虛擬現實技術在建筑空間效果展示中的運用

摘 要：建筑學自誕生以來就是用圖紙來表達，從方案設計圖，到效果圖，到施工圖，從來都是用圖紙的形式表達立體的建筑。隨著幾百年來的發展，這些圖紙從手繪的方式到現在的電腦繪制，SketchUp模型，Photoshop和渲染的效果圖，以及CAD的建筑施工圖。但是在建筑的空間展示方面，圖紙所表達的方式始終無法給人直觀鮮明的效果體驗。借鑒于網購商業模式中所提出的使用虛擬現實技術來展示衣服等商品的穿戴效果。隨著計算機技術的飛速發展，虛擬現實技術會取代圖紙表示的形式，用于建筑空間的效果展示，并給人以十分接近于真實的空間感受。

關鍵詞：建筑空間；效果展示；虛擬現實技術

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.19.190

1 引言

網購的商業模式憑借其成本低，價格低，方便顧客為優勢，成為當今人們不可或缺的購物方式。但是在購買衣服，鞋子等商品時，往往會遇到大小、風格是否合適的問題呢。因為購買了不合適的衣物從而導致的退貨等問題，也讓網購的商業模式遇到了瓶頸。但是，前段時間提出的用虛擬現實技術來展示衣服鞋子的效果，從而進可能地幫助顧客購買想要的商品。而建筑設計的空間展示與衣物的效果展示有著十分相似之處。光靠想象建筑空間的建成效果往往會產生不少的偏差，只有真正置身其中，才能體會建筑空間的奇妙。隨著虛擬現實技術地不斷發展和運用，建筑空間的效果展示或許會全面進入虛擬現實效果展示時代。

2 建筑空間效果展示的現狀

（1）由圖紙來表達設計效果。起源于國外的建筑學是一門極為特殊的綜合性學科。建筑師們往往既具有過人的審美素養與創造藝術能力，又有縝密的邏輯與數理思維能力。關于建筑學的爭論，自古以來從沒有停止過。單從流派上來說歐洲有奢華的歐式建筑；美洲有舒適的田園小居；日本有道法自然的神社和枯山水；在中國，也有輝煌的宮殿建筑和復古的四合院。而從建筑設計的出發點來說，形式優先還是功能為主的問題也是爭論紛紛。不過，在建筑學中有一點從古至今都沒有變過，那就是用圖說話。再好的設計也得用設計圖來表示。在各大小招投標競賽中，各個設計院的建設設計師用總平面圖，效果圖等圖紙的形式來向各位評委去展示他們的設計作品。自土木建筑誕生以來，無論是古時候宮殿的建造，或者是當下高層建筑的設計，這種方式一直沿用至今，千年不變。

（2）由圖紙來表達設計效果存在的不足。平面的設計圖紙終究難以與立體的建筑實體相匹對。在招投標競賽中，各位評委們只能根據圖紙所帶給自己的感覺來想象該方案的空間設計效果。雖然設計師們也會通過做模型等方式盡可能去介紹自己的方案，但縮小比例的模型效果與建成后的建筑實體還是有較大的差別，尤其是在局部空間的感受上。這也常常造成各個設計院辛苦設計1個月的方案，因為沒有表達好方案亮點或者沒有傳遞給評委良好的空間設計感覺，在評委僅僅幾秒鐘的評審之后，就被淘汰了。

（3）小結。或許不是設計能力的缺乏，而是圖紙表達上的羸弱。這伴隨了建筑學上百年。建筑帶給人們的感受不是效果圖的美輪美奐，更不是在二維圖紙上幻想三維的實體，而是整體的空間感受。這也導致了建筑學發展的制約，也讓許多建筑學的學生迷惘，因為學生們做的大多數都是“紙上建筑”，難以體會自己作品的空間奧妙。

3 虛擬現實技術的出現

（1）虛擬現實技術的簡介。虛擬現實（簡稱VR），也稱作靈境。它是一種綜合計算機圖形技術、實時計算技術、人工智能、仿真技術等多種學科的計算機領域最新技術。從本質上來說，虛擬現實給用戶同時提供諸如視覺、聽覺、觸覺等各種自然的實時感知交互手段。虛擬現實的定義可以歸納如下：虛擬現實是利用計算機生成的一種模擬環境（如飛機駕駛艙、操作現場等），通過多種傳感設備使用戶置身到該環境中，從而實現用戶與該環境直接進行自然交互的技術。近年來，隨著計算機技術和理論的飛速發展，這使實現虛擬現實的應用成為可能。并且不論是在商業性，還是在實用性以及技術創新上都富有巨大的潛力。

（2）虛擬現實技術在建筑空間效果展示中的運用。在建筑設計效果展示方面，虛擬現實技術以其難以媲美的效果展示特點吸引著許多人們的關注。相似于網購中將衣服、鞋子穿在顧客的身上，虛擬現實技術將人們置身于虛擬的建筑內部。主要是通過呈現3D的視覺體驗，來感受設計建筑中各個方位特殊的內部空間體驗。內部空間的安排在建筑設計中是相當重要的一個環節，也往往是設計師們所費精力最多的地方。而在內部空間的效果展示上，目前僅僅只有效果圖展示和視頻環繞四周的方式。兩種展示方式就像買衣服的顧客只能想象衣服穿在身上的效果，而無法感受到設計的真實效果。但是虛擬現實技術就很好地解決這類問題。

（3）虛擬現實技術在建筑空間效果展示的運用中所遇到的問題。即便虛擬現實技術在建筑設計展示方面有著前所未有的迷人效果，但目前的運用上還存在著許多的問題。

1）技術成本。效果圖的渲染是平面填充的方式，而虛擬空間需要用到三維重構的技術。而且，虛擬現實需要構建場景模型。場景模型構建質量的好壞將直接影響整個虛擬現實系統的立體顯示效果。虛擬現實的三維技術還需要計算機強大的運算能力。將虛擬現實技術運用于建筑的效果展示方面，這對于未來的計算機或者說是CPU是一種考驗。因此，相比于效果圖的渲染成本，構建內部虛擬空間所用的成本不屬于同一個量級。

2）算法要求。架構虛擬現實的算法會直接影響生成的虛擬空間的真實性。因此，架構算法也是實現環節中的重要一部分。并且如今，建筑師們以CAD，3D MAX，SketchUp等軟件作為基本功。為了保證繼承性與兼容性，架構算法最好是基于這些基本軟件進行架構。

4 結論

雖然虛擬現實技術仍然存在許多棘手的問題，但在這科學技術飛速發展的21世紀，虛擬現實技術總會在未來的某一天取代建筑設計中效果圖的展示方式，帶給評論人或用戶最真實的空間設計感受。建筑學自古以來的“特色”也會從此改變。將虛擬現實技術用于建筑設計，這已經變成了不可避免的趨勢。

參考文獻：

[1]張樹祿.基于二維建筑圖形構建三維虛擬場景的設計與實現[J].電子科技大學，2011（12）.

[2]羅杰.面向建筑的虛擬漫游系統研究與實現[J].大慶石油學院，2002（03）.

[3]章立.虛擬現實技術在建筑遺產保護中的應用研究[J].江南大學，2009（06）.

作者簡介：林超豪（1995-），男，浙江溫州人，本科。