建筑設計中的數字手段與虛擬現實技術

胡芹

摘 要：隨著人們物質生活與精神生活水平不斷提升，他們對建筑設計提出的要求越來越高，一些先進的設計技術與方法也開始得到廣泛運用。以建筑設計為例，該門學科具有較強的專業性、綜合性與技術性，在新形勢下不僅要保障建筑整體的安全性與穩定性，同時也要改善建筑物的外觀審美效果與功能的實用性。鑒于此，本文圍繞建筑設計中數字手段與虛擬現實技術進行探討，并對其具體應用進行分析，以供參考。

關鍵詞：建筑設計 數字手段 虛擬現實技術

引言

在上世紀90年代，建筑設計依然為傳統的手工制圖為主，而在計算機技術的普及與推廣之下，新的三維軟件在建筑設計中得到運用，這對于建筑行業的發展無疑有著重要的影響。例如建筑設計中的數字手段與虛擬現實技術就發揮著巨大作用，鑒于此，圍繞建筑設計中的數字手段與虛擬現實技術的應用研究具有重要意義。

一、建筑設計中的數字手段

1、數字化表現技術

在建筑設計中，數字化表現是將數字作為工具。以室內設計為例，通過實體靜態圖像與運動中的影像相互交映，將虛擬實體的表現形式呈現出來。在數字化表現技術的支持下，人們在視覺上可以對空間、色彩、物體形態等方面有一個藝術的體驗與感受。數字化表現技術涉及到十分廣泛的內容，包括空間物體的存在形式、物質大小以及色彩等各個方面，為了改善建筑設計效果，就需要采取相應的處理技術，并對相關軟件操作技術加以運用。

2、數字化表現技術的應用特點

對于建筑設計而言，通過數字化表現技術的應用，可以使設計效果得到本質的提升，傳統建筑設計主要以建筑結構安全與穩定為主，對建筑外觀與審美的考慮不足。而通過數字化表現技術，就可以將建筑設計成果充分表現出來。以傳統室內設計為例，在設計過程中往往采用的是手工圖繪制的方式，這種形式很容易存在設計人員主觀意識上的偏差，盡管在設計中運用了一些計算方法，看起來具有可行性與科學性，然而在具體施工過程中就會發現存在一些缺陷與不足，此時在進行修改顯然就會增加施工成本，并且難以完全符合設計者的主觀意圖。又比如效果的手工繪制，盡管在建筑外觀、室內環境配置的設計看起來趨于理想，然而在實際施工過程中可能并不表現出想要的效果，究其原因，就在于材料選擇以及生產廠家在生產中難免出現偏差，進而導致實際操作受到影響。而在數字化表現技術的運用之下，設計人員就可以首先查詢材料生產廠家提供的材料信息與參數，在充分了解之后，相關的人工設計就可以避免重復現象，設計誤差與成本就得到有效控制，進而整個設計效率就得到提升。此外，數字化表現技術在建筑設計中的應用價值還體現在用戶可以快速了解設計人員的設計意圖與目的，如此一來在實施設計圖紙的過程中就可以提高配合程度，進而使設計效果趨于理想。

二、建筑設計中的虛擬現實技術

1、虛擬現實技術概述

所謂的虛擬現實技術，就是指基于計算機技術的一種技術方法，該項技術具有較強的綜合性，在應用實踐中，虛擬現實技術能夠基于計算機技術對三維立體環境進行合理構建，如此一來就可以將一個直觀的景象呈現出來，使人們快速理解設計意圖與效果，并實現聽覺與視覺的有機結合，甚至還可以給人們帶來觸覺上的體驗。此外，通過虛擬現實技術，設計人員還可以清晰的看住建筑環境中存在的不足，進而可以采取針對性的調整措施，使設計效果得到進一步強化。

2、虛擬現實技術在建筑設計中的應用價值

關于建筑設計中虛擬現實技術的應用特點主要可以從以下幾個方面得到表現：

第一，直觀性。在建筑設計中，虛擬現實技術的直觀性特點十分突出，通過虛擬現實技術，可以形象的呈現出設計成果，這一點在展示具體情境時尤為突出，通過該項技術的運用，建筑設計基于三維立體的表現形式，使整個設計的可靠性得到有效提升。

第二，遠距離瀏覽優勢。在建筑設計實踐中，虛擬現實技術能夠表現出良好的遠距離瀏覽效果，作為建筑設計人員，通過虛擬現實技術，他們可以減少對實地的考察，只需要通過計算機就可以感受到當前位置的實際情況，如此一來操作就更加便捷。再加上網絡技術、共享技術的發展，虛擬現實技術的作用與價值得到進一步強化，遠距離瀏覽效果也更加突出，對于建筑設計監察完善水平的提升無疑有著積極影響。

第三，便捷性。在建筑設計中，虛擬現實技術的便捷性也非常顯著。通過虛擬現實技術，設計人員能夠充分了解設計內容，對其中存在的問題有一個直觀的認識，如此就可以采取具有針對性的優化方法，使建筑設計水平得到有效提升。

三、建筑設計中數字化虛擬現實技術的具體應用

1、人機界面虛擬現實

虛擬現實技術的高級技術就是計算機人機界面的運用，該項技術具有較強的交互性、構想性與沉浸性。計算機人機界面對計算機各項綜合技術加以運用，在計算機現實的虛擬世界中，對語言與手勢加以利用，打造出一種具有人性化與多維性的信息空間。該項技術的基本原理是通過具有高級性能的計算機或圖形工作站，在相關軟件的支持下，真實、立體、直觀的表現出設計目標。

2、現代建筑設計中虛擬現實技術的運用

在現代建筑設計中，虛擬現實技術無疑具有很高的應用價值，該項技術打破了傳統設計中效果圖單一性、直觀性缺失的限制，對于提高設計方案的準確性，改善設計效果而言有著十分積極的作用。站在用戶的角度，他們可以通過虛擬現實技術對設計方案有一個直觀、親切的體驗，并基于此作出準確判斷，如此一來，對建筑設計方案的評價就更加有效，整體設計效率得到極大的提升。以建筑室內設計為例，應用虛擬現實技術的過程中主要通過兩個部分實現，即穿件三維模型、VRML交互設計。根據室內空間真實尺寸，對常見的建模軟件加以利用，例如3dsmax、sketchup等等，在虛擬室內空間的建立之后，對后續的互動予以考慮與分析，基于對視覺外觀效果的保障，對模型面數進行縮減。在設計中不需要創建燈管，只需要默認即可。在場景設計中，需要合理控制家具與物體貼圖大小，通常采用16bit或24bit的位圖。

虛擬現實建模語言VRML則是一種具有交互性、實用性特點的三維造型與渲染的設計語言。該項技術將二維、三維、文本與多媒體素材結合到一起，用戶可以模擬操作虛擬建設環境與空間中的物體，并且通過反饋信息對其真實性有所體驗。其交互平臺設計可以通過多種方法實現，目前主要以交互傳感器、外部創作結構EAI以及Script腳本設計為主，整個設計圍繞用戶進行，設計人員提供的素材十分豐富，對于提高室內設計個性化特點而言無疑有著積極作用。

總而言之，在建筑設計中，數字手段與虛擬現實技術具有極高的應用價值，作為設計人員，在工作實踐中必須將二者充分結合到一起，提高設計水平，改善設計效果，為提高建筑整體質量與性能提供強有力的保障。

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