略述虚拟现实技术的应用

略述虚拟现实技术的应用

虚拟现实技术是一项以计算机技术为基础的高新技术，具有交互性、想象性和沉浸性的特性，强调更多的是人在虚拟现实中的主导作用。建筑设计是一个技术、艺术和创新相结合的领域，虚拟现实技术的出现为建筑设计开辟了新思路，将其应用于建筑设计中能够打破传统建筑设计表现模式，通过虚拟现实技术和计算机技术的结合，能够大大提高设计人员的工作效率和设计质量，缩短设计周期，减少投资成本。可见，虚拟现实技术应用于建筑设计中具有重要的现实意义。

一、虚拟现实技术对建筑设计的影响

当今，建筑学已形成一套完整的理论体系，设计人员在进行建筑设计的时候需要充分利用建筑学理论来设计好的建筑方案。在计算机技术还没有出现之前，建筑设计主要是将图纸作为设计平台，对于三维平面图也只能通过二维草图来描绘，建筑的立体结构不能完全在图纸上反映出来，在对设计进行评定和审核的时候也只能通过图纸来进行。随着科学技术和计算机技术的发展，建筑学领域传统的设计理念和手法、建筑技能都发生了较大的变化，在建筑设计方面，传统的图纸、三角板、绘图笔等建筑设计工具逐渐被以计算机为主的设计软件取代，大大提高了建筑设计工作效率，降低了设计人员的工作强度。AutoCAD、3DSMAX、Sketchup等三维建模软件在建筑设计中的广泛应用使建筑设计行业完全摆脱了二维时代而进入三维时代。目前，在建筑设计领域中，以计算机为主的技术手段和设计软件设计出的效果图、建筑模型、动画漫游等不仅能够为建筑工程施工提供更加完整、生动、丰富的信息，方便设计人员、技术人员、施工人员之间的交流，还能够为客户或外行人提供精确的演示和说明，加深专业团队和大众对城市建筑规划的理解和认识。

二、虚拟现实在建筑设计中的作用

2.1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。

2.2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。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。

2.3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。

三、虚拟现实技术在建筑设计中的应用

3.1建立三维建筑虚拟环境空间

模拟建筑环境空间首先要建立建筑三维模型，但我们通过显示器观察它时却只能是一个角度，一个侧面；如何能够表现建筑的整体环境空间呢？以前主要采用浏览动画的方式，如建立一个样条曲线作为浏览路径，将模拟“人眼”的摄像机架设在这条路径上以求得一种进入建筑环境空间的动态变化。但这种动画的可操作性、人机交互性较差。因此如何模拟真正意义上的三维建筑环境空间是现代建筑表现的一个议题。

这里利用3DStudioMAX软件中VRML语言输出功能可以实现以鼠标导航的三维建筑虚拟空间。3DStudioMAX软件中VRML选项是可以用来建立可被网络浏览器浏览的三维场景文件，同时可以为场景中的三维物体指定活动控件和触发器。如可以将建筑场景中的电视机设置为触发器，当浏览到电视机前，用鼠标点触电视机，场景会自动播放已设置好的一段浏览动画，使建筑三维虚拟环境更丰富有趣。

3.2进行互动优化设计和方案筛选

将虚拟现实技术应用于建筑设计中可以使建筑设计具有传统设计没有的互动性，在此过程中，设计人员可通过虚拟现实技术提供的交互系统，充分利用计算机系统软件优势，结合自然条件、经济条件、社会背景等，根据不同客户的不同需求设计多种方案，通过对各种方案进行比较，适时调整相关数据，对某些特定局部进行修改，并将修改后的方案与修改前方案进行对比，选择出与客户需求最匹配的方案。其次，在深化设计过程中，通过虚拟现实可大大减少设计相关专业间的设计冲突，空间设计得到优化。另外，通过现实虚拟技术进行建筑设计完全可以利用网络路径与同行进行交流，广泛征求业内各界人士的意见，使得设计方案更具科学性。

3.3展示建筑物的整个信息

在一般的计算机辅助设计技术的应用中，往往只能呈现出建筑的二维空间或三维空间状态，仅能够表达出建筑物的部分参数信息，且所提供的信息只是单一的某种尺度，这种模拟表达方式太过单调，很难使设计人员以及其他管理人员对设计进行全面直观的了解。而采用虚拟现实技术则可以很好的解决这一问题。虚拟现实技术能够模拟出一套完整的建筑物模型，其中包含了建筑物的所有信息与参数，能够给人一种现实生活中看到的建筑物的感觉，这就为设计人员、用户、管理人员等相关人员了解建筑设计方案提供了很大的帮助，极大的提高了建筑设计的质量与水平。

3.4虚拟现实系统

虚拟现实系统基本上有两种：模型式和图像式。以模型式虚拟现实，以虚拟现实造型语言（简称VRML）为主要描述语言，使得建筑设计可用计算机进行三维建模，利用效果图和三维施工图与资料库，并利用虚拟现实技术连结到资料库作为实时模拟操作。虚拟现实造型语言，可用来在万维网（3W）中定义与更多信息相关联的三维世界的布局和内容，使之能够在一个交互的三维空间中很容易地被表达出来。当虚拟现实造型语言浏览器启动后，它会将虚拟现实造型语言中的信息解释成虚拟现实造型语言空间中的建筑物的几何形体的描述，一旦VRML 空间被用户的浏览器解释，它将提供实时显示，一秒钟可以显示多次，这样，用户的机器上将会有一个活动的场景。

四、结束语

综上所述，由于建筑工程的实际施工中具有很大的不可逆性，且工程成本较高，这就决定了建筑工程的设计中不能出现过多的差错。而采用虚拟现实技术进