建筑設(shè)計中的數(shù)字手段與虛擬現(xiàn)實技術(shù)探討(1)

張柯

摘要：隨著建筑行業(yè)的不斷發(fā)展，為了能夠更好地提高建筑設(shè)計水平，將虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用其中，能夠讓人們有不一樣的體驗感，還能夠很好的減少建筑設(shè)計人員的工作內(nèi)容，提高建筑設(shè)計質(zhì)量，減少成本投入。

關(guān)鍵詞：建筑設(shè)計;數(shù)字手段;虛擬現(xiàn)實技術(shù)

引言

當(dāng)前社會水平的不斷提升，人們對于建筑的設(shè)計要求也在不斷增加。但是，如果想要滿足人們的多樣化建筑設(shè)計需求，建筑設(shè)計人員就需要能夠從多個方面來進(jìn)行分析，進(jìn)而設(shè)計出符合人們需求的建筑。而建筑設(shè)計本身涉及材料、設(shè)備等等因素，所以很多建筑設(shè)計都不能夠達(dá)到理想的設(shè)計效果。針對這種情況，建筑設(shè)計人員就應(yīng)該運(yùn)用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，發(fā)揮虛擬現(xiàn)實技術(shù)的功能，推動建筑行業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。

1數(shù)字技術(shù)與虛擬現(xiàn)實技術(shù)的定義

1.1虛擬現(xiàn)實技術(shù)

對于虛擬現(xiàn)實技術(shù)而言，是當(dāng)前一種較為先進(jìn)的技術(shù)形式，與網(wǎng)絡(luò)、多媒體共同為計算機(jī)技術(shù)的重要表現(xiàn)形式。這種技術(shù)是通過相應(yīng)的設(shè)備來對用戶的實際感受進(jìn)行反饋，進(jìn)而來完成三維建模和仿真，讓用戶能夠利用設(shè)備有一種身臨其境的感覺。所使用到的設(shè)備大多都是由頭盔、手套等。虛擬現(xiàn)實技術(shù)的最大特點就在于能夠直接和用戶進(jìn)行溝通，在虛擬現(xiàn)實技術(shù)的被幫助下，用戶能夠?qū)Ω鞣N虛擬事物進(jìn)行控制，比如汽車模擬駕駛，虛擬現(xiàn)實技術(shù)就會通過系統(tǒng)來將相關(guān)駕駛數(shù)據(jù)反饋給用戶，用戶能夠體驗到和真實情景一樣的駕駛感覺。

1.2虛擬現(xiàn)實技術(shù)的特征

虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以根據(jù)自身特質(zhì)制定優(yōu)良的技術(shù)模式，從而達(dá)到優(yōu)化設(shè)計的目的。虛擬現(xiàn)實技術(shù)具有真實的沉浸式、豐富的想象性、實時的交互性等特征。

1.2.1真實的沉浸式

沉浸感是讓客戶感受到真實的虛擬世界，可以通過計算機(jī)的輔助將場景參數(shù)模擬出來，而用戶則只需通過眼鏡或是頭盔等傳感工具的輔助實現(xiàn)真實場景的感同身受。從而通過自身感受來實際的表達(dá)和提議，使整體效率得到穩(wěn)步提升。虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以模擬真實世界，用戶能夠在虛擬世界中感受到與現(xiàn)實一樣的感覺，這種技術(shù)是對人類感官的全面模擬，能夠帶來極為真實的體驗。

1.2.2豐富的想象性

豐富的想象性是虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用的重要特點，基于這種特點能夠讓用戶充分感受到虛擬世界的真實感，并完全沉浸在其中。由于虛擬現(xiàn)實技術(shù)是一種模擬技術(shù)（未來事物或虛擬事物），因而用戶可以在實際的模擬場景中通過豐富的聯(lián)想開闊思維，使得創(chuàng)造力得到有效提升，達(dá)到建筑室內(nèi)設(shè)計的綜合效果，拓寬人們的認(rèn)知限度。

1.2.3實時的交互性

交互性主要指的是用戶能夠根據(jù)自己的需求對虛擬世界進(jìn)行操作，這種操作具有一定的實時性，通過對虛擬世界操作能夠獲得及時的反饋，常用的交互方式包括動作捕捉、觸覺反饋等。例如，在某個虛擬的場景中拿物體，這樣就可以使客戶感受到真正拿住物體的感覺，還能夠體驗物體自身的重量。

1.3數(shù)字技術(shù)

電子計算機(jī)和數(shù)字技術(shù)是科學(xué)技術(shù)的結(jié)合，借用建筑設(shè)計中必需的工具，以將語言、文本、音頻、圖像等信息轉(zhuǎn)變?yōu)榭杀挥嬎銠C(jī)識別的二進(jìn)制，做好還原、計算、存儲、處理和發(fā)送。諸如編碼、壓縮和解碼之類的信息也稱為數(shù)字技術(shù)或計算機(jī)數(shù)字技術(shù)，這些信息媒體（例如文本、音頻和圖像）存在常見問題，首先是溝通和交流困難，其次是信息太少。

2建筑設(shè)計中數(shù)字手段與虛擬現(xiàn)實技術(shù)的具體應(yīng)用

2.1互動設(shè)計的優(yōu)化

通過應(yīng)用計算機(jī)人機(jī)交互界面，可以實現(xiàn)各種綜合的計算機(jī)技術(shù)應(yīng)用。同時，使用語言和手勢功能，根據(jù)用戶需求設(shè)計不同的程序。在進(jìn)行比較的基礎(chǔ)上調(diào)整相關(guān)數(shù)據(jù)，對局部進(jìn)行合理的更改，并實時比較修訂前和修訂后的程序以選擇最佳解決方案。

2.2顯示建筑物的整體信息

典型的計算機(jī)設(shè)計技術(shù)應(yīng)用程序只能顯示建筑物的2D或3D空間效果。換句話說，只能表達(dá)有關(guān)建筑物的特定信息。它還提供了單一的視覺度量，設(shè)計人員和其他管理人員沒有完整的信息。因為它是方向信息，所以不可能準(zhǔn)確地了解設(shè)計特征和設(shè)計缺陷。虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以模擬一個完整的建筑模型，其中包括所有建筑參數(shù)信息，使設(shè)計人員、管理人員和用戶充分了解擬議建筑的信息內(nèi)容。

2.3應(yīng)用于建筑效果圖

在虛擬現(xiàn)實技術(shù)的運(yùn)用下，建筑效果圖是其中非常重要的一個方面：第一，能夠很好地明確建筑信息。建筑效果圖的特點就是能夠?qū)ㄖ木唧w數(shù)據(jù)和相關(guān)信息進(jìn)行有效呈現(xiàn)，在虛擬現(xiàn)實技術(shù)的幫助下，讓建筑數(shù)據(jù)可視化，保證各類建筑信息的有效體現(xiàn)。第二，立體呈現(xiàn)建筑設(shè)計效果。對于建筑設(shè)計效果而言，通過利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)立體呈現(xiàn)，不僅能夠?qū)嶋H內(nèi)容進(jìn)行技術(shù)反饋，而且還能夠體現(xiàn)出立體的效果，這樣的表現(xiàn)形式，也是虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用于建筑效果圖的重要體現(xiàn)。第三，優(yōu)化設(shè)計方案。通過提供直觀的建筑效果圖，能夠更好地讓建筑設(shè)計人員對建筑方案進(jìn)行優(yōu)化。在完成建筑設(shè)計后，通過了解建筑效果圖，來解決其中的一些問題。以往建筑效果圖都是平面圖，對于其中的問題并不容易看出，而通過利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)就能夠改變哪種情況，更好的直觀看到這些問題。第四，建筑空間體驗。建筑設(shè)計人員能夠通過使用VR設(shè)備來進(jìn)入到建筑效果圖中，了解建筑結(jié)構(gòu)，明確建筑細(xì)節(jié)，更好的保證建筑設(shè)計質(zhì)量。

2.4應(yīng)用于交互系統(tǒng)

虛擬現(xiàn)實技術(shù)并不需要過多的設(shè)備來進(jìn)行應(yīng)用，通過利用簡單的交互系統(tǒng)，就能夠為其構(gòu)建虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)，但是如果想要更好的體現(xiàn)虛擬現(xiàn)實技術(shù)的沉浸感，那么就必須有專門的設(shè)備來進(jìn)行，利用專門設(shè)備能夠讓建筑設(shè)計人員了解自己的設(shè)計內(nèi)容，并且系統(tǒng)會根據(jù)自身的情況來做出相應(yīng)反饋，建筑設(shè)計人員能夠很好地深入到建筑設(shè)計方案中，有利于優(yōu)化建筑設(shè)計人員的設(shè)計方案，幫助建筑設(shè)計人員更好的完善建筑設(shè)計方案。

2.5應(yīng)用于建筑施工中

從虛擬現(xiàn)實技術(shù)的實際應(yīng)用情況上來看，不僅僅會在設(shè)計環(huán)節(jié)有著很好的效果。在建筑施工方面也能夠很好地發(fā)揮著自身的作用，還能夠幫助建筑設(shè)計完成到建筑施工之間的聯(lián)系。隨著建筑行業(yè)的不斷發(fā)展，為了能夠更好地提高建筑設(shè)計水平，將虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用其中，能夠讓人們有不一樣的體驗感，還能夠很好的減少建筑設(shè)計人員的工作內(nèi)容，提高建筑設(shè)計質(zhì)量，減少成本投入。在應(yīng)用過程中，建筑設(shè)計人員可以利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)來了解施工方案，以及在施工過程中可能出現(xiàn)的問題，以便于提前做好準(zhǔn)備工作，減少問題對于建筑施工的影響，讓建筑設(shè)計方案能夠更好地落實到建筑施工中。

結(jié)束語

在建筑設(shè)計過程中，通過對數(shù)字手段與虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用，能夠更好地保證建筑設(shè)計質(zhì)量，讓設(shè)計人員能夠利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)來對設(shè)計方案進(jìn)行調(diào)整，保證設(shè)計方案能夠滿足人們的實際需求，推動我國建筑行業(yè)的穩(wěn)定向前發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]羅庭.探析建筑設(shè)計教學(xué)中虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用[J].數(shù)字化用戶，2018，24（25）：161.

[2]胡芹.建筑設(shè)計中的數(shù)字手段與虛擬現(xiàn)實技術(shù)[J].魅力中國，2016（46）：86.

[3]馬心將，張曉文，喬壯.虛擬現(xiàn)實技術(shù)在建筑設(shè)計中的應(yīng)用：以上海宛平劇院為例[C]//共享·協(xié)同：2019全國建筑院系建筑數(shù)字技術(shù)教學(xué)與研究學(xué)術(shù)研討會論文集，2019.

[4]林生文.建筑設(shè)計中的數(shù)字手段與虛擬現(xiàn)實技術(shù)[J].建筑與文化：學(xué)術(shù)版，2013（10）：269-270.

[5]劉賢梅，石楊，趙婭，等.基于虛擬現(xiàn)實的室內(nèi)仿真操作系統(tǒng)研究與應(yīng)用[J].計算機(jī)技術(shù)與發(fā)展，2020，30（01）：5-8