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論文關(guān)鍵詞:虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)建筑設(shè)計(jì)施工裝修

論文摘要:本文分析了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在建筑領(lǐng)域中的應(yīng)用．井對(duì)相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行了研究，最大限度地實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑設(shè)計(jì)、施工、裝修等的現(xiàn)實(shí)可行性與指導(dǎo)性。

“虛擬現(xiàn)實(shí)”(簡(jiǎn)稱(chēng)VR)，是一項(xiàng)綜合性計(jì)算機(jī)圖形交互技術(shù)，它利用計(jì)算機(jī)生成一種模擬的實(shí)物與環(huán)境，通過(guò)多種傳感器設(shè)備使用戶(hù)“投入”到該環(huán)境中，實(shí)現(xiàn)用戶(hù)與該環(huán)境的直接交互。目前，VR技術(shù)已經(jīng)在各個(gè)領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用，如在建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域、城市建設(shè)領(lǐng)域等等。

一、計(jì)算機(jī)技術(shù)的引入

計(jì)算機(jī)技術(shù)用于建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域已有多年，但最早的建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域是先模仿傳統(tǒng)工具的使用方式，表現(xiàn)為簡(jiǎn)單地模仿傳統(tǒng)的圖紙、圖板、針管筆等的使用方法。例如計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)主要是幫助設(shè)計(jì)者把設(shè)計(jì)、計(jì)算、畫(huà)圖、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和處理等繁重工作交給計(jì)算機(jī)完成，而設(shè)計(jì)者把主要精力用于創(chuàng)造性構(gòu)思。計(jì)算機(jī)可通過(guò)圖形設(shè)備向設(shè)計(jì)者展示設(shè)計(jì)結(jié)果。之后發(fā)展起來(lái)的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)(簡(jiǎn)稱(chēng)VR)能創(chuàng)造身臨其境的感覺(jué)，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是迅速發(fā)展的一項(xiàng)綜合性計(jì)算機(jī)圖形交互技術(shù)。它集成了計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、多媒體、人工智能、多傳感器、網(wǎng)絡(luò)并行處理，利用計(jì)算機(jī)生成的三維空間圖像實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)合成技術(shù)，通過(guò)視、聽(tīng)、觸覺(jué)，以圖表及動(dòng)畫(huà)方式呈現(xiàn)，改變了傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)被動(dòng)靜態(tài)的信息傳遞方式。目前，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)已經(jīng)在各個(gè)領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用，如在建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域、建筑施工領(lǐng)域、建筑裝修領(lǐng)域等等。

二虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用

1．建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域

在建筑設(shè)計(jì)中既要進(jìn)行空間形象思維，又要考慮到以用戶(hù)的感受，是一系列的創(chuàng)新過(guò)程，包括規(guī)劃、設(shè)計(jì)等。建筑物的實(shí)際效果受設(shè)計(jì)者的藝術(shù)素養(yǎng)、生活閱歷、知識(shí)水平、設(shè)計(jì)水平、設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)等主觀因素的影響和限制，不同的設(shè)計(jì)者對(duì)于同樣功能要求的建筑所設(shè)計(jì)的作品在外觀上、環(huán)境的協(xié)調(diào)上可能截然不同。然而，如果應(yīng)用基于真實(shí)感三維圖形的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)則可以將設(shè)計(jì)者心目中的建筑方案以可視、可觸、可聽(tīng)的方式展現(xiàn)給專(zhuān)家、用戶(hù)，使他們能“身臨其境”，提出自己寶貴的意見(jiàn)，達(dá)到優(yōu)化設(shè)計(jì)的目的。同時(shí)還能大大減輕設(shè)計(jì)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，縮短設(shè)計(jì)周期，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量，節(jié)省投資。

2．建筑施工領(lǐng)域

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在建筑施工方面，也大有用武之地，可以進(jìn)行大量方案的比較和優(yōu)選。例如進(jìn)行大型土方工程挖運(yùn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，最優(yōu)設(shè)計(jì)是在日挖土量一定的情況下，如何確定挖土機(jī)與運(yùn)土載重汽車(chē)的最優(yōu)匹配，使挖運(yùn)系統(tǒng)取得最好的整體效益。大型土方工程挖運(yùn)系統(tǒng)的挖土機(jī)與載重汽車(chē)的匹配有很多方案，若要把全部方案的效益都計(jì)算出來(lái)進(jìn)行比較，幾乎是不可能的。對(duì)這一類(lèi)問(wèn)題采用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)來(lái)比較、優(yōu)選，則很容易實(shí)現(xiàn)。再如對(duì)于有風(fēng)險(xiǎn)的大型工程項(xiàng)目，投資一旦失敗，將會(huì)遭到巨大的經(jīng)濟(jì)損失。對(duì)這一類(lèi)問(wèn)題，可以利用虛擬現(xiàn)實(shí)仿真技術(shù)，進(jìn)行仿真試驗(yàn)和評(píng)估，然后做出決策。同時(shí)還可以對(duì)不確定因素進(jìn)行預(yù)先模擬。

3．建筑裝修領(lǐng)

建筑裝修設(shè)計(jì)是一個(gè)復(fù)雜的綜合過(guò)程。在傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，裝修設(shè)計(jì)師根據(jù)建筑圖紙構(gòu)造出虛擬的室內(nèi)模型，并將其設(shè)計(jì)理念應(yīng)用于室內(nèi)模型，最后以多面視圖、效果圖、家具圖、大樣圖和結(jié)構(gòu)圖等手段表達(dá)設(shè)計(jì)效果。然而，這種離散的平面表現(xiàn)模式使得客戶(hù)和施工方難以全面地了解裝修效果。另外，繁瑣的工程量和造價(jià)估算過(guò)程也使得客戶(hù)難以準(zhǔn)確快速地對(duì)裝修方案進(jìn)行評(píng)估平選。如果在計(jì)算機(jī)中輸入實(shí)際房間的模型，設(shè)計(jì)者身處所需裝飾的房間，按照自己的構(gòu)思去裝飾、修改，并且可以變換自己在房間中的位置，去觀察裝飾的效果，直到滿(mǎn)意為止，一切就將變得簡(jiǎn)單輕松。可以設(shè)想，在未來(lái)的裝飾工程中虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)將會(huì)代替現(xiàn)有的實(shí)際模型而顯示出其強(qiáng)大的生命力。利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)有效地提高了裝修設(shè)計(jì)的效率，并且能夠增強(qiáng)設(shè)計(jì)師和客戶(hù)之間的溝通，增加客戶(hù)對(duì)設(shè)計(jì)方案的滿(mǎn)意程度。超級(jí)秘書(shū)網(wǎng)

三、虛擬現(xiàn)實(shí)的動(dòng)態(tài)漫游技術(shù)

利用VR技術(shù)在空間數(shù)據(jù)庫(kù)的支持下可以構(gòu)造三維虛擬環(huán)境，人在進(jìn)入這一環(huán)境后可以和計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)以視覺(jué)為主體的全方位的動(dòng)態(tài)交互。一個(gè)建筑模型進(jìn)行可視化具有多角度觀察、放大、漫游、旋轉(zhuǎn)、任意選定路線(xiàn)的飛行或點(diǎn)面結(jié)合行駛效果的動(dòng)態(tài)顯示及可視點(diǎn)的判別等功能。虛擬現(xiàn)實(shí)建筑設(shè)計(jì)還可以讓人在虛擬的建筑環(huán)境甚至城市空間里，以不同的角度去窺視或欣賞其外部空間和內(nèi)部空間的動(dòng)感形象和平面布局特點(diǎn)。它所產(chǎn)生的融合性，要比模型或效果圖更形象、完整和生動(dòng)。

視景仿真和動(dòng)態(tài)漫游技術(shù)，同時(shí)也是進(jìn)行方案審察和評(píng)估的重要手段。利用VR技術(shù)在設(shè)計(jì)工程中可實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)展示設(shè)計(jì)方案，可實(shí)時(shí)審視檢查規(guī)劃設(shè)計(jì)方案，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，及時(shí)修改方案和細(xì)節(jié)。

四、結(jié)束語(yǔ)

隨著數(shù)字城市建設(shè)的蓬勃發(fā)展和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)達(dá)以及計(jì)算機(jī)軟硬件的進(jìn)展，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在建筑設(shè)領(lǐng)域的應(yīng)用會(huì)更廣，特別是隨著三維可視化地理信息系統(tǒng)、真實(shí)與虛擬現(xiàn)實(shí)的集成、視景仿真和海量數(shù)據(jù)漫游等關(guān)鍵技術(shù)完善和走向?qū)嵱茫瑸樵谡鎸?shí)三維環(huán)境中實(shí)現(xiàn)虛擬建筑，提供了良好的技術(shù)條件和拓展空間。