虚拟现实建设方案范文

导语：如何才能写好一篇虚拟现实建设方案，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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关键词：风景园林；设计；虚拟现实技术；研究

1风景园林设计中，虚拟现实技术的运用特征

第一，全方位展现风景园林的设计空间。现存的二维空间和三维空间的表现方式，只能够向人们传达出风景园林空间要素中的部分讯息。而虚拟现实技术则可以将风景园林的整体空间精准地展现出来，即使是极小的部分和微小的要素，也绝不会被遗漏。第二，利用网络技术，进行远程浏览。通过虚拟现实技术，风景园林设计师可以先在自身的计算机设备上创建出设计作品，然后通过VRML的方式发送给建筑施工单位，施工单位接收以后便可在网络上进行远程作品浏览。第三，极大地方便了风景园林设计师的作品设计。利用虚拟现实技术，设计师能够在每一设计阶段，创建虚构的风景园林环境。并且通过漫游观察的方式，体验自身的作品，预先感受空间要素、尺度要素、材料要素，有利于风景园林设计师及时发现作品中存在的问题和不足，并实时修改和调整。第四，方便公众参与，实施辅决策。要想风景园林的设计和建设能够顺利完成，需要设计、建设、管理及决策部门与公众有效合作，虚拟现实技术就为其提供了一个极佳的合作平台。

2风景园林设计中，虚拟现实技术的具体应用

2.1开始阶段的可操作性分析

首先，明确设计条件，实地勘察现场情况。了解现场的基地情况、气候情况、环境情况、业主造价情况等。通过收集资料、分析资料，列出设计中可能遭遇的困难和难题。其次，将收集到的文字信息输入到虚拟现实系统中进行初步的模拟和探索，让设计师在思维上对该场地形成总体认识。最后，利用GIS技术，根据现实环境进行模拟，分析场地中的各个道路情况、树木情况、河流情况等，为形成设计概念提供科学的判断。在这一过程中主要利用虚拟现实技术中的模型建构技术，对现场情况进行综合分析和整体规划。

例如，在建造园林水景时，首先，设计师就必须调查选址地的水文情况，做出相关的水文调查表。其次，设计师结合其它重要因素信息，利用虚拟现实技术对其进行综合分析，将选址区域划分成不同的属性。再次，根据区域本身的特性，利用Auto技术完成园林水景的平面图设计，接着再将其导入到3DMAX技术中，针对弯曲起伏的地形，可以对其进行线形弯曲的水体模型。

2.2概念设计阶段中的概念设计分析

设计师在通过现实虚拟技术建构模型以后，就可摆脱二维图纸的制约性。设计师可以沉浸和漫游在自身构建的虚拟环境中，从而全方位地研究和分析相关情况，获得感官信息。在多重感官信息的刺激性，设计师的思维处于活动状态，就能够不断地对场地形成设计概念。如果此时设计师的思维形成的是不稳定的图形信息，那么将其输入到虚拟现实系统中，就可以实时地修改和调整相关设计元素，让设计师抓住一瞬即逝的设计灵感，有利于设计师筛选和深化各种设计概念。对于计算机三维造型经验丰富的设计师来说，利用虚拟现实技术，还有利于通过计算机的视觉体验，产生新的设计思想，形成新的图像情景。

2.3设计发展阶段的主体构思工作

一方面，通过虚拟现实技术，设计师可以准确地刻画场景，实时成为三维图像。通过改变场景中的各项特征、造型，刺激设计师的感官和创作思维。另一方面。风景园林设计内容具有复杂性和多维复合性。设计师在进行方案设计时，不仅要考虑物体造型本身，还要对周围的文化因素、社会因素、自然因素、空间因素等紧密结合，从空间环境和社会环境的大背景下，进行风景园林的设计。利用虚拟现实技术中的交互功能，有利于设计师实时控制场景，为其提供更有效的交互平台，方便设计师及时调整和更换园林中的要素模型，通过比较与审查，使设计出来的方案更加合理。

例如，在建设某城市展览馆时，将选址定于体育场北边，紧靠繁华路口的坡地边，并且市政府要求展览馆的高度不得高于20m。在设计方案时，设计师首先摘选出来模拟该区域的重要建筑物。其次，将设计好的方案置入到虚构场景中进行模拟。再次，根据建设进度，将设计师设计好的2个方案再次置入虚拟场景中进行模拟和调整。最后，把多个设计方案整合在一个场景中进行比较。最终经过方案比较，确定采用方案二进行展览馆的建设。

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本教学研究项目是通过搭建B/S结构模型平台，在研究如何经济、高效地制作三维村镇模型的方法与步骤方面取得了初步成果，一定程度上提升了浙江省村镇规划信息化水平。

1．1本教学研究项目依托浙江省典型村镇三维仿真规划信息化平台模型，实现美丽乡村仿真场景漫游及规划信息化管理。着重研究在教学研究项目过程中采用的各种纹理建模方面的优化方案，包括纹理建模过程和烘焙过程的优化，以及开发软件平台自身提供的一些优化方案和优化技术。

1．2教学研究项目通过本地或者远程管理界面，对三维村镇规划

信息化平台场景中的个体信息进行交互，做到规划信息数据实时更新。

2．教学研究项目平台的开发流程

2．1三维场景模型的构建

浙江省美丽乡村三维虚拟现实教学研究项目组织与实施及开发流程的研究。教学研究项目首先是对单个美丽乡村模型场景的创建，通过B/S浏览方式进行整合。(1)教学研究项目的需求分析及相关数据收集与整理。通过课程组成员调查走访，合作单位直接提供等方式获取一手资料，再结合卫星地图，综合创建地形地貌。大量的建设贴图通过单反相机进行实地拍摄。(2)CAD总平面图的处理。通过测绘部门或者乡村相关职能部门获取的乡村CAD总图信息量大，对模型创建来说需要精简，然后导入3dsMAX软件进行场景模型的创建。(3)优化创建的模型，通过多种技术手段，精简三维模型面数等信息，确保在平台运行时的流畅。(4)村镇场景模型的烘焙。在目前虚拟现实场景中，通常都是由建筑模型在贴图、灯光等一系列步骤后进行烘焙(在Unity最新的5．0系统中，可实现实时光影，不一定需要烘焙步骤)输出到相关平台，这样能获得的视觉效果更佳。(5)在3DSMAX环境中直接导出并合并场景至相关虚拟仿真平台，可分为两种方式进行，部分静态模型的导出与全部静态模型导出，根据不同需求选择进行。

2．2系统功能的实现

系统功能的设计，包括虚拟现实引擎和相关技术的选择以及在应用中如何提高信息管理水平的研究。(1)创建相机及相机动画，在无人交互操作的时候，可以通过动态相机对美丽乡村进行飞行鸟瞰等预设。(2)虚拟现实场景碰撞属性的设置，默认可以直接把场景中的所有物体设置为碰撞体，减少工作量，但在实践中发现，这样会在一定程度上造成系统运算量大，执行效率较低，影响最终的运行速度。所以一般都是人为设置一个较简单的物体，设置碰撞后，进行隐藏操作。(3)创建特效与周围环境。教学研究项目可根据需求，设置不同季节及不同气候条件下的模拟环境，对表现水景效果、蝴蝶飞舞等特效的制作，动态效果通过3dsMAX进行动作设定，导入到虚拟现实引擎进行后期处理。(4)村镇地图的导航制作。导航图的制作关键是要在3dsMAX平台中进行坐标的定位，确定坐标参数后，在虚拟现实平台中进行相关的参数设定。(5)美丽乡村数据库的创建。平台可以支持的数据库丰富，包括ACCESS、Oracle、SQLServer、MySQL等，虚拟对象与数据库的关联操作和数据库查询功能的实现是平台实现交互的坚实基础。(6)交互功能的实现。平台支持的交互功能众多，可能鼠标事件、距离、键盘等触发调用相应的响应事件，大量的交互功能还涉及到数据库的数据读写，这在本教学研究项目中是一个非常重要的环节。(7)教学研究项目。教学研究项目平台支持生成EXE可执行文件脱离平台环境单独运行，也可以到互联网络中进行网页浏览交互，本教学研究项目最终是通过生成单个的网络版本，通过WEB树形目录，把浙江省的各个村镇的三维虚拟仿真系统合成到大平台中。今后的研究中考虑使用跨平台支持效果更好的Uni-ty3D引擎。

2．3平台特点与特色

本平台采用Photoshop，AutoCAD，3DMAX等图形图像软件结合虚拟现实平成，脚本引擎功能强大，压缩率高，真实感强，沉浸感好，可嵌入音频、flash、视频、图片、网页。(1)平台仿真度高，区别于能流畅实现村镇的三维漫游功能，部分村镇信息查询等功能，满足决策者对美丽乡村规划功能的要求。(2)可以实时把画面用“虚拟相机”进行拍摄出图，能直观、精确、更大范围地展现规划设计方案，有效地提高规划审批决策科学性。(3)该系统作为公共服务平台，可通过二次开发，开放接口，扩展到经济、卫生、交通、应急、消防等领域。

3．教学研究项目平台的经济与社会效益

浙江省村镇共有1500多个，教学研究项目建成后，为浙江省美丽乡村规划信息化水平提升做出明显成效，也为浙江省乡村建筑数字化程度的提升做出重大贡献。研究成果专注于虚拟现实与三维可视化技术在浙江省美丽乡村规划领域中研发和推广，目标是国内领先的村镇虚拟现实技术解决方案。教学研究项目能满足不同数字规划管理领域，不同层次决策者对数字仿真的需求。

4．平台的保障力量

4．1人员保障

教学研究项目分别由高校、企业与政府职能机构等三部分技术力量组成:教学研究项目主持单位高职院校在教学研究项目实施过程中，采集村镇基础数据，利用研究小组学生在暑期社会实践中调查数据、采集可视化资料及到乡村管理部门查询资料，也为教学研究项目的完成打下坚实基础。本科院校为本教学研究项目提供理论支撑，在校的虚拟现实方面的硕士研究生，也参与到教学研究项目中，为教学研究项目提供了技术保障。

4．2资料保障

规划设计院作为合作企业单位，负责提供浙江省典型美丽乡村规划图纸。企业内部有较多的规划专家，可以对教学研究项目进行深度研究。提供一手资料，研究中的浙江省溪口美丽乡村规划方案就由他们提供，为该教学研究项目的顺利进行起到了重要的保障作用。

4．3政策保障

浙江省住房和城乡建设厅科技委村镇建设专业委员会，对教学研究项目的推广提供政策上的扶持，所在的村镇建设专业委员会在教学研究项目研究中还负责对村镇管理者规划信息化方面进行指导。每年都会对浙江省村镇优秀规划方案进行汇编、获奖教学研究项目的收集整理，具有非常丰富的参考资源，对建设系统相关职能部门具有良好的沟通协调能力，便于教学研究项目具体实施过路中的运行与推广。

5．结束语

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关键词：虚拟现实技术土木工程可视化

一、引言

随着我国的稳步增长和基础建设规模的加入，建设项目的规模越来越大、结构形式日益复杂，对土木工程学科管理的性、精确性要求越来越高。实现土木工程的信息化、智能化、可视化和集成化成为土木建筑工程项目管理化的要求和本领域的热点。虚拟现实技术(VirtualReality,VR)是综合性与集成性极强的高新技术，在军事、医学、设计、、娱乐等多个领域都得到了广泛的应用。土木工程中的虚拟现实技术涉及土木工程领域的各个学科，已显示出一定的实用性，技术潜力十分巨大，应用前景非常广阔[1]。

二、虚拟现实技术及其特点

虚拟现实技术，又称灵境技术，是20世纪末兴起的一门崭新的综合性信息技术。它融合了数字图像处理、计算机图形学、多媒体技术、传感器技术等多个信息技术分支，大大推进了计算机技术的。VR技术是把抽象、复杂的计算机数据空间转化为直观的、用户熟悉的事物。它的技术实质在于提供一种高级的人机接口。利用VR技术所产生的局部世界是人造和虚构的，并非是真实的，但当用户进入这一局部世界时，在感觉上与现实世界却是基本相同的。因此，虚拟现实技术改变了人与计算机之间枯燥、生硬和被动的现状，给用户提供了一个趋于人性化的虚拟信息空间。它以模拟方式为使用者创造了一个实时反映实体对象变化与相互作用的三维图像世界，在视、听、触、嗅等感知行为的逼真体验中，使参与者可直接参与和探索虚拟对象所处环境的作用和变化，仿佛置身于现实世界中。一个身临其境的虚拟环境系统是由包括计算机图形学、图象处理与模式识别、智能接口技术、人工智能技术、多传感器技术、语音处理与音像技术、技术、并行处理技术和高性能计算机系统等不同功能、不同层次的具有相当规模的子系统所构成的大型综合集成环境。所以，虚拟现实技术是综合性极强的高新信息技术。虚拟现实技术具备以下三个方面的特性。

1．沉浸性

虚拟现实技术是根据人类的视觉、听觉的生理心理特点，由计算机产生逼真的三维立体图像，使用者戴上头盔显示器和数据手套等交互设备，便可将自己置身于虚拟环境中，成为虚拟环境中的一员。使用者与虚拟环境中的各种对象的相互作用，就如同在现实世界中的一样，一切感觉都是那么逼真，有一种身临其境的感觉。

2．交互性

虚拟现实系统中的人机交互是一种近乎的交互，使用者不仅可以利用电脑键盘、鼠标进行交互，而且能够通过特殊头盔、数据手套等传感设备进行交互。使用者通过自身的语言、身体运动或动作等自然技能，就能对虚拟环境中的对象进行考察或操作。

3．多感知性

由于虚拟现实系统中装有视、听、触、动觉的传感及反应装置，因此，使用者在虚拟环境中可获得视觉、听觉、触觉、动觉等多种感知，从而达到身临其境的感受。

三、虚拟现实技术在土木工程中的应用

1．虚拟现实技术在土木工程中的应用前景

在土木工程中，长期以来人们不得不用抽象的概念表示非常丰富的，如用平面图、剖面图、立面图等平面图形成一些规定的符号来表示三维的立体建筑，用比较抽象的图形和精练的语言来描述复杂的场景，以传递大量的信息。但这一种信息处理与传递方式受到信息接受者所从事的职业、知识结构及理解能力的，交流起来非常困难。

VR技术的发展为我们克服这一困难提供了极其有效的手段。用虚拟现实既能表示真实的世界，也可以表示虚拟的世界。表示真实世界时，可以突破物理空间和时间的约束，做到能“超越现实”；在表示虚拟世界时，又能使其中的虚拟物体表示出三维逼真感，以达到身临其境的感受，最后形成一种“人能沉浸其中、超越其上、进出自如、交互作用的三维信息空间”。VR技术为用户提供了一种新型的人机接口，它利用计算机生成交互式三维环境，不仅使参与者能够感受到景物或模型的逼真存在，并且对参与者的运动和操作做出实时准确的响应。

2．虚拟现实技术在土木工程中的领域

由于具有上述的优势特征，虚拟现实技术在土木工程中得到了广泛的应用，并且具有广阔的应用前景。现阶段，虚拟现实技术在土木工程中的应用主要有以下几个方面[2]。

（1）在虚拟施工过程和施工结构中的应用[3]

在实际工程施工中，复杂结构施工方案设计和施工结构计算是一个难度较大的，前者难点关键就在于施工现场的结构构件及机械设备间的空间关系的表达；后者在于施工结构在施工状态和荷载下的变形大于就位以后或结构成型以后。

基于虚拟现实的复杂结构施工方案设计是指利用虚拟现实技术，在虚拟的环境中，建立周围场景、结构构件及机械设备等的三维CAD模型（虚拟模型），形成基于计算机的具有一定功能的仿真系统，让系统中的模型具有动态性能，并对系统中的模型进行虚拟装配，根据虚拟装配的结果，在人机交互的可视化环境中对施工方案进行修改。复杂结构施工涉及的因素较多，起重机的布置位置、高度，缆风绳着力点的选择，构件堆场的位置，起重机的开行路线，构件起吊路线等，都是施工方案设计必须考虑的问题。若对这些问题考虑得不够，则工程施工的进度、成本等都会受到，甚至导致安全事故的发生。

建筑结构施工前往往要对施工方案进行受力状态复核。如在大跨空间结构施工中，不仅要考虑施工过程的安全性、可行性，还要考虑结构本身在施工过程中安全性、可靠性。某展览中心，钢结构屋盖支承在钢桅杆上，桅杆两端为锥形，与下部混凝土结构铰结。为了减小钢桁架的变形，更为了维持结构的稳定，在钢屋盖桅杆和混凝土之间，采用了一系列的斜拉索(前索、背索、稳定索)和撑杆，形成一个稳定的结构体系。在钢结构的施工中，不同的支撑方案、不同的拼接方案，在结构的不同部位会引起不同的效应，而随着连接杆件的安装，这些施工阶段的应力将残余在结构部位上，并影响到最终的结构受力安全性；并在结构就位过程中，有可能失稳和变形。这就需要进行施工过程的精确。用虚拟现实技术可以对不同的方案，在短时间内做大量的分析，从而保证施工方案最优化。

（2）在工程项目招标投标中的应用

建筑业是我国的支柱产业，建筑市场的过度竞争已是长期的事实。建筑工程项目的运作，业主处于绝对有利的地位。在有限的时间内，如何使业主和评标的专家很好地了解招投标文件的编制和被认可的程度直接关系到承包商有没有中标的机会。因此，承包商在注重投标文件的技术可行、报价合理的同时，也非常注重投标文件的包装。尤其是大型工程、国家重点工程和国际工程的招标投标，往往在项目企划阶段就已经开始这方面的运作[4]。

借助虚拟仿真系统，把不能预演的施工过程和表现出来，不仅节省了时间和建设投资，而且不用项目经理的现场答辩，方案的优劣就一目了然。这无疑大大增加了承包商中标的几率。

（3）在可视化计算领域的应用

可视化计算将是今后一个重要的方向。在科研中，人们会遇到大量数据，为从中得出有价值的和结论，需要对庞大的数据量进行认真分析。对计算取得的数据进行可视化加工或三维图形显示，可通过交互改变参数来观察计算结果的全貌及其变化，实现参数化及可视化计算，虚拟现实技术产生了飞跃式的发展。

在运用有限元法进行结构分析时，利用虚拟现实技术则可以通过颜色的深浅给出三维物体中各点力的大小，用不同颜色表示出不同的等力面；也可以任意变换角度，从任何点去观察。还可以利用VR的交互性能，实时修改各种数据，以便对各种方案及结果进行比较。这样就使工程师的思维更加形象化，概念更易于理解。把可视化计算技术应用于超大型复杂结构的设计、工程控制和结构分析中，将增强计算软件的前后置处理能力。例如，在桥梁工程控制和结构分析的可视化计算中，倒退(拆)分析结构倒拆动态演示、结构理想施工线型显示、施工阶段主梁形心线的设计曲线和实测拟合曲线的显示、前进分桥结构拼装动态演示、施工预告图形显示、主梁内力图显示、危险截面应力分布图显示等等。更重要的是能借助图形或图像来进行实时动态地控制结构的重分析和获取施工控制数据，同时能实时动态演示和控制设计和施工的过程。

四、结语

虚拟现实技术在不断发展，专用于计算机图形和多媒体信息处理的高性能DSP芯片可使处理能力提高上百倍，三维图形算法和参数化建模算法等可使虚拟现实技术更加成熟。，虚拟现实技术还有很多不完善的地方，尤其在土木工程的方面，我们应努力建设虚拟现实技术实验室，开发有价值的虚拟现实工程系统，使其在工程设计、施工、管理和可视化计算等方面得到更广泛的应用。

[1]张跃．土木工程中的虚拟现实技术[N]．日报．1997年6月23日．

[2]沈金良．虚拟现实技术在工程设计中的应用[J]．科技交流，2004，(3)．

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关键词：计算机技术；建筑施工；技术应用

中图分类号：TP315 文献标识码：A 文章编号：1000－8136（2012）14－0093－02

随着计算机的广泛应用产生的新技术革命如潮水般向我们涌来。这场新技术革命产生了很多新兴产业，而传统产业面临着更新改造。建筑业是从事建造各类房屋和兴建各项土木工程的行业，是国民经济传统的四大支柱产业之一，施工只有借助计算机进行科学管理，才能使领导者及时准确掌握各种资源信息，快速作出决策，及时下达命令，执行具体操作，然后及时得到反馈，并作出必要调整，形成信息运行的封闭环路，真正使领导者“眼观六路”、“耳听八方”、“运筹帷幄”、“决胜千里”；才能使建筑施工有计划、有节奏、协调均衡，人力、物力、财力得到优化组合，达到保证质量、保证进度，取得较好经济效益的目的。

1 现代化建筑施工的内涵特征

信息化时代，建筑施工的内涵特征发生了本质变化，建筑工程产品的固定属性及生产施工中的流动属性间产生了对立矛盾，使施工进程中的空间布置与时间排列无法同步开展。同时，建筑工程的生产施工还具有周期长、工序复杂、综合性突出、高空与地下作业居多等特征，使其对各类施工技术提出了更高的要求。再者，在众多施工建设任务中，各类职能人员的关系相对复杂，加之各类丰富的施工机械、施工材料与设施令不同工种人员间的协调配合、相互交流合作及连贯性操作管理变得难上加难。基于上述建筑施工内涵特征我们不难发现，建筑施工中传统计算机技术的应用已无法满足其快速发展的综合需求，为了有效解决各类生产之间的矛盾，突破施工管理难点，我们应科学引入虚拟现实计算机技术，令其充分发挥综合辅助管理效能，切实提升施工建设效率及工作质量。

2 计算机技术在施工中的应用

虚拟现实计算机技术包含两类关键属性，即沉浸性和交互性，设计人员可通过虚拟现实技术令其主导作用全面呈现出来并参与到整体计算过程中，而非等到完成计算后才知晓相关结果。同时在虚拟环境中，各类施工方案设计主要以动态优化方式取代以往凭经验、依据类比的静态设计方式，令设计方案通过虚拟模型的可视效果实现综合的分析、修改与最优化的选择。具体的实践过程为在三维可视的虚拟环境下，设计人员可科学利用综合功能的CAD软件对施工对象结构进行实体模型建立，并将其集合信息全面录入分析软件中，从而科学建立可视化三维有限元模型，而后对其进行综合计算及分析。该类有限元模型的相关数据及分析结果则分别存于相应数据库中，转化为图形数据资料，令设计人员在三维可视的虚拟环境中进行对观察模型的计算与模拟，并通过实时检测对其模拟的全过程进行及时修改，直至最终获取满意方案。得出优化方案后我们应将结果录入相应数据库中，从而为下一步绘制施工图提供优质可靠的参考依据。该类施工方案的优化过程主体依靠计算机完成，并结合设计人员的丰富经验，摒弃了传统方案设计中仅依靠经验与习惯的单一式操作方式。

3 计算机技术在施工人员培训中的合理应用

基于虚拟环境的施工人员培训是一种较为理想的实践培训方式，其优越性主要体现在，首先虚拟现实计算机技术的全面交互性，令用户充分发挥自，决定下一步采取什么行动、如何做及怎样做。同时计算机虚拟现实技术充分强调分享参与者的丰富经验及理论知识，因此，在有经验施工人才的共同参与下，可令缺乏经验的年轻施工人员树立明确的学习目标，主动参与到虚拟环境的认知学习中，自主验证、全面管理。在虚拟现实中参与者的交互方式与在现实世界中的实践方式完全相同，因此其虚拟环境中包含的任何事物容易被接受、掌握与理解，而不必令参与者掌握任何相关的计算机操作技巧。另外，虚拟现实计算机技术为施工人员提供了一种丰富有趣、综合完备的培训工具，我们可通过将施工方案进行动态模拟，让施工人员自由选择观察实践切入点及角度，深入施工现场展开实时漫游，获取对建筑工程的整体印象。施工进程中包含的众多工序搭接极易出现不协调的现象，因此我们应充分运用虚拟计算机技术对相关方案进行反复试验，获取具体价值参数用于对施工环节的指导。另外，我们还可通过在虚拟环境中对对象空间关系的生动观察，发掘可能形成干涉影响的对象，并让施工人员特别关注该环节，做到事前控制、心中有数、防患于未然。

4 计算机技术在建筑施工中的应用研究展望

虚拟现实计算机技术可为施工全过程构建一个整体、综合、全面的集成环境，因而是一项拥有高强度集成性的创新信息化技术。目前，其技术的应用与实践还存在诸多不尽如人意的地方，为了全面推动与实现建筑施工领域中计算机虚拟现实技术的广泛应用与发展我们还需深入研究，不断积累实践经验，完善相关工作。首先基于计算机虚拟现实技术发展时间有限，尚未构建完整理论体系的特征，我们应充分借鉴国外发达国家的先进思路与经验，对建筑施工相关理论进行完善，力求实现本质上的突破。虚拟现实技术的广泛应用及推广离不开计算机系统硬件及各类丰富软件的综合发展支持。目前各类虚拟现实软件技术的开发与系统的应用对平台硬件的综合性能要求较高，因此需要我们在较高水平的专业工作站及综合设备全面的实验室中进行实践操作。与此同时，我国还没有通过自主实践成功创设出功能完备的软件平台，因此大多需要从国外进口，例如，建模软件、可视化、虚拟现实软件、网络接口功能软件等。这些需要投入大量的人力、物力及资金，对建筑企业提出了严峻的考验。基于该现状，我们应努力强化虚拟现实技术的研发实

验室建设，全面开发一套整体面向工程建设的集成化软件系统，从而显著降低各类单项建筑工程的成本造价，推进各类功能完备软件的应用普及。再者该类虚拟现实技术属于结构复杂、建设任务巨大的综合系统工程，因此我们应积极调动多方机构的全面参与，在业主、政府、企业与研究机构之间进行完善的协调，促进全面交流，从而为建筑施工中计算机虚拟现实技术的科学应用打下坚实的基础。

5 结束语

本文基于传统计算机技术及软件工具无法适应施工方案制定的准确及时与快速需求现状，展开了建筑施工中如何引入计算机虚拟现实技术，切实提升施工建设水平的实践策略探讨，对促进建筑行业的规范化发展有重要的实践意义。

参考文献：

［1］裴捍君.土木工程中的虚拟现实技术［J］.中国水运，2006（11）.

［2］杨明玉.虚拟现实技术在复杂建筑施工中的应用［J］.淮南职业技术学院学报，2006（1）.

［3］张瑞.计算机科学与技术的发展趋势探析［J］.制造业自动化，2010（8）.

［4］李晨.计算机科学与技术的发展趋势［J］.化学工程与装备，2008（4）.

Micro Computer Technology in Construction Application

Jiang Jianfeng

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【关键词】虚拟现实技术；建筑设计；应用

虚拟现实技术又可称为灵境技术，是一项高新技术，是可构建三维虚拟世界的计算机系统，该系统构建虚拟环境，能让用户产生身临其境之感，用户通过计算机到该环境内并且实现交互，逐渐沉浸在里面。虚拟现实技术的三个基本特点为：沉浸感、交互性以及构想性。虚拟现实技术是一项实用技术，其在建筑设计中应用广泛。虚拟现实可以是三维电脑模型实现自然进化后的结果，该技术的交互性与混合性使其成长为虚拟空间的表现媒介。

1．拟现实技术运用到建筑设计领域的价值

虚拟现实理念从提出到现在大面积使用已经取得了一定进展，为人与机器之间的交互打开了广阔的应用天地，与此同时，其也产生了巨大的经济效益与社会效益。当前世界上很多国家在进行专门的研究，积极开发使用这一技术，已经运用在多个领域之内，它在建筑设计领域内的使用，也能展示其独有的优势：

（1）既能展示真实世界，也可展示虚拟世界。使用虚拟现实技术在展示真实世界的时候，能突破时空的限制；在展示虚拟世界的时候，还能在虚拟的建筑物中表现出三维空间效果，达到身临其境之感，形成人机三维交互空间，能让参与者切实感受到模型是存在的，并且对参与者来讲，其运动与操作可以实现准确响应。

（2）能表现视觉、听觉以及触觉。虚拟现实技术完全可以利用计算机的计算和图形处理能力，重现原来物质，并作为表现视觉、听觉以及触觉的技术手段、参照调查数据，虚拟并展示不存在或损坏的建筑群。

（3）可为建筑师提供验证设计的可行性。虚拟现实技术完全可以创造并展现出虚拟世界计算机系统，其将VR技术放置在建筑设计的整个进程中，使其能在整个设计的进程中变得可视化，让建筑师仿佛置身于将要建设的场地之内，并感受到建筑物的内部功能布局以及外部环境设计方面的优点与缺点，切实为建筑师提供验证设计的可行性与准确性。

（4）将规划设计方案置于现实环境内进行考察。使用虚拟现实技术后，能够将多种城市规划方案定位到现实环境内，研究加入相关的规划方案之后其对现实环境造成的诸多影响，评价方案是否科学合理。政府相关职能部门、项目开发人员以及社会大众能从多个角度，全方位观察建筑师设计规划的实际效果，能掌握设计的意图以及设计形态。所以，使用虚拟现实技术为进一步实践创造出一定条件，虚拟现实技术能提升建筑规划的设计科学性，降低规划设计的开发成本，与此同时，还能大大缩短计划以及设计的时间。

（5）复杂机构施工方案以及施工结构计算中可使用虚拟现实技术。在虚拟现实环境内，创建结构构件、场景、机械设备等三维模型，形成具有特定功能的系统，在系统内的模型具备动态性能，对系统内的模型展开虚拟匹配，按照虚拟装配结果，在实现电脑与人的可视化环境内对设计方案进行适当修改，采用虚拟现实技术对不同方案加以分析，确保施工方案达到最优。

2．拟现实技术在建筑设计中的具体应用

建筑设计既需要考虑空间形象思维，还需要充分关注用户感受，是一个需要一系列创新的过程，其包含规划、设计、施工以及维护等多个环节。建筑工程的资金大量耗费以及不可逆的运作程序，不允许存在差错。虚拟现实技术是能创造与展现虚拟世界计算机系统，虚拟世界则是整个虚拟环境或者对确定仿真对象的整体，可以使用计算机进行辅助设计与虚拟现实，能大大减轻建筑设计人员整体劳动强度，并能做到缩短建筑设计时间，提升建筑设计质量，节约投资。

一般来讲，虚拟现实技术在建筑设计中的实际应用主要包括以下三个方面：一是，全方位展示建筑物基本信息。在建筑设计中采用虚拟现实技术，能在人们面前展示虚拟建筑物，确保人能产生身临其境的感觉，确保设计不仅是设计者个人的事，并且能使相应的管理部门、客户等也能对决策起到一定的辅助作用。二是，可实现远距离浏览。经由虚拟现实技术设计的建筑模型，能让设计者和工程单位间实现科学沟通与交流，并采用因特网实现远距离浏览该建筑物。三是，可以进行多个方案之间的比较。在进行建筑设计竞标的整个过程中，往往会对建筑物设计不同的备选方案，对建筑物形象设计多个构想。从现实出发，采用虚拟现实技术不只是能对多种方案开展比较，还能对某一特定方案进行局部性修改，并将确定前的方案和修改之前的方案开展综合性分析比较。由于在虚拟建筑的整个三维空间内，不仅能实现对不同方案之间的切换，还能用同一观察点或者是同一观察序列去感受各种不同外观，对不同方案的优缺点，做出进一步决策。

3．虚拟现实技术在建筑设计中的实现方法

（1）模型式虚拟现实

模型式虚拟现实指的是将虚拟现实造型语言当成是主描述性语言，确保建筑设计能使用计算机进行三维建模，充分利用三维施工图、效果图以及资料库，使用虚拟现实技术实时模拟操作。此外，模型式虚拟现实还能首先采用3DsMax对建筑进行建模，主要是因为3DsMax能提供帧动画的基本功能。比如旋转、平移、缩放操作，再加上3DsMax能开展的变形命令，能让几何体表现出任意几何形状，可以出现在任意的位置。3DsMax能在连续性参数设定按钮中建立动画。比如，不同的时间内完全可以对几何体实现椎化、融化、扭曲等多个命令来制定不同参数，几何体能在时间变化中出现不同形状。在某些材质的编辑器内还能设定动画以及不同时间上物体的颜色差别。此外，3DsMax的粒子以及粒子流系统、导向器等，能模拟出大楼爆破后从底部成为碎片并逐渐坍塌的一个过程，有些散乱的粒子还可以渐渐堆积形成任意形状几何体。

（2）图像式虚拟现实

图像式虚拟现实主要功能是实现对实体建筑物进行360度的全景拍摄，之后再使用软件将拍摄到的图像拼接，获得虚拟现实环境。

4．虚拟现实技术应用举例

当前，超写实电脑透视效果在某种程度上已经代替了传统的水彩等创作的图画，诸多设计单位倾向于采用数字化工具制作效果图来呈现给客户。不管是设计观念分析还是在空间表达上，虚拟效果技术打破原先的专业化与非专业化间存在的沟通障碍，并为学科兼容实现交叉合作。数字化虚拟技术逐渐激发人的想象力，使较为复杂建筑形式和构造成为现实，其结构形式和组织构建都依靠计算机做出准确的判断。建筑师在进行设计实践的时候，虚拟技术能将设计理念转变为现实，经由建筑模型体现设计结果。比如，库哈斯央视办公大楼、水立方、安德鲁国家大剧院等建筑设计创作，都与数字化技术有很大关系，虚拟现实技术在建筑设计中的应用非常广泛，其发展前景极其广阔。

5．结语

总之，虚拟现实技术在建筑设计中有广泛的适用范围，建筑师应在掌握虚拟现实技术基础上，掌握虚拟现实技术在建筑设计中的应用及虚拟现实技术在建筑设计中的实现方法，推动建筑设计再上一个新台阶。

参考文献：

[1]龙桃娥.虚拟现实技术在建筑领域中的应用论述[J].　广东建材.　2011（03）

[2]黄明.虚拟现实技术在建筑施工中的应用[J].　硅谷.　2010（08）

[3]高建华.虚拟现实技术在建筑设计方面的实践应用[J].　电脑开发与应用.　2010（05）

篇6

Virtual Reality即为虚拟现实, 它又叫作真实虚拟环境或者虚拟环境, 其利用电子计算机的电子三维空间现实化合成技术为基础。运用听觉、触觉和视觉, 用动画和图表的形式综合展现虚拟的建筑空间, 使观看的人们可以达到对建筑眼见为实。虚拟现实动画不仅能够对发生的现实时间进行再现和预演, 而且还能对建筑的虚拟空间进行制作, 因为虚拟现实动画具有强大的场景再现性, 而广泛地在建筑设计、军事预演、娱乐、医学和教育等领域应用。虚拟现实动画的预演和再现的功能让其得到了大量建筑设计师的使用与热爱, 在建筑的设计与建造过程中都有着很重要的作用。虚拟现实动画与现代建筑设计应用相辅相成紧密联系不可分割。建筑的基本设计是建筑的核心灵魂, 而虚拟现实动画则是展现建筑概念的手段及方法。只有将二者完美地联合在一起, 才能完成实用且富有创造力的作品, 例如芝加哥非洲历史博物馆虚拟交互应用 (如图1) , 以满足人们对于建筑的物质审美与实际使用的双重标准追求 (如图2) 。因为虚拟现实动画技术的不断升级进步, 只有将优秀的虚拟现实动画技术与建筑设计者的设计理念相互结合才能完成最优秀的建筑设计, 更好地为客户和社会服务。

二、虚拟现实动画在建筑展示中的意义研究

在建筑设计的传统方式之中, 建筑的设计过程往往有较长的设计周期和大量的设计费用, 并且很难对建筑的设计方案进行修改, 所以对建筑的前期设计预览十分重要。传统的建筑设计过程就是包括设计草图、建模、建筑效果图等, 只够为建筑的最终效果提供简单的方案, 而不便对建筑进行多视角全方位的立体高精度分析。而虚拟现实动画技术则通过综合运用人机交换技术、传感技术、人工智能技术和图像计算机技术, 综合运用电子计算机来制作出三维的虚拟空间, 让建筑设计者和施工者能够更加直观性地体验建筑空间, 通过对虚拟现实动画的了解来体验建筑的设计方案, 建筑的虚拟现实动画是立足于虚拟与现实的实际关系之上的, 精确地透过人对于虚拟动画的用户需求以及对虚拟世界的综合感知进行全方位分析, 已达到现实建筑和虚拟现实动画的完美契合, 从而全方位地提升虚拟现实动画的展现效果。它的意义有以下的几个方面。

(一) 提供更完善的设计:

首先在建筑设计的传统过程中, 大部分设计师都是通过文字资料、设计草图和建筑设计者自身的设计经验与艺术思维来进行建筑设计的。但是对于设计建造难度较高或者全新的建筑形态或者建筑领域来说, 设计师很难在设计过程中对于建筑进行有效定位, 设计者十分依赖个人对建筑的经验, 往往还会导致建筑的实际情况与预定的建筑设计方案有很大差别。同时因为传统建筑设计的局限性, 很多设计问题只有在实际的施工过程中才会被发现, 然后再由施工方对建筑问题进行归纳、整理、分析, 再将问题给施工方进行反馈。而这一过程浪费了大量的时间、人力和物力, 致使建筑施工效率低下。而如果运用虚拟现实动画进行建筑设计的话, 设计者就能够在建筑施工前全方位地观察建筑的整体情况, 从多个角度全方位了解设计方案中的不足, 更加直观地对建筑的空间、结构、光影乃至音效不断变化进行详尽了解 (如图3) , 并对方案加以调整。

(二) 加强设计师与客户之间的沟通能力:

通过虚拟现实动画所建造的虚拟三维空间, 可以让简述的设计者与建筑用户在项目规划、建筑设计等方面用动态三维的方式对建筑的空间概念进行详尽认知。而在建筑的设计过程中, 设计师根据建筑用户提供的需求及建筑场地等情况设计出建筑方案, 将完整的建筑设计方案以及建筑设计理念交予用户, 并对其进行相关交流。而在传统建筑设计过程中的模型、草图与文案只能够让客户大致地对建筑的相关信息进行了解, 客户往往专业能力不足, 不能够完全了解建筑师的设计方案, 而草草对方案进行决定, 双方的交流也会出现一些问题。而用虚拟现实动画的方式能够更加直观地对建筑概念进行展示, 为客户提供一个完整的建筑流程, 详尽地描述建筑过程的各个环节, 及可能出现的问题。例如建筑的空间和建筑的周围环境等, 客户介意更加直观且全面地对建筑空间进行了解。通过建筑的虚拟现实动画展示, 为客户提供更加直观的认知平台, 充分地对设计师的设计方案进行审批, 使其能够更好地理解设计并参与到设计的过程中去, 也能够让设计师更加了解客户需求, 并了解到自身的设计不足, 对设计进行必要的修改与完善。

(三) 给予用户更加直观的建筑体验:

当今人们了解世界的主要方式之一就是互联网, 而通过互联网的虚拟现实动画设计, 客户能够更加直观地上网预览建筑模型。在互联网上随时随地观察虚拟的建筑设计。通过设计者在电脑中对建筑进行的模型搭建与细节处理, 观察建筑结构, 并对周围环境及建筑中可能出现的状况进行有效分析。通过在电子计算机中对虚拟现实动画进行建筑的景观搭建与制作视频, 将音频、影像与图像相结合, 并添加一定的环境渲染特效和后期合成, 最后将虚拟现实动画展示给受众。在现今的房地产发展中, 投资人和设计者都充分地利用虚拟现实动画的各项优势, 制造建筑的三位图像世界。因为虚拟现实动画技术综合运用了人体的听觉、视觉、触觉等感知特点, 这样能够更用户加直接地体验到建筑在三维虚拟环境中的变化, 身历其境。在现有的虚拟现实技术之中, 因为现今有很大一部分客户对于所购买或投资的建筑只有一个内心的概念, 而传统的建筑设计非专业人员也不能完全了解到, 这就像在设计师与客户之间施加了一层隔膜, 而虚拟现实技术就可以让他们更加直观地对建筑进行了解。还可以根据客户所提出的需求对建筑进行一定的整改, 再为客户展现更新的建筑产品效果, 也方便了客户与设计师的沟通, 增强了客户对于建筑物的深切体验与审视, 加深了客户对于建筑的内部了解, 而刚能刺激消费者对于建筑本身的购买欲望与建筑价值。

(四) 虚拟现实动画具有真实性:

虚拟现实动画最重要的特性就是真实性, 其具有传统建筑设计所不具备的真实感官体验。真实的感官体验是指在三维的虚拟环境之中, 虚拟环境的所有信息均被大众所广泛接受的广度和宽度。在虚拟现实动画中不仅能够对建筑本身主体进行展示, 而且还可以展现出建筑的周围环境与建筑完工后整体的建筑形态与使用价值。我们还可以通过虚拟现实动画来还原一些古建筑和自然景观, 这样对于古建筑和自然景观的保护和研究都具有十分重要的意义。

(五) 有助于文物的研究与保护:

我们还可以通过虚拟现实动画来还原一些古建筑, 这样对于古建筑的保护和研究都具有十分重要的意义。在很多的博物馆中, 都有一些异常珍贵或者极易氧化、损坏的历史文物或者残旧的古建筑并不能展出, 而虚拟现实动画技术就可以完美地解决这一问题。可以在博物馆中设立虚拟展示厅, 现场的所有文物都由虚拟三维的计算机屏幕展现, 这样不但能够完整地展出相应的文物, 而且还不会对文物产生一丝一毫的破坏。通过虚拟现实动漫的展示同样可以提高珍贵文物的保护效率, 为文物编档便于日后对文物进行相应的维修保护与研究, 同时也为广大人民群众提供了更多参观文物的途径。将一些无法移动甚至已经消散无法修复的古建筑, 进行复原在一定程度上也能够为古建筑提供相应的保护。举个例子, 综合运用虚拟现实技术可以对发掘出的建筑物进行全方位综合展示, 放入还原的虚拟历史场景当中, 可以让观众在三维虚拟的环境中进行全方位的观察, 可以更加直观地对建筑物所处的历史时代及环境进行全面的认识。这样不但提高了群众对于历史文物的参观热情, 还提升了景观的综合参观效益。而且在建设虚拟动画场景的过程中, 在计算机生成虚拟三维的过程中, 即便是已经不存在或者破损的建筑物依然可以重现。一个很好的例子就是我国对于故宫虚拟现实动画的作品天子的宫殿, 通过计算机生成的虚拟动画, 就可以让观众利用计算机更加深入地对建筑物进行了解。

三、总结

对建筑物进行设计是一项非常复杂的工作, 一个地方的建筑物往往承载着一定的文化品味、历史传统、人文精神与其独特的地域文化。这样就会在建筑的过程中遇到很多的问题, 而虚拟现实动画技术的出现与发展就在一定程度上减轻了很多的技术复杂性。而且伴随着虚拟现实动画技术的不断创新发展, 虚拟现实动画技术在审批、施工和设计建筑等多个建筑环节中都发挥着越来越重要的功效, 要怎样将虚拟现实更多运用在实际的建筑中, 要不断探寻其特有的能力而且要发挥其应有的功效。伴随着科学技术日趋成熟, 虚拟现实动画技术必将在未来的建筑设计与建造过程中发挥越来越重要的作用。

参考文献

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[2]冉秋.浅谈Photoshop在三维建筑效果图后期处理中的运用[J].中国新通信, 2017, 19 (09) :81.

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[5]绪言, 王禄.建筑动画虚拟技术的应用研究[J].现代交际, 2016 (14) :146-147.

[6]绪言, 马勃洋.虚拟现实技术在建筑动画中的应用探究[J].大众文艺, 2016 (11) :58.

篇7

虚拟现实技术可以称作灵境技术，具体就是结合计算机网络技术、多媒体技术、多传感技术、图形技术、仿真技术、以及智能技术等等方式，通过构建三维虚拟模式，同时利用专门的设备来实现。也就是说，虚拟现实技术作为一种全新的信息技术，可以生成多维信息环境，对于环境艺术设计具有至关重要的意义，可以使环境艺术设计更加完善。

虚拟现实技术的应用特征

1.效率性将虚拟现实技术运用到环境艺术设计中，可以极大程度的改变传统的环境设计模式，突破了其中存在的各种复杂性问题，比如说摒弃沙盘或者模型的方式，有利于控制设计成本，节约了设计时间。通过高科技技术手段，能够以多媒体模式、数字化模式真实形象的展示出虚拟设计的项目，而用户只需要在虚拟现实技术的平台中，即可观看模型效果，以此将网络资源的优势有效全面的发挥出来，更加充分的展示出作品的效果，以此实现宣传目标，促进工作效率的提升。2.交互性通过虚拟现实技术，可以将环境艺术设计作品更加全面、更加形象的展示出来。在虚拟世界中，利用数字化技术，能够对展示物的一些数据信息进行传输，同时可以接受信息、认知信息、以及反馈信息等过程。虚拟现实技术所创建的环境，更加向真实化方向发展，通过计算机所构建的三维数字模型，内嵌虚拟现实场景，能够使用户的各种感官感受有效激发出来，产生真实的交互感受。比如说，在虚拟空间中，用户可以用手去获取虚拟环境中的物品，同时还能够真实的感受到物品的重量，并且可以让被抓住的物体随着是自身移动。3.艺术性在环境艺术设计中，通过使用虚拟现实技术，需要具备较高性能的图像处理工艺。比如说3D虚拟建模、Flash、全景图片等方式，可以以高清的形式，展示出各种图像，从而使设计作品更加具有艺术性和真实性。用户在观察图像之后，可以对项目的整体结构做到全方位了解，并且了解所使用的材料和工艺等等。所以说，虚拟现实技术具有更加良好的艺术性效果。4.侵入性虚拟现实技术具有侵入性，其可以让用户感觉到更加真实的环境效果，有些时候，还可以让用户感受到身临其境的感觉。产生此种感受的主要因素，在于虚拟现实技术的设计正是充分基于人的感官感受、以及心理特点出发，同时通过计算机技术，使图形更加具有立体效果，从而使用户置身于三维空间中。对于侵入性来讲，在某种程度上来讲，其可以理解为临场性和存在性，关键是对用户在虚拟环境中的真实感受程度进行反映。用户需要提前佩戴专门的头盔和手套，才可以真实的感受到虚拟环境中的立体效果，同时在此种虚拟环境中，不会受到外界因素影响，能够全身心的投入到虚拟世界中。假如用户无法分辨出真假效果，也就是好比置身在真实的环境中，那么可以说是最为理想的侵入性效果。5.多感知性考虑到虚拟现实环境中，均会配备齐全各种感官装置，包括有视觉、听觉以及触觉。用户不仅仅具有视觉感知，还可以形成听觉感知、触觉感知、以及力觉感知，特别情况下还会产生嗅觉感知以及味觉感知。所以说，虚拟现实技术具有非常良好的多感知性，可以让用户感受到身临其境的感觉。就现阶段的虚拟现实技术来讲，尚未实现所有感知功能，也就是无法达到最理想的虚拟技术状态。

虚拟现实技术在环境艺术设计中的应用

1.应用到环境艺术模型设计当中由于虚拟现实技术具有交互性、多感知性、侵入性等等特征，通过上述种种特征，可以让用户进入到交互式的、三维虚拟环境中，同时可以与虚拟环境进行一些互动沟通，用户的各个感官受到刺激，会产生到身临其境的感觉。在环境艺术设计过程中，通过使用虚拟现实技术，可以说非常具有必要性，设计可以通过计算机进行虚拟现实技术系统处理，能够虚拟系统中，展示出现实生活中的事物。通过此种设计过程，能够让设计人员更加真实、直观的感受到，在实际生活中设计作品的相同感受，并且有利于设计人员更加全面、准确的把握每一个设计细节，以此构建良好的环境艺术模型，确保自己的设计想法可以顺利的转换成设计成果。可以说，极大程度的增加了环境艺术设计的感知性与直观性。2.更加便捷的对环境艺术设计作品进行完善对于设计作品来讲，需要反反复复的不断修改，一直到完善，最终成为一个优秀的设计做你。在以往的环境艺术设计过程中，在完成设计作品时，设计人员很难对作品做到全面直观的感受，抽象性的概念影响作品的完整性。通过使用虚拟现实技术，可以有效解决此项问题。虚拟现实技术可以在最开始，将设计构建成虚拟的现实模型，通过观察模型，便于设计人员更加直观的观察每一个设计环节。在具体方案实施之前，利用模型，设计人员能够全面的进行观察，及时发现设计方案中存在的一些不足之处，并且在此情况下，对方案反复修改完善，直到其符合设计要求。所以，虚拟现实技术一方面使完善环节得到简化，另一方面还能够使修改更加具有针对性。

虚拟现实技术在环境艺术设计中应用效果

1.增强了环境艺术设计的直观性在环境艺术设计的发展过程中，逐渐经历了手绘图纸、电脑效果图和建筑动画三个过程。在此阶段，可以看出人们都不断追求高科技，新型的科学技术，从而获取更加高层次的艺术品质，实现最佳的艺术表现效果。在如今的环境艺术设计中，通过使用虚拟现实技术，在各种软件和硬件的作用下，可以创建非常真实的虚拟环境，基于此种环境考虑，利用技术手段，将环境艺术作品转换为此种环境，在创建的虚拟环境中，用户能够感受到类似真实的听觉刺激、视觉刺激、触觉刺激。可以说虚拟现实技术能够将环境艺术设计作品中的细节全面表达出来，有利于吸引用户注意，提升环境艺术设计作品的接受程度。2.提高预算精准度环境艺术设计，需要将所设计内容转换成实践应用的项目。在以往的设计作品中，普遍存在预算精确性不理想的情况，对于工程建设的成本控制均产生一定影响。通过使用虚拟现实技术，能够有效解决此类问题，在虚拟模型中，可以全面了解项目所需要的材料预算等内容，可以实现材料预算、结构的精准度提升，防止出现由于预算失误而导致的各种问题。3.增强了设计双方的互动性在完成设计方案之后，在同客户沟通阶段，需要营造良好的双方互动性，对于汇报沟通具有重要帮助。通过运用虚拟现实技术，有利于提升双方互动性。利用此种技术，用户能够在设计作品中，感受到每一个设计细节和设计成果，全买呢了解每一个设计部位的演示状况，并且可以了解不同设计方案之间的关联性。对于存在的设计问题，双方之间还可以展开协商探讨。

总结

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关键词：虚拟现实技术；古典园林设计；Unity3D；应用

中图分类号：TU986

1 虚拟现实技术与中国古典园林设计概述

1.1 虚拟现实技术概述

虚拟现实（VirtualReality，简称VR）技术主要是一种利用计算机模拟产生一个三维空间的虚拟世界的技术，其以计算机技术作为主体，将现实世界进行一定抽象，进而结合人的参与，形成一种高度模拟现实世界的人与物与环境以及人在环境之中的视觉、听觉和动作的人机界面的技术。虚拟现实技术通过把相对抽象的文字描述转化为计算机之中的三维空间模型，从而有利于相关人员对于该技术的全面多角度地认识与了解。

1.2 中国古典园林设计概述

中国古典园林主要指以江南私家园林和北方皇家园林为代表的中国传统山水园林的形式。其中，江南私家园林主要以苏州园林为代表，而北方皇家园林则以一些皇府等为代表。而中国古典园林设计主要是指在园林设计之中使用一些具有传统特色的造园手法、相关技术和建筑特征等等，从而形成相对浓厚的传统文化韵味，并具有中国式的景观特色。其中，主要可以通过对园林整体结构进行大致规划，并结合每一个设计的细节，从而使园林整体带有古典意蕴。

1.3 虚拟现实技术与中国古典园林设计

随着虚拟现实技术的不断发展，计算机对于三维空间的虚拟能力不断增强，其在园林设计中逐渐开始代替原有的纸上绘图，并以计算机技术使园林设计方案实现完美的呈现。就虚拟现实技术对于中国古典园林设计而言，其不但可以较为直观地展现园林设计方案的整体面貌，使相关设计人员对于园林整体产生一定感受，而且还能有利于设计师对园林设计方案进行修改，较为便捷，极大缩短了园林的设计周期，使园林施工工程得以尽快确定实施。此外，虚拟现实技术在中国古典园林设计之中的应用还有利于他人对于方案产生直观理解，进而可以提出一定具有建设性的意义。因此，就一定层面而言，虚拟现实技术使中国古典园林设计人员的构想与设计实现了完美的融合。

2 虚拟现实技术在中国古典园林设计中的应用――以Unity3D技术为例

2.1 Unity3D技术概述

作为目前虚拟现实技术的重要组成部分之一，Unity3D主要是一个由UnityTechnologies所开发的一个多平台综合型的三维虚拟显示游戏开发工具，其涉及多个不同的领域，能够及时充分地处理大量三维模型，在创建三维视频游戏、建筑可视化以及实时三维动画等方面都具有一定优势。通过利用Unity3D技术，中国古典园林的设计方案能够在一定程度上得到直观展现。

2.2 Unity3D技术在中国古典园林设计中的具体应用

虚拟现实技术在中国古典园林设计之中的应用，主要是通过硬件系统和软件系统的相互配合，共同作用来实现的。Unity3D技术作为虚拟现实技术的重要内容之一，其主要是属于软件系统的内容，即对中国古典园林设计的场景进行三维虚拟，将其中建筑景观和花草树木等采用三维的形式描绘出来，从而栩栩如生，产生一定真实感。Unity3D技术的开发流程主要可以分为模型导入阶段，整合开发阶段和播放体验阶段三部分。

（1）视景建模。首先，进行视景建模，即创建古典园林设计的模型。这一步骤不但是虚拟现实的重要基础，而且对于园林设计而言也具有重要意义。通过采用一些构建几何模型的软件，如3DSMAX和AutoCAD，建立古典园林的大致场景，如道路、房屋、雕塑和一些园林小品等等。再利用Photoshop或CorelDraw等绘图软件绘制出植物和自然环境等的图片，并与模型进行整合，进而将古典园林的设计整体表现出来。其次，将创建好的模型利用3DSMAX的导出功能进行导出，并结合其中的贴图，以FBX的文件格式再导入到Unity3D软件之中。利用Unity3D软件的自动识别能力，为模型找到相关的资源，进而创建出古典园林模型的Prefabs（预置体）。同时，将Unity3D技术与VisualStudio2010相结合，并通过撰写相应的代码，还能实现任意视角中的古典园林的效果，从而实现真正意义上的场景漫游。

（2）场景实时驱动。在中国古典园林的设计的模型建立之后，通过Unity3D引擎，可以直接生成具有多层次的画面，从而将显示效果有所优化，构建了一个所见与所得完美融合的开发环境。其中，由于Unity3D技术自身带有渲染效果，其画面的真实感相对更强。通过在场景之中进行设置，放置相应的摄像机与灯光，还能呈现出园林在不同方位不同角度下的效果，更为真实直观，从而有利于古典园林的设计人员对相关不足进行及时调整。

（3）交互方面。在交互方面，Unity3D技术提供有界面设计的高级控件，如Label，Button等等，且设计人员能够通过点击相应模块进入相关场景，进而对相关场景进行直观地调整。由于虚拟现实技术中的实体模型的物理的相关特性都能够在一定程度上得到真实的展现，故其修改后能够保证其方案与结果的一致性，从而在节约效率的同时具有可行性可信性。此外，通过采用多视窗交互方式，Unity3D技术还能够实现相对较为复杂的动画及场景切换的效果，从而有利于设计人员对于古典园林的设计方案的播放体验与感受。通过在Unity3D软件中利用相应语句，其还能实现对于摄像机、光晕效果、园林动植物以及相关背景音乐等声色的建立与控制，从而实现多种特效与动画表现，有利于观看浏览，并有利于设计人员在感受体验整体的园林设计方案之后进行及时准确地修改。

2.3 Unity3D技术在中国古典园林设计中的应用价值与意义

（1）全面的空间展示。利用Unity3D技术即虚拟现实技术，中国古典园林设计能够实现完整全面真实的展现与表达，其中所包含与传递的园林景观的信息也更为完整准确。而利用单纯的二维形式来展现园林设计，其可能会导致相关信息的单一或缺失，在施工过程之中会带来一定不利之中。同时，Unity3D技术能够将古典园林的设计进行三维立体的全方位的呈现，从而使园林的景观设计更为合理科学，避免不恰当之处。

（2）远程浏览的实现。中国古典园林的设计不仅仅是园林设计师一人的责任，还包括有相应施工单位的任务。通过Unity3D技术将设计人员设计的古典园林进行展现，并与施工单位进行及时交流，从而有利于实现园林设计模型的远程浏览，从而避免在将来施工的过程之中可能会发生一些设计人员无法预料的缺漏，也在一定程度上减少了施工单位与设计人员之间相互沟通交流所需要往返而耗费的时间。

（1）增强设计品质。采用Unity3D等虚拟现实技术对设计人员所涉及的古典园林进行实际体验，一方面有利于其发现空间、尺度和材料等方面的不足，从而有利于对园林的设计方案进行及时修改，另一方面还有利于公众对古典园林的设计进行及时了解，从而提供一些具有实际性的可操作性的建议，便于园林设计的优化。

3 总结

随着我国虚拟现实技术的不断发展，其在我国古典园林设计之中的应用愈发普遍。而虚拟现实技术例如Unity3D等软件对于园林设计的重要性也不断增强。然而，目前我国在虚拟现实技术方面的研究仍然较为浅薄，只有不断应用，不断改进，才能促使该技术得到不断发展，使园林景观的设计也愈发具有魅力，使我国园林设计水平不断提高进步。

参考文献：

[1]叶敏青，张雷，彦华.园林景观设计中虚拟现实技术的应用[A].工程三维模型与虚拟现实表现――第二届工程建设计算机应用创新论坛文集[C].2009.

[2]郭蕊，杨立新，侯阳.虚拟现实技术在园林设计中的应用研究[J].沈阳农业大学学报（社会科学版），2009，11.

篇9

风景园林设计的实施受多方因素的影响，因为风景园林设计与周边环境和大众都密不可分。大众通过虚拟现实技术对园林设计了解的越多越详细，就越能提出实际性的建议，可以说虚拟现实技术是大众参与辅导决策的桥梁。有了大众前期对园林建设的整体认识和理解，施工者在后期施工过程中就能得到包容和支持，人性化的园林设计就能带来双赢。

2关于虚拟现实技术在风景园林设计中应用的展望

目前，虚拟现实技术的研究在我国还处于起步阶段，少量实验性质的虚拟现实技术的研究还不足以带动风景园林设计的巨大进步。一方面，先进的虚拟现实技术需求更加先进的计算机；另一方面，对虚拟现实技术这门新兴学科的理论研究也尚在探索当中。因此，在未来风景园林设计当中应用虚拟现实技术的突破点有以下几点：

2.1加快创新的步伐

加快计算机技术的革新，设计和制造高标准、低成本、性能优异的计算机设备，在技术层面为发展提供支点。创新的技术，是虚拟现实技术不断前进的力量之源。

2.2让更多人参与到设计中来

利用虚拟现实技术的自身优势和特性，让更多的大众参与到设计中来。利用虚拟现实可以网络传播的优势，结合各类网络、电视等媒体资源进行更大范围的网络虚拟，让更多的人参与到园林设计中来，辅助决策者思考，最终设计出既科学又人性化的方案[3]。

2.3结合其他科学技术完善自我

如与环境技术、空间技术相结合，能应用到城市规划、修复重建、绿化等各个方面，可使虚拟现实技术在风景园林设计的应用中更加科学化、更加人性化、更加绿色环保化。

3结语

篇10

市场在21世纪初就已经逐渐接受虚拟现实技术。这在环境设计等相关行业中是一个划时代的转折点，正如当初3dsMax软件的出现，使三维效果图占领二维手绘效果图大部分的市场一样。随着人们对虚拟现实技术认识的深入和技术上的开放，它的应用价值将会越来越凸显。

二、虚拟现实课程引入环境设计专业教学课程的探讨

现阶段，一般本科第二批、本科第三批录取院校以应用型人才培养为办学定位。应用型本科教育作为一个教育概念，在我国提出的时间不长。改革开放30多年来，国际上先进的制造技术进入我国生产领域，为了适应社会现代化生产的人才需求，一些高等专科学校，特别是高等工程专科学校提出了“高等技术应用型人才”的培养目标。在这样的背景下，对环境设计专业学生实际制作能力的培养显得尤为重要。因此，跟随本领域发展的方向进行教学，就不会落后于市场，而且教学越新的知识，就越能够使学生成为高新技术的新型人才。笔者就虚拟现实技术在环境设计中的应用做一些可行性探讨：

1.虚拟现实技术在环境设计方案的展示上有一定的优势

随着我国城市化进程的不断加快，城乡建设和规划快速发展，需要对越来越多的公共环境空间进行规划设计。以城市环境设计为例，在对环境设计方案进行汇报的阶段，在设计效果的最终表现手段上从手绘图纸到使用电脑制作效果图，再到制作建筑动画这一系列发展过程中，人们不断寻找更新、更高品质和更方便的表现手段以提高表现效果。而虚拟现实技术是计算机交互技术和展示技术发展到一定程度必然出现的新兴手法，在展示环境艺术设计方面有很大的优越性，与以往的表现技术相比，具有创造性的优势。虚拟现实的原理是通过硬件平台和软件平台搭建三维的、逼真的、形象的虚拟环境，使客户可以在屏幕中以参观者的身份进入设计的环境，通过触觉、感觉、视觉和听觉全方位加强体验，产生身临其境的感受，能够以亲身体验的方式加快对整个展示内容的记忆，最终使记忆的内容向持久性和深刻性的方向发展。

2.实现虚拟现实技术需要的软件资源

制作虚拟现实需要的软件有常用软件Photoshop、3dsMax、Virtools、Queat3D、Unity3D等。其中Photoshop、3dsMax是常用软件，是设计和制作模型、贴图、材质的基础工具。而VR-Platform平台是进行虚拟合成的应用软件，能够进行三维场景的模型导入、后期编辑、交互制作、特效制作、界面设计、打包，而且它的操作以设计师熟悉的方式进行，使用者只要有一定的3dsMax建模和渲染基础，就能很快速掌握其中的制作技巧。这对学习过3dsMax软件的学生来说并不是很难。

3.实现虚拟现实技术需要的硬件资源

虚拟现实技术在不同行业中的应用，须配备不同的硬件设备。在环境设计、室内设计和房地产开发中，虚拟现实主要集中在设计效果的最终展示和项目成本的预算上，因此，只需要能够满足虚拟现实软件运行条件的电脑设备就足够。现在许多学校都配有高配置的计算机，能够支持3dsMax模型制作和渲染，甚至能支持网络渲染，在这样的情况下，硬件已经不成问题。另外，要有熟悉虚拟现实设计和制作流程的教师引导学生进行学习。

三、结语