑设计作出科学合理的评价。最后，激发创作灵感，提高创作效率和质量AR技术可以为设计师提供更加全面、丰富的设计素材，甚至是一些超现实元素，而且在激发设计师灵感方面具有以往的设计方法无法比拟的效果。场景中的所有附加物体可以随意、快速地调整位置或进行更换，这是以往的设计方式（包括VR技术）甚至现实中都难以实现的。另外，设计师用AR成像可以大胆地在现实场景中添加自己的想法，并全方位地观看设计效果，最大限度地接近最终的真实效果。这样就保证了设计师的想法与最后呈现的效果一致，提高了创作的质量。
结束语：
综上所述，在应用增强现实技术的过程中，建筑设计仿真工作可以变得更加富有意义，同时，可以依靠增强现实技术来提升建筑设计仿真工作的水平和质量，不断提升建筑行业的建设效果。
参考文献：
[1]杨铭,郭晓川,孔陈祥.增强现实技术及其在各领域的应用现状与发展[J].电子世界.2017(20)
[2]王明南.虚拟现实技术和增强现实技术在建筑业的应用初探[J].智富时代.2016(12)
[3]孙志勇.虚拟仿真技术在建筑工程施工中的应用效果分析[J].建设科技.2018(16)
论文作者:刘晓颖
论文发表刊物:《防护工程》2019年第3期
论文发表时间:2019/5/22
标签：建筑设计论文; 现实论文; 周边环境论文; 建筑论文; 技术论文; 真实论文; 系统论文; 《防护工程》2019年第3期论文;