建筑設計中虛擬現實技術的運用探微

關英健 王健

摘 要：加強對建筑設計中虛擬現實技術的運用的研究，有利于提高建筑設計中虛擬現實技術的運用水平，具有重要的現實意義。因此，加強對建筑設計中虛擬現實技術的運用的研究是非常必要的。本文筆者對建筑設計中虛擬現實技術的運用進行了分析探討，希望對相關從業人員具有借鑒意義。

關鍵詞：建筑設計；虛擬現實技術；運用

1 引言

21世紀已經跨入一個新的時代，互聯網技術的應用不僅為人們的日常生活帶來便利，更推動工業、農業、服務業等多領域快速發展。信息技術也隨之不斷進步，虛擬現實技術是一項新的信息技術，是計算機技術、多媒體技術、人工智能技術、多傳感器技術以及并行處理技術的集合體，正是由于其多角度全方位的技術覆蓋，虛擬現實技術在建筑設計領域的應用才會越來越廣泛。

2 虛擬現實技術的衍生概述

虛擬現實（VirtualReality，簡稱VR）技術，是指以計算機硬件系統為基礎，借助特制傳感器（如數碼手套、數碼眼鏡等）以及性能穩定的計算機軟件，完成空間虛擬，提供高仿真環境，能夠給參與者身臨其境的感覺，使參與者能夠在虛擬環境下，進行真實環境中無法進行的互動。

近年來，電腦計算機幾乎已經成為家庭必不可少的設備，智能手機等移動終端的更新換代更為迅速，根據研究結果顯示，移動互聯網作為一種新興技術，在短時間內迅速占領高比率市場，打破公眾對信息傳播的原有認知，并且目前仍然呈現加速增長的趨勢。互聯網以及移動互聯網的發展，對我國工業、農業、服務業產生重要影響，與其他產業不同，建筑設計本身就是一項設計性的工作，也就是說其本身就存在一定的虛擬性，受互聯網技術的影響更為深遠。虛擬現實技術是作為一項新的信息技術，近年來的發展不可謂不迅猛，在專家學者的共同努力下，已經度過多個瓶頸期，為建筑設計工作做出了突出貢獻。

虛擬仿真實驗室是虛擬現實技術實現的重要場所，目前，國內外許多研究機構均已設立了專門的實驗室，借此來進行虛擬現實技術的進一步探索。虛擬仿真實驗室是一項耗資巨大的工程，不僅需要計算機擁有良好的硬件系統，更要求其軟件性能穩定，并需要配備顯示和追蹤設備，這一系列都需要強大的資金支持；另一方面，由于設備的不可攜帶性，以及傳輸距離的遠程無法實現，都使得虛擬仿真實驗室的建造成為一種必然。

3 建筑設計工作的虛擬現實性

一般來說，建筑是一項工期長、耗資大的工作，具有較強的實用性，因此，在開展建筑工作之前，工程師一般會首先利用建筑設計來進行建筑工程的模擬，也就是說，建筑設計工作本身就是一種極富設計性、想象性的工作，設計師在建筑工程正式開始之前，會首先進行工程制圖，通過圖紙和模型對建筑工程進行初步構建。

早在上個世紀，人們就已經懂得通過墻壁畫圖的虛擬，來影像視覺效果，進而在視覺上增加房屋原本的面積。從身邊來看，很多古典建筑在建造完成之前，都會在正門與庭院之間的地方設計一塊迎門墻，迎門墻上多刻畫一些山水，不僅為整個建筑增加一種朦朧的美感，更在視覺上增大了建筑的整體空間。

在虛擬現實技術問世之前，工程師雖然在建筑工程開工之前就已經進行了制圖模擬，但是由于測量的誤差以及工具本身的靈活性缺乏，加之繪制后的圖紙在不同的建造員眼中，可能產生不同的建造理解，因此，建筑設計受限十分嚴重，無法脫離繪圖工具的囹圄，仍然停留在二維圖紙，與低級三維模型的階段。

建筑設計的本質是想象未來，即工程師根據自身所學知識和設計經驗，對一項建筑工程進行未來的描繪，而精準描繪的基礎不僅在于知識和經驗，更為重要的是想象力。想象力的發揮即建筑設計虛擬性的體現，我們可以設身處地的想一想，身為一名工程師，如果能夠看到自己的設計成為真正的建筑，出現在人們的生活中，心情該是何等的激動。因此，建筑設計是完成一項高質量工程建筑的第一步，虛擬現實技術是建筑設計工作的東風，為其帶來優秀的作業工具，使得工程師能夠將自己的想象力最大限度的發揮。

虛擬現實技術將設計師的想象力完美呈現在建筑工作者的眼前，有利于二者進行良好的溝通，對于無法實現或者實現難度較大的部分，能夠進行及時的反饋和解決。虛擬現實技術能夠讓設計實現“從界面到網絡空間”的轉變。

4 虛擬現實技術在建筑設計領域的應用可行性

4.1 現實增強技術的出現與應用

現實增強技術（AugmentedReality，簡稱AR）是以虛擬現實技術為鋪墊而不斷衍生出來的，是一種現實和虛擬相結合的技術。顧名思義，現實增強技術就是通過最新的科技，借助計算機系統、多傳感器技術采集現實信息，并利用相關軟件進行綜合處理，達到增強對所采集現實信息感知的技術，它能夠利用特殊的處理方式，將虛擬的信息投射到采集的現實信息中，進行場景的疊加，并隨之生成新的虛擬場景，真正做到現實和虛擬的結合。這一技術的開發與應用，為建筑設計行業的快速發展提供一大助力，讓設計師的想象力得到更加充分的發揮。

4.2 化繁為簡的虛擬現實技術

工程建筑是一項極為冗雜的工作，建筑設計是工程建筑的第一步，柏拉圖有言：“良好的開始是成功的一半”，因此，必須做好這關鍵的一環，對建筑設計工作嚴格把關。虛擬現實技術能夠在建筑工程開始之前，通過采集現場信息，結合設計者本身的經驗，對建筑進行初步的模擬規劃，對于建筑過程中可能出現的復雜問題，進行提前的模擬。通過建立三維立體仿真模型，動態模擬建筑難題，讓建設工作者提前做好準備，或者進行方案的修改，將復雜的工作簡單化，在最短的時間內做出最優的方案，提高工作效率。

4.3 計算機系統的強大功能

隨著科技的發展，計算機已經逐步滲透進人們的生活，并對社會各領域產生深遠影響。虛擬現實技術同樣是依靠強大的計算機系統來完成的，例如，計算機的圖形處理能力是遠超于人工處理的，精準的圖形分析幫助工程師在進行建筑設計時，做到誤差最小；設計過程在計算機系統中可視，工程師在進行設計時，猶如身臨其境，能夠最大限度的將想象與現實結合。

二十一世紀的互聯網技術飛速發展，移動互聯網的發展勢頭同樣迅猛，信息技術在科技的浪潮中滾滾而來，虛擬現實技術應用而生，人們的生活已經離不開信息技術，我們必須將信息技術應用到大眾生活當中，將二者進行完美的結合。各行業的發展日新月異，建筑行業隨著人們生活水平的提高而開啟新的紀元，結合建筑設計本身的虛擬性與想象性，很明顯，虛擬現實技術為其提供了良好的工具，建筑設計已經脫離了繪制工具的囹圄，正逐步走向自由，走向新的高度。

5 結束語

當今時代是一個飛速發展的科技時代，數字化技術也必將順應時代的潮流，而有更加廣泛地應用，虛擬現實技術作為一項新的信息科學，也一定會為各行各業帶來巨大的沖擊。因此，在建筑設計過程中，工作人員也應該緊跟時代的前進步伐，不斷提升自身能力，學習新的知識與技能，將虛擬現實技術運用到實處，盡力做到虛擬現實技術與建筑設計工作的完美結合，從而進一步推動建筑設計事業的發展。

參考文獻：

[1] 葉飛，井敏飛.互聯網·虛擬現實技術·建筑設計--在線虛擬現實設計平臺的研究與實踐[J].西部人居環境學刊，2014（6）：22～26.

[2] 任鏷，王文劍，白雪飛等.基于虛擬現實技術的山西大學堂建筑復原[J].計算機仿真，2012，29（11）：20～23+46.

[3] 常林梅.虛擬現實技術在建筑景觀設計中的應用研究[J].數字技術與應用，2014（8）：82.