虛擬仿真技術在建設設計中的實際應用探討

楊文卓

【摘要】隨著我國社會經濟的快速發展，在建筑領域建筑的高度越來越高建筑的外形越來越前衛，這些高大的外形各異的建筑物為建筑的設計工作帶來了極大的挑戰，在現實的需求推動下虛擬仿真技術在建筑設計中的應用成為了可能，本文從虛擬仿真技術的角度出發，結合建筑設計

【關鍵詞】虛擬仿真技術；建筑設計；實際應用

前言：虛擬仿真技術是利用現代計算機技術在虛擬的環境中“建設”目標事物的技術手段，其在建筑設計中的應用存在著具象化、功能性明顯的優勢，對建筑設計水平的提高有積極的作用，因此對虛擬仿真技術在建設設計中的實際應用進行研究具有鮮明的現實意義。

1虛擬現實技術應用于建筑設計的優勢

1.1創作層面上的特色

在建筑設計活動中虛擬現實技術的應用，能夠為設計師提供一個更加具象的設計信息和設計模型，在傳統的建筑設計活動中設計師根據具體的設計要求、查閱相關的技術資料對建筑物進行設計，其中具體的設計要求和相關的技術資料都是極為抽象的數據或者平面信息，設計師在設計活動中要將這些抽象的信息轉化為具象的要求，標準或者是建筑的圖樣呈現在設計圖紙上，這樣一個設計過程對設計師的抽象思維能力和記憶力都是一個巨大的挑戰，借助虛擬現實技術通過相關信息的輸入和管理，設計師可以將設計要求和設計標準進行科學、系統的整理，設計活動的必要參考物和標準顯得井井有條，方便設計師的設計活動。同時因為虛擬現實技術是一種可以貫穿建筑設計全生命周期的設計技術，從建筑設計開始階段的可行性研究、基地條件分析，到概念設計、發展階段的空間形體組合、建筑細部推敲、與環境的的融合，乃至施工階段的技術模擬，虛擬現實技術都有積極的作用?？梢暂o助設計師完成建筑設計的全過程。

1.2表現層面上的特色

在建筑設計的表現層面上，虛擬現實技術能夠極大的提升建筑設計的現場感，借助虛擬表現技術設計完成的建筑模型，因為其本身是一種全比例的三維模型，在虛擬環境下設計師和觀察者可以從用仰視、俯視、游覽等方式觀察虛擬建筑模型，從而讓設計師和觀察者可以更加真實、具象的體會到建筑設計的思想以及建筑設計完工后的真實體驗。

2虛擬現實技術在建筑設計中的實際應用

2.1建筑設計創作階段

在傳統的建筑設計活動中，因為技術條件的限制，設計師通常會運用“二維”的圖紙來表達三維的建筑物，但是二維信息在表達三維立體事物的時候，不可避免的存在著抽象性，設計師需要將理想的三維建筑物抽象分割為二維的圖紙，而圖紙的查閱者則需要在二維圖紙的基礎上“腦補”出三維的建筑物。這一個“三維——二維——三維”的轉化過程不僅增大了建筑設計信息交互的難度，而且極大的浪費了建筑設計的時間。

當前根據建筑設計圖紙設計的建筑模型因為觀察者觀察的視角是固定的，其余環境直接的比例也是不協調的，所以對建筑師的助益有限，虛擬現實技術作為一中輔助設計工具在建筑設計中的應用讓建筑物的空間性在建筑的創作階段就得到了充分的體現，使得建筑設計中的空間體驗更具交互性和靈活性，場所精神得到了最大限度的表現，設計師可以身臨自己的設計作品中對設計要素和方案進行調整，可以對不同的設計方案進行對比選擇，如圖1所示，沉浸在未來建筑中的設計師的思維不再被長時間的等待所打斷，創造力和靈感將被極大地激發，這些是傳統的方法所無法比擬的。

2.2建筑設計表現階段

在建筑設計的表現階借助虛擬現實技術，可以將設計師的圖紙設計轉化為具象的三維建筑物設計，在展示活動中開發商或者業主可以自由的選擇自己想要的視角，從不同的角度對建筑物進行觀察，如圖1所示，同時因為虛擬現實技術可以精確到每一個建筑細節的體現，業主甚至可以借助三維模型對自己擬選擇的樓層、室內空間進行觀察和體驗，如圖2所示，同時還可以對建筑物的采光、取暖等相關特性進行模擬，切實的展示出建筑物的功能性。虛擬現實技術的在建筑設計展示活動中的應用，不光實現了建筑物本社建筑結構等設計內涵的展示，同時也實現了建筑物自身的功能特性、實際使用效果的展示，最大限度的展示出了建筑設計的真實面貌，表現的更加全面、更加真實、更科學、更有說服力。

2.3與其他設計環節的互動

當前建筑領域建筑物的設計活動中，建筑物的外形是其吸引人們眼光，彰顯現代建筑藝術魅力的關鍵，如何在建筑設計中獲得優美有合乎自然規律的外形是所有建筑師關注的焦點，這些在傳統的建筑設計活動中都得不到具體的體現，而在虛擬仿真技術的支持下，對外形因素的考察和掌握能夠輕松的完成，其中較為典型的就是諾曼·福斯特設計的英國倫敦瑞士再保險公司總部大樓，在設計活動中通過虛擬現實技術建造建筑物的初步模型并利用風洞對建筑物進行吹風實驗，最終選擇迎風阻力最小的一組模型作為建筑物的最終設計方案，這一設計不僅具有渾然天成的自然優美的氣息，同時因為對風力因素的充分考量，建筑物本身的迎風阻力被降到了最低限度，從而在具體的建筑施工中可以使用較為輕薄的建筑材料和玻璃幕墻，節約了建筑成本。在建筑物的功能性方面特殊的設計結構也有積極的作用，因為建筑物本身的特殊結構風沿著建筑物表面曲面滑過。會在建筑物的表面形成一種環繞風壓，建筑物內部和外部的壓力差會極大的改善建筑物內部的自然通風性能，在實際的應用過程中建筑物內部即使沒有專門的通風設備，其自然通風效果也是極為突出的。這種利用虛擬現實技術對設計師的設計活動進行輔助，最終形成建筑設計經濟性、環保性和美觀性的有機結合的建筑設計，成為建筑設計領域的典范。

結論：隨著現代社會經濟的快速發展，在建筑設計領域建筑的設計內容和考察的標準越來越多，在這種情況下使用虛擬仿真技術輔助設計師的設計活動，提高建筑的設計效果是極為有效的，本文從虛擬現實技術應用于建筑設計的優勢、虛擬現實技術在建筑設計中的實際應用兩個方面對這一問題進行了簡要的分析，以期為虛擬仿真技術在建設設計中的實際應用水平提高提供支持和借鑒。

參考文獻：

[1]趙能. 虛擬仿真技術在建筑設計中的應用研究[D].長沙理工大學，2009.

[2]萬暢. 節能建筑圍護結構設計與仿真應用研究[D].武漢理工大學，2010.