摘要：VR技术属于计算机仿真技术，近年来，随着计算机与互联网技术的飞速发展，使VR技术在建筑设计与施工领域得以广泛应用。这种虚拟现实技术以三维动态视景的模式呈现在人们面前，进而对人们形成视觉冲击，使人们对建筑设计与施工理念有了更为直观的认知和了解。
关键词：VR技术；建筑设计；施工
建筑设计、施工与人们的生活息息相关，随着数字化技术在建筑领域的广泛应用，建筑设计与施工也引入了VR技术，借助于计算机的图形技术、显示技术、仿真技术等，在多维的信息空间当中建立了虚拟的信息环境，设计人员与施工人员利用VR技术展现的三维立体画面，激发了设计灵感，改良了施工工艺，进而为建筑领域增添了诸多创新元素。
一、VR技术与建筑设计、施工的关联
VR技术依托于计算机与网络而存在，这项技术在我国各行业中的应用尚处于发展期，技术水平提升的空间较大。VR技术利用计算机与传感器技术，最终实现人机交互的目的。利用VR技术，能够让人们体验到虚拟世界里的真实，使其沉浸在VR技术所创设的虚拟情境当中，而VR技术核心内容是建模与仿真[1]。
建筑设计是设计人员在建筑物开始兴建之前，根据任务指令，事先对建筑项目的雏形进行人为设想，同时制订出诸多方案，由专家组负责对方案进行甄选，选择可行性最高的方案作为最后的参照模型，设计人员根据选定的模型对建筑进行设计，最后通过图纸以文件资料的形式表现出来。建筑设计过程也属于资源整合的过程，也属于团队的智慧结晶。而建筑施工则是根据设计图纸及施工方案对建筑项目的主体结构与附属结构进行建造的过程。
VR技术在建筑设计与施工中的实际应用为整个设计与施工过程提供了必要的模型参考，借助于空间三维画面，培养了设计人员与施工人员的创新意识，为设计出经典案例、建造出精品工程注入了活性元素。
二、VR技术的组织架构
（一）硬件系统
虚拟现实硬件系统的硬件设备一般由建模设备、三维视觉显示设备、声音设备以及交互设备四部分构成。其中3D扫描仪属于建模设备，该设备能够直接获取三维数字化模型以及建筑物外表面的三维坐标，为形成三维立体雏形提供了技术支持。三维视觉显示设备主要由头显、3D展示系统以及投影系统构成，其中头戴式显示器能够有效利用人的双眼获取信息差异，使用户处在虚拟环境中时，有一种身临其境的感觉。声音设备主要包括非传统意义上的立体声以及三维的声音系统，三维立体声属于一种合成的声音，它借助于计算机与人为设定而生成。交互设备主要包括三维鼠标、眼动仪、位置追踪仪等设备。
（二）软件系统
除了基本的硬件系统外，虚拟现实的软件系统也至关重要，在执行任务时，往往软件系统能够提供基础数据信息，与硬件系统中的输出系统交相呼应、相得益彰。软件系统主要包括功能编程软件、建模软件以及模型驱动。功能编程软件能够满足用户的特殊需求，比如显示模型的后台数据、场景转换、播放动画的运行与停止、语音播放等都属于编程软件的功能范畴。建模软件可以按照CAD数据、航拍数据以及照片图像等数据建立完整的模型数据库，为其它功能提供运行模板，以使后续工作顺利展开[2]。
三、VR技术在建筑设计与施工中的优势
将VR技术应用于建筑设计与施工当中，能够体现出设计与施工的可视化，设计师与建筑师根据VR系统呈现出的三维画面，可以准确判断设计方案的可行性，验证施工过程中的实际效果。VR技术提供的三维空间不是一成不变的，而是处于动态运行状态，建筑师借助于画面内容，对建筑设计与施工展开全方位视角，思想意识也根据动态画面而随时产生变化，最终产生了创新思路。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆VR技术依托于计算机系统，具有强大的计算功能与图像处理功能，使建筑师在审视画面时，能够超脱原物，而产生特定的听觉、视觉以及触觉效果。虚拟现实技术既可以展现虚拟世界，也可以展现真实世界。如果在建筑施工过程中，遇到较为复杂的施工计算时，虚拟现实技术能够及时计算出最终结果，为建筑施工提供了重要的数据支持。在VR技术提供的虚拟环境下，可以将城市规划设计方案融入到场景当中，为设计方案的可行性以及方案对环境造成的影响，能够清晰直观的判断出合理性与影响程度，如果某一建筑项目对环境造成严重影响，就可以做好提前亮，改变项目的建造位置，达到环境保护的目的。
四、VR技术在建筑设计、施工中的实际应用
（一）增强用户的真实体验感觉
VR技术是二十一世纪的三大关键技术之一，它不仅具有较强的交互性，而且还具有超强的想象力。将该项技术应用于建筑设计领域，使设计过程得到简化，减少了设计人员的工作负荷。以往的设计图纸往往复杂难懂，第三方用户想借助于图纸对建筑项目进行分析难上加难。而VR技术能够将设计方案所表达的内容，通过三维立体画面的形式展现在用户面前，即便用户对设计理念及设计内容一窍不通，但是借助于动画效果，能够对建筑项目的特性、结构一目了然。用户通过对项目的深入了解，可以在计算机的信息交流平台留下建议或意见，设计师可以根据用户提出的真实想法与创新理念，对设计方案进一步予以优化，确保建筑施工效果能够达到用户满意。VR技术的实际应用，使设计师与用户之间消除了交流障碍，同时也激发了用户的参与热情，为项目的后续实施奠定了坚实基础。
（二）打破视觉与听觉的局限性
建筑项目的空间设计，遵循不间断运动的理念，进而形成动态空间格局。过去，设计师往往通过拍摄与手绘动画的方式对空间设计予以分析，这种方法过于单一，而且效果也差强人意，用户的视觉与听觉感受无法进入身临其境的状态，思维意识也固化在某一个空间点上。而采用VR技术，进行空间模拟，操作人员可以参照于路线变化，直接实现真实空间的体验效果。通过模拟现实技术，设计师能够设计出更加人性化，更加贴近自然与科学的建筑作品[3]。
（三）物理环境的分析
随着城市化进程的逐年加快，城市人口数量也呈现出逐年增长的态势，为了解决人们的住房问题，遵循节约用地的原则，城市高层建筑与日增多。而高层建筑，楼层数越高，自然界的气流分布越不均匀，这就直接影响了人们的居住环境，尤其是大风天气，负面影响越加强烈。而采用VR技术以后，能够有效的解决这一问题。这种技术可以根据自然界的气候信息，建立气流模型，能够从根源上改变气流方向，降低气流强度，降低对用户的负面影响几率。通过VR技术，设计师可以对建筑结构进行优化，用科学的视角、创新的理念，改善建筑物的通风条件，为用户提供舒适的居住环境[4]。
（四）动态元素的编辑与对比
虚拟现实技术具有设计元素编辑与对比的实时性，结合该技术可以对设计方案进行正确判断，以满足当下的建筑设计需求。在建筑设计过程中，设计师往往考虑的是建筑物的高度，根据地域性差异，建筑物的平均高度也有所不同。此外，对建筑物的选址而言，必须综合考虑对周边环境的影响以及对名胜古迹等景观的保护措施。应用VR技术以后，可以对建筑设计方案与施工方案进行实时切换，对建筑物的高度可以进行随时调整。通过对多个方案的比对、分析，设计师与建筑师能够从中选择出最为优化可行的方案，进而下一步施工过程做好充足的准备。
结束语
随着高科技技术的迅猛发展，VR技术也日渐纯熟，逐步延伸至社会其它领域，并在该领域中发挥着不可取代的重要作用。相信在广大科研人员与技术人员的共同努力，VR技术将成为当下乃至未来一段时期内适用性最强、应用价值最高的高科技技术，它所展现出的强大优势与魅力也必将带动我国的各行各业实现可持续发展的美好愿景。
参考文献
[1]洪丽娟，史金田.VR/AR技术在建筑设计及建筑施工中的应用分析[J].建材发展导向（下），2018，16（3）：251-252.
[2]马小燕.VR技术在建筑室内设计中的应用探讨[J].装饰装修天地，2018（24）：173.
[3]廖子杨，裴书建，车保成.VR/AR技术在建筑设计及建筑施工中的应用[J].数码世界，2018（5）：32.
[4]秦伟.VR技术在建筑设计与施工中的探析[J].门窗，2017（12）.
论文作者:刘新月
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第36期
论文发表时间:2019/4/24
标签：技术论文; 建筑设计论文; 建筑论文; 虚拟现实论文; 用户论文; 建筑物论文; 项目论文; 《建筑学研究前沿》2018年第36期论文;