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建筑虚拟现实技术范文1
关键词：虚拟现实技术；建筑景观设计；应用
虚拟现实技术是当今世界使用范围非常广的一门高科技技术，它是一种利用计算机生成虚拟世界，并使人们进行虚拟体验沉浸到虚拟环境中的计算机仿真系统。虚拟现实技术是仿真技术与计算机图形学、人机接口技术、多媒体传感技术、网络技术等的几何。它能够通过视觉、听觉、嗅觉、味觉以及触觉等多种感觉进行实时模拟和交互，并在多个方面都有应用，例如医疗、航空、交通、教育、文化、城市设计及建筑等，对社会进步和人们生活质量的提高起到很大的促进作用。它具有沉浸性、交互性和想象性三个特点。
1虚拟现实技术的分类
虚拟现实技术是一项划时代的技术。根据其“沉浸”程度和交互程度的差异，可以分为四种类型。
1.1沉浸式虚拟现实系统
该系统是一种比较高级的虚拟现实系统，它能够为用户带来置身于真实世界的体验，使用户沉浸其中。该系统的优点是沉浸性高，缺点是价格昂贵。
1.2桌面式虚拟现实系统
该系统将计算机屏幕作为用户与虚拟世界产生交集的工具。它的设备是初级图形工作站或个人计算机，采用自然交互技术、立体图形等，产生三维立体空间的交互场景。该系统技术简单、实用性强、成本低，因此应用较为广泛。
1.3增强式虚拟现实系统
该系统能使用户既可以看到真实的世界，也可以看到叠加在真实世界上的虚幻因素。也就是说同时将真实与虚幻结合起来，创造出似真似幻、亦真亦幻的世界。
1.4分布式虚拟现实系统
该系统是将在不同位置的用户或将多个虚拟世界通过网络连接起来，实现资源和信息共享的系统。它是虚拟现实技术应用的新境界。
2虚拟现实技术在建筑景观设计中的应用优势
虚拟现实技术这一概念从提出到现在，虽然只有短短的不到二十年时间，但却为人类各个领域的发展开辟了广阔的天地。其中，虚拟现实技术在建筑景观设计中有着非常明显的优势。
2.1能够创造虚拟世界
虚拟现实技术能够创造和体现虚拟世界。将虚拟现实技术应用于建筑景观设计中，能够使设计过程可视化，建筑师能够产生一种正在身处设计场地的感觉，并对建筑物的布局、功能、优缺点等有详细的了解，从而设计出更加科学的图纸。
2.2拥有强大的图形处理能力
虚拟现实技术拥有强大的计算与图形处理能力。它最大的特点是能够脱离原物体而对其视觉、嗅觉、听觉等进行具体表现。例如在对已经被毁坏的建筑群进行复原设计时，就可以利用该技术对这些已经不存在的建筑进行复原。
2.3能够对复杂的施工方案进行计算
利用该技术能够在虚拟环境下对待建场地、周围场景、机械设备、结构构件等进行创造，形成三维模型，并且模型具有动态性能。然后使模型进行虚拟的模拟操作，如此即可对复杂的施工方案中的具体情况进行观察，并对不合理的地方进行修改。
3虚拟现实技术中制约其在建筑景观设计中的应用因素
1）在目前的技术条件下，所使用设备的性能及种类等都远远没有达到虚拟现实技术所定义的标准，使得虚拟现实技术的许多功能都无法实现。而且所使用的设备及软件等价格昂贵，在许多建筑院校都经费缺乏的情况下，虚拟现实技术的应用受到了限制。2）虚拟现实技术是与计算机紧密相连的，因此在进行应用时，会涉及到一些非常专业的计算编程方面的知识。但绝大部分建筑设计人员并没有计算机编程的基础，而专业的编程人员又对建筑方面的知识一知半解，限制了虚拟现实技术的应用。3）虚拟现实技术的一部分理论的算法并不是很成熟及完善，阻碍了它的应用。例如快速生成立体图的技巧、虚拟图像生成的算法等。而且一部分实时效果的实现并不理想，例如对光照的模拟。此外，虚拟现实技术的专业性过强，与传统的计算机辅助建筑设计工具并没有实现很好的连接。4）虽然现阶段提倡建设信息化和数字化社会，但建筑学院的教学中对数字建筑和信息建筑的教学水平较低，大部分都停留在传统绘图或CAAD制图阶段，相应的使用虚拟技术进行绘图及设计的课程并不多见，并且对相关的计算机技术等也没有系统的介绍。
4虚拟现实技术在建筑景观设计中的应用
虚拟现实技术在建筑景观设计中的应用是多方面的，例如文化遗产的复原、新型建筑物的设计、城市规划、建筑教育以及其他方面的使用。
4.1文化遗产的复原
文化遗产一般由于经历了漫长的历史的风霜雨雪，因此变得残破甚至消失。虚拟现实技术能够在现有技术的基础上对文化遗产的原貌进行修复，或对已经消失的文化遗产进行创造，使人们能够看到它们当时的风貌。例如在对残破的古村落进行修复时，可按照以下流程进行。
4.2新型建筑物的设计
新型建筑物设计是相对于建筑复原而言的。新型建筑物的设计既要进行形象的空间思维，又要将用户的感受考虑进去。而且一旦开始施工所产生的成本都是不可逆转的，因此对设计的准确性提出了很高的要求。虚拟现实技术能够创造出一个真实的场景，使设计师产生一种身在待建场地的感觉，极大的增加了设计的准确性、科学性及可行性，同时节省了时间及设计成本，并提高了设计质量。
4.3城市规划
虚拟现实技术在城市规划中的应用非常广泛，例如制作大比例尺的城市模型、对城市的环境及规划进行考虑等。在城市规划中使用虚拟现实技术，能够将各种设计方案与现实环境融入起来，且能够观察出设计方案对现实环境的影响，从而对方案的合理性及科学性进行评估，最终缩短设计时间、节约设计成本，同时提高设计的可行性及建成之后的美观度。此外，虚拟现实技术还在建筑教育以及其他领域都有较为广泛的应用，促进了这些领域的发展。
5结语
综上所述，虚拟现实技术对各个行业的发展都起着重要的推动作用。但目前该技术受自身一些缺陷及技术方面的制约，使其作用的发挥受到阻碍。因此要加大对相关技术及设备的研究力度，使虚拟现实技术能够更好的为社会进步和人们生活质量的提高做出自己的贡献。
作者:曹晓丽 潘颖 单位:兰州文理学院数字媒体学院
参考文献
[1]常林梅.虚拟现实技术在建筑景观设计中的应用研究[J].数字技术与应用，2014,（8）
[2]陈薇,冯炜,焦泽阳等.虚拟现实技术与沿江景观研究[J].建筑学报,2011,(6)
建筑虚拟现实技术范文2
关键词：虚拟技术；古建筑；复原
虚拟现实技术是由计算机本身进行的模拟，在模拟条件下创造一个虚拟的三维空间，三维空间是一个现实世界的抽象，加上设计师的构想结合，在电脑屏幕上形成一个高度模拟现实世界的人和环境的虚拟仿真技术。这种技术可以让人们的视觉、听觉和动作在现实世界中被感知。虚拟复原技术把文本描述抽象构成一个三维空间模型模拟,可以大大提高建筑建模设计效率和质量水平。由于现代建筑技术的快速发展,虚拟现实建模技术的发展创新,为建模领域的古代建筑提供了技术支持,由于资源的稀缺性,建筑不能被复制和其他原因,所以需要实现一个完整真实的古代建筑就需要虚拟现实建模,基于虚拟现实技术的形式全方位展示建筑，相比较一个简单的二维模型的古代建筑,有很大的优势。古代建筑建模是一项综合技术,在实际应用过程中,要做好相关辅助工作,确保建筑的质量建模和实际效果。
一、计算机虚拟现实技术
美国在1989年提出了一项新的计算机技术改革，即计算机虚拟现实技术（VirtualReality），虚拟现实技术的概念是：以计算机为基础，借助计算机来建构现实中的物体。将虚拟现实技术应用到虚拟环境，用户在虚拟出来的环境中可以看到自然的相互作用，当然，一些三维设备和传感设备在此项技术中也是不可或缺的。可以从3个方面来分析虚拟现实技术的应用：二是人眼看不到实物，但是在现实中却存在的事物，例如化学分子结构以及空气等；三是人眼可以看到，但是现实中客观不存在的事物，例如网络技术虚拟场景。虚拟现实技术有以下几个主要的特征：基本特征是技术的交互性，主要是用户通过虚拟环境中有意识的操作，通过传感器的传输来和虚拟环境中的对象产生交互作用。例如用户可以通过自己在虚拟环境中有意识的操作来控制虚拟环境中建筑的构建。第二个特征是构想性。虚拟现实技术是由虚拟现实环境创造的单位的味觉、嗅觉、触觉和力反馈系统的结合，有利于人们在虚拟环境操作的这一过程中积累知识，让人们在操作的过程中能够理性的去思考认识这项技术，以便于更好的去改进和完善。；三是存在性，这一项特征主要是为用户有一个更好的体验而设置的。用户和虚拟环境之间有一个交互性，用户被允许进入到虚拟环境中，在复原的虚拟环境中提高用户的认知能力，有一个更好的感官接触。
二、计算机虚拟现实技术在古建筑数字化复原中的应用分析
虚拟技术的应用程序包括一个广泛的领域,例如航空、铁路、建筑、土木工程、科学计算、医疗、军事、教育、娱乐、艺术、体育等领域。虚拟现实技术已经很发达,计算机虚拟现实技术在数字古建筑的修复应用已经越来越多。计算机虚拟现实技术应用到数字恢复古代建筑主要涉及三个方面:
1、制定具体的复原设计方案
虚拟现实技术在古建筑修复中的应用需要修复工作工程开展前进行规划，以保证科学性和合理性的设计：首先确定虚拟现实技术的选择以什么样的方式进行，然后确定选择图片浏览还是三维体验。第二要考虑制定显示平台复原执行计划要合理，全面考虑项目的实际情况，从规划好的复原设计要求，选择虚拟作品的尺寸，分辨率的要求等，让作品有一个更好的完善度。
2、中期制作过程
本部分主要是采用虚拟复原技术来构建古建筑的前期准备，这个过程主要包括：准备的过程包括：1)对古建筑遗址实地考察，测量复原古建筑时需要的准确的基本数据，对古建筑的基本情况有一个大概的了解。测量偏重于古代建筑平面、高程数据等，在测量过程中周围环境数据因素也要考虑进去。2)拍照分析，测量中要用照片的方式来记录，但要注意拍照时选取的角度以及清晰度，避免拍照时曝光过度；3)对这方面的详细数据进行分析研究，并进行归类分析和总结。在三维模型模型的制作过程中，要考虑多方面的因素，在制作过程中，尽量用简洁的方法来做出最好的效果，来展示模型复原的最佳性能；4）场景贴图、现场照明和烘培处理。由于古建筑长时间的经历风吹日晒，导致表皮颜色失去了原有的色彩，为了让复原时的效果更完整，所以在使用拍摄的照片时不能直接使用，要进行一定的处理，例如恢复颜色、质地、对比度等，更好的服务虚拟复原模型；5）是虚拟漫游,交互式合成。特别是在虚拟漫游、交互式合成,应注意的逻辑程序或模块的交互。
3、虚拟古建筑复原后期制作
这一阶段主要是为了测试虚拟现实系统的构建效果,为了验证看系统是否具旅游稳定性和兼容性。具体的测试方法是:由不同的用户在不同的操作系统中用不同的硬件配置来测试系统性能。
4、某古建筑虚拟现实技术的实例应用
修复古建筑利用虚拟现实技术将3dsMax软件用Visualvrp7代码的构造。在现场完成资料准备好后，构造虚拟的现实。1）贴图烘焙。在复原的整个过程中最关键的一环就是贴图烘烤，所以在具体的重建过程中要特别注意。由于整个古建筑都有一些数据模型。因此，有必要对模型的烘烤过程中考虑格式的特殊性：首先，由于不同的数据模型的图像格式和要求是不同的，所以需要采取相同的地图烘烤处理格式的要求。例如，选择建筑完成的格式，你要选择建筑完成的格式，从而达到数字修复的要求；其次，为了实现真正的复原效果，在项目进行时要进行逐一归类。2）图片优化。在虚拟现实软件加载到内存的映射,运行的流畅和计算机内存之间的关系是重要的,为了让虚拟现实软件在运行中不出现问题，所以在虚拟现实软件要将要优化的对象映射在软件中，用虚拟现实软件优化映射被占用压缩图片的方式，以减少内存。为了节省内存，通常需要对图片进行压缩。微软的DXTC（DirectXTextureCompression）对图片进行最高6:1的压缩，效果良好，所以目前多被使用。
三、摄像机交互式设计
在使用虚拟现实技术来构建场景环境时时，需要使用相机的功能，特定的相机位置一般位于顶部，以便于观看到整体环境效果。但是在实际操作过程中，摄像机的位置摆放也不是固定的，要根据执行过程中的实际需要来进行位置设定。环形交互、鸟瞰交互和自由交互都是在相机主摄像头交互设计的范围。当然，不管是什么样的相机交互设计，都需要特定的函数使用内置的Virtools模块编程来控制相机,使用该程序模块编程键盘按键切换标签,激活不同的相机,允许用户操作虚拟复原系统的同时切换激活不同的相机。交互设计：在以上步骤操作完成后，需要进行下一步的交互设计，第一步是将角色和构造的虚拟环境相匹配，同时，角色大小应根据场景的变化而调整大小，以达到古建筑呈现效果和谐融洽。第二步是通过系统编程模块实现信息控制命令，便于信息的控制。第二步是通过系统编程模块实现信息控制命令。
四、结语
总之,虚拟现实技术的应用提高到古代建筑遗产的保护和古建筑的修复,具有重要现实意义,提高古建筑保护的科学程度,通过虚拟现实技术在古建筑的整体环境恢复计划起到良好的保护作用,所以虚拟现实技术的使用是对中国古建筑的保护一个重要的措施。
参考文献
建筑虚拟现实技术范文3
［关键词］建筑历史教学；建筑历史专业；虚拟现实技术
虚拟现实是“VirtualReality”的译称，简写为“VR”。它利用计算机硬件和软件，虚拟构筑现实生活中或者人类所设想的各种场景和事物，并通过视觉、听觉、触觉等多种方式来让人感知和理解世界。虚拟现实从来不是一种单一的技术，而是由多种技术集中作用的结果。［1］虚拟现实以其视觉表达的直观性和空间体验的高度仿真性，已应用到影视、医疗、娱乐、旅游、教育等各个领域。由于建筑学专业天然的创新性和对空间塑造的内在虚拟性，虚拟现实技术在建筑专业教学中也具有广阔的应用前景。建筑历史是建筑学专业课程体系的重要组成部分，主要包括中国建筑史、外国建筑史以及区域建筑史等课程，对提高学生人文素养、强化学生建筑文化认知和让学生理解建筑发展演化的内在逻辑起着重要作用。当前，建筑学专业的设计类课程中已应用了类似的或者较为初级的虚拟现实技术，其主要方式是设计者利用各种软件建立数字模型，虚拟构筑自己的设计方案，并在电脑上加以展现，从而更直观地获得空间感受，分析其优劣，促进后续的修改和完善，而在建筑历史的教学过程中，虚拟现实技术应用得相对较少。事实上，作为日益成熟的技术，虚拟现实在建筑历史教学中同样具有较高的应用价值。
一、当前建筑历史教学中存在的若干问题
建筑历史类课程主要分析历史上出现过的各种建筑思想和理论、著名的建筑师及其作品以及建筑与当时的社会政治、经济、文化之间的关联，认识各种建筑在不同地域文化中的表现方式，加深学生对建筑地域性、文化性和时代性的理解，属于建筑学专业的核心课程。然而，由于各种原因，当前学生对建筑历史类课程的学习兴趣普遍偏低，学习效果总体不佳，其教学存在以下几个方面的问题。第一，建筑历史课程的理论性较强，涉及的学科较多，对学生的人文素养要求较高，在教学过程中，不少学生因学习困难而失去兴趣。在当前的高等教育招生制度下，建筑学专业考进来的学生都是理科生，文史知识相对缺乏，有些学生连基本的中国朝代的更迭顺序都未掌握。学生学习这门课程，仅仅是因为教学安排上的要求，甚至部分学生对历史学根本就没有兴趣，这样是很难学好建筑历史类课程的。第二，受当前建筑教育重视设计教学的影响，加上巨大的就业压力，大部分学生很自然地认为建筑学就是做设计，学习的功利性较为突出，对提高设计能力有帮助的课程就认真学，没有直接帮助的就不用心学。而建筑历史类课程对设计能力的直接提高作用不明显，这些历史建筑也与学生的设计作业、设计任务没有直接的关联，因而学生失去了学习的动力和探讨的兴趣。第三，建筑历史类课程主要的教学内容是人类历史长河中的经典建筑。然而，这些著名的建筑分布在世界各地，学生难以亲临现场领略建筑的魅力，就算是中国建筑史中的经典案例，由于实地参观的经济和时间成本太高也难以实现。［2］这对以空间研究为主的建筑学专业学生而言，即使能够亲临极少部分建筑，也必然会花费大量的时间和精力，学生缺乏亲身的体验，教学效果自然大打折扣。建筑历史课程作为建筑学专业的核心类课程，理应在教学过程中受到重视。上述问题主要包括学生基础知识薄弱、思想认识存在偏差以及空间体验欠缺等多个方面，但它们都导致了一个共同结果，那就是学生的学习兴趣不浓，因而当前建筑历史教学最直接的目标是提升学生的学习兴趣。基础薄弱可以加强，思想存在偏差可以纠正，空间体验欠缺该如何改善？虚拟现实为我们提供了一个很好的选择，它最大的优势就在于可以让人们感觉身临其境，它可以使学生进入立体的、抽象的世界，能提供“情境化”教学［3］，极大地增强空间体验感，提高学生的学习兴趣。
二、虚拟现实技术在建筑历史教学中的适用性
从本质上讲，虚拟现实属于技术手段，而一种教学技术能否成功应用的前提在于它是否能有效地实现教学目标，提高教学质量。笔者以为，虚拟现实技术在建筑历史课程的教学活动中具有广泛的应用前景，这种前景是由建筑历史课程与虚拟现实技术之间的共同性和互补性决定的。首先，建筑学与虚拟现实技术之间存在着共同性。建筑学是关于空间的研究，而虚拟现实是关于空间的展现，两者关注的都是空间，共同为创造和体验空间提供条件。这是它们之间最大的也是最直接的结合点，或者说，建筑在建造出来之前，在图纸上即是一种虚拟的空间，而虚拟现实技术所带来的空间体验正好可以优化和完善现实生活中即将建造的建筑。相对于其他专业，建筑学与虚拟现实技术天然地结合在了一起。其次，建筑学与虚拟现实技术之间存在着互补性。虚拟现实技术需要在各个领域中不断地得到应用，才会具有长久的生命力，而建筑历史教学由于面临现实的困境，也急需有效手段加以改进。这种互补性具体表现在建筑历史教学中经典建筑的现实不可达性和虚拟现实技术的任意空间的可塑造性，即利用虚拟现实技术可以将难以实现的经典建筑现实游览与体验转化为在虚拟世界中观赏与体验，这也是虚拟现实技术最激动人心的地方。正是有了这种共同性与互补性，虚拟现实技术的应用能极大地激发学生的学习兴趣，强化学生的空间感受。利用这种技术，教师对建筑的讲解、说明和分析更加准确到位，进而改善课程的教学效果。因此，虚拟现实技术在建筑历史教学中具有较好的适用性。
三、基于虚拟现实技术的建筑历史教学流程建构
在把虚拟现实技术应用于建筑历史教学的过程中，明确需要利用虚拟现实技术进行展现的教学内容是非常重要的。同时，作为一种教学活动和一个知识传播的过程，其最后的教学效果也与听课对象、学时数、教师的表达能力等紧密联系在一起。虽然当前虚拟现实技术发展迅速，但从授课的角度来讲，它仍属于一种教学技术或手段，其最终目标还是实现教学目的，是为教学服务的。因而，虚拟现实在技术建筑历史教学中的成功应用应符合教学的基本原则，并在此基础上构建规范的操作流程。第一，教师应根据课程的特点和教学目标，明确授课的重点内容，即有针对性地确定采用虚拟现实技术展现的建筑案例。第二，做好前期资料的准备工作，主要是对经典建筑文本资料的收集以及对建筑测绘图纸的分类整理。第三，进行虚拟模型的建构。这需要较强的软件建模能力，因为模型的精细程度会极大地影响后续的空间体验，所以，从理论上讲，模型应越精细越好，但是这对软件操作能力和计算机设备的配置要求都比较高。第四，采用编程技术将空间模型导入，使之成为能用于体验的经典建筑的虚拟现实内容。第五，在课堂上或者课外进行展示，让学生充分体验，这需要有虚拟现实设备方可实现。第六，教师在课堂上进行讲解、引导、补充虚拟现实技术尚不能展现的相关内容，教师的作用也要从过去的中心地位，变成一个陪伴者、指导者和服务者。［4］第七，收集虚拟现实技术在教学应用中的反馈意见，并根据反馈意见加以完善，以便在下一次循环中进一步改进。
四、虚拟现实技术在建筑历史教学中的应用评价
应用虚拟现实技术能将原本由查看描述性文字、平面图纸和现场照片而在脑海中生成的空间形象直接转化为空间上的体验，强化空间认知，有效地提高学生的学习兴趣，极大地激发学生的课堂参与热情。实践证明，通过虚拟现实技术，学生对空间的认识和理解普遍得到深化。然而，尽管相对于传统手段，虚拟现实技术在建筑历史教学中拥有明显的优势，但也存在一些问题。除因教学设备购置导致的成本增加、内容制作工作量较大以及对教师的教育技术水平要求较高之外［5］，当前的虚拟现实技术还有以下不足。一是虚拟模型的精度问题。例如，在中国传统建筑的虚拟建模过程中，大木作尚能准确建模，但传统的装饰艺术，如雕刻、灰塑、彩绘以及一些细部构件则建模比较困难。另外，建筑总是处在一定的外在环境当中，并非孤立存在，但建筑环境中的植物、假山等的建模也较难，需要花费大量的时间。而且，模型属于一个单一的空间维度，是忽略了时间因素的。随着时间的变化，外部环境也会发生变化，例如受季节的影响，冬去春来、花开花落都会对建筑体验有极大的影响，但是这些目前在建模中都难以体现。二是当前的虚拟现实技术偏重于视觉层面，触觉、听觉、嗅觉等方面则难以虚拟。这些功能的实现需要技术上的长久努力，在短时间内难以获得较大突破，也不易在教学中得到应用。三是文化层面的信息难以虚拟。应用虚拟现实技术的建筑历史课程实质上是一种穿越式教学，让学生回到古代的建筑当中进行学习。然而，建筑实体可以复原，各种构件也可以虚拟，但是社会环境、文化心理却无法复原，这是虚拟现实教学最大的不足。从技术的层面讲，除虚拟现实的应用设备之外，最基础的工作是制作虚拟现实的内容，它既包括了模型的制作，即虚拟空间的构建，又涉及编程技术，模型建构的精确度是虚拟现实教学效果得以提高的重要前提。从理论层面上讲，由于模型的构建只能无限接近而永远达不到现实的建造效果，因此，虚拟现实所创造的空间无法完全真实地反映实际建筑空间。但是，在建筑学专业的教学过程中，运用虚拟现实技术能极大地提高学生的学习热情学习效果也是不争的事实。对于建筑学专业的学生而言，他们侧重于空间分析与建筑发展的逻辑，因此对模型建构不需要吹毛求疵，忽略一些不必要的细节是可以的。总之，虚拟现实技术的成功之处在于对空间的模拟，但其局限也在于此。因为虚拟现实技术毕竟是对现实的虚拟，而不能完全地反映现实。另外，虚拟现实是一个较为广义的技术概念，其应用也较为多元。也就是说，该技术发展到何种程度，或者在多大程度上以及利用何种虚拟设备应用该技术，依不同的情况，其空间体验和教学效果也是有差别的。
建筑虚拟现实技术范文4
关键词：虚拟现实、技术、应用、实现
Abstract: this article mainly from the basic concept of virtual reality technology and its application field, its application of advantages in architectural design and the realization of the virtual reality technology is discussed, and further discussed the virtual reality technology in the future architectural design of the application.
Keywords: virtual reality, technology, application, realize
中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：
引言
随着虚拟现实技术的成熟发展，在建筑设计应用中的建筑、景观、地形及城市等，其高度、视角、位置、路线等都能随时随机改变和操作，实时(立即看到结果)和交互(操作者可以干预浏览的方式并控制场景中物体的运动)的漫游，让人切实感受在行走中的场景变化及动画效果，在三维立体影像和多媒体效果的支持下，不受时间和空间的限制，能够更真实、详尽的感受三维环境效果。
1虚拟现实的概述及其应用领域
虚拟现实：又称为虚拟环境或虚拟真实环境，是一项迅速发展的综合性计算机、图形交互技术。虚拟现实集成了计算机图形学、多媒体、人工智能、多传感器、网络并行处理，通过计算机生成的三维空间形象实现的目标合成技术，观看者通过视、听、触觉以图表及动画方式来呈现。虚拟现实改变了传统的计算机辅助设计被动静态的信息传递方式。虚拟现实技术：简称VR，是利用三维图形生成技术、多传感交互技术以及高分辨显示技术，生成三维逼真的虚拟环境。
虚拟现实的应用领域包括有：建筑物模拟、室内设计模拟、城市景观模拟、施工过程模拟、物理环境模拟、防灾模拟、历史性建筑模拟等建筑领域，并广泛应用于在军事、航天、医疗、工业、工程、娱乐、教育等方面。
2建筑设计中虚拟现实技术的应用及优势
2.1能够展示建筑物的整个信息
目前，建筑设计中使用的二维、三维的表达方式，只能传递建筑物部分属性的信息，并且只能提供单一尺度的建筑物信息；而虚拟现实技术在建筑设计应用中，它可展示一栋“真实”的虚拟建筑物，使人具有身临其境的感受，设计过程中除了设计者外，住户和管理部门也起到辅助决策的作用。
2.2提高了网络的实用性
设计者设计的建筑物可以通过万维网与工程单位进行沟通与交流，达到远距离浏览目的；还能以计算机语言开发与虚拟现实造型语言相结合，在Internet网应用中，虚拟现实大大提高了其普遍性与实用性。
2.3进行多方案分析与比较
在建筑设计过程中，一般会提出多个不同的建筑物设计方案，及多种对未来建筑物的形象设想。在虚拟的建筑三维空间中，能做到实时切换不同的方案，在同一个观察点或者观察序列中体会不同的建筑外观，能更好地把不同建筑方案的特点与不足进行对比。虚拟现实技术除了能够对比分析不同方案外，还能修改某个特定的局部，并能实时地与修改前的方案进行比较分析。
2.4能建立良好的专用人机接互
人机接口作为使用者与计算机沟通的桥梁，它能够表达使用者意图的转换，同时执行计算机程序；建立良好的人机接口，能大大缩短使用者对系统的学习时间，并提高了系统的使用效率。
3在建筑设计中，虚拟现实技术的实现方法
在建筑设计中，虚拟现实技术的实现由两部分组成：硬件系统和软件系统，如图3.
3.1硬件系统部分
虚拟现实的系统包括模型式和图像式。模型式虚拟现实，以虚拟现实造型语言简称VRML作为主要描述语言，这样能够通过计算机进行建筑设计的三维建模，利用效果图、三维施工图以及资料库，通过虚拟现实技术连结到资料库进行实时模拟操作。
简单的虚拟现实系统只需满足具备输入、输出功能的设备即可，简单的计算机桌面互动系统就能够构成一个简单的桌面虚拟现实系统。如果要充分实现虚拟现实技术带来的沉浸感、交互性、想象性的特征，则需要专业的信息输入设备和信息输出设备。信息输入设备的组成：键盘、鼠标、数据手套、力反馈方向盘、手柄等，信息输出设备的组成：高性能显示器适配器、单通道或多通道投影仪、偏振片、立体眼镜等。
3.2软件系统部分
如果想让观看者体验到虚拟现实技术所带来的临场感和沉浸感，并身临其境的，就要建立一个与客观世界相符合、或者是与设计者预想的设计方案相符合的虚拟三维模型。这个三维虚拟场景模型一方面能准确的表现出建筑、环境、室内等客观存在，另一方面能较真实的反映出场景的色彩、材质、阴影、光照等方面。在技术实现上，可视化三维模型的建立可分为三步：（1）几何建模，主要建立所需三维场景的几何构形；（2）形象建模，主要处理几何建模的结果进行材质、颜色、光照等；（3）行为建模，主要处理物体的运动和行为描述，如图4.
几何建模，是指三维空间的物体经并、交、差等集合运算和旋转、平移、缩放等几何变换，产生设计者所希望得到的较为复杂的立体模型的过程，它是可视化三维模型的基础。目前，我国的几何建模的软件层出不穷，有3DSMAX，AUTOCAD，SKECHUP，REVIT等，这些软件建立的模型基本都能通用互换，但比较通用的模型基本上都是基于网格技术，也即场景中的立体形体，都是由多个三角形面组成，三维形体分得越细网格就越密，形体上看起来更加逼真，不过相应的运算速度就会降低。
4结束语
目前，虚拟现实技术作为一种新技术，已经慢慢应用于军事、医疗、建筑、培训、机械等领域；在建筑设计中，虚拟现实技术的应用随着网络和计算机软硬件的发展，其应用层面会越来越广泛。网络传输的便捷与快速处理，通过计算机技术呈现出建筑设计成果，逐渐成为新趋势，在今后的建筑设计领域中，虚拟现实技术必将起到重要作用。
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建筑虚拟现实技术范文5
建筑的空间设计具有较高、较严格的要求，因为这不仅涉及到设计的美观性、合理性，更关系着用户的安全。因此，对于建筑的设计来说最重要的是要保证建筑的安全系数要非常高，只有在满足高质量要求的基础上提高建筑设计的美观度、舒适度。从建筑的初期规划到建筑空间设计以及建筑的后期施工等各个环节都要保证建筑的的质量和准确性。因此，虚拟现实技术在建筑的空间设计中得到良好的应用。通过应用虚拟现实技术，建筑空间设计人员可以更好的将自己的设计思维进行展现，这样设计师可以对建筑进行分模块设计，最后在整体感受建筑的模型，充分的感受建筑的优缺点所在，帮助设计师验证设计的正确性和可行性，这样，设计师可以在设计中实时的进行完善，以提高建筑的舒适性和真实感。
1.1模拟真实的立体空间设计
利用虚拟现实技术进行建筑空间设计，可以将建筑的平面结构、剖面图和立体结构同时进行展现，给用户一种真实的感受。虚拟现实技术可以建立三维立体的建筑空间环境，将建筑的空间关系以及空间参照物等体现的淋漓尽致，让用户对空间结构一目了然，仿佛是亲身于真实的建筑当中。在此基础上可以建立适当的光线环境和材料色彩，让用户体验到真实的视觉效果。要想让建筑的空间设计具有良好的立体效果，就需要有光照模型的设计，设计师在掌握真实光线原理的基础上利用模拟现实技术对光照模型进行归化与设计，体验光线对建筑空间设计视觉上的影响，运用适当的软件将虚拟光照表现的更加真实，通过光照模型的衬托和光照效果的体现，可以将立体的建筑空间设计展现的更加真实。
1.2优化设计方案的比较与择取
传统的建筑空间设计缺乏真实性和互动性，因此在设计方案的比较与择取上增加了一定的难度，也需要较长的时间进行比照。然而将虚拟现实技术应用于建筑空间设计中，设计人员可以利用计算机平台进行信息的交互，根据用户的不同需求，结合实际的环境条件、经济条件和可行性制定出不同的设计方案，并非是针对用户的需求仅仅制定一种设计方案，如果用户有不同的需求时，再斟酌用户不同需求的可行性和实际条件的限制，在此种方案上进行改进。利用虚拟现实技术设计多种方案，不同的方案都具有各自的优势，每个方案都运用三维立体模型体现，更多的设计思维，更容易达到用户的需求。对这些方案进行剖析的时候，可以随时切换方案，随时放大某一部位的设计，对方设计案进行严密的分析，这样针对于建筑设计的细节有了更进一步的保障，通过设计方案的对比，优势与劣势便可以清晰的体现出来，设计师的思维也可以得到扩展，可以针对于自己设计方案的不足加以改进，在此基础上进行创新，制定更好的设计方案。通过不同方案之间的鲜明对比，大大的提高了建筑空间设计的质量与效果。
1.3全面体现建筑的整体信息
传统的建筑空间设计虽然也借助计算机等辅助工具进行设计，但是并不能将建筑的整体信息进行全面的体现，设计师往往是对自己设计中的创新、优势进行放大，这样可以达到在某些方面满足一些用户的需求，忽略了其他用户的需求。而利用虚拟现实技术进行建筑空间设计就可以规避上述存在的问题，利用虚拟现实技术进行的建筑空间设计不但可以展示设计中的细节，同时也可以将建筑的整体信息进行全面的展示。首先让用户对建筑的整体信息进行一定的了解，然后在分别对设计的每一个部分的信息进行详细的展示。虚拟现实技术可以完整的展现建筑设计的模型，包括建筑内部、外部整体结构的参数信息，可以给用户一种真实的感觉。通过虚拟现实技术的体现，用户可以和设计者更好的沟通，帮助设计者提供有利的设计信息，为设计师提供了更实用可行的设计思路。
1.4监测建筑设计的后期施工
对于一个建筑的项目来说，建筑的空间设计是开始阶段，也是建筑项目工程中主要的阶段之一，建筑设计阶段不但要满足广大用户视觉上的需求，而且要为用户的体验和安全考虑，因此，建筑空间的设计要考虑到全方面的因素。首先，在设计的过程中要考虑到建筑实施的可行性和难度系数，由于虚拟现实技术设计的建筑模型既可以展现建筑的整体信息，又可以放大建筑的局部信息，而且虚拟现实技术可以对物理力学进行模拟，因此可以利用应用虚拟现实技术的建筑空间设计进行施工论证，验证建筑空间设计中的施工技术是否存在风险，适当的做出调整，确保建筑设计在后期施工中可以顺利的进行。其次，虚拟现实技术通过远程可以实时监测建筑的设计与施工的状况，双方可以及时的进行沟通，高效的解决问题。
2结语
建筑虚拟现实技术范文6
关键词：计算机模拟； 媒介； 建筑师； 知识结构
Abstract: the computer simulation technology is map reading age green architecture design an effective media tools. He for architects put forward higher request. This paper summarizes the history of computer simulation technology in architectural design and the application of computer simulation technology in analytical design for architects propose some basic requirements.
Keywords: computer simulation; Media; Architects; Knowledge structure
中图分类号： TU2文献标识码：A文章编号：
1 虚拟现实技术分析
虚拟现实技术是利用计算机生成一种模拟环境(如飞机驾驶舱、分子结构世界等) ,通过多种传感设备使用户“投入”到该环境中,实现用户与该环境直接进行自然交互的技术。模拟环境一般是指用计算机生成的有立体感的图形,它可以是某一特定现实环境的表现,也可以是纯粹构想的世界。传感设备包括放置在现实环境中的传感装置,它们并不戴在用户身上。“投入”是指用户有“身临其境”感觉,而“自然交互”是指用日常使用的方式对环境内的物体进行操作。例如用户可以在模拟环境中用手拿东西,在虚拟房间里行走等,而模拟环境会对用户的操作作出实时立体的反应。
2 虚拟现实技术在建筑工程中的应用分析
上世纪90 年代后,虚拟现实技术被广泛地应用于实体模型制作、信息交流和管理、艺术及娱乐等领域,同时也受到了建筑师们的青睬。
(1) 作为理解的工具
虚拟现实技术带给我们的是具有真实感的序列立体图象,这样就大大方便了我们对于对象的认识和理解。例如作出传统中国木建筑的虚拟模型,建筑专业学生便可用此模型了解中国木建筑的营建过程。在欧洲、日本和美国,虚拟现实日益广泛地被家具商和房地产商们用作展示方式和促销手段。
(2) 作为设计和体验的工具
为了确保生产出来的产品符合不同用户的需求,有必要让用户在产品的设计阶段就能体验产品的性能,以便随时修改设计方案。利用虚拟现实技术让用户在虚拟空间中,对系统进行性能评价和模拟体验。例如虚拟厨房体验,设计者先根据用户的要求设计厨房的大致框架,据此用CAD系统划出平面图、立面图等,并列出费用清单。然后让用户在模拟体验系统中体验厨房的方便程度。可以体验与厨房设计所对应的虚拟空间中各部分的配置,空间的高度感、前后的延伸感等。体验厨房门的开闭、水龙头的操作以及在壁柜内放置物品的情况等。有了这种虚拟厨房,可以使用户在厨房制造前检验设计的合理性,然后根据用户确定的设计启动计算机集成制造生产线,其加工精度为毫米。这就是虚拟现实技术作为设计和体验的工具的应用。
(3) 技术论证
在实际工程项目中, 因施工技术问题而导致原设计失败的例子屡见不鲜,因此,对于许多大型的建设项目而言,进行施工技术可行性的论证非常有必要。虚拟现实技术的出现为我们解决了这一难题。利用虚拟现实技术不仅仅可以作视觉方面仿真,还能对动力学、运动学等方面进行仿真。
3 建筑师在虚拟环境设计中的地位和作用
建筑师在虚拟建筑设计中究竟扮演一个什么角色呢? 即处于什么地位、有什么作用呢? 我有以下几点拙见:
(1) 从建筑设计知识及技术发展的观点来看,虚拟建筑中所营造的一种环境氛围,掌握了实体建筑设计的建筑师们应该能够轻易驾驭这种虚拟建筑的设计。在进行这种虚拟建筑设计时,除了要发掘以及创立新的设计方法外,更需应用信息科技的长处及系统性的分析,努力提升虚拟建筑的环境品质。例如进行一虚拟影剧院的设计,建筑师就得应用他的建筑声学、光学、热学、视学及安全防火疏散等知识进行虚拟影剧院的灯光调整、墙面改造、地面起坡、以及疏散通道设置等工作。努力提高虚拟影剧院的声、视等环境品质。可以这样说,在虚拟建筑中由于应用虚拟技术和网络知识,可以创造出实体建筑无法比拟的环境品质。
(2) 虚拟建筑有吸引力,不仅在于它是高技术,它能提高人们的工作效率和帮助人们完成以前做不到事情。作为建筑师,我们应该认识到建筑空间是有其艺术魅力的,虚拟建筑也有它的艺术魅力,从这些方面来讲,有些虚拟建筑,例如青少年艺术活动中心,就不必模仿现实的活动中心做得那么真实,在某些情况下,这种虚拟建筑倒可以做得虚幻一些,做成象青少年理想中的艺术天堂,这就需要我们建筑师有更高的艺术修养和较丰富的想象力,努力通过这种虚拟建筑的设计,不仅满足人们的某种生理和生活需要,更能起到唤起使用者的想象力,满足使用者精神需要。这也可以说是虚拟建筑对建筑师的一个挑战,建筑师应该是勇敢地应战,在虚拟建筑这片比实体建筑更为广阔的领域充分认识到自己的引导地位,施展自己也才华。
(3) 建筑师还应当认识到设计虚拟空间,维特鲁威“适用、坚固、美观”的基本原则将依法有效,但其内涵将变化为软件的适用性,网络之可靠性和心理上的。所以,一个好的建筑师也应是一个软件专家,面对这种挑战,香港中文大学建筑系已将电脑辅助建筑设计(CAD) 与信息科技( IT) 纳入了其本科生及研究生的课程中。这说明,现代建筑师的知识涵盖要比以前广得多,深得多,建筑师只有认识到这一点,才不会成为虚拟建筑的奴隶。
(4) 我们也应该认识到,虚拟建筑、虚拟空间的扩展,对于人的个性会产生威胁,就象在工业革命时代,机器曾经试图主宰过人一样,在信息革命时代“电脑”也有可能试图把人作为它的奴隶。然而,正如许多专家已经指出,不论虚拟建筑如何发展,人与人的直接交流仍然将会是社会的主导活动,而实体建筑必然并应将驾驭虚拟建筑。在这方面,建筑师要作为协调者的身份出现,认识到人和实体空间才是主导,要努力营造一个以人为中心,亲切、自然、注重生态、可持续发展的实体空间,通过一定的引导使人认识到虚拟建筑只能作为有益的、积极的补充。
总之,在这样一个高度信息化的社会里,建筑作为一门实践性很强的学科来说,也必然面临着许多重大的变革―――从理论到手段,从教育到管理,无不打上“信息化”的深深的烙印。我们建筑师在这世纪更替之际,该如何去研究和预测建筑“信息化”的明天,如何去迎接虚拟现实技术的挑战,是一项十分紧迫的工作。
参考文献
1 张敏. 虚拟现实技术在未来建筑设计中的应用[J ] . 华中建
筑,2000 (1) .
