陈艺生
广东建联建筑设计有限公司 515041
摘要：虚拟现实技术以其典型的特征影响着建筑设计的方法和观念，伴随着建筑数字化技术，尤其是建筑信息模型的发展，为虚拟现实技术在建筑设计中的应用提供了广阔的平台，论文从硬件系统和软件系统两个层面介绍了虚拟现实技术在建筑设计中的实现方法。
关键词：虚拟实现技术；建筑信息模型；建模
虚拟现实技术是以计算机技术作为基础的一种高新技术类型，其主要的特点就是交互性、想象性以及沉浸性，主要是对于人在虚拟现实中所具有的主导作用的应用。建筑设计作为艺术、技术以及创新的的结合的领域，通过对于虚拟现实技术的应用，能够充分的提升建筑设计的工作效率，降低设计成本，满足建设设计的实际需求。
1.虚拟现实在建筑设计中的作用
1.1展示建筑物的整体信息
现阶段的二维、三维的表达方式，只能传递建筑物部分属性的信息，并且只能提供单一尺度的建筑物信息，而使用虚拟现实技术可以展示一栋活生生的虚拟建筑物，并且可以在里面漫游，体验身临其境之感。建筑设计不仅仅是设计者的事，住户、管理部门都可起到辅助决策的作用，而虚拟现实技术在设计者和用户之间能起到一种沟通的桥梁作用。
1.2远距离浏览
设计者进行建筑设计，通常需要跟工程单位不断进行沟通交流，而虚拟现实作品可以通过VRML的方式发布到网络上去，工程单位可以通过互联网进行远距离浏览，将虚拟现实方式的建筑设计应用于互联网中，利用虚拟现实方式进行远程交流（图1）。一些常用的建模软件如3dsmax不仅支持VRML文件格式的输出，还可以在VRML中通过选择摄像机进行导航设置，在场景中指定活动控件和触发器等，大大丰富了实时浏览的内容。
图1 利用虚拟现实方法进行远程交流
1.3实时多方案比较
在建筑设计过程中，一般都会对设计的建筑物提出不同的设计方案，对未来建筑物的形象作多种设想，在虚拟的建筑三维空间中，可以实时地切换不同的方案，在同一个观察点或同一个观察序列中感受不同建筑外观，这样有助于比较不同的建筑方案的特点与不足，以便进一步进行决策。事实上，利用虚拟现实技术不但能够对不同方案进行比较，而且可以对某个特定的局部做修改，并实时地与修改前的方案进行分析比较。
2.虚拟现实技术对建筑设计的影响
传统的建筑设计是基于二维的设计模式，设计者通常以绘制建筑的平、立、剖面图作为设计过程中的主要手段.对于方案的思考、推敲也更多的是在二维平面内进行草图的修改，尽管建筑设计解决的是个三维的空间问题，但由于两方面原因限制，人们在二维环境中设计的模式持续了很久.老学院派和古典主义的设计方法认为：建筑的审美取决于它的立面，因而建筑设计从诞生之日起，人们对建筑的注意力主要集中在二维的向量上，十分注重平面的形式感和立面的细部雕琢，而忽视了环境的制约和空间与体形的发展，此时用图纸这种平面介质来构思二维的图形关系再适合不过了。20世纪80年代，随着计算机得到广泛应用，AUTODESK公司的主力产品AutoCAD广泛的应用到机械、建筑设计当中，传统的建筑设计的基本工具大图板、绘图笔、三角板、绘图纸等被计算机所代替，掀起了一场/甩开图板搞设计0的革命，电脑取代了原来的绘图工具，极大的解放了生产力，提高了工作效率.之后在AutoCAD平台上二次开发的软件也大行其道，如天正建筑、中望建筑设计、圆方室内设计等，此类软件都是基于二维平面绘制的思维来进行开发的.直到以3DSMAX为代表的三维建模软件在建筑设计中进行应用，标志着建筑设计逐渐进入到一个三维的时代.如今的建筑设计，建筑图纸、微缩模型、效果图、动画漫游等多种手段并行，不但给施工方提供更多更完整的信息，更可以为客户、为一个外行人进行详细而清晰的介绍说明.但我们必须看到，建筑设计虽然发展到三维的阶段，但并不是终点，它仍然存在着若干弊病.比如制作建筑微缩模型需要经过大比例尺缩小，因此人们只能获得建筑的鸟瞰形象，而无法以正常工作生活的视角来感受建筑空间，无法获得在未来建筑中人的真正感受；建筑效果图表现虽然质感写实，画面绚烂，但只能提供静态局部的视觉体验；三维动画虽然有较强的动态三维表现力，但不具备实时的交互性，人是被动的，给你看什么你就看什么，而且对方案的修改以及观察路线的变化需要重新计算，几天甚至几周后才能看到结果，在方案反复修改阶段工作量很大。
3.虚拟现实技术在建筑设计中的具体应用
3.1构建虚拟的三维环境空间
想要利用虚拟现实技术构建出虚拟的环境空间，首先就要能够对与建筑物有关的数据信息进行采集，例如建筑物的平面图、立面图以及剖面图等，这样就能够使得建筑物的各方面内容以图像的方式更加真实的呈现出来，使得建筑的空间关系与空间参照物更加的直观。之后，还要应用3DSMAX对建筑三维模型进行制作。在建模的过程中，要在满足设计要求基础上，尽量减少模型的点、段数。在对其视觉进行设计时，也不需要其有极高的精度，从而避免工作效率的降低。伺候，则需要对适当的光场景及背景进行创设，使得建筑三维模型更加的真实。光线对于三维虚拟环境的作用也极为重要，若缺少光线，就不能使得建筑所具有的通透感与形状呈现的中真实性。因此，对于设计人员来说，就要对真实的光线和虚拟光线进行明确的区分，掌握光线变化对于场景的影响，使用3DS－MAX软件使得虚拟光线能够真实的呈现出来。因为材质的设计对于视觉效果也有着一定的影响。所以，在对其进行材质设计的过程中，就要对可能影响视觉效果的多种因素进行考虑。并且，要能够有效的模拟多种视觉效果的，从而保证虚拟场景真实性的增强。
3.2方案对比优化
建筑设计中虚拟现实技术的应用还能够较好的在设计方案对比中发挥出较强的积极作用和价值，这种方案对比也是以往传统建筑设计中比较困难的一个方面，而采用虚拟现实技术进行对比分析的话，就能够较为直观的发现其中存在的各类问题，进而也就能够有效地对比两者间的优劣，最终选择一种最佳的施工设计方案。具体到这种方案对比中来说，虚拟现实技术的应用还能够较好的实现相应的量化对比分析，基于两者间不同的内容进行具体的量化分析，进而也就能够得到最佳的对比结果；此外，对于相关对比结果的处理来说，这种虚拟现实技术的应用同样具备着较为理想的应用价值，其能够直接采用相关信息技术和计算机手段进行数据的修改，进而也就完成了相应的优化程序，不断提升建筑设计方案的应用价值。
3.3互动优化设计以及方案的选择
在建筑设计过程中应用虚拟现实技术，能够使建筑设计的互动性提升。在对其进行设计的过程中，相关的设计人员要利用虚拟现实技术所具有的交互系统功能，对于计算机系统所具有的软件优势进行充分的应用，同时与自然条件、经济条件以及社会背景等结合，对客户对于设计的实际需求，对于多种设计方案进行制定后，通过有效的对比分析，及时的对于相关数据进行调整，并对部分特定局部开展修改工作，把修改以后的方案和之前的方案进行对比，确保其能够满足客户的实际需求。其次，在对设计进行不断深化的过程中，通过对于虚拟现实技术的应用，能够避免有关专业间发生较大的设计冲突，优化空间设计工作。此外，将虚拟现实技术应用在建筑设计过程中，也能够实现对于网络路径的应用，加强与同行业之间的沟通交流，学习先进的经验技术，保证设计方案科学性的提升。
结论
目前的建筑设计，大多数还是采用出效果图的方式，虚拟现实技术在建筑设计上的使用将会把计算机辅助建筑设计提高到一个新的高度上来。针对建筑设计的虚拟现实软件应该具备能够快速地学习和建模，能够提供所需模型的精细度、操作简单、效果逼真几个特点。目前，虚拟现实主要采用VRML发布和使用专业的软件两种应用方式，使用专用的软件将是虚拟现实技术在建筑设计上应用的一个发展趋势。
参考文献：
[1]周文哲.虚拟现实技术在建筑景观设计中的应用[J].住宅与房地产，2017（06）：103.
[2]肖海平.浅谈虚拟现实技术在建筑设计中的应用[J].城市建筑，2013（18）：17.
[3]吴丽玲，吴罡.虚拟现实技术在建筑设计中的运用[J].郧阳师范高等专科学校学报，2012，32（03）：26~29
论文作者:陈艺生
论文发表刊物:《防护工程》2018年第30期
论文发表时间:2019/1/9
标签：虚拟现实论文; 建筑设计论文; 技术论文; 建筑论文; 方案论文; 建筑物论文; 过程中论文; 《防护工程》2018年第30期论文;