虛擬仿真技術(shù)在建設(shè)設(shè)計(jì)中的實(shí)際應(yīng)用探討

楊文卓

【摘要】隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，在建筑領(lǐng)域建筑的高度越來(lái)越高建筑的外形越來(lái)越前衛(wèi)，這些高大的外形各異的建筑物為建筑的設(shè)計(jì)工作帶來(lái)了極大的挑戰(zhàn)，在現(xiàn)實(shí)的需求推動(dòng)下虛擬仿真技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用成為了可能，本文從虛擬仿真技術(shù)的角度出發(fā)，結(jié)合建筑設(shè)計(jì)

【關(guān)鍵詞】虛擬仿真技術(shù)；建筑設(shè)計(jì)；實(shí)際應(yīng)用

前言：虛擬仿真技術(shù)是利用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)在虛擬的環(huán)境中“建設(shè)”目標(biāo)事物的技術(shù)手段，其在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用存在著具象化、功能性明顯的優(yōu)勢(shì)，對(duì)建筑設(shè)計(jì)水平的提高有積極的作用，因此對(duì)虛擬仿真技術(shù)在建設(shè)設(shè)計(jì)中的實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行研究具有鮮明的現(xiàn)實(shí)意義。

1虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于建筑設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)

1.1創(chuàng)作層面上的特色

在建筑設(shè)計(jì)活動(dòng)中虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用，能夠?yàn)樵O(shè)計(jì)師提供一個(gè)更加具象的設(shè)計(jì)信息和設(shè)計(jì)模型，在傳統(tǒng)的建筑設(shè)計(jì)活動(dòng)中設(shè)計(jì)師根據(jù)具體的設(shè)計(jì)要求、查閱相關(guān)的技術(shù)資料對(duì)建筑物進(jìn)行設(shè)計(jì)，其中具體的設(shè)計(jì)要求和相關(guān)的技術(shù)資料都是極為抽象的數(shù)據(jù)或者平面信息，設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)活動(dòng)中要將這些抽象的信息轉(zhuǎn)化為具象的要求，標(biāo)準(zhǔn)或者是建筑的圖樣呈現(xiàn)在設(shè)計(jì)圖紙上，這樣一個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程對(duì)設(shè)計(jì)師的抽象思維能力和記憶力都是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)，借助虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)通過(guò)相關(guān)信息的輸入和管理，設(shè)計(jì)師可以將設(shè)計(jì)要求和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行科學(xué)、系統(tǒng)的整理，設(shè)計(jì)活動(dòng)的必要參考物和標(biāo)準(zhǔn)顯得井井有條，方便設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)活動(dòng)。同時(shí)因?yàn)樘摂M現(xiàn)實(shí)技術(shù)是一種可以貫穿建筑設(shè)計(jì)全生命周期的設(shè)計(jì)技術(shù)，從建筑設(shè)計(jì)開(kāi)始階段的可行性研究、基地條件分析，到概念設(shè)計(jì)、發(fā)展階段的空間形體組合、建筑細(xì)部推敲、與環(huán)境的的融合，乃至施工階段的技術(shù)模擬，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)都有積極的作用。可以輔助設(shè)計(jì)師完成建筑設(shè)計(jì)的全過(guò)程。

1.2表現(xiàn)層面上的特色

在建筑設(shè)計(jì)的表現(xiàn)層面上，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能夠極大的提升建筑設(shè)計(jì)的現(xiàn)場(chǎng)感，借助虛擬表現(xiàn)技術(shù)設(shè)計(jì)完成的建筑模型，因?yàn)槠浔旧硎且环N全比例的三維模型，在虛擬環(huán)境下設(shè)計(jì)師和觀察者可以從用仰視、俯視、游覽等方式觀察虛擬建筑模型，從而讓設(shè)計(jì)師和觀察者可以更加真實(shí)、具象的體會(huì)到建筑設(shè)計(jì)的思想以及建筑設(shè)計(jì)完工后的真實(shí)體驗(yàn)。

2虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中的實(shí)際應(yīng)用

2.1建筑設(shè)計(jì)創(chuàng)作階段

在傳統(tǒng)的建筑設(shè)計(jì)活動(dòng)中，因?yàn)榧夹g(shù)條件的限制，設(shè)計(jì)師通常會(huì)運(yùn)用“二維”的圖紙來(lái)表達(dá)三維的建筑物，但是二維信息在表達(dá)三維立體事物的時(shí)候，不可避免的存在著抽象性，設(shè)計(jì)師需要將理想的三維建筑物抽象分割為二維的圖紙，而圖紙的查閱者則需要在二維圖紙的基礎(chǔ)上“腦補(bǔ)”出三維的建筑物。這一個(gè)“三維——二維——三維”的轉(zhuǎn)化過(guò)程不僅增大了建筑設(shè)計(jì)信息交互的難度，而且極大的浪費(fèi)了建筑設(shè)計(jì)的時(shí)間。

當(dāng)前根據(jù)建筑設(shè)計(jì)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)的建筑模型因?yàn)橛^察者觀察的視角是固定的，其余環(huán)境直接的比例也是不協(xié)調(diào)的，所以對(duì)建筑師的助益有限，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)作為一中輔助設(shè)計(jì)工具在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用讓建筑物的空間性在建筑的創(chuàng)作階段就得到了充分的體現(xiàn)，使得建筑設(shè)計(jì)中的空間體驗(yàn)更具交互性和靈活性，場(chǎng)所精神得到了最大限度的表現(xiàn)，設(shè)計(jì)師可以身臨自己的設(shè)計(jì)作品中對(duì)設(shè)計(jì)要素和方案進(jìn)行調(diào)整，可以對(duì)不同的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行對(duì)比選擇，如圖1所示，沉浸在未來(lái)建筑中的設(shè)計(jì)師的思維不再被長(zhǎng)時(shí)間的等待所打斷，創(chuàng)造力和靈感將被極大地激發(fā)，這些是傳統(tǒng)的方法所無(wú)法比擬的。

2.2建筑設(shè)計(jì)表現(xiàn)階段

在建筑設(shè)計(jì)的表現(xiàn)階借助虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，可以將設(shè)計(jì)師的圖紙?jiān)O(shè)計(jì)轉(zhuǎn)化為具象的三維建筑物設(shè)計(jì)，在展示活動(dòng)中開(kāi)發(fā)商或者業(yè)主可以自由的選擇自己想要的視角，從不同的角度對(duì)建筑物進(jìn)行觀察，如圖1所示，同時(shí)因?yàn)樘摂M現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以精確到每一個(gè)建筑細(xì)節(jié)的體現(xiàn)，業(yè)主甚至可以借助三維模型對(duì)自己擬選擇的樓層、室內(nèi)空間進(jìn)行觀察和體驗(yàn)，如圖2所示，同時(shí)還可以對(duì)建筑物的采光、取暖等相關(guān)特性進(jìn)行模擬，切實(shí)的展示出建筑物的功能性。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的在建筑設(shè)計(jì)展示活動(dòng)中的應(yīng)用，不光實(shí)現(xiàn)了建筑物本社建筑結(jié)構(gòu)等設(shè)計(jì)內(nèi)涵的展示，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了建筑物自身的功能特性、實(shí)際使用效果的展示，最大限度的展示出了建筑設(shè)計(jì)的真實(shí)面貌，表現(xiàn)的更加全面、更加真實(shí)、更科學(xué)、更有說(shuō)服力。

2.3與其他設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的互動(dòng)

當(dāng)前建筑領(lǐng)域建筑物的設(shè)計(jì)活動(dòng)中，建筑物的外形是其吸引人們眼光，彰顯現(xiàn)代建筑藝術(shù)魅力的關(guān)鍵，如何在建筑設(shè)計(jì)中獲得優(yōu)美有合乎自然規(guī)律的外形是所有建筑師關(guān)注的焦點(diǎn)，這些在傳統(tǒng)的建筑設(shè)計(jì)活動(dòng)中都得不到具體的體現(xiàn)，而在虛擬仿真技術(shù)的支持下，對(duì)外形因素的考察和掌握能夠輕松的完成，其中較為典型的就是諾曼·福斯特設(shè)計(jì)的英國(guó)倫敦瑞士再保險(xiǎn)公司總部大樓，在設(shè)計(jì)活動(dòng)中通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)建造建筑物的初步模型并利用風(fēng)洞對(duì)建筑物進(jìn)行吹風(fēng)實(shí)驗(yàn)，最終選擇迎風(fēng)阻力最小的一組模型作為建筑物的最終設(shè)計(jì)方案，這一設(shè)計(jì)不僅具有渾然天成的自然優(yōu)美的氣息，同時(shí)因?yàn)閷?duì)風(fēng)力因素的充分考量，建筑物本身的迎風(fēng)阻力被降到了最低限度，從而在具體的建筑施工中可以使用較為輕薄的建筑材料和玻璃幕墻，節(jié)約了建筑成本。在建筑物的功能性方面特殊的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)也有積極的作用，因?yàn)榻ㄖ锉旧淼奶厥饨Y(jié)構(gòu)風(fēng)沿著建筑物表面曲面滑過(guò)。會(huì)在建筑物的表面形成一種環(huán)繞風(fēng)壓，建筑物內(nèi)部和外部的壓力差會(huì)極大的改善建筑物內(nèi)部的自然通風(fēng)性能，在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中建筑物內(nèi)部即使沒(méi)有專門(mén)的通風(fēng)設(shè)備，其自然通風(fēng)效果也是極為突出的。這種利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)對(duì)設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)活動(dòng)進(jìn)行輔助，最終形成建筑設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)性、環(huán)保性和美觀性的有機(jī)結(jié)合的建筑設(shè)計(jì)，成為建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域的典范。

結(jié)論：隨著現(xiàn)代社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，在建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域建筑的設(shè)計(jì)內(nèi)容和考察的標(biāo)準(zhǔn)越來(lái)越多，在這種情況下使用虛擬仿真技術(shù)輔助設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)活動(dòng)，提高建筑的設(shè)計(jì)效果是極為有效的，本文從虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于建筑設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中的實(shí)際應(yīng)用兩個(gè)方面對(duì)這一問(wèn)題進(jìn)行了簡(jiǎn)要的分析，以期為虛擬仿真技術(shù)在建設(shè)設(shè)計(jì)中的實(shí)際應(yīng)用水平提高提供支持和借鑒。

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