虚拟现实在建筑地产行业的应用和前景

来源：大勤项目管理    发布时间：2016-08-08

2016年，VR火了，浸入式，全息投影，3D等成为了商家们的宣传热点，到底VR是什么？VR是不是有这么大魔力？它能给人类的生活带来了什么影响？这些问题想必是每个听过VR的人普遍想的问题。

    虚拟现实（Virtual Reality）技术是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统它利用计算机生成一种模拟环境是一种多源信息融合的交互式的三维动态视景和实体行为的系统仿真使用户沉浸到该环境中。摘自百科

    虚拟现实技术是仿真技术的一个重要方向是仿真技术与计算机图形学人机接口技术多媒体技术传感技术网络技术等多种技术的集合是一门富有挑战性的交叉技术前沿学科和研究领域。虚拟现实技术(VR)主要包括模拟环境、感知、自然技能和传感设备等方面。模拟环境是由计算机生成的、实时动态的三维立体逼真图像。感知是指理想的VR应该具有一切人所具有的感知。除计算机图形技术所生成的视觉感知外，还有听觉、触觉、力觉、运动等感知，甚至还包括嗅觉和味觉等，也称为多感知。自然技能是指人的头部转动，眼睛、手势、或其他人体行为动作，由计算机来处理与参与者的动作相适应的数据，并对用户的输入作出实时响应，并分别反馈到用户的五官。传感设备是指三维交互设备。

   这里不对VR的原理多作解释，仅大致的对VR在建筑行业的前景和应用做出概述！

一、虚拟现实在建筑设计中应用

   首先,建筑师利用虚拟现实CAD系统可以很方便地建立和修改建筑方案。建筑师仿佛置身于待建场地中,能方便地从库中提取各种物件和材料、家具、设备,像搭积木一样搭 起一座虚拟的建筑。该虚拟建筑的尺寸可以和实际设计中的建筑一样,色彩逼真,并且有 材料的质感,建筑师可以对其进行着色、修改,并可以在随时改变视角和光源的条件下从 任何视点去观察这座建筑,以便得出满意的方案。 

   然后,结构设计师就可以利用已经建起的模型,选取结构方案,调整荷载和定义荷载, 由系统自动进行结构分析,得出如配筋量和配筋图等结果。如果不能满意,则可修改参数 或方案。设计中比较令人头痛的就是建筑、结构、设备等各方的协调问题。目前采用的方法 是各方分别设计,再一起讨论、协商修改,反复进行,直到满意。如果采用虚拟现实的集成 CAD系统,则可以实现各方同时设计,在设计过程中遇见冲突,随时协调,直到满意为止。

二、虚拟现实在室内装饰中的应用  

   工程项目进入室内装修阶段时,通常是临近预定的竣工日期,工期一般非常紧,而装饰施工图又比较粗糙。在不少施工图中,对装饰线条的尺寸比例估计不足,因而在装饰施工中,返工屡见不鲜。由此常造成工期延长,造价增加,有时还不可避免地影响外观效果与内在质量。运用CAD技术在施工前就可以在计算机上进行室内装饰的模拟,从计算机的显示屏上进行修改,以解决设计中某些与实际脱节的问题,使上述弊病得以避免。 

   随着建筑业的发展,越来越多的建筑物采用外墙贴铺砖面的装饰。面砖的色彩丰富,规格多样,加之建筑造型各异,因此,面砖贴铺方案的确定大有文章可做。目前,常规的方法是在建筑施工立面图上划出面砖的分隔,并着色以观察效果,确定方案。这种做法的缺点是立面越多,考虑的方案越多,要绘制的图纸就越多,工作量很大。运用CAD技术在计算机上模拟贴面砖与面砖色彩,既可减少重复制图,还可以在计算机屏幕上显示,用绘图仪绘制模拟效果,以便进行比较。CAD技术不仅可用于外墙贴面砖的模拟,还可以用于模拟室内铺贴地砖、花岗石、大理石等。由于在施工过程,是按现场粉刷的实际尺寸进行模拟和绘制的,这样的模拟与实际非常贴近,使得现场施工时定位放线与模拟图十分吻合,从而避免了以往因施工放线时的尺寸与原施工图尺寸的误差而带来的种种麻烦。由此可见,在装饰工程中引入CAD技术,前景是十分诱人的。然而如果在CAD技术的基础上,引入虚拟现实技术,那将是一个全新的世界。如果在计算机中输入装饰房间的模型,再接入虚拟现实设备,那么设计者就好像正处在房间中,可以直接体验各种装饰方案,也可以对装饰方案进行修改,既节省时间,也使最终方案具有更强的可信性。

  在室内装饰的其它方面,如选择贴墙纸还是贴面砖,面砖、地砖的颜色、图案、分隔形状的选择等都是繁琐的。传统的方法是做出缩小的实际模型,在实际模型上进行实验,这样做不仅费时、费钱,而且其效果并不理想。如果在计算机中输入实际房间的模型,再引入虚拟现实设备,那么一切将变得简单轻松。设计者可身处所需装饰的房间,按照自己的构思去装饰、修改,并且可以变换自己在房间中的位置,以观察装饰的效果,直到满意为止。这样既节约了时间,又节省了做模型的费用,且结果更可信。可以设想,在未来的装饰工程中虚拟现实技术将会代替现有的实际模型,显示出强大的生命力。 

三、在建筑机械设计中的应用

   建筑机械的适用程度直接影响到建设时间和建筑质量。在很长一段时间内,人们并未 认识到这个问题,但随着科学的不断进步和建筑机械化程度的不断提高,这个问题已经引 起人们的重视。目前,在机械设计上,机械CAD可以实现三维动画演示,但它无法实现操作 者的虚拟实际操作。 

   建筑机械的适用性包括两个方面:一方面是要最大限度地发挥该机械的效能;另一方 面,操作应该简单、适用。如果能设计出一个新的机型,却无法实现操作者的虚拟实际操作,那么该机型在实际操作中可能存在的问题就无法发现。

   第一个受虚拟现实技术影响的设计是1996年推出的反铲载机。美国卡特彼勒公司建 筑机械产品部工程师贝特纳在《光谱》杂志上发表文章,阐述他们在理论上有三个看上去 都是可行的反铲载机设计,用他们开发的虚拟环境系统对三个设计方案进行了先期效果的 演示验证,结果发现其中两个设计在操纵反铲传动机时,会不时进入视野死角。如果不使 用虚拟环境系统,则只有在制造出样机后才能发现问题。结果卡特彼勒公司提前9个月选 定了设计方案,并且节约了按其它两个设计方案试制样机所需的巨额费用。

  在建筑机械设计中,应用虚拟现实技术主要有以下几个特点:   

·建立虚拟模型将减少或者消除建立昂贵的实际模型所需要的费用。  

·通过综合虚拟模型的虚拟结果,工程分析的结果将更加有效。  

·在进行性能和人机工程方面的研究时,将允许人直接参与操作模拟。  

·对装配、制造和维修等工作进行虚拟仿真模拟,可在设计过程的最初阶段发现可能 

   存在的缺陷和问题,减少不必要的浪费;进行模拟职业培训,提高劳动力的适用性和技能。由此可以看出,在未来的建筑机械设计中,虚拟现实技术有着极其广泛的应用前景。我们可以相信,在未来的建筑机械设计中,虚拟模型将会代替实际模型,并以采用虚拟技术的CAD技术取代现有的设计方式。

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