虛擬現實建設方案范文

導語：如何才能寫好一篇虛擬現實建設方案，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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關鍵詞：風景園林；設計；虛擬現實技術；研究

1風景園林設計中，虛擬現實技術的運用特征

第一，全方位展現風景園林的設計空間。現存的二維空間和三維空間的表現方式，只能夠向人們傳達出風景園林空間要素中的部分訊息。而虛擬現實技術則可以將風景園林的整體空間精準地展現出來，即使是極小的部分和微小的要素，也絕不會被遺漏。第二，利用網絡技術，進行遠程瀏覽。通過虛擬現實技術，風景園林設計師可以先在自身的計算機設備上創建出設計作品，然后通過VRML的方式發送給建筑施工單位，施工單位接收以后便可在網絡上進行遠程作品瀏覽。第三，極大地方便了風景園林設計師的作品設計。利用虛擬現實技術，設計師能夠在每一設計階段，創建虛構的風景園林環境。并且通過漫游觀察的方式，體驗自身的作品，預先感受空間要素、尺度要素、材料要素，有利于風景園林設計師及時發現作品中存在的問題和不足，并實時修改和調整。第四，方便公眾參與，實施輔決策。要想風景園林的設計和建設能夠順利完成，需要設計、建設、管理及決策部門與公眾有效合作，虛擬現實技術就為其提供了一個極佳的合作平臺。

2風景園林設計中，虛擬現實技術的具體應用

2.1開始階段的可操作性分析

首先，明確設計條件，實地勘察現場情況。了解現場的基地情況、氣候情況、環境情況、業主造價情況等。通過收集資料、分析資料，列出設計中可能遭遇的困難和難題。其次，將收集到的文字信息輸入到虛擬現實系統中進行初步的模擬和探索，讓設計師在思維上對該場地形成總體認識。最后，利用GIS技術，根據現實環境進行模擬，分析場地中的各個道路情況、樹木情況、河流情況等，為形成設計概念提供科學的判斷。在這一過程中主要利用虛擬現實技術中的模型建構技術，對現場情況進行綜合分析和整體規劃。

例如，在建造園林水景時，首先，設計師就必須調查選址地的水文情況，做出相關的水文調查表。其次，設計師結合其它重要因素信息，利用虛擬現實技術對其進行綜合分析，將選址區域劃分成不同的屬性。再次，根據區域本身的特性，利用Auto技術完成園林水景的平面圖設計，接著再將其導入到3DMAX技術中，針對彎曲起伏的地形，可以對其進行線形彎曲的水體模型。

2.2概念設計階段中的概念設計分析

設計師在通過現實虛擬技術建構模型以后，就可擺脫二維圖紙的制約性。設計師可以沉浸和漫游在自身構建的虛擬環境中，從而全方位地研究和分析相關情況，獲得感官信息。在多重感官信息的刺激性，設計師的思維處于活動狀態，就能夠不斷地對場地形成設計概念。如果此時設計師的思維形成的是不穩定的圖形信息，那么將其輸入到虛擬現實系統中，就可以實時地修改和調整相關設計元素，讓設計師抓住一瞬即逝的設計靈感，有利于設計師篩選和深化各種設計概念。對于計算機三維造型經驗豐富的設計師來說，利用虛擬現實技術，還有利于通過計算機的視覺體驗，產生新的設計思想，形成新的圖像情景。

2.3設計發展階段的主體構思工作

一方面，通過虛擬現實技術，設計師可以準確地刻畫場景，實時成為三維圖像。通過改變場景中的各項特征、造型，刺激設計師的感官和創作思維。另一方面。風景園林設計內容具有復雜性和多維復合性。設計師在進行方案設計時，不僅要考慮物體造型本身，還要對周圍的文化因素、社會因素、自然因素、空間因素等緊密結合，從空間環境和社會環境的大背景下，進行風景園林的設計。利用虛擬現實技術中的交互功能，有利于設計師實時控制場景，為其提供更有效的交互平臺，方便設計師及時調整和更換園林中的要素模型，通過比較與審查，使設計出來的方案更加合理。

例如，在建設某城市展覽館時，將選址定于體育場北邊，緊靠繁華路口的坡地邊，并且市政府要求展覽館的高度不得高于20m。在設計方案時，設計師首先摘選出來模擬該區域的重要建筑物。其次，將設計好的方案置入到虛構場景中進行模擬。再次，根據建設進度，將設計師設計好的2個方案再次置入虛擬場景中進行模擬和調整。最后，把多個設計方案整合在一個場景中進行比較。最終經過方案比較，確定采用方案二進行展覽館的建設。

篇2

本教學研究項目是通過搭建B/S結構模型平臺，在研究如何經濟、高效地制作三維村鎮模型的方法與步驟方面取得了初步成果，一定程度上提升了浙江省村鎮規劃信息化水平。

1．1本教學研究項目依托浙江省典型村鎮三維仿真規劃信息化平臺模型，實現美麗鄉村仿真場景漫游及規劃信息化管理。著重研究在教學研究項目過程中采用的各種紋理建模方面的優化方案，包括紋理建模過程和烘焙過程的優化，以及開發軟件平臺自身提供的一些優化方案和優化技術。

1．2教學研究項目通過本地或者遠程管理界面，對三維村鎮規劃

信息化平臺場景中的個體信息進行交互，做到規劃信息數據實時更新。

2．教學研究項目平臺的開發流程

2．1三維場景模型的構建

浙江省美麗鄉村三維虛擬現實教學研究項目組織與實施及開發流程的研究。教學研究項目首先是對單個美麗鄉村模型場景的創建，通過B/S瀏覽方式進行整合。(1)教學研究項目的需求分析及相關數據收集與整理。通過課程組成員調查走訪，合作單位直接提供等方式獲取一手資料，再結合衛星地圖，綜合創建地形地貌。大量的建設貼圖通過單反相機進行實地拍攝。(2)CAD總平面圖的處理。通過測繪部門或者鄉村相關職能部門獲取的鄉村CAD總圖信息量大，對模型創建來說需要精簡，然后導入3dsMAX軟件進行場景模型的創建。(3)優化創建的模型，通過多種技術手段，精簡三維模型面數等信息，確保在平臺運行時的流暢。(4)村鎮場景模型的烘焙。在目前虛擬現實場景中，通常都是由建筑模型在貼圖、燈光等一系列步驟后進行烘焙(在Unity最新的5．0系統中，可實現實時光影，不一定需要烘焙步驟)輸出到相關平臺，這樣能獲得的視覺效果更佳。(5)在3DSMAX環境中直接導出并合并場景至相關虛擬仿真平臺，可分為兩種方式進行，部分靜態模型的導出與全部靜態模型導出，根據不同需求選擇進行。

2．2系統功能的實現

系統功能的設計，包括虛擬現實引擎和相關技術的選擇以及在應用中如何提高信息管理水平的研究。(1)創建相機及相機動畫，在無人交互操作的時候，可以通過動態相機對美麗鄉村進行飛行鳥瞰等預設。(2)虛擬現實場景碰撞屬性的設置，默認可以直接把場景中的所有物體設置為碰撞體，減少工作量，但在實踐中發現，這樣會在一定程度上造成系統運算量大，執行效率較低，影響最終的運行速度。所以一般都是人為設置一個較簡單的物體，設置碰撞后，進行隱藏操作。(3)創建特效與周圍環境。教學研究項目可根據需求，設置不同季節及不同氣候條件下的模擬環境，對表現水景效果、蝴蝶飛舞等特效的制作，動態效果通過3dsMAX進行動作設定，導入到虛擬現實引擎進行后期處理。(4)村鎮地圖的導航制作。導航圖的制作關鍵是要在3dsMAX平臺中進行坐標的定位，確定坐標參數后，在虛擬現實平臺中進行相關的參數設定。(5)美麗鄉村數據庫的創建。平臺可以支持的數據庫豐富，包括ACCESS、Oracle、SQLServer、MySQL等，虛擬對象與數據庫的關聯操作和數據庫查詢功能的實現是平臺實現交互的堅實基礎。(6)交互功能的實現。平臺支持的交互功能眾多，可能鼠標事件、距離、鍵盤等觸發調用相應的響應事件，大量的交互功能還涉及到數據庫的數據讀寫，這在本教學研究項目中是一個非常重要的環節。(7)教學研究項目。教學研究項目平臺支持生成EXE可執行文件脫離平臺環境單獨運行，也可以到互聯網絡中進行網頁瀏覽交互，本教學研究項目最終是通過生成單個的網絡版本，通過WEB樹形目錄，把浙江省的各個村鎮的三維虛擬仿真系統合成到大平臺中。今后的研究中考慮使用跨平臺支持效果更好的Uni-ty3D引擎。

2．3平臺特點與特色

本平臺采用Photoshop，AutoCAD，3DMAX等圖形圖像軟件結合虛擬現實平成，腳本引擎功能強大，壓縮率高，真實感強，沉浸感好，可嵌入音頻、flash、視頻、圖片、網頁。(1)平臺仿真度高，區別于能流暢實現村鎮的三維漫游功能，部分村鎮信息查詢等功能，滿足決策者對美麗鄉村規劃功能的要求。(2)可以實時把畫面用“虛擬相機”進行拍攝出圖，能直觀、精確、更大范圍地展現規劃設計方案，有效地提高規劃審批決策科學性。(3)該系統作為公共服務平臺，可通過二次開發，開放接口，擴展到經濟、衛生、交通、應急、消防等領域。

3．教學研究項目平臺的經濟與社會效益

浙江省村鎮共有1500多個，教學研究項目建成后，為浙江省美麗鄉村規劃信息化水平提升做出明顯成效，也為浙江省鄉村建筑數字化程度的提升做出重大貢獻。研究成果專注于虛擬現實與三維可視化技術在浙江省美麗鄉村規劃領域中研發和推廣，目標是國內領先的村鎮虛擬現實技術解決方案。教學研究項目能滿足不同數字規劃管理領域，不同層次決策者對數字仿真的需求。

4．平臺的保障力量

4．1人員保障

教學研究項目分別由高校、企業與政府職能機構等三部分技術力量組成:教學研究項目主持單位高職院校在教學研究項目實施過程中，采集村鎮基礎數據，利用研究小組學生在暑期社會實踐中調查數據、采集可視化資料及到鄉村管理部門查詢資料，也為教學研究項目的完成打下堅實基礎。本科院校為本教學研究項目提供理論支撐，在校的虛擬現實方面的碩士研究生，也參與到教學研究項目中，為教學研究項目提供了技術保障。

4．2資料保障

規劃設計院作為合作企業單位，負責提供浙江省典型美麗鄉村規劃圖紙。企業內部有較多的規劃專家，可以對教學研究項目進行深度研究。提供一手資料，研究中的浙江省溪口美麗鄉村規劃方案就由他們提供，為該教學研究項目的順利進行起到了重要的保障作用。

4．3政策保障

浙江省住房和城鄉建設廳科技委村鎮建設專業委員會，對教學研究項目的推廣提供政策上的扶持，所在的村鎮建設專業委員會在教學研究項目研究中還負責對村鎮管理者規劃信息化方面進行指導。每年都會對浙江省村鎮優秀規劃方案進行匯編、獲獎教學研究項目的收集整理，具有非常豐富的參考資源，對建設系統相關職能部門具有良好的溝通協調能力，便于教學研究項目具體實施過路中的運行與推廣。

5．結束語

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關鍵詞：虛擬現實技術土木工程可視化

一、引言

隨著我國的穩步增長和基礎建設規模的加入，建設項目的規模越來越大、結構形式日益復雜，對土木工程學科管理的性、精確性要求越來越高。實現土木工程的信息化、智能化、可視化和集成化成為土木建筑工程項目管理化的要求和本領域的熱點。虛擬現實技術(VirtualReality,VR)是綜合性與集成性極強的高新技術，在軍事、醫學、設計、、娛樂等多個領域都得到了廣泛的應用。土木工程中的虛擬現實技術涉及土木工程領域的各個學科，已顯示出一定的實用性，技術潛力十分巨大，應用前景非常廣闊[1]。

二、虛擬現實技術及其特點

虛擬現實技術，又稱靈境技術，是20世紀末興起的一門嶄新的綜合性信息技術。它融合了數字圖像處理、計算機圖形學、多媒體技術、傳感器技術等多個信息技術分支，大大推進了計算機技術的。VR技術是把抽象、復雜的計算機數據空間轉化為直觀的、用戶熟悉的事物。它的技術實質在于提供一種高級的人機接口。利用VR技術所產生的局部世界是人造和虛構的，并非是真實的，但當用戶進入這一局部世界時，在感覺上與現實世界卻是基本相同的。因此，虛擬現實技術改變了人與計算機之間枯燥、生硬和被動的現狀，給用戶提供了一個趨于人性化的虛擬信息空間。它以模擬方式為使用者創造了一個實時反映實體對象變化與相互作用的三維圖像世界，在視、聽、觸、嗅等感知行為的逼真體驗中，使參與者可直接參與和探索虛擬對象所處環境的作用和變化，仿佛置身于現實世界中。一個身臨其境的虛擬環境系統是由包括計算機圖形學、圖象處理與模式識別、智能接口技術、人工智能技術、多傳感器技術、語音處理與音像技術、技術、并行處理技術和高性能計算機系統等不同功能、不同層次的具有相當規模的子系統所構成的大型綜合集成環境。所以，虛擬現實技術是綜合性極強的高新信息技術。虛擬現實技術具備以下三個方面的特性。

1．沉浸性

虛擬現實技術是根據人類的視覺、聽覺的生理心理特點，由計算機產生逼真的三維立體圖像，使用者戴上頭盔顯示器和數據手套等交互設備，便可將自己置身于虛擬環境中，成為虛擬環境中的一員。使用者與虛擬環境中的各種對象的相互作用，就如同在現實世界中的一樣，一切感覺都是那么逼真，有一種身臨其境的感覺。

2．交互性

虛擬現實系統中的人機交互是一種近乎的交互，使用者不僅可以利用電腦鍵盤、鼠標進行交互，而且能夠通過特殊頭盔、數據手套等傳感設備進行交互。使用者通過自身的語言、身體運動或動作等自然技能，就能對虛擬環境中的對象進行考察或操作。

3．多感知性

由于虛擬現實系統中裝有視、聽、觸、動覺的傳感及反應裝置，因此，使用者在虛擬環境中可獲得視覺、聽覺、觸覺、動覺等多種感知，從而達到身臨其境的感受。

三、虛擬現實技術在土木工程中的應用

1．虛擬現實技術在土木工程中的應用前景

在土木工程中，長期以來人們不得不用抽象的概念表示非常豐富的，如用平面圖、剖面圖、立面圖等平面圖形成一些規定的符號來表示三維的立體建筑，用比較抽象的圖形和精練的語言來描述復雜的場景，以傳遞大量的信息。但這一種信息處理與傳遞方式受到信息接受者所從事的職業、知識結構及理解能力的，交流起來非常困難。

VR技術的發展為我們克服這一困難提供了極其有效的手段。用虛擬現實既能表示真實的世界，也可以表示虛擬的世界。表示真實世界時，可以突破物理空間和時間的約束，做到能“超越現實”；在表示虛擬世界時，又能使其中的虛擬物體表示出三維逼真感，以達到身臨其境的感受，最后形成一種“人能沉浸其中、超越其上、進出自如、交互作用的三維信息空間”。VR技術為用戶提供了一種新型的人機接口，它利用計算機生成交互式三維環境，不僅使參與者能夠感受到景物或模型的逼真存在，并且對參與者的運動和操作做出實時準確的響應。

2．虛擬現實技術在土木工程中的領域

由于具有上述的優勢特征，虛擬現實技術在土木工程中得到了廣泛的應用，并且具有廣闊的應用前景。現階段，虛擬現實技術在土木工程中的應用主要有以下幾個方面[2]。

（1）在虛擬施工過程和施工結構中的應用[3]

在實際工程施工中，復雜結構施工方案設計和施工結構計算是一個難度較大的，前者難點關鍵就在于施工現場的結構構件及機械設備間的空間關系的表達；后者在于施工結構在施工狀態和荷載下的變形大于就位以后或結構成型以后。

基于虛擬現實的復雜結構施工方案設計是指利用虛擬現實技術，在虛擬的環境中，建立周圍場景、結構構件及機械設備等的三維CAD模型（虛擬模型），形成基于計算機的具有一定功能的仿真系統，讓系統中的模型具有動態性能，并對系統中的模型進行虛擬裝配，根據虛擬裝配的結果，在人機交互的可視化環境中對施工方案進行修改。復雜結構施工涉及的因素較多，起重機的布置位置、高度，纜風繩著力點的選擇，構件堆場的位置，起重機的開行路線，構件起吊路線等，都是施工方案設計必須考慮的問題。若對這些問題考慮得不夠，則工程施工的進度、成本等都會受到，甚至導致安全事故的發生。

建筑結構施工前往往要對施工方案進行受力狀態復核。如在大跨空間結構施工中，不僅要考慮施工過程的安全性、可行性，還要考慮結構本身在施工過程中安全性、可靠性。某展覽中心，鋼結構屋蓋支承在鋼桅桿上，桅桿兩端為錐形，與下部混凝土結構鉸結。為了減小鋼桁架的變形，更為了維持結構的穩定，在鋼屋蓋桅桿和混凝土之間，采用了一系列的斜拉索(前索、背索、穩定索)和撐桿，形成一個穩定的結構體系。在鋼結構的施工中，不同的支撐方案、不同的拼接方案，在結構的不同部位會引起不同的效應，而隨著連接桿件的安裝，這些施工階段的應力將殘余在結構部位上，并影響到最終的結構受力安全性；并在結構就位過程中，有可能失穩和變形。這就需要進行施工過程的精確。用虛擬現實技術可以對不同的方案，在短時間內做大量的分析，從而保證施工方案最優化。

（2）在工程項目招標投標中的應用

建筑業是我國的支柱產業，建筑市場的過度競爭已是長期的事實。建筑工程項目的運作，業主處于絕對有利的地位。在有限的時間內，如何使業主和評標的專家很好地了解招投標文件的編制和被認可的程度直接關系到承包商有沒有中標的機會。因此，承包商在注重投標文件的技術可行、報價合理的同時，也非常注重投標文件的包裝。尤其是大型工程、國家重點工程和國際工程的招標投標，往往在項目企劃階段就已經開始這方面的運作[4]。

借助虛擬仿真系統，把不能預演的施工過程和表現出來，不僅節省了時間和建設投資，而且不用項目經理的現場答辯，方案的優劣就一目了然。這無疑大大增加了承包商中標的幾率。

（3）在可視化計算領域的應用

可視化計算將是今后一個重要的方向。在科研中，人們會遇到大量數據，為從中得出有價值的和結論，需要對龐大的數據量進行認真分析。對計算取得的數據進行可視化加工或三維圖形顯示，可通過交互改變參數來觀察計算結果的全貌及其變化，實現參數化及可視化計算，虛擬現實技術產生了飛躍式的發展。

在運用有限元法進行結構分析時，利用虛擬現實技術則可以通過顏色的深淺給出三維物體中各點力的大小，用不同顏色表示出不同的等力面；也可以任意變換角度，從任何點去觀察。還可以利用VR的交互性能，實時修改各種數據，以便對各種方案及結果進行比較。這樣就使工程師的思維更加形象化，概念更易于理解。把可視化計算技術應用于超大型復雜結構的設計、工程控制和結構分析中，將增強計算軟件的前后置處理能力。例如，在橋梁工程控制和結構分析的可視化計算中，倒退(拆)分析結構倒拆動態演示、結構理想施工線型顯示、施工階段主梁形心線的設計曲線和實測擬合曲線的顯示、前進分橋結構拼裝動態演示、施工預告圖形顯示、主梁內力圖顯示、危險截面應力分布圖顯示等等。更重要的是能借助圖形或圖像來進行實時動態地控制結構的重分析和獲取施工控制數據，同時能實時動態演示和控制設計和施工的過程。

四、結語

虛擬現實技術在不斷發展，專用于計算機圖形和多媒體信息處理的高性能DSP芯片可使處理能力提高上百倍，三維圖形算法和參數化建模算法等可使虛擬現實技術更加成熟。，虛擬現實技術還有很多不完善的地方，尤其在土木工程的方面，我們應努力建設虛擬現實技術實驗室，開發有價值的虛擬現實工程系統，使其在工程設計、施工、管理和可視化計算等方面得到更廣泛的應用。

[1]張躍．土木工程中的虛擬現實技術[N]．日報．1997年6月23日．

[2]沈金良．虛擬現實技術在工程設計中的應用[J]．科技交流，2004，(3)．

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關鍵詞：計算機技術；建筑施工；技術應用

中圖分類號：TP315 文獻標識碼：A 文章編號：1000－8136（2012）14－0093－02

隨著計算機的廣泛應用產生的新技術革命如潮水般向我們涌來。這場新技術革命產生了很多新興產業，而傳統產業面臨著更新改造。建筑業是從事建造各類房屋和興建各項土木工程的行業，是國民經濟傳統的四大支柱產業之一，施工只有借助計算機進行科學管理，才能使領導者及時準確掌握各種資源信息，快速作出決策，及時下達命令，執行具體操作，然后及時得到反饋，并作出必要調整，形成信息運行的封閉環路，真正使領導者“眼觀六路”、“耳聽八方”、“運籌帷幄”、“決勝千里”；才能使建筑施工有計劃、有節奏、協調均衡，人力、物力、財力得到優化組合，達到保證質量、保證進度，取得較好經濟效益的目的。

1 現代化建筑施工的內涵特征

信息化時代，建筑施工的內涵特征發生了本質變化，建筑工程產品的固定屬性及生產施工中的流動屬性間產生了對立矛盾，使施工進程中的空間布置與時間排列無法同步開展。同時，建筑工程的生產施工還具有周期長、工序復雜、綜合性突出、高空與地下作業居多等特征，使其對各類施工技術提出了更高的要求。再者，在眾多施工建設任務中，各類職能人員的關系相對復雜，加之各類豐富的施工機械、施工材料與設施令不同工種人員間的協調配合、相互交流合作及連貫性操作管理變得難上加難。基于上述建筑施工內涵特征我們不難發現，建筑施工中傳統計算機技術的應用已無法滿足其快速發展的綜合需求，為了有效解決各類生產之間的矛盾，突破施工管理難點，我們應科學引入虛擬現實計算機技術，令其充分發揮綜合輔助管理效能，切實提升施工建設效率及工作質量。

2 計算機技術在施工中的應用

虛擬現實計算機技術包含兩類關鍵屬性，即沉浸性和交互性，設計人員可通過虛擬現實技術令其主導作用全面呈現出來并參與到整體計算過程中，而非等到完成計算后才知曉相關結果。同時在虛擬環境中，各類施工方案設計主要以動態優化方式取代以往憑經驗、依據類比的靜態設計方式，令設計方案通過虛擬模型的可視效果實現綜合的分析、修改與最優化的選擇。具體的實踐過程為在三維可視的虛擬環境下，設計人員可科學利用綜合功能的CAD軟件對施工對象結構進行實體模型建立，并將其集合信息全面錄入分析軟件中，從而科學建立可視化三維有限元模型，而后對其進行綜合計算及分析。該類有限元模型的相關數據及分析結果則分別存于相應數據庫中，轉化為圖形數據資料，令設計人員在三維可視的虛擬環境中進行對觀察模型的計算與模擬，并通過實時檢測對其模擬的全過程進行及時修改，直至最終獲取滿意方案。得出優化方案后我們應將結果錄入相應數據庫中，從而為下一步繪制施工圖提供優質可靠的參考依據。該類施工方案的優化過程主體依靠計算機完成，并結合設計人員的豐富經驗，摒棄了傳統方案設計中僅依靠經驗與習慣的單一式操作方式。

3 計算機技術在施工人員培訓中的合理應用

基于虛擬環境的施工人員培訓是一種較為理想的實踐培訓方式，其優越性主要體現在，首先虛擬現實計算機技術的全面交互性，令用戶充分發揮自，決定下一步采取什么行動、如何做及怎樣做。同時計算機虛擬現實技術充分強調分享參與者的豐富經驗及理論知識，因此，在有經驗施工人才的共同參與下，可令缺乏經驗的年輕施工人員樹立明確的學習目標，主動參與到虛擬環境的認知學習中，自主驗證、全面管理。在虛擬現實中參與者的交互方式與在現實世界中的實踐方式完全相同，因此其虛擬環境中包含的任何事物容易被接受、掌握與理解，而不必令參與者掌握任何相關的計算機操作技巧。另外，虛擬現實計算機技術為施工人員提供了一種豐富有趣、綜合完備的培訓工具，我們可通過將施工方案進行動態模擬，讓施工人員自由選擇觀察實踐切入點及角度，深入施工現場展開實時漫游，獲取對建筑工程的整體印象。施工進程中包含的眾多工序搭接極易出現不協調的現象，因此我們應充分運用虛擬計算機技術對相關方案進行反復試驗，獲取具體價值參數用于對施工環節的指導。另外，我們還可通過在虛擬環境中對對象空間關系的生動觀察，發掘可能形成干涉影響的對象，并讓施工人員特別關注該環節，做到事前控制、心中有數、防患于未然。

4 計算機技術在建筑施工中的應用研究展望

虛擬現實計算機技術可為施工全過程構建一個整體、綜合、全面的集成環境，因而是一項擁有高強度集成性的創新信息化技術。目前，其技術的應用與實踐還存在諸多不盡如人意的地方，為了全面推動與實現建筑施工領域中計算機虛擬現實技術的廣泛應用與發展我們還需深入研究，不斷積累實踐經驗，完善相關工作。首先基于計算機虛擬現實技術發展時間有限，尚未構建完整理論體系的特征，我們應充分借鑒國外發達國家的先進思路與經驗，對建筑施工相關理論進行完善，力求實現本質上的突破。虛擬現實技術的廣泛應用及推廣離不開計算機系統硬件及各類豐富軟件的綜合發展支持。目前各類虛擬現實軟件技術的開發與系統的應用對平臺硬件的綜合性能要求較高，因此需要我們在較高水平的專業工作站及綜合設備全面的實驗室中進行實踐操作。與此同時，我國還沒有通過自主實踐成功創設出功能完備的軟件平臺，因此大多需要從國外進口，例如，建模軟件、可視化、虛擬現實軟件、網絡接口功能軟件等。這些需要投入大量的人力、物力及資金，對建筑企業提出了嚴峻的考驗。基于該現狀，我們應努力強化虛擬現實技術的研發實

驗室建設，全面開發一套整體面向工程建設的集成化軟件系統，從而顯著降低各類單項建筑工程的成本造價，推進各類功能完備軟件的應用普及。再者該類虛擬現實技術屬于結構復雜、建設任務巨大的綜合系統工程，因此我們應積極調動多方機構的全面參與，在業主、政府、企業與研究機構之間進行完善的協調，促進全面交流，從而為建筑施工中計算機虛擬現實技術的科學應用打下堅實的基礎。

5 結束語

本文基于傳統計算機技術及軟件工具無法適應施工方案制定的準確及時與快速需求現狀，展開了建筑施工中如何引入計算機虛擬現實技術，切實提升施工建設水平的實踐策略探討，對促進建筑行業的規范化發展有重要的實踐意義。

參考文獻：

［1］裴捍君.土木工程中的虛擬現實技術［J］.中國水運，2006（11）.

［2］楊明玉.虛擬現實技術在復雜建筑施工中的應用［J］.淮南職業技術學院學報，2006（1）.

［3］張瑞.計算機科學與技術的發展趨勢探析［J］.制造業自動化，2010（8）.

［4］李晨.計算機科學與技術的發展趨勢［J］.化學工程與裝備，2008（4）.

Micro Computer Technology in Construction Application

Jiang Jianfeng

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【關鍵詞】虛擬現實技術；建筑設計；應用

虛擬現實技術又可稱為靈境技術，是一項高新技術，是可構建三維虛擬世界的計算機系統，該系統構建虛擬環境，能讓用戶產生身臨其境之感，用戶通過計算機到該環境內并且實現交互，逐漸沉浸在里面。虛擬現實技術的三個基本特點為：沉浸感、交互性以及構想性。虛擬現實技術是一項實用技術，其在建筑設計中應用廣泛。虛擬現實可以是三維電腦模型實現自然進化后的結果，該技術的交互性與混合性使其成長為虛擬空間的表現媒介。

1．擬現實技術運用到建筑設計領域的價值

虛擬現實理念從提出到現在大面積使用已經取得了一定進展，為人與機器之間的交互打開了廣闊的應用天地，與此同時，其也產生了巨大的經濟效益與社會效益。當前世界上很多國家在進行專門的研究，積極開發使用這一技術，已經運用在多個領域之內，它在建筑設計領域內的使用，也能展示其獨有的優勢：

（1）既能展示真實世界，也可展示虛擬世界。使用虛擬現實技術在展示真實世界的時候，能突破時空的限制；在展示虛擬世界的時候，還能在虛擬的建筑物中表現出三維空間效果，達到身臨其境之感，形成人機三維交互空間，能讓參與者切實感受到模型是存在的，并且對參與者來講，其運動與操作可以實現準確響應。

（2）能表現視覺、聽覺以及觸覺。虛擬現實技術完全可以利用計算機的計算和圖形處理能力，重現原來物質，并作為表現視覺、聽覺以及觸覺的技術手段、參照調查數據，虛擬并展示不存在或損壞的建筑群。

（3）可為建筑師提供驗證設計的可行性。虛擬現實技術完全可以創造并展現出虛擬世界計算機系統，其將VR技術放置在建筑設計的整個進程中，使其能在整個設計的進程中變得可視化，讓建筑師仿佛置身于將要建設的場地之內，并感受到建筑物的內部功能布局以及外部環境設計方面的優點與缺點，切實為建筑師提供驗證設計的可行性與準確性。

（4）將規劃設計方案置于現實環境內進行考察。使用虛擬現實技術后，能夠將多種城市規劃方案定位到現實環境內，研究加入相關的規劃方案之后其對現實環境造成的諸多影響，評價方案是否科學合理。政府相關職能部門、項目開發人員以及社會大眾能從多個角度，全方位觀察建筑師設計規劃的實際效果，能掌握設計的意圖以及設計形態。所以，使用虛擬現實技術為進一步實踐創造出一定條件，虛擬現實技術能提升建筑規劃的設計科學性，降低規劃設計的開發成本，與此同時，還能大大縮短計劃以及設計的時間。

（5）復雜機構施工方案以及施工結構計算中可使用虛擬現實技術。在虛擬現實環境內，創建結構構件、場景、機械設備等三維模型，形成具有特定功能的系統，在系統內的模型具備動態性能，對系統內的模型展開虛擬匹配，按照虛擬裝配結果，在實現電腦與人的可視化環境內對設計方案進行適當修改，采用虛擬現實技術對不同方案加以分析，確保施工方案達到最優。

2．擬現實技術在建筑設計中的具體應用

建筑設計既需要考慮空間形象思維，還需要充分關注用戶感受，是一個需要一系列創新的過程，其包含規劃、設計、施工以及維護等多個環節。建筑工程的資金大量耗費以及不可逆的運作程序，不允許存在差錯。虛擬現實技術是能創造與展現虛擬世界計算機系統，虛擬世界則是整個虛擬環境或者對確定仿真對象的整體，可以使用計算機進行輔助設計與虛擬現實，能大大減輕建筑設計人員整體勞動強度，并能做到縮短建筑設計時間，提升建筑設計質量，節約投資。

一般來講，虛擬現實技術在建筑設計中的實際應用主要包括以下三個方面：一是，全方位展示建筑物基本信息。在建筑設計中采用虛擬現實技術，能在人們面前展示虛擬建筑物，確保人能產生身臨其境的感覺，確保設計不僅是設計者個人的事，并且能使相應的管理部門、客戶等也能對決策起到一定的輔助作用。二是，可實現遠距離瀏覽。經由虛擬現實技術設計的建筑模型，能讓設計者和工程單位間實現科學溝通與交流，并采用因特網實現遠距離瀏覽該建筑物。三是，可以進行多個方案之間的比較。在進行建筑設計競標的整個過程中，往往會對建筑物設計不同的備選方案，對建筑物形象設計多個構想。從現實出發，采用虛擬現實技術不只是能對多種方案開展比較，還能對某一特定方案進行局部性修改，并將確定前的方案和修改之前的方案開展綜合性分析比較。由于在虛擬建筑的整個三維空間內，不僅能實現對不同方案之間的切換，還能用同一觀察點或者是同一觀察序列去感受各種不同外觀，對不同方案的優缺點，做出進一步決策。

3．虛擬現實技術在建筑設計中的實現方法

（1）模型式虛擬現實

模型式虛擬現實指的是將虛擬現實造型語言當成是主描述性語言，確保建筑設計能使用計算機進行三維建模，充分利用三維施工圖、效果圖以及資料庫，使用虛擬現實技術實時模擬操作。此外，模型式虛擬現實還能首先采用3DsMax對建筑進行建模，主要是因為3DsMax能提供幀動畫的基本功能。比如旋轉、平移、縮放操作，再加上3DsMax能開展的變形命令，能讓幾何體表現出任意幾何形狀，可以出現在任意的位置。3DsMax能在連續性參數設定按鈕中建立動畫。比如，不同的時間內完全可以對幾何體實現椎化、融化、扭曲等多個命令來制定不同參數，幾何體能在時間變化中出現不同形狀。在某些材質的編輯器內還能設定動畫以及不同時間上物體的顏色差別。此外，3DsMax的粒子以及粒子流系統、導向器等，能模擬出大樓爆破后從底部成為碎片并逐漸坍塌的一個過程，有些散亂的粒子還可以漸漸堆積形成任意形狀幾何體。

（2）圖像式虛擬現實

圖像式虛擬現實主要功能是實現對實體建筑物進行360度的全景拍攝，之后再使用軟件將拍攝到的圖像拼接，獲得虛擬現實環境。

4．虛擬現實技術應用舉例

當前，超寫實電腦透視效果在某種程度上已經代替了傳統的水彩等創作的圖畫，諸多設計單位傾向于采用數字化工具制作效果圖來呈現給客戶。不管是設計觀念分析還是在空間表達上，虛擬效果技術打破原先的專業化與非專業化間存在的溝通障礙，并為學科兼容實現交叉合作。數字化虛擬技術逐漸激發人的想象力，使較為復雜建筑形式和構造成為現實，其結構形式和組織構建都依靠計算機做出準確的判斷。建筑師在進行設計實踐的時候，虛擬技術能將設計理念轉變為現實，經由建筑模型體現設計結果。比如，庫哈斯央視辦公大樓、水立方、安德魯國家大劇院等建筑設計創作，都與數字化技術有很大關系，虛擬現實技術在建筑設計中的應用非常廣泛，其發展前景極其廣闊。

5．結語

總之，虛擬現實技術在建筑設計中有廣泛的適用范圍，建筑師應在掌握虛擬現實技術基礎上，掌握虛擬現實技術在建筑設計中的應用及虛擬現實技術在建筑設計中的實現方法，推動建筑設計再上一個新臺階。

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篇6

Virtual Reality即為虛擬現實, 它又叫作真實虛擬環境或者虛擬環境, 其利用電子計算機的電子三維空間現實化合成技術為基礎。運用聽覺、觸覺和視覺, 用動畫和圖表的形式綜合展現虛擬的建筑空間, 使觀看的人們可以達到對建筑眼見為實。虛擬現實動畫不僅能夠對發生的現實時間進行再現和預演, 而且還能對建筑的虛擬空間進行制作, 因為虛擬現實動畫具有強大的場景再現性, 而廣泛地在建筑設計、軍事預演、娛樂、醫學和教育等領域應用。虛擬現實動畫的預演和再現的功能讓其得到了大量建筑設計師的使用與熱愛, 在建筑的設計與建造過程中都有著很重要的作用。虛擬現實動畫與現代建筑設計應用相輔相成緊密聯系不可分割。建筑的基本設計是建筑的核心靈魂, 而虛擬現實動畫則是展現建筑概念的手段及方法。只有將二者完美地聯合在一起, 才能完成實用且富有創造力的作品, 例如芝加哥非洲歷史博物館虛擬交互應用 (如圖1) , 以滿足人們對于建筑的物質審美與實際使用的雙重標準追求 (如圖2) 。因為虛擬現實動畫技術的不斷升級進步, 只有將優秀的虛擬現實動畫技術與建筑設計者的設計理念相互結合才能完成最優秀的建筑設計, 更好地為客戶和社會服務。

二、虛擬現實動畫在建筑展示中的意義研究

在建筑設計的傳統方式之中, 建筑的設計過程往往有較長的設計周期和大量的設計費用, 并且很難對建筑的設計方案進行修改, 所以對建筑的前期設計預覽十分重要。傳統的建筑設計過程就是包括設計草圖、建模、建筑效果圖等, 只夠為建筑的最終效果提供簡單的方案, 而不便對建筑進行多視角全方位的立體高精度分析。而虛擬現實動畫技術則通過綜合運用人機交換技術、傳感技術、人工智能技術和圖像計算機技術, 綜合運用電子計算機來制作出三維的虛擬空間, 讓建筑設計者和施工者能夠更加直觀性地體驗建筑空間, 通過對虛擬現實動畫的了解來體驗建筑的設計方案, 建筑的虛擬現實動畫是立足于虛擬與現實的實際關系之上的, 精確地透過人對于虛擬動畫的用戶需求以及對虛擬世界的綜合感知進行全方位分析, 已達到現實建筑和虛擬現實動畫的完美契合, 從而全方位地提升虛擬現實動畫的展現效果。它的意義有以下的幾個方面。

(一) 提供更完善的設計:

首先在建筑設計的傳統過程中, 大部分設計師都是通過文字資料、設計草圖和建筑設計者自身的設計經驗與藝術思維來進行建筑設計的。但是對于設計建造難度較高或者全新的建筑形態或者建筑領域來說, 設計師很難在設計過程中對于建筑進行有效定位, 設計者十分依賴個人對建筑的經驗, 往往還會導致建筑的實際情況與預定的建筑設計方案有很大差別。同時因為傳統建筑設計的局限性, 很多設計問題只有在實際的施工過程中才會被發現, 然后再由施工方對建筑問題進行歸納、整理、分析, 再將問題給施工方進行反饋。而這一過程浪費了大量的時間、人力和物力, 致使建筑施工效率低下。而如果運用虛擬現實動畫進行建筑設計的話, 設計者就能夠在建筑施工前全方位地觀察建筑的整體情況, 從多個角度全方位了解設計方案中的不足, 更加直觀地對建筑的空間、結構、光影乃至音效不斷變化進行詳盡了解 (如圖3) , 并對方案加以調整。

(二) 加強設計師與客戶之間的溝通能力:

通過虛擬現實動畫所建造的虛擬三維空間, 可以讓簡述的設計者與建筑用戶在項目規劃、建筑設計等方面用動態三維的方式對建筑的空間概念進行詳盡認知。而在建筑的設計過程中, 設計師根據建筑用戶提供的需求及建筑場地等情況設計出建筑方案, 將完整的建筑設計方案以及建筑設計理念交予用戶, 并對其進行相關交流。而在傳統建筑設計過程中的模型、草圖與文案只能夠讓客戶大致地對建筑的相關信息進行了解, 客戶往往專業能力不足, 不能夠完全了解建筑師的設計方案, 而草草對方案進行決定, 雙方的交流也會出現一些問題。而用虛擬現實動畫的方式能夠更加直觀地對建筑概念進行展示, 為客戶提供一個完整的建筑流程, 詳盡地描述建筑過程的各個環節, 及可能出現的問題。例如建筑的空間和建筑的周圍環境等, 客戶介意更加直觀且全面地對建筑空間進行了解。通過建筑的虛擬現實動畫展示, 為客戶提供更加直觀的認知平臺, 充分地對設計師的設計方案進行審批, 使其能夠更好地理解設計并參與到設計的過程中去, 也能夠讓設計師更加了解客戶需求, 并了解到自身的設計不足, 對設計進行必要的修改與完善。

(三) 給予用戶更加直觀的建筑體驗:

當今人們了解世界的主要方式之一就是互聯網, 而通過互聯網的虛擬現實動畫設計, 客戶能夠更加直觀地上網預覽建筑模型。在互聯網上隨時隨地觀察虛擬的建筑設計。通過設計者在電腦中對建筑進行的模型搭建與細節處理, 觀察建筑結構, 并對周圍環境及建筑中可能出現的狀況進行有效分析。通過在電子計算機中對虛擬現實動畫進行建筑的景觀搭建與制作視頻, 將音頻、影像與圖像相結合, 并添加一定的環境渲染特效和后期合成, 最后將虛擬現實動畫展示給受眾。在現今的房地產發展中, 投資人和設計者都充分地利用虛擬現實動畫的各項優勢, 制造建筑的三位圖像世界。因為虛擬現實動畫技術綜合運用了人體的聽覺、視覺、觸覺等感知特點, 這樣能夠更用戶加直接地體驗到建筑在三維虛擬環境中的變化, 身歷其境。在現有的虛擬現實技術之中, 因為現今有很大一部分客戶對于所購買或投資的建筑只有一個內心的概念, 而傳統的建筑設計非專業人員也不能完全了解到, 這就像在設計師與客戶之間施加了一層隔膜, 而虛擬現實技術就可以讓他們更加直觀地對建筑進行了解。還可以根據客戶所提出的需求對建筑進行一定的整改, 再為客戶展現更新的建筑產品效果, 也方便了客戶與設計師的溝通, 增強了客戶對于建筑物的深切體驗與審視, 加深了客戶對于建筑的內部了解, 而剛能刺激消費者對于建筑本身的購買欲望與建筑價值。

(四) 虛擬現實動畫具有真實性:

虛擬現實動畫最重要的特性就是真實性, 其具有傳統建筑設計所不具備的真實感官體驗。真實的感官體驗是指在三維的虛擬環境之中, 虛擬環境的所有信息均被大眾所廣泛接受的廣度和寬度。在虛擬現實動畫中不僅能夠對建筑本身主體進行展示, 而且還可以展現出建筑的周圍環境與建筑完工后整體的建筑形態與使用價值。我們還可以通過虛擬現實動畫來還原一些古建筑和自然景觀, 這樣對于古建筑和自然景觀的保護和研究都具有十分重要的意義。

(五) 有助于文物的研究與保護:

我們還可以通過虛擬現實動畫來還原一些古建筑, 這樣對于古建筑的保護和研究都具有十分重要的意義。在很多的博物館中, 都有一些異常珍貴或者極易氧化、損壞的歷史文物或者殘舊的古建筑并不能展出, 而虛擬現實動畫技術就可以完美地解決這一問題。可以在博物館中設立虛擬展示廳, 現場的所有文物都由虛擬三維的計算機屏幕展現, 這樣不但能夠完整地展出相應的文物, 而且還不會對文物產生一絲一毫的破壞。通過虛擬現實動漫的展示同樣可以提高珍貴文物的保護效率, 為文物編檔便于日后對文物進行相應的維修保護與研究, 同時也為廣大人民群眾提供了更多參觀文物的途徑。將一些無法移動甚至已經消散無法修復的古建筑, 進行復原在一定程度上也能夠為古建筑提供相應的保護。舉個例子, 綜合運用虛擬現實技術可以對發掘出的建筑物進行全方位綜合展示, 放入還原的虛擬歷史場景當中, 可以讓觀眾在三維虛擬的環境中進行全方位的觀察, 可以更加直觀地對建筑物所處的歷史時代及環境進行全面的認識。這樣不但提高了群眾對于歷史文物的參觀熱情, 還提升了景觀的綜合參觀效益。而且在建設虛擬動畫場景的過程中, 在計算機生成虛擬三維的過程中, 即便是已經不存在或者破損的建筑物依然可以重現。一個很好的例子就是我國對于故宮虛擬現實動畫的作品天子的宮殿, 通過計算機生成的虛擬動畫, 就可以讓觀眾利用計算機更加深入地對建筑物進行了解。

三、總結

對建筑物進行設計是一項非常復雜的工作, 一個地方的建筑物往往承載著一定的文化品味、歷史傳統、人文精神與其獨特的地域文化。這樣就會在建筑的過程中遇到很多的問題, 而虛擬現實動畫技術的出現與發展就在一定程度上減輕了很多的技術復雜性。而且伴隨著虛擬現實動畫技術的不斷創新發展, 虛擬現實動畫技術在審批、施工和設計建筑等多個建筑環節中都發揮著越來越重要的功效, 要怎樣將虛擬現實更多運用在實際的建筑中, 要不斷探尋其特有的能力而且要發揮其應有的功效。伴隨著科學技術日趨成熟, 虛擬現實動畫技術必將在未來的建筑設計與建造過程中發揮越來越重要的作用。

參考文獻

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虛擬現實技術可以稱作靈境技術，具體就是結合計算機網絡技術、多媒體技術、多傳感技術、圖形技術、仿真技術、以及智能技術等等方式，通過構建三維虛擬模式，同時利用專門的設備來實現。也就是說，虛擬現實技術作為一種全新的信息技術，可以生成多維信息環境，對于環境藝術設計具有至關重要的意義，可以使環境藝術設計更加完善。

虛擬現實技術的應用特征

1.效率性將虛擬現實技術運用到環境藝術設計中，可以極大程度的改變傳統的環境設計模式，突破了其中存在的各種復雜性問題，比如說摒棄沙盤或者模型的方式，有利于控制設計成本，節約了設計時間。通過高科技技術手段，能夠以多媒體模式、數字化模式真實形象的展示出虛擬設計的項目，而用戶只需要在虛擬現實技術的平臺中，即可觀看模型效果，以此將網絡資源的優勢有效全面的發揮出來，更加充分的展示出作品的效果，以此實現宣傳目標，促進工作效率的提升。2.交互性通過虛擬現實技術，可以將環境藝術設計作品更加全面、更加形象的展示出來。在虛擬世界中，利用數字化技術，能夠對展示物的一些數據信息進行傳輸，同時可以接受信息、認知信息、以及反饋信息等過程。虛擬現實技術所創建的環境，更加向真實化方向發展，通過計算機所構建的三維數字模型，內嵌虛擬現實場景，能夠使用戶的各種感官感受有效激發出來，產生真實的交互感受。比如說，在虛擬空間中，用戶可以用手去獲取虛擬環境中的物品，同時還能夠真實的感受到物品的重量，并且可以讓被抓住的物體隨著是自身移動。3.藝術性在環境藝術設計中，通過使用虛擬現實技術，需要具備較高性能的圖像處理工藝。比如說3D虛擬建模、Flash、全景圖片等方式，可以以高清的形式，展示出各種圖像，從而使設計作品更加具有藝術性和真實性。用戶在觀察圖像之后，可以對項目的整體結構做到全方位了解，并且了解所使用的材料和工藝等等。所以說，虛擬現實技術具有更加良好的藝術性效果。4.侵入性虛擬現實技術具有侵入性，其可以讓用戶感覺到更加真實的環境效果，有些時候，還可以讓用戶感受到身臨其境的感覺。產生此種感受的主要因素，在于虛擬現實技術的設計正是充分基于人的感官感受、以及心理特點出發，同時通過計算機技術，使圖形更加具有立體效果，從而使用戶置身于三維空間中。對于侵入性來講，在某種程度上來講，其可以理解為臨場性和存在性，關鍵是對用戶在虛擬環境中的真實感受程度進行反映。用戶需要提前佩戴專門的頭盔和手套，才可以真實的感受到虛擬環境中的立體效果，同時在此種虛擬環境中，不會受到外界因素影響，能夠全身心的投入到虛擬世界中。假如用戶無法分辨出真假效果，也就是好比置身在真實的環境中，那么可以說是最為理想的侵入性效果。5.多感知性考慮到虛擬現實環境中，均會配備齊全各種感官裝置，包括有視覺、聽覺以及觸覺。用戶不僅僅具有視覺感知，還可以形成聽覺感知、觸覺感知、以及力覺感知，特別情況下還會產生嗅覺感知以及味覺感知。所以說，虛擬現實技術具有非常良好的多感知性，可以讓用戶感受到身臨其境的感覺。就現階段的虛擬現實技術來講，尚未實現所有感知功能，也就是無法達到最理想的虛擬技術狀態。

虛擬現實技術在環境藝術設計中的應用

1.應用到環境藝術模型設計當中由于虛擬現實技術具有交互性、多感知性、侵入性等等特征，通過上述種種特征，可以讓用戶進入到交互式的、三維虛擬環境中，同時可以與虛擬環境進行一些互動溝通，用戶的各個感官受到刺激，會產生到身臨其境的感覺。在環境藝術設計過程中，通過使用虛擬現實技術，可以說非常具有必要性，設計可以通過計算機進行虛擬現實技術系統處理，能夠虛擬系統中，展示出現實生活中的事物。通過此種設計過程，能夠讓設計人員更加真實、直觀的感受到，在實際生活中設計作品的相同感受，并且有利于設計人員更加全面、準確的把握每一個設計細節，以此構建良好的環境藝術模型，確保自己的設計想法可以順利的轉換成設計成果。可以說，極大程度的增加了環境藝術設計的感知性與直觀性。2.更加便捷的對環境藝術設計作品進行完善對于設計作品來講，需要反反復復的不斷修改，一直到完善，最終成為一個優秀的設計做你。在以往的環境藝術設計過程中，在完成設計作品時，設計人員很難對作品做到全面直觀的感受，抽象性的概念影響作品的完整性。通過使用虛擬現實技術，可以有效解決此項問題。虛擬現實技術可以在最開始，將設計構建成虛擬的現實模型，通過觀察模型，便于設計人員更加直觀的觀察每一個設計環節。在具體方案實施之前，利用模型，設計人員能夠全面的進行觀察，及時發現設計方案中存在的一些不足之處，并且在此情況下，對方案反復修改完善，直到其符合設計要求。所以，虛擬現實技術一方面使完善環節得到簡化，另一方面還能夠使修改更加具有針對性。

虛擬現實技術在環境藝術設計中應用效果

1.增強了環境藝術設計的直觀性在環境藝術設計的發展過程中，逐漸經歷了手繪圖紙、電腦效果圖和建筑動畫三個過程。在此階段，可以看出人們都不斷追求高科技，新型的科學技術，從而獲取更加高層次的藝術品質，實現最佳的藝術表現效果。在如今的環境藝術設計中，通過使用虛擬現實技術，在各種軟件和硬件的作用下，可以創建非常真實的虛擬環境，基于此種環境考慮，利用技術手段，將環境藝術作品轉換為此種環境，在創建的虛擬環境中，用戶能夠感受到類似真實的聽覺刺激、視覺刺激、觸覺刺激。可以說虛擬現實技術能夠將環境藝術設計作品中的細節全面表達出來，有利于吸引用戶注意，提升環境藝術設計作品的接受程度。2.提高預算精準度環境藝術設計，需要將所設計內容轉換成實踐應用的項目。在以往的設計作品中，普遍存在預算精確性不理想的情況，對于工程建設的成本控制均產生一定影響。通過使用虛擬現實技術，能夠有效解決此類問題，在虛擬模型中，可以全面了解項目所需要的材料預算等內容，可以實現材料預算、結構的精準度提升，防止出現由于預算失誤而導致的各種問題。3.增強了設計雙方的互動性在完成設計方案之后，在同客戶溝通階段，需要營造良好的雙方互動性，對于匯報溝通具有重要幫助。通過運用虛擬現實技術，有利于提升雙方互動性。利用此種技術，用戶能夠在設計作品中，感受到每一個設計細節和設計成果，全買呢了解每一個設計部位的演示狀況，并且可以了解不同設計方案之間的關聯性。對于存在的設計問題，雙方之間還可以展開協商探討。

總結

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關鍵詞：虛擬現實技術；古典園林設計；Unity3D；應用

中圖分類號：TU986

1 虛擬現實技術與中國古典園林設計概述

1.1 虛擬現實技術概述

虛擬現實（VirtualReality，簡稱VR）技術主要是一種利用計算機模擬產生一個三維空間的虛擬世界的技術，其以計算機技術作為主體，將現實世界進行一定抽象，進而結合人的參與，形成一種高度模擬現實世界的人與物與環境以及人在環境之中的視覺、聽覺和動作的人機界面的技術。虛擬現實技術通過把相對抽象的文字描述轉化為計算機之中的三維空間模型，從而有利于相關人員對于該技術的全面多角度地認識與了解。

1.2 中國古典園林設計概述

中國古典園林主要指以江南私家園林和北方皇家園林為代表的中國傳統山水園林的形式。其中，江南私家園林主要以蘇州園林為代表，而北方皇家園林則以一些皇府等為代表。而中國古典園林設計主要是指在園林設計之中使用一些具有傳統特色的造園手法、相關技術和建筑特征等等，從而形成相對濃厚的傳統文化韻味，并具有中國式的景觀特色。其中，主要可以通過對園林整體結構進行大致規劃，并結合每一個設計的細節，從而使園林整體帶有古典意蘊。

1.3 虛擬現實技術與中國古典園林設計

隨著虛擬現實技術的不斷發展，計算機對于三維空間的虛擬能力不斷增強，其在園林設計中逐漸開始代替原有的紙上繪圖，并以計算機技術使園林設計方案實現完美的呈現。就虛擬現實技術對于中國古典園林設計而言，其不但可以較為直觀地展現園林設計方案的整體面貌，使相關設計人員對于園林整體產生一定感受，而且還能有利于設計師對園林設計方案進行修改，較為便捷，極大縮短了園林的設計周期，使園林施工工程得以盡快確定實施。此外，虛擬現實技術在中國古典園林設計之中的應用還有利于他人對于方案產生直觀理解，進而可以提出一定具有建設性的意義。因此，就一定層面而言，虛擬現實技術使中國古典園林設計人員的構想與設計實現了完美的融合。

2 虛擬現實技術在中國古典園林設計中的應用――以Unity3D技術為例

2.1 Unity3D技術概述

作為目前虛擬現實技術的重要組成部分之一，Unity3D主要是一個由UnityTechnologies所開發的一個多平臺綜合型的三維虛擬顯示游戲開發工具，其涉及多個不同的領域，能夠及時充分地處理大量三維模型，在創建三維視頻游戲、建筑可視化以及實時三維動畫等方面都具有一定優勢。通過利用Unity3D技術，中國古典園林的設計方案能夠在一定程度上得到直觀展現。

2.2 Unity3D技術在中國古典園林設計中的具體應用

虛擬現實技術在中國古典園林設計之中的應用，主要是通過硬件系統和軟件系統的相互配合，共同作用來實現的。Unity3D技術作為虛擬現實技術的重要內容之一，其主要是屬于軟件系統的內容，即對中國古典園林設計的場景進行三維虛擬，將其中建筑景觀和花草樹木等采用三維的形式描繪出來，從而栩栩如生，產生一定真實感。Unity3D技術的開發流程主要可以分為模型導入階段，整合開發階段和播放體驗階段三部分。

（1）視景建模。首先，進行視景建模，即創建古典園林設計的模型。這一步驟不但是虛擬現實的重要基礎，而且對于園林設計而言也具有重要意義。通過采用一些構建幾何模型的軟件，如3DSMAX和AutoCAD，建立古典園林的大致場景，如道路、房屋、雕塑和一些園林小品等等。再利用Photoshop或CorelDraw等繪圖軟件繪制出植物和自然環境等的圖片，并與模型進行整合，進而將古典園林的設計整體表現出來。其次，將創建好的模型利用3DSMAX的導出功能進行導出，并結合其中的貼圖，以FBX的文件格式再導入到Unity3D軟件之中。利用Unity3D軟件的自動識別能力，為模型找到相關的資源，進而創建出古典園林模型的Prefabs（預置體）。同時，將Unity3D技術與VisualStudio2010相結合，并通過撰寫相應的代碼，還能實現任意視角中的古典園林的效果，從而實現真正意義上的場景漫游。

（2）場景實時驅動。在中國古典園林的設計的模型建立之后，通過Unity3D引擎，可以直接生成具有多層次的畫面，從而將顯示效果有所優化，構建了一個所見與所得完美融合的開發環境。其中，由于Unity3D技術自身帶有渲染效果，其畫面的真實感相對更強。通過在場景之中進行設置，放置相應的攝像機與燈光，還能呈現出園林在不同方位不同角度下的效果，更為真實直觀，從而有利于古典園林的設計人員對相關不足進行及時調整。

（3）交互方面。在交互方面，Unity3D技術提供有界面設計的高級控件，如Label，Button等等，且設計人員能夠通過點擊相應模塊進入相關場景，進而對相關場景進行直觀地調整。由于虛擬現實技術中的實體模型的物理的相關特性都能夠在一定程度上得到真實的展現，故其修改后能夠保證其方案與結果的一致性，從而在節約效率的同時具有可行性可信性。此外，通過采用多視窗交互方式，Unity3D技術還能夠實現相對較為復雜的動畫及場景切換的效果，從而有利于設計人員對于古典園林的設計方案的播放體驗與感受。通過在Unity3D軟件中利用相應語句，其還能實現對于攝像機、光暈效果、園林動植物以及相關背景音樂等聲色的建立與控制，從而實現多種特效與動畫表現，有利于觀看瀏覽，并有利于設計人員在感受體驗整體的園林設計方案之后進行及時準確地修改。

2.3 Unity3D技術在中國古典園林設計中的應用價值與意義

（1）全面的空間展示。利用Unity3D技術即虛擬現實技術，中國古典園林設計能夠實現完整全面真實的展現與表達，其中所包含與傳遞的園林景觀的信息也更為完整準確。而利用單純的二維形式來展現園林設計，其可能會導致相關信息的單一或缺失，在施工過程之中會帶來一定不利之中。同時，Unity3D技術能夠將古典園林的設計進行三維立體的全方位的呈現，從而使園林的景觀設計更為合理科學，避免不恰當之處。

（2）遠程瀏覽的實現。中國古典園林的設計不僅僅是園林設計師一人的責任，還包括有相應施工單位的任務。通過Unity3D技術將設計人員設計的古典園林進行展現，并與施工單位進行及時交流，從而有利于實現園林設計模型的遠程瀏覽，從而避免在將來施工的過程之中可能會發生一些設計人員無法預料的缺漏，也在一定程度上減少了施工單位與設計人員之間相互溝通交流所需要往返而耗費的時間。

（1）增強設計品質。采用Unity3D等虛擬現實技術對設計人員所涉及的古典園林進行實際體驗，一方面有利于其發現空間、尺度和材料等方面的不足，從而有利于對園林的設計方案進行及時修改，另一方面還有利于公眾對古典園林的設計進行及時了解，從而提供一些具有實際性的可操作性的建議，便于園林設計的優化。

3 總結

隨著我國虛擬現實技術的不斷發展，其在我國古典園林設計之中的應用愈發普遍。而虛擬現實技術例如Unity3D等軟件對于園林設計的重要性也不斷增強。然而，目前我國在虛擬現實技術方面的研究仍然較為淺薄，只有不斷應用，不斷改進，才能促使該技術得到不斷發展，使園林景觀的設計也愈發具有魅力，使我國園林設計水平不斷提高進步。

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風景園林設計的實施受多方因素的影響，因為風景園林設計與周邊環境和大眾都密不可分。大眾通過虛擬現實技術對園林設計了解的越多越詳細，就越能提出實際性的建議，可以說虛擬現實技術是大眾參與輔導決策的橋梁。有了大眾前期對園林建設的整體認識和理解，施工者在后期施工過程中就能得到包容和支持，人性化的園林設計就能帶來雙贏。

2關于虛擬現實技術在風景園林設計中應用的展望

目前，虛擬現實技術的研究在我國還處于起步階段，少量實驗性質的虛擬現實技術的研究還不足以帶動風景園林設計的巨大進步。一方面，先進的虛擬現實技術需求更加先進的計算機；另一方面，對虛擬現實技術這門新興學科的理論研究也尚在探索當中。因此，在未來風景園林設計當中應用虛擬現實技術的突破點有以下幾點：

2.1加快創新的步伐

加快計算機技術的革新，設計和制造高標準、低成本、性能優異的計算機設備，在技術層面為發展提供支點。創新的技術，是虛擬現實技術不斷前進的力量之源。

2.2讓更多人參與到設計中來

利用虛擬現實技術的自身優勢和特性，讓更多的大眾參與到設計中來。利用虛擬現實可以網絡傳播的優勢，結合各類網絡、電視等媒體資源進行更大范圍的網絡虛擬，讓更多的人參與到園林設計中來，輔助決策者思考，最終設計出既科學又人性化的方案[3]。

2.3結合其他科學技術完善自我

如與環境技術、空間技術相結合，能應用到城市規劃、修復重建、綠化等各個方面，可使虛擬現實技術在風景園林設計的應用中更加科學化、更加人性化、更加綠色環保化。

3結語

篇10

市場在21世紀初就已經逐漸接受虛擬現實技術。這在環境設計等相關行業中是一個劃時代的轉折點，正如當初3dsMax軟件的出現，使三維效果圖占領二維手繪效果圖大部分的市場一樣。隨著人們對虛擬現實技術認識的深入和技術上的開放，它的應用價值將會越來越凸顯。

二、虛擬現實課程引入環境設計專業教學課程的探討

現階段，一般本科第二批、本科第三批錄取院校以應用型人才培養為辦學定位。應用型本科教育作為一個教育概念，在我國提出的時間不長。改革開放30多年來，國際上先進的制造技術進入我國生產領域，為了適應社會現代化生產的人才需求，一些高等專科學校，特別是高等工程專科學校提出了“高等技術應用型人才”的培養目標。在這樣的背景下，對環境設計專業學生實際制作能力的培養顯得尤為重要。因此，跟隨本領域發展的方向進行教學，就不會落后于市場，而且教學越新的知識，就越能夠使學生成為高新技術的新型人才。筆者就虛擬現實技術在環境設計中的應用做一些可行性探討：

1.虛擬現實技術在環境設計方案的展示上有一定的優勢

隨著我國城市化進程的不斷加快，城鄉建設和規劃快速發展，需要對越來越多的公共環境空間進行規劃設計。以城市環境設計為例，在對環境設計方案進行匯報的階段，在設計效果的最終表現手段上從手繪圖紙到使用電腦制作效果圖，再到制作建筑動畫這一系列發展過程中，人們不斷尋找更新、更高品質和更方便的表現手段以提高表現效果。而虛擬現實技術是計算機交互技術和展示技術發展到一定程度必然出現的新興手法，在展示環境藝術設計方面有很大的優越性，與以往的表現技術相比，具有創造性的優勢。虛擬現實的原理是通過硬件平臺和軟件平臺搭建三維的、逼真的、形象的虛擬環境，使客戶可以在屏幕中以參觀者的身份進入設計的環境，通過觸覺、感覺、視覺和聽覺全方位加強體驗，產生身臨其境的感受，能夠以親身體驗的方式加快對整個展示內容的記憶，最終使記憶的內容向持久性和深刻性的方向發展。

2.實現虛擬現實技術需要的軟件資源

制作虛擬現實需要的軟件有常用軟件Photoshop、3dsMax、Virtools、Queat3D、Unity3D等。其中Photoshop、3dsMax是常用軟件，是設計和制作模型、貼圖、材質的基礎工具。而VR-Platform平臺是進行虛擬合成的應用軟件，能夠進行三維場景的模型導入、后期編輯、交互制作、特效制作、界面設計、打包，而且它的操作以設計師熟悉的方式進行，使用者只要有一定的3dsMax建模和渲染基礎，就能很快速掌握其中的制作技巧。這對學習過3dsMax軟件的學生來說并不是很難。

3.實現虛擬現實技術需要的硬件資源

虛擬現實技術在不同行業中的應用，須配備不同的硬件設備。在環境設計、室內設計和房地產開發中，虛擬現實主要集中在設計效果的最終展示和項目成本的預算上，因此，只需要能夠滿足虛擬現實軟件運行條件的電腦設備就足夠。現在許多學校都配有高配置的計算機，能夠支持3dsMax模型制作和渲染，甚至能支持網絡渲染，在這樣的情況下，硬件已經不成問題。另外，要有熟悉虛擬現實設計和制作流程的教師引導學生進行學習。

三、結語