虚拟现实技术在建筑设计中的应用

虚拟现实技术在建筑设计中的应用

黄禹铭

桂林市建筑设计研究院 , 广西 桂林 541002

摘要：科技的进步，使虚拟现实技术在建筑设计中得以广泛应用。该技术属集成性技术，具有显著的综合性。在建筑设计中应用虚拟现实技术能够依据有关信息和参数以三维数据建模的方式展现在人们的眼前，提升设计效率。本文就将分析虚拟现实技术在建筑设计中的应用，以供参考。

关键词：虚拟现实技术；建筑设计；应用；

计算机技术是现代科学技术中使用范围最广且使用频率最高的技术。计算机在建筑设计中起到一定的辅助作用。在建筑工程设计中合理利用计算机技术可减轻设计人员的工作压力，保证设计质量，其在建筑设计中具有良好的应用前景。

1虚拟现实技术概述

虚拟现实主要指虚拟环境也可称其为虚拟真实，虚拟现实技术是计算机及图形交互技术中的一种。在计算机的支持下形成三维空间图形，主要利用视觉和听觉等官器感知图像及动画，为使用者营造身临其境的感受。虚拟现实技术完善了以往的计算机动态信息传递方式，在多个领域尤其是建筑业得以广泛应用。在建筑设计中，一方面要充分考量空间、功能和造型，另一方面还要基于用户的使用感受积极创新，体现设计的适用性和人性化特征。该技术能够减轻设计人员的工作负担，增强业主体验，降低设计成本。

2虚拟现实技术在建筑设计中的功能

2.1创建三维虚拟建筑环境空间

建筑设计中，虚拟现实技术有利于创建三维虚拟建筑环境。设计者需加强建筑物数据采集，明确建筑工程平面、立面、剖面和效果图，从而更加清晰地展示建筑工程的空间、比例、尺度以及造型等因素。3D建模的过程中，要满足设计需求，严格控制模型中的点与段，保证工作效率。建模时，需以科学的光线场景和背景展现建筑物所处的环境。光线在三维建模中尤其重要。如无法保证光线，则无法反映建筑物的真实情况。所以设计人员必须将光线转换作为重点内容，掌握不同环境下光线变化的主要特征。可利用3DMax、lumion等软件提升建筑模型光线的真实性。三维建模的主要材质贴图对建筑模型的视觉效果有着重大影响，选择合适的材质贴图可以加强建筑模拟的真实性。同时亦需选择合适的参照物（如标准尺寸的成年人模型），以确认建筑的空间以及尺度是否宜人。因此，在创建三维虚拟建筑和环境的过程中，要充分考虑多个影响因素，从而确保建筑模型的视觉效果。

2.2推动落实互助性设计，有利于合理筛选方案

在建筑设计中合理应用虚拟现实技术能增加设计人员和业主的有效沟通。建筑设计人员利用虚拟现实系统和计算机设备，基于当地的自然、经济和文化背景，立足业主的基本需求采取个性化设计方案，之后全面分析和比较设计方案，如有必要还可调整数据，确保建筑设计方案充分满足客户的基本需求。在建筑设计深化的过程中，利用虚拟现实技术能够改进设计的质量，全面征集参建各方的意见，加强设计方案的可行性。

2.3客观详细反映建筑信息

建筑设计中应用虚拟现实技术能够增强设计的可靠性，优化设计效果，在多种建筑信息参数展示中，其准确性和可靠性较强，设计效果更加直观和生动。建筑信息的有效展示是建筑设计工作正常进行的前提，合理利用虚拟现实技术能够更加准确地展现各类建筑信息。

2.4明确施工技术可行性

受到多种先进建筑施工技术的影响，建筑施工项目现场施工的风险较为显著。对此，应合理利用虚拟现实技术展示建筑设计方案及建成效果，从而降低工程事故的发生几率，加强工程设计方案的科学性。

3虚拟现实技术在建筑设计中的应用

3.1资料收集及数据提取

在虚拟现实数字技术中，资料收集及数据提取是最为关键的环节，资料收集的全面性及完整性直接影响着后续工作的开展，设计人员需收集工程设计和建设中需要的各类数据。建筑长宽高可参考建筑介绍和收集图纸确定，建筑所在地的气候条件和地理位置，则可通过浏览气象网站及专业软件模拟获取，建筑基础环境则可查看卫星图或查阅商业地图获取。

3.2预处理建筑物底图数据

设计人员要将保存的基地地图当中的图形（一般为*.dwg文件）直接导入到三维建模的软件当中，从而生成三维模型基底；之后在三维模型软件中导入场地的部分图像（一般为卫星图或航拍图），生成供场地建模使用的底图。在操作中需应先预处理图形文件的线与图层以减轻在三维建模软件中的工作量，于三维建模软件中缩放图像文件使其比例及单位与基底图形吻合。导入过程中若为多边形建模软件，要着重关注分段数和分面数，以此为简化后续作图提供有利条件。

3.3粗设建筑物模型与场景

以SketehUp软件建模为例。建模时导入预处理的*.dwg文件，对照各参考的建筑模型和图片资料，以二维平面为基础新建三维建筑体块和基本的室外环境等；之后对照细节，增加各部分细节模型（门窗及装饰线条等）。细节模型需将其设置为相互关联的组件，以便后期同步修改。对于细节要求较高较复杂的部位，可将其做成面，在后期处理中以贴图的形式加以调整。再者，还要为不同的面赋予不同的材质和色彩，以缩短后期渲染贴图时间。随后将模型导出对应的文件，为3DMax建模和渲染做好衔接。导出时应利用样式菜单，在单色模式下显示模型，进而明确模型的正反面是否正确，以避免在后期渲染时出现模型外观破损等问题。为模型挑选材质和渲染时，可采用Lumion软件和3DMax软件，二者相比最新版本的Lumion软件可在SketehUp软件中对建筑物模型与场景进行关联修改。

3.4深化建筑物模型与场景

为加强模型的真实性，设计人员要为模型选择材质贴图。导入模型到Lumion软件当中。于材质编辑器中将前期制作好的材质贴图导入，随后调整材质的粗糙、透明度和反射率等多个参数，并在整体模型材贴图质置换完成后，结合实际效果微调参数。合理的建筑场景三维虚拟表现能够较为真实地展现建筑与周围的环境，再现建筑场景。在Lumion软件中，设计人员可将搜集到的周边场景信息，利用地形创建工具设置地形条件较为合理的地形，以配套SketehUp中创建的粗略场景信息。利用场景工具插入人、车、动物和树木等，丰富场景内容，并在软件中调整太阳高度角和气候特点等重要参数。

3.5动画录制渲染

在Lumion软件中，打开视频录制管理器，在当前场景中制作视频分镜，通过镜头的远近和焦距来确定分镜，捕捉视频片段。合理控制人、车及动物的流线，可更加生动地展现视频内容。以规划的分镜来捕捉单段视频，捕捉视频后借助剪辑器完成粗剪和特效处理，同时利用照明和效果处理器调整照明及气候场景，以备后期动画处理。

3.6后期动画处理

设计人员将经过渲染的视频直接导入到视频处理软件，将视频放入指定的视频轨道，之后在音轨中加入外部讲解语音、配乐等，并调整降噪。在剪辑和调整的基础上，实现视频和语音的协调。随后依据计划安排视频的穿插和剪接，视频画面应与声音保持一致。完成视频剪辑工作后应用滤镜润色整段视频，按需要添加字幕，且确保字幕效果满足要求。

4结语

在建筑功能与造型愈加复杂、业主需求愈发专业的当下，建筑设计行业需要更加趁手的工具。而虚拟现实技术在建筑设计中的应用则在某种程度上成为了这个趁手的工具。该技术可提高建筑设计的可靠性，增加设计人员和业主的有效沟通，提升建筑设计效率，促进建筑行业的健康稳定发展。

参考文献：

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