淺談建筑設計中虛擬現實技術的應用

彭飛

摘 要：在當下這個信息技術與互聯網全球化飛速發展的時代大背景下，人們賴以生存的建筑與城市都發生了翻天覆地的變化，而建筑設計工具及設計模式也在不斷更新，建筑學以其特有的方式不斷拓展著其發展空間。

關鍵詞：虛擬現實技術;建筑設計;市場應用

1 建筑設計的發展現狀

眾所周知，在當今大的社會背景下，隨著時代的變遷，科學技術發展日新月異，我國的建筑施工水平得到了不斷地提高，設計方案有了更強的實施可行性，建筑的設計理念也因此更加的多元化。與此同時，隨著我國經濟社會的發展，消費者的審美觀念發生了很大變化，建筑的設計風格和設計理念也隨之發生很大的改變。由于生活節奏的加快，人們對建筑設計的要求由輕奢型轉變為簡約型，人們開始追求簡單中的美感，追尋事物的內在美，所以建筑師們設計風格的轉變既是緊跟時代的步伐，也是社會審美的體現。而這種變化，實際上降低了建筑施工的難度，但另一方面也無形中對建筑設計提出了新的要求，如何在簡約的設計風格中，營造出建筑的獨特魅力，引領行業的持續發展，這將是建筑設計工作的重要課題。

2 虛擬現實的內涵及發展狀況

2.1 虛擬現實的內涵。

（1）虛擬現實，顧名思義，是對現實的一種虛擬表達。它與多媒體技術、互聯網技術一起被公認為目前最有發展前途的新生計算機技術。這種虛擬技術可以通過計算機技術的高水平操作構造出非常接近現實情況的多維立體環境。它能讓人更直觀的看到虛擬出來的環境布置，能讓人對事物的認知一目了然?，F代的虛擬現實技術已經能夠逼真的將視覺和聽覺感受融合到應用中來，也有一些可以將觸覺感觸融合進來，使人與虛擬環境能夠互動。人們能夠像在真實環境一樣去感受環境中的一些不足和問題。使設計能夠得到不斷的完善和優化，設計產品能夠更好地符合人們的感官感受。

（2）計算機輔助技術經過長時間的發展，已經被各領域公認為不可替代的創新性技術力量，在較早的建筑設計中，就采用計算機CAD畫圖軟件進行圖紙的設計，逐漸的，計算機技術的建筑設計優勢也日益明顯。它能幫助設計人員免除人工畫圖，修改，計算等一些繁瑣的數據和圖形處理工作。使設計周期縮短，設計效率提升。虛擬現實技術更是一項綜合性的、全面建筑設計方法。它能創建接近真實的三維效果環境。使建筑設計更加人性化，互動性強。

2.2 虛擬現實的發展歷程。

雖然虛擬現實技術自2016年才開始大熱，但從虛擬現實技術最初的起源來看，在1956年虛擬現實就已出現了，只是在那時，虛擬現實技術的發展還不完善，它與公眾生活的關聯性還很小。而自1956年至2016年，虛擬現實技術經歷了60年的不斷發展和進步，在2016年虛擬現實技術才真正得以進入公眾視野，在市場中火熱起來。也是在這一年，虛擬現實技術出現在大街小巷，開始進入人們的日常生活，大大小小影視作品、精彩刺激的電子游戲給觀眾帶來了更多的歡樂，人們期盼已久的虛擬現實時代終于來臨。從起源到發展，從逼真到立體，虛擬現實技術經歷了漫長的發展歷程，而如今相關技術已逐步走向成熟。

3 虛擬現實在現代建筑設計中的應用

如上所述，影視作品、電子游戲大多是虛擬現實技術在人們的娛樂生活中的應用，那么如果將虛擬現實技術運用到現代建筑的設計中，將會是什么樣的效果呢？會對建筑設計有怎樣的提升和幫助呢？

3.1 設計檢測手段。

將虛擬現實技術運用到現代建筑的設計檢測中，可以在建筑設計的過程中，讓設計師更加了解自己設計思路的可行性以及設計的合理程度，在敲定最終的設計方案前有更加深入的評測措施，減輕設計師的工作難度，讓設計方案變得更加高效可行。

3.2 市場手段。

將虛擬現實技術運用到現代建筑的市場可行性評測中，通過虛擬現實，讓公眾在建筑尚未進行施工的階段，更進一步地感受到這個建筑設計的可行性，讓人身臨其境，更好地了解到這個設計方案的優點和缺點，設計師也能更加準確地了解市場，以便準確做出相應的調整和改變，從而促使設計方案更加的完善，起到事半功倍的效果。

3.3 設計手段。

將虛擬現實技術運用到現代建筑的設計當中，通過虛擬現實技術，設計圖將不再是一張簡單的圖紙或一張平面的圖片，而是一個立體的空間，設計方案將活靈活現，變得更加鮮活、立體起來，在虛擬的設計里，設計師將自己置身設計方案之中，也能及時地發現設計中考慮不足的問題，更快速地完善設計、解決問題，提高建筑設計的效率和水平。

4 建筑設計中虛擬現實技術的實現方式

虛擬現實技術是一項難度較大的高科技技術，將虛擬現實熟練地運用到建筑設計領域中，目前來看雖然也是需要進行深入的研究和分析，但是，通過以上不難看出，通過虛擬現實技術在建筑設計領域中的運用，可以將設計效果很直觀形象的展示出來，而且還能大大節省投資成本和費用。還能有助于建筑設計者進行多種設計方案對比分析，最重的是可以使用戶以身臨其境的形式來體驗設計效果。

4.1 虛擬現實技術的硬件系統方面。簡單的虛擬現實系統不涉及負責的硬件設備配置，系統主要有輸入和輸出兩種對應的設備即可，比如，計算機顯示器的桌面互動系統就類似一個簡單的虛擬現實系統。但要想使虛擬現實技術能夠在真實感、互動性、創造力三個方面有所突破，就必須配備專業的信息輸入和輸出設備。信息輸入設備包括電腦鍵盤、鼠標、手寫輸入板等。信息輸出設備則指電腦顯示器、多種通道形式的投影設備、3D眼鏡等。借助傳感設備可以將用戶實際的動作行為通過映射的形式傳給虛擬環境。用戶化身可以將用戶自己和虛擬環境進行實時的互動和交互。另外，具備測量功能的方位跟蹤器還可以將用戶實際的行為范圍進行取樣并映射給虛擬環境，虛擬環境又根據收到的映射信息進行用戶動作和傳感器力反饋技術將虛擬環境的測量信息反饋給用戶。這就使得客戶雖然置身境外但有身臨其境的感受，還能進行人機互動。這種對于個人和環境的有效感應和映射對建筑設計的虛擬現實技術有著非常重要的意義。

4.2 虛擬現實技術的軟件系統方面。虛擬現實技術的軟件是指通過一種計算機程序，能夠實踐建筑設計與用戶都能看得見的一種虛擬環境。在這個虛擬環境中，用戶可以有置身其中的感覺，這就要求有一個軟件可以方便設計者建立一個與現實環境一直或者與設計設及用戶預想的一樣的虛擬三維模型設計。這個模型不僅可以準確的表現真實環境中的地形，建筑物，環境配套，室內布局等，還要非常真是的反映出將來的實際場景中色彩搭配、材料材質、光照陰影等。對三維模型的大件，主要分為三個步驟：①模型的幾何構造搭建。根據實際場景的建設比例建立虛擬標準尺寸幾何結構;②模型的外觀美化。對幾何構造進行虛擬的施工，具體有材料建模，建筑物上色，光照處理等;③模型的行為模擬。對虛擬模型進行一些逼近真實的動態模型塑造。這些模型的建造都可以通用，使整體模型看起來非常逼真。

5 結語

虛擬現實技術的發展，豐富了我們的生活，在將它應用到生活娛樂領域的同時，我們也可以利用它的功能，多渠道促進社會的進步。將虛擬現實技術與建筑設計技術進行結合，不僅體現了行業發展的需求，也為建筑行業節約了更多的資源，促進了本行業更好更快的發展。未來虛擬現實技術將更多的被應用到經濟社會的各個方面，推動社會更具前瞻性的發展，對我國綜合國力的進一步提升提供有效幫助。

參考文獻

[1]李蘇旻.虛擬現實技術在建筑與城市規劃中的應用研究[D].長沙理工大學，2008.

[2]章立.虛擬現實技術在建筑遺產保護中的應用研究[D].江南大學，2009.