虛擬現實技術在房屋規劃設計中的應用研究

嚴祥強

(山東星空地產集團有限公司,山東 濟南 250101)

0 引 言

從最近幾年實際情況看，我國建筑業取得迅猛發展，越來越多全新的建筑設計思想被人們所利用，其中虛擬現實技術就是比較有代表性的。合理開發利用虛擬現實技術是我國經濟發展和文化進步的根本推動力，其通過將多樣化的數據軟件有效地應用到房屋規劃設計當中，一方面提升了設計人員的創作水平，同時也使得整個設計效率更快。虛擬現實技術也正朝著大眾化方向不斷發展，要保證所有設計人員都能夠合理利用。

1 虛擬現實技術

1.1 虛擬現實技術

VR被人們稱為虛擬現實，VR技術是一種綜合性較強的計算機系統，將人工多媒體感知技術等綜合性技術集成在一起，通過計算模擬仿真系統，進而為用戶創造出一個能夠在視覺、聽覺、觸覺與模擬環境進行有效交流與活動的虛擬世界。VR虛擬世界能夠將用戶與虛擬世界有效聯系在一起，讓用戶能夠在虛擬世界當中有一種身臨其境的感覺，用戶在虛擬世界當中能夠休閑娛樂，同時也可以進行參觀設計。

1.2 虛擬現實技術分類

從虛擬現實系統的分類上來看，其主要可以概括為以下幾種：

(1)桌面虛擬現實：這種VR技術是將PC電腦平臺作為自身基礎，將計算機屏幕作為主要模擬輸出界面的模擬現實虛擬平臺，這種系統的成本比較低，同時也不會讓人們產生沉溺感。

(2)沉浸式虛擬現實：對于這類虛擬現實系統，用戶在應用過程中使用VR頭戴顯示器，這能夠讓用戶形成一個封閉式的感覺，進而形成一個虛擬視覺。該系統在進入到21世紀后呈現出了不斷快速發展的趨勢，各類型配套硬件例如視聽嗅傳感器、頭盔顯示器等都在井噴式發展。在該系統當中，用戶能夠在虛擬世界當中最大限度地體驗互動感與沉浸感，其也是今后一段時間VR系統的一個主要發展方向。

(3)分布式虛擬現實：充分利用互聯網將世界各地的虛擬世界聯系在一起，構成一個共享的虛擬世界。該系統能夠令實踐設計系統朝著多元化與共享化的方向不斷發展。

2 虛擬現實技術在房屋規劃設計中應用時的不足

2.1 條件性障礙

無論科學技術如何發展，由VR技術創造出來的虛擬世界的真實程度與人們所處真實世界相比，總是存在著或多或少差距，這也使虛擬世界無法提供給人們一個如同身處在真實世界環境當中所具有的全部客觀刺激，例如視覺刺激、聽覺刺激、觸覺刺激、嗅覺刺激、運動刺激等，也就無法真正地達到像真實世界那樣的程度。這是VR技術應用過程當中，人機交互界面障礙依然存在的一個最為本質的原因。

2.2 生理性障礙

在應用VR虛擬規劃設計平臺過程中所營造出來的虛擬世界中進行運動時，由于視覺與聽覺之間存在著不一致情況，因此設計人員在房屋規劃設計過程當中容易產生眩暈、惡心等運動病癥狀。這種情況雖然不會對規劃設計人員產生比較大的身體傷害，但是對于一般的房屋規劃設計人員來說，運動病癥狀將會導致他們對于整個VR虛擬規劃設計平臺產生一定的恐懼情緒，甚至會影響他們利用VR系統進行設計的積極性。另外，虛擬現實系統中的的仿真危險性操作，并不會導致設計人員出現真的損失，但這種情況也可能會導致受訓練的設計人員產生一種錯誤的安全感覺。

2.3 適應性障礙

在最開始應用VR虛擬設計平臺過程當中，由于設計人員可能對該技術并沒有一個充分的了解，因此需要一段適應過程。例如，在VR世界當中所采取的運動和旋轉控制命令必然會導致控制產生增益的問題，高增益應當對應高的控制效率，而低增益應當對應較低的控制效率，因此操作者必須通過一系列的有效訓練來掌握不同增益條件下的合理控制方法。從這個角度來說，在真實世界當中進行設計例如駕駛汽車等，同樣存在著一定的障礙問題，用汽車與世界交互同樣不如用自己的雙腳與世界進行交互顯得更加自然，適應的程度也會明顯提高。

2.4 社會性障礙

從人類自身的角度來說，其社會性決定了社會活動以及社會交往對自身不斷發展所起到的關鍵作用，這種社會活動和交往在一些情況下必須是不同人之間在真實世界中面對面進行交談，而通過計算機參與社會活動和交往，即使模擬出來的虛擬世界再逼真，所起到的效果也并不是十分理想。例如，在如今技術條件下，我們僅需要通過一些聊天軟件就能夠與朋友維系友情，但是這與傳統不定期探訪相比效果則仍要差很多。隨著計算機輔助設計技術不斷發展，很多十分先進的交往手段相繼出現，這也使得我們在對這個問題的看法也變得更加明確，越來越有理性。虛擬交往并不能完全代替直接交往，長時間操作計算機將會導致設計人員自身社會交往能力呈現出不斷下降趨勢。應當警惕的一點是，我們培養出來的下一代可能只會面對著冰冷的機器，并通過它來接觸整個世界。

3 虛擬現實技術在房屋規劃設計中的應用研究

3.1 注重與其他資源的關聯

VR虛擬設計平臺是為了方便設計人員設計的資源。其中VR虛擬技術則是其中的核心資源，也是VR虛擬設計平臺的重要組成部分。VR技術與其他資源有機結合在一起組成比較良好的房屋規劃設計資源結構，能夠方便設計人員進行設計。筆者認為，VR技術應用應當保證在10分鐘之內，讓設計人員在短時內理解所需要設計的內容，在應用VR內容的過程中要做到內容簡單、明了，縮短單個VR內容的實踐，因此設計人員在利用VR虛擬內容進行房屋規劃設計的過程中，應當分析VR技術內容當中所使用的規劃設計資源是否與VR技術之外的其他規劃設計資源存在重復現象。例如在設計過程中，可能業主已經向設計人員展示了PPT內容，那么在應用VR技術過程中就不應當再次地嵌入PPT，防止資源出現浪費情況。在應用理論性知識的過程中可以僅僅呈現具體的講解，而去除講解者和設計環境因素，從而降低這些因素對設計人員設計的干擾，不斷提高設計人員們的設計效率，也可以有選擇而減少攝像機的使用，不但降低了物質資源消耗，同時也能夠保證呈現出的設計內容更加直接，保證VR技術在設計和使用的過程中能夠更加便捷。

3.2 交互性與沉浸感的帶入

我們一般所指的虛擬現實是一個統稱，按照表現主體與制作方向的差異性，在房屋規設計中應用的虛擬現實大致可以分為三大類，即室外虛擬現實、室內虛擬現實以及環境規劃虛擬現實。對于虛擬世界而言，其最為典型的一個特征就是具有著良好交互性，而這一要求也與建筑規劃設計的需要形成了良好契合。

虛擬漫游系統當中應當包含以下幾個方面的內容。首先從訪問者角度上來說，可以隨意選擇自身所需要觀察的景點和參觀路線，并通過鼠標與鍵盤能夠實現視角改變，同時在虛擬現實當中還應當配有專業解說。其次，訪問者可以像在真實一樣進行動態行為，例如推門、移動物品等。在系統當中應當具有比較理想的力學性質，例如對碰撞進行有效檢驗，防止穿墻而過這種與實際情況大相徑庭問題的出現。最后一個方面就是系統應當允許多用戶對整個系統進行操作，同時保證自身具有著較為理想的擴展性。

4 結束語

本文對虛擬現實技術在房屋規劃設計中的應用進行了針對性研究。首先對虛擬現實技術在房屋規劃設計中應用時的不足進行了闡述，之后對虛擬現實技術在房屋規劃設計中的應用進行了分析探討。