虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

1、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用作者：未知 發(fā)布時(shí)間： 2006-10-6虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用摘要： 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是一項(xiàng)綜合性建筑設(shè)計(jì)方法，減輕設(shè)計(jì)人員勞 動(dòng)強(qiáng)度，縮短設(shè)計(jì)周期，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量，節(jié)省投資。設(shè)計(jì)者設(shè)計(jì)的 建筑物與工程單位可在萬維網(wǎng)上相互溝通交流。關(guān)鍵詞： 虛擬現(xiàn)實(shí) 建筑設(shè)計(jì) 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) 建筑物1 前言計(jì)算機(jī)技術(shù)用于建筑設(shè)計(jì)已有多年，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（ CAD ） ， 要是幫助設(shè)計(jì)者把設(shè)計(jì)、計(jì)算、畫圖、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和處理等繁重工作 交給計(jì)算機(jī)完成，而設(shè)計(jì)者把主要精力用于創(chuàng)造性構(gòu)思。計(jì)算機(jī)產(chǎn) 生的設(shè)計(jì)結(jié)果，可通過圖形設(shè)備向設(shè)計(jì)者展示，并可模擬，允許設(shè) 計(jì)者作出修改。虛擬現(xiàn)實(shí)（簡稱

2、 VR ） 技術(shù)能創(chuàng)造身臨其境的感 虛擬現(xiàn)實(shí)也稱虛擬環(huán)境或虛擬真實(shí)環(huán)境，是迅速發(fā)展的一項(xiàng)綜合性 計(jì)算機(jī)、圖形交互技術(shù)，它集成了計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、多媒體、人工智 能、多傳感器、網(wǎng)絡(luò)并行處理，利用計(jì)算機(jī)生成的三維空間形象實(shí) 現(xiàn)的目標(biāo)合成技術(shù)，通過視、聽、觸覺，以圖表及動(dòng)畫方式呈現(xiàn)， 讓觀看者“眼見為明”。它改變了傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)被動(dòng)靜態(tài) 的信息傳遞方式。它的特性包括： ( 1) 交互性( interactive) ； (2) 想像性( imagination) ； (3)沉浸性( immersion) . 虛擬現(xiàn) 實(shí)就建筑視覺模擬的可行性而言，應(yīng)用領(lǐng)域可包括：建筑物模擬、 室內(nèi)設(shè)計(jì)模擬、城市景觀模

3、擬、施工過程模擬、物理環(huán)境模擬、防 災(zāi)模擬、歷史性建筑模擬等。在建筑設(shè)計(jì)中既要進(jìn)行空間形象思 維，又要考慮到以用戶的感受為核心，是一連串的創(chuàng)新過程，包括 規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建設(shè)施工、維護(hù)等。巨大的成本和不可逆的執(zhí)行程 序，不能出現(xiàn)過多的差錯(cuò)，虛擬現(xiàn)實(shí)是一種可以創(chuàng)造和體現(xiàn)虛擬世 界的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，虛擬世界是整體虛擬環(huán)境或給定仿真的對(duì)象的全 體，充分利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和虛擬現(xiàn)實(shí)，可減輕設(shè)計(jì)人員的勞動(dòng) 強(qiáng)度，縮短設(shè)計(jì)周期，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量，節(jié)省投資。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在 建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)用廣泛。2 展示建筑物的整個(gè)信息 現(xiàn)階段的二維、三維的表達(dá)方式，只能傳遞建筑物部分屬性的信 息，并且只能提供單一尺度的建筑物信息，使用虛

4、擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可展 示一棟活生生的虛擬建筑物，使人產(chǎn)生身臨其境之感，設(shè)計(jì)不僅僅 是設(shè)計(jì)者的事，住戶、管理部門都可起到輔助決策的作用。3 遠(yuǎn)距離瀏覽設(shè)計(jì)者設(shè)計(jì)的建筑物與工程單位可以相互溝通交流，通過萬維網(wǎng)達(dá) 到遠(yuǎn)距離瀏覽，也可以以計(jì)算機(jī)語言開發(fā)與虛擬現(xiàn)實(shí)造型語言整 合，虛擬現(xiàn)實(shí)用于 Internet 網(wǎng)中提高其普遍性與實(shí)用性。4 實(shí)時(shí)多方案比較在建筑設(shè)計(jì)過程中，一般都會(huì)對(duì)設(shè)計(jì)的建筑物提出不同的設(shè)計(jì)方 案，對(duì)未來建筑物的形象做多種設(shè)想，在虛擬的建筑三維空間中， 可以實(shí)時(shí)地切換不同的方案，在同一個(gè)觀察點(diǎn)或同一個(gè)觀察序列中 感受不同的建筑外觀，這樣，有助于比較不同的建筑方案的特點(diǎn)與 不足，以便進(jìn)一步進(jìn)行決

5、策。事實(shí)上，利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)不但能夠 對(duì)不同方案進(jìn)行比較，而且可以對(duì)某個(gè)特定的局部作修改，并實(shí)時(shí) 地與修改前的方案進(jìn)行分析比較。1 2 下一頁 本文關(guān)鍵詞： 虛擬現(xiàn)實(shí) 建筑設(shè)計(jì) 計(jì)算機(jī) 輔助設(shè)計(jì) 建筑物 相關(guān)文章列表：塊域設(shè)計(jì) -城市設(shè)計(jì)與建筑設(shè)計(jì)的中介 談建筑設(shè)計(jì)質(zhì)量的優(yōu)化管理 用 Excel 進(jìn)行分步成本核算 計(jì)算機(jī)軟件保護(hù)之專利模式探討 論別墅價(jià)值計(jì)算機(jī)技術(shù)在 GHH 風(fēng)機(jī)中的研究與應(yīng)用 基于ii C/OS的嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用開發(fā)研究 再論“空間句法”中文全文信息檢索系統(tǒng)中索引項(xiàng)技術(shù)及分詞系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)搭建基于 Linux 桌面環(huán)境的影音平臺(tái)如果覺得本篇論文可以，點(diǎn)擊收藏本文！虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在建筑

6、設(shè)計(jì)中的應(yīng)用5 專用的人機(jī)接口交互人機(jī)接口是使用者與計(jì)算機(jī)溝通的橋梁，它是代表使用者意圖的轉(zhuǎn) 換及計(jì)算機(jī)程序的執(zhí)行，良好的人機(jī)接口的建立，可減少使用者對(duì) 系統(tǒng)的學(xué)習(xí)時(shí)間和增強(qiáng)系統(tǒng)的使用效率。在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)建筑設(shè)計(jì) 中，必須有特定的人機(jī)接口模式：（ 1） 使用者模式。使用者直接進(jìn)入虛擬現(xiàn)實(shí)中，進(jìn)行觀測(cè)與互動(dòng) 操作，以第一人稱的觀測(cè)方式，進(jìn)行虛擬現(xiàn)實(shí)的沉浸觀察，隱藏的 接口，只有在使用時(shí)才出現(xiàn)； （2） 代理者模式。在虛擬現(xiàn)實(shí)中，常因沉浸環(huán)境與現(xiàn)實(shí)環(huán)境的感 性差距，而造成空間迷失現(xiàn)象，以至于使用者無法掌握虛擬現(xiàn)實(shí)中的狀態(tài)，以空間代理者的虛擬環(huán)境信息的提供，以第一和第二人稱的觀察方式，進(jìn)行虛擬環(huán)境中

7、的觀測(cè)； （3） 監(jiān)控模式。使用者以第三人稱的方式，監(jiān)控虛擬現(xiàn)實(shí)中所有 的現(xiàn)實(shí)狀態(tài)，并進(jìn)行虛擬物的監(jiān)視與控制，而接口的產(chǎn)生與虛擬現(xiàn) 實(shí)的種類并無絕對(duì)的關(guān)系；（ 4） 浸入操作模式。將控制虛擬現(xiàn)實(shí)物的接口，置于虛擬現(xiàn)實(shí) 中，以進(jìn)行仿真式的操作模擬，使用者以第一人稱的操作方式，對(duì)虛擬物進(jìn)行控制。從系統(tǒng)整合的觀點(diǎn)來分 析建筑設(shè)計(jì)，系統(tǒng)的接口連結(jié)不當(dāng)，影響設(shè)計(jì)質(zhì)量和施工程序。虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)基本上有兩種：模型式和圖像式。以模型式虛擬現(xiàn) 實(shí)，以虛擬現(xiàn)實(shí)造型語言（簡稱 VRML ） 為主要描述語言，使得建 筑設(shè)計(jì)可用計(jì)算機(jī)進(jìn)行三維建模，利用效果圖和三維施工圖與資料 庫，并利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)連結(jié)到資料庫作為實(shí)時(shí)模

8、擬操作。虛擬現(xiàn) 實(shí)造型語言，可用來在萬維網(wǎng)（ 3W ） 中定義與更多信息相關(guān)聯(lián)的 三維世界的布局和內(nèi)容，使之能夠在一個(gè)交互的三維空間中很容易 地被表達(dá)出來。當(dāng)虛擬現(xiàn)實(shí)造型語言瀏覽器啟動(dòng)后，它會(huì)將虛擬現(xiàn) 實(shí)造型語言中的信息解釋成虛擬現(xiàn)實(shí)造型語言空間中的建筑物的幾 何形體的描述，一旦 VRML 空間被用戶的瀏覽器解釋，它將提供實(shí) 時(shí)顯示，一秒鐘可以顯示多次，這樣，用戶的機(jī)器上將會(huì)有一個(gè)活 動(dòng)的場(chǎng)景。6 應(yīng)用實(shí)例荷蘭的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)起步較快， Eindoven 大學(xué)的 Calibre 研究院已用 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)和咨詢，他們開發(fā)的軟件包由一組類 CAD 的 函數(shù)組成，稱為 CAAD 軟件，為建筑結(jié)

9、構(gòu)的創(chuàng)建、修改和可視化提 供了工具包， 它支持 Auto CADDXF 文件的輸入輸出，而且能夠用 于虛擬環(huán)境中增加動(dòng)畫和對(duì)象的動(dòng)態(tài)行為。已用該系統(tǒng)模型化了一 座小城市，具體目標(biāo)是在河中小島上設(shè)計(jì)一棟博物館。這座城市由 好幾百棟建筑物組成，坐落在河邊斜坡上，可以俯瞰小島。首先， 數(shù)字化該城市的地圖，創(chuàng)建基本的 Auto CAD 模型；其次，按真實(shí) 三維位置安排每棟建筑物，同時(shí)也考慮山坡的輪廓；再次，加上建 筑細(xì)節(jié)，如門框和窗框設(shè)計(jì)，以便標(biāo)準(zhǔn)地表現(xiàn)該城市的美學(xué)特征。 該應(yīng)用實(shí)例讓人們領(lǐng)略了該領(lǐng)域和他們所取得的成果。在美國洛杉磯和費(fèi)城的虛擬建筑三維模擬系統(tǒng)被認(rèn)為是全球最成功 的虛擬建筑模擬系統(tǒng)之一

10、。各國對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)都在研究和應(yīng)用， 我國也一樣，在虛擬世界建筑方面，都已制作和展示了復(fù)雜的虛擬 世界模型。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)所涉領(lǐng)域十分廣泛，技術(shù)潛力巨大，在建 筑設(shè)計(jì)中應(yīng)用前景廣闊，但軟硬件投資巨大，可重復(fù)性低，如計(jì)算 機(jī)輔助設(shè)計(jì) / 制造數(shù)據(jù)庫 / 計(jì)算機(jī)輔助工程，多媒體 / 臺(tái)式視頻，圖形 藝術(shù)，形象 /動(dòng)畫制作，科學(xué)可視化，實(shí)時(shí)模擬等的硬件價(jià)格很高。7 結(jié)語總之，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用隨著網(wǎng)絡(luò)的發(fā)達(dá)及計(jì)算機(jī) 軟硬件的進(jìn)展，應(yīng)用層面會(huì)更廣，成長幅度會(huì)更大。網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)谋?捷與快速處理，利用計(jì)算機(jī)科技來呈現(xiàn)建筑設(shè)計(jì)成果，已成為新的 趨勢(shì)，而且技術(shù)日新月異。上一頁 1 2本文關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實(shí) 建筑設(shè)計(jì) 計(jì)算機(jī) 輔助設(shè)計(jì) 建筑物相關(guān)文章列表：塊域設(shè)計(jì) -城市設(shè)計(jì)與建筑設(shè)計(jì)的中介