VR/AR技術在建筑設計及建筑施工中的應用分析

朱立強 王瀚

【摘要】現在工程項目施工建設要想保證施工效率和施工質量，最重要的就是積極運用各種新型的施工技術，為整個工程項目的施工發展提供重要的基礎。VR/AR通過新穎的人機交互模式，可以為建筑設計和施工人員提供更真實準確虛擬場景，滿足建筑設計規劃發展需要。在VR/AR技術支持下，能夠構建真實建筑場景，針對整個施工設計中可能發生的問題進行提前預設，制定相應解決方案，運用圖紙和文件進行快速準確表達。建筑工程規劃可以為備料、施工組織優化、施工配合提供重要的參考依據。

【關鍵詞】VR/AR技術;建筑設計;建筑施工;應用

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.25.123

在現代化快速發展的背景下，VR和AR技術被廣泛應用在各行各業，極大拓寬人們對世界認知能力。在建筑設計和建筑施工中通過VR和AR技術的有效應用，可以對整個建筑項目施工設計進行全面分析與協調，保證建筑設計的整體效果全面提升，滿足建筑施工設計的規劃需要。通過VR/AR技術在建筑設計中的具體應用進行分析，能夠保證建筑施工項目的全面發展，為我國社會經濟建設提供重要保障。本文通過對建筑設計和建筑施工中應用VR/AR技術進行全面分析，詳細介紹VR/AR技術的具體特點，明確在建筑設計和施工階段的具體應用策略，確保建筑施工設計管理水平全面提升。

1、VR和AR技術的相關介紹

VR被稱之為虛擬現實技術能夠在計算機技術的支持之下，利用三維圖形生產設計，形成三維立體化的虛擬場景，并且運用多功能傳感器，交互技術和高分辨率現實，營造真實生動的場景，對人的觸覺、聽覺、嗅覺等多種感覺器官進行全面刺激從而帶給人更真實的虛擬沉浸體驗虛擬現實技術中，可以通過語言手勢等相關的動作與場景進行實時交互，營造更逼真的多維信息空間，而且隨著計算機硬件技術的快速發展，虛擬現實技術應用前景也更加的廣泛技術[1]。

AR被稱為增強現實技術，能夠在虛擬現實技術的基礎之上對各種虛擬物體場景和信息疊加到真實的場景之中，使真實世界與虛擬世界相互融合，帶給人更真實的視覺沖擊。增強現實技術不僅可以使虛擬對象在真實環境中進行直觀展示，還能夠使整個對象獲得動態的位置和姿態，確保虛擬對象與真實場景保持高度一致。運用增強現實技術既可以保留真實的場景，也能夠提高輸出結果的真實性，同時也可以在整個真實場景中對虛擬對象進行準確模擬，判斷虛擬對象和真實場景的一致性。增強現實技術可以利用攝像機對真實世界場景進行拍攝，利用視頻流跟蹤算法，對視頻中每一幀圖像進行自動化處理，判斷出真實世界中的位置關系，利用計算機的變換手法，對虛擬對象在真實場景中的位置進行全面轉換，通過視頻融合技術，使得虛擬對象和真實世界相互融合，獲得更直觀的結構輸出，顯示設備提高現實技術的應用效果[2]。

2、VR/AR在建筑工程設計中具體應用

在目前建筑工程項目設計中，通過AR技術能夠為設計人員提供更良好的設計視角，保證設計內容更加直觀。通過對可視化平臺的快速處理，還能夠增強可視化效果。在建筑設計中發揮著非常關鍵的作用。例如：在暖通排水系統設計時，設計人員利用可視化設備，可以在三維空間內對整個室內管道的設計排布進行全面檢驗，判斷設計圖紙是否存在明顯的碰撞，利用AR虛擬技術，可以將歷史圖片與相關信息進行疊加，方便人們對建筑設計的具體內容進行全面把握，利用AR數字城市可以實現三維追蹤，對整個物體進行識別，并且在真實的空間內設置各種虛擬的信息[3]。點位通過同步學習和映射的方法，保證信息快速傳遞。VR建筑能夠實現可視化，動態化的全方位展示空間，確保對整個建筑設計有著更直觀準確的了解，判斷建筑物的外貌與建筑物內部結構，幫助設計人員在真實的場景中來判斷設計的最終效果。通過VR技術可以對整個建筑物設計的基本場景進行渲染建模，并且構建各種動作模擬，從而確保整個建筑設計的水平全面提高。建筑裝修施工涉及很多專業的施工團隊，需要對整個空間的裝飾環節進行全面分析。裝飾工程主要以施工單位為主，專業施工則以分包單位為主。在材料供應中需要由供應商完成，所以不同的參建單位之間如何密切配合與交流非常關鍵。通過VR/AR技術可以幫助參建單位對各個企業進行全面調整與分析，而且還能夠確保各單位之間的信息快速交換去滿足對各區域和專業風格的整體規劃設計，促進整個裝飾效果全面完成。

VR可以在真實的場景中疊加各種虛擬的對象，通過在建筑施工現場中利用AR技術，可以使得建筑施工設計完善，幫助平面數據信息獲得更真實立體模擬場景。在現場施工中可以有效減少組織施工和圖紙誤解，確保信息傳遞的整體效果，也可以避免施工人員反復對施工圖紙進行閱讀，減少了施工誤差，幫助施工人員加強施工管理，在施工現場應用AR技術時需要通過對施工人員進行培訓。幫助施工現場管理的效果有效提高。VR與建筑施工在建筑工程項目施工中要想合理應用VR技術，能夠確保整個建筑工程以更直觀的方式進行展示，優化施工組織設計效果[4]。

在建筑裝飾施工中，由于各種構件和管道設備之間經常會出現沖突碰撞，如果沒有正確的調整，很容易導致施工無法順利開展，嚴重影響了施工進度，傳統二維設計模式下建筑結構設備和裝修之間分別開展這種分散式的施工方案，很難保證對設計進行妥善優化，必然會出現沖突碰撞等情況。運用VR/AR技術可以實現各個構件之間的一體化建設，形成三維立體模型。在實際碰撞檢測中，只需要按照不同模型的類別進行分析，通過協作的碰撞檢查功能就可以快速對三維結構模型準確掃描與識別，判斷出現沖突的單元并快速形成相應的報告，滿足沖突管理的控制效果，圖源的重疊控制也會導致施工期間發生錯誤，所以幫助設計單位快速準確調整設計效果。在建筑裝飾設計中，不同燈光、材質、家具等細節會影響患者住院心情，針對這一情況在實際裝修設計中需要保證VR/AR技術的設計細節更加生動。為了滿足仿真設計的質量，充分運用達到照片級別的實感圖像，通過VR/AR技術有效處理，也能夠達到所見即所得的控制效果，使整個室內裝飾細節充分展示。

結語：

利用VR/AR技術在建筑工程施工建設中的合理應用，不僅可以通過三維圖形影像等實時觀測的方式，對整個工程項目方案進行全面的展示，也可以對整個軟件進行實時漫游，為不同部門進行設計交底提供重要依據。確保整個工程項目的施工設計管理水平全面提高，也可以保證提升建筑工程施工設計質量。

參考文獻：

[1]肖驍，常躍鐔.漫游動畫及VR沉浸式三維交互技術在工業項目上的應用研究[J].工程建設與設計，2020（21）：168-170.

[2]張馳.淺談互聯網環境對室內設計的影響——以VR技術在室內設計中的應用為例[J].明日風尚，2020（19）：59-60.

[3]潘奕.VR數字虛擬仿真教學在建筑空間設計中的應用研究——評《VR虛擬技術在文化藝術教學活動中的應用》[J].高教探索，2020（09）：136.

[4]張燁.VR虛擬現實技術在高校環境設計專業景觀設計課程實踐教學中的創新應用[J].建筑與預算，2020（10）：35-37.

作者簡介：

朱立強（1982.06.07），男，民族：漢，山東省樂陵市，學歷：本科，職稱：初級，研究方向：工程管理;

王瀚（1988.08.30），男，民族：漢，山東省青島市，學歷：大專， 研究方向：工程管理。