建筑方案优化设计中虚拟现实技术的运用范文

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摘要：当前我国城市化发展速度不断提升，其中越来越多的建筑被兴建起来，在建筑方案的设计过程当中，通过对虚拟现实技术的有效运用，实现对城市规划以及未来城市建筑发展方案效果的虚拟呈现，形成了一种具有可以直观感受到的视景图片，为建筑方案设计优化提出了高效的参考价值。本文就针对虚拟现实用于建筑设计方案中的关键技术进行了探讨，希望对我国城市建设发展提供借鉴。

关键词：建筑方案；优化设计；虚拟现实

伴随当前社会经济发展速度不断提升，科技水平也在慢慢发展，建筑艺术发展内涵，也就是建筑精神内涵受到了更多人广泛重视，并且在社会发展过程当中占有重要地位。在建筑方案设计过程当中，建筑师如何保证自己建筑设计意图更加的生动形象，同时实现更加直观性的展示给建筑评测专家，展示给大众来对其设计观念加以评点，真正实现自己在设计工作当中，有着一种身临其境的感觉成为设计重点，经过了长期的反思和总结之后，有效结合了计算机当中虚拟现实技术，为建筑设计方案建成之后所产生的视觉效果和评估方式带来了非常重要的辅助作用，这种工作在之前只能凭借着设计师主观上的经验来进行判断。在城市建筑发展过程当中，尤其是针对高层建筑来讲，对整体景观产生的影响是非常明显的，因此，做好建筑施工之前的方案优化设计具有非常重要的意义，本文就以我国某城市一处建筑方案设计中，对虚拟现实技术的有效运用进行分析。

一、建筑施工方案对虚拟现实技术适用的意义

在建筑设计方案的优化设计过程当中，一座建筑整体形象设计要是不过关，将会对一个城市的整体面貌产生不良影响，并且后续还会产生比较大的经济损失，因此，在建筑设计和规划当中，对建筑设计方案实施科学的评审以及优化就显得至关重要。传统形式下这项工作基本上采用的是缩小沙盘模型的方式，或者是依照所绘制出来的不同方向、建筑物设计图和实景图的方式来实施方案评审，伴随计算机技术的不断成熟，在三维图形技术、虚拟现实技术以及多媒体成像等高端技术的日渐成熟，使得在城市建筑发展过程当中，将城市建规划建筑设计方案实现仿真系统成为了现实。运用这种动态化仿真多媒体系统，可以实现更加逼真的虚拟设计方案，在建筑正式建立完成之后的一种高度仿真效果图，通过这种方式实现了建筑建成之后规划景观的效果，通过这种方式来帮助城市规划部门作出正确有效的评审与决策[1]。

二、虚拟现实用于建筑设计方案中的关键技术

在该城市的建筑方案设计过程中，所使用到的虚拟现实技术主要是传感器技术、计算机硬件、软件技术以及人类心理学等多学科相互结合的综合性比较高的技术，其中要想有效处理视觉、听觉、触觉以及各个方面感官的反馈，就需要通过多信息的方式来实现了技术特征的作用，通过这种方式来实现了系统之间的交互性，同时又可以实现高度镜像方针的方式，相关用户可以通过在虚拟场景当中，对其中对象所产生的作用的进行分析，虚拟场景针对用户来讲具有非常强的可操控能力，同时在想象力方面通过对虚拟现实的场景分析，可以最大程度上实现了对镜像主观上的按要求，进而形成了一种可以依照相关用户的本身意愿，形成一种主观意识上的理想环境。

（一）建筑外观和建筑周围环境的生成

建筑作为人们日常生活和工作的居住场所，在功能方面必须要充分满足人们的不同需求，也就是在建筑物的功能方面，决定了主要构成的结构；其次是建筑需要充分满足舒适性原则，重点要求尽可能在人们生活和工作当中，给人们带来一种更加舒适的感觉。但是建筑作为一种在物质与精神方面兼备的艺术作用，在建筑设计人员的主观意识方面属于一种真实的展现。建筑体的实际设计效果受到相关建筑设计人员的艺术修养、生活环境、余力以及专业知识水平等多方面因素限制，不同的建筑设计工作人员，针对同一种建筑的设计工作，在风格方面存在一定的问题，同时设计风格与周围环境的协调方面也存在一定的差异性。通常在虚拟现实技术主要被用在建筑设计方案的视觉法效果方面，主要是针对建筑设计方案与周围环境相互之间的集合模型建立，通过对光照模型、形状质感以及阴影生成等方面[2]。

（二）建筑方案虚拟环境漫游

通过对虚拟现实技术具备的交互性，对视觉景观设计过程当中形成的时效性提出了更高的要求，这不但要求硬件系统具有非常强的计算能力与高性能的计算能力，并且还要求计算机软件的性能、场景图以及数据库等结构方面，都提出了非常高要求。在输入设备方面，可以使用带有方位跟踪器的偷窥显示器的方式，通过对其中的数据、虚拟软件中所运用的运动模型的运用下，用户可以非常方便实现了对虚拟长江当中，具有比较强大沉浸感漫游。相关用户在虚拟空间中的漫游，主要感觉就是在建筑方案落后之后，在空间中实现了游走观看的方式，从中可以看出在地板纹理不管是大理石还是花岗岩，都可以看出墙壁铺贴上贴的是墙纸还是瓷砖，通过这种方式可以直接触摸到模板的实际弹性，甚至还可以在虚拟场景当中体验到走廊当中真实脚步声音的回荡[3]。

（三）虚拟现实技术和人体工程学的有效结合

在对该城市建筑进行设计过程当中，通过对人体工程学的运用，有效衡量了建筑方案是否更加合理的状况，尤其是针对室内空间当中，通过科学规划方面的人体工程学的运用，首先需要考虑的是在人体工程学中，重点还是要让人们充分适应周围环境，这对建筑工程设计方案的优化具有非常重要的现实意义。通过对以上的问题的描述，通过对传感器设备的运用和优化，实现了自己在现实时空中的行为，通过本身用户化身成为映像的方式，传递给了虚拟环境当中，反之也是如此，用户化身在虚拟现实的环境交互性作用当中，起到了一种中间媒介的作用[4]，同时在建筑方案的虚拟设计工作当中，通过人体工程学的发展，主要还是通过用户本身来加以实现的。通过对方位跟踪器当中所具备的测量功能，对用户行为尺度范围实施了准确的数据收集，并且映射给了虚拟空间当中，在虚拟空间中的几何体的转变，要求在碰撞检测的方式上，对传感器中力的反馈技术加以实现，同时人们可以在充分感受到了系统内部的反馈触觉之外，还可以直观的感受到建筑设计内部环境的变化，这对建筑设计方案的虚拟设计方案中合理运用人体工程学的效果有着非常明显的帮助[5]。

三、结束语

通过本文对建筑方案优化设计中虚拟现实技术的应用和分析，从中可以总结出在当前得城市建设发展过程当中，对建筑设计各个方面性能要求不断提升，不但要求建筑需要充分符合人们生活和居住的需求，同时还需要满足城市景观设计要求，通过对虚拟现实建筑的有效运用，结合了计算机系统将这种建筑设计方案进行仿真，实现了将建筑成型之后的状态提前呈现在人们面前，并且对其中存在各个方面进行完善，通过这种方式保证建筑方案设计的科学性。

参考文献：

[1]袁雪.虚拟现实技术在现代大学校园设计中的应用研究[D].河北工程大学,2018.

[2]郭文强.基于“BIM+VR”的建筑可视化设计方法及应用研究[D].北京交通大学,2017.

[3]李思凯.探求三维软件虚拟现实技术在室内外设计中的应用[D].武汉纺织大学,2017.

[4]杜沛沛.福州西洋地铁车站施工方案虚拟集成优化方法研究[D].石家庄铁道大学,2017.

[5]许溪.基于虚拟现实技术（VR）的公众参与方法在城市设计中的应用研究[D].广西大学,2016.

作者：李耕陶 单位：中航长沙设计研究院有限公司