數(shù)字化虛擬仿真技術應用在特色建筑中的前景發(fā)展分析

何飛 李玉萍

摘要：隨著我國社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，建筑行業(yè)發(fā)展也在不斷進步，建筑過程也需要大量的施工技術支持。隨著時間的累計和前輩的經(jīng)驗遺留，再加上我國當前的科學技術水平不斷的提高，對于我們有著先人指路的捷徑和方法，一定會對于我們研究數(shù)字化虛擬仿真技術應用在特色建筑中的這一項目有著很大的幫助。對于數(shù)字化虛擬仿真技術而言，在建筑行業(yè)處于剛起步剛探索的階段，我相信項目會由于我們努力探究而得到廣泛的應用，盡最大程度發(fā)揮出自身的作用和價值。在實際應用過程中，要不斷對項目方案進行優(yōu)化，對前景進行調(diào)查和探索，并盡量克服所能面臨的問題并解決它，然后還得對技術嚴格把關落實，所以，對其的分析和研究中需要團隊能有足夠的重視程度，從而保證項目的正常運轉以及合理應用。因此，本文主要針對數(shù)字化虛擬仿真技術應用在特色建筑中的前景發(fā)展分析，并提出科學合理的預想和方案。本文介紹了虛擬仿真技術的原理及特點，論述了數(shù)字化虛擬仿真技術應用在特色建筑中的前景，并對當前應用在特色建筑中的數(shù)字化虛擬仿真技術面臨的實際問題及前景做了分析。

關鍵詞：數(shù)字化虛擬仿真技術;應用狀況;發(fā)展分析

一、項目的基本情況及創(chuàng)新內(nèi)容

1、產(chǎn)品的介紹

我們把此項目的宗旨貫徹落實科學發(fā)展觀，加快建筑裝飾、設計行業(yè)發(fā)展方式轉變，推動設計與理念的創(chuàng)新，促進環(huán)境設計專業(yè)學科建設和產(chǎn)學研建設的發(fā)展，營造“學創(chuàng)一體”的實踐教學環(huán)境。

歷史文化建筑是城市的寶貴資源，是塑造城市形象的重要組成部分。大連歷史文化悠久、近代歷史建筑文化更具特色，將建筑進行數(shù)字化虛擬仿真設計并做外延產(chǎn)品進行應用和推廣，不僅可以宣傳大連城市形象，帶動旅游品牌的發(fā)展，還可以傳承歷史文化，展現(xiàn)大連獨特的城市風貌。創(chuàng)造的這一空間環(huán)境既具有使用價值，能滿足相應的功能要求，同時也能反映建筑風格、環(huán)境氣氛等精神因素。

2、產(chǎn)品技術水平

理論技術水平，以環(huán)境設計專業(yè)優(yōu)秀學生和指導教師組成的團隊，在項目設計中將所學的室內(nèi)空間設計、景觀設計、展覽展示設計、設計管理、旅游管理與策劃等理論知識和技術手段，運用到實際項目設計中，根據(jù)項目設計的特點進行針對性的設計和應用。

實踐技術水平，學生能夠熟練應用AutoCAD、3DMAX和AI等軟件設計制作效果圖，懂得室內(nèi)設計裝飾材料的性能和選擇、施工流程和工程預算，以及展位搭建流程等實踐技術。

3.產(chǎn)品的新穎性、先進性和獨特性

（1）新穎性

運用三維建模和建筑信息模型（BIM）技術，建立用于進行虛擬施工和施工過程控制、成本控制的施工模型。該模型能將工藝參數(shù)與影響施工的屬性聯(lián)系起來，以反應施工模型與設計模型之間的交互作用，施工模型要具有可重用性，因此必須建立施工產(chǎn)品主模型描述框架，隨著產(chǎn)品開發(fā)和施工過程的推進，模型描述日漸詳細。通過BIM技術，保持模型的一致性及模型信息的可繼承性，實現(xiàn)虛擬施工過程各階段和各方面的有效集成。

（2）先進性

計算機仿真是應用計算機對復雜的現(xiàn)實系統(tǒng)經(jīng)過抽象和簡化形成系統(tǒng)模型，然后在分析的基礎上運行此模型，從而得到系統(tǒng)一系列的統(tǒng)計性能。基本步驟為;研究系統(tǒng)→收集數(shù)據(jù)→建立系統(tǒng)模型→確定仿真算法→建立仿真模型→運行仿真模型→輸出結果，包括數(shù)值仿真、可視化仿真和虛擬現(xiàn)實VR仿真。

（3）獨特性

虛擬建造是在虛擬環(huán)境下實現(xiàn)的，虛擬現(xiàn)實技術是虛擬建造系統(tǒng)的核心技術。虛擬現(xiàn)實技術是一門融合了人工智能、計算機圖形學、人機接口技術、多媒體工業(yè)建筑技術、網(wǎng)絡技術、電子技術、機械技術等高新技術的綜合信息技術。目的是利用計算機硬件、軟件以及各種傳感器創(chuàng)造出一個融合視覺、聽覺、觸覺甚至嗅覺，讓人身臨其境的虛擬環(huán)境。操作者沉浸其中并與之交互作用，通過多種媒體對感官的刺激，獲得對所需解決問題的清晰和直觀的認識。

4.應用狀況

我國當前科學技術發(fā)展水平在不斷提高，逐漸出現(xiàn)了數(shù)字化虛擬仿真技術，并且能在特色建筑中的應用得到廣泛推廣和應用，還能對城市發(fā)展進行科學合理的規(guī)劃和設計，從而滿足時代發(fā)展的需求和標準。充分發(fā)揮自身的價值和作用，從而為項目的穩(wěn)定開展奠定一個堅實的基礎。

二、行業(yè)及市場前景的發(fā)展分析

1.行業(yè)歷史與前景

建筑設計既是一項藝術性很強的創(chuàng)作，同時也是一項技術性很強的工程設計。隨著經(jīng)濟和建筑業(yè)的發(fā)展，建筑設計已將變成一項信息量很大、系統(tǒng)性和綜合性很強的工作，涉及到建筑物的使用功能、技術路線、經(jīng)濟指標、藝術形式等一系列數(shù)據(jù)龐大的自然科學和社會科學問題，需要采用一種能容納大量信息的系統(tǒng)性方法和技術去運作。數(shù)字技術有很強的能力去解決上述問題。在建筑設計信息的采集、分類、存貯、檢索、分析、傳輸?shù)确矫妫ㄖ?shù)字技術也可以充分發(fā)揮其優(yōu)勢。

2.市場規(guī)模及增長趨勢

數(shù)字化施工是對建造過程中的各個環(huán)節(jié)進行統(tǒng)一建模，形成一個可運行的虛擬建造環(huán)境，以軟件技術為支撐，借助于高性能的硬件，在計算機網(wǎng)絡上，生成數(shù)字化產(chǎn)品，實現(xiàn)規(guī)劃設計、性能分析、施工方案決策和質(zhì)量檢驗、管理。它是數(shù)字化形式的廣義建造系統(tǒng)，是對實際施工過程的動態(tài)模擬。基本上不消耗資源和能源，也不生產(chǎn)實際產(chǎn)品，而是產(chǎn)品的設計、開發(fā)與實現(xiàn)過程在計算機上的本質(zhì)體現(xiàn)，強調(diào)的是建造系統(tǒng)運行過程的計算機化。

3.行業(yè)競爭對手

現(xiàn)在建筑裝飾行業(yè)眾多，競爭也是相當激烈的，但大連特色建筑數(shù)字化虛擬仿真設計與應用要少一些，業(yè)務量也不大，周邊暫時還沒有相關技術應用入駐。

4.未來市場銷售預測

可以通過此次研究設計運用產(chǎn)生文創(chuàng)產(chǎn)品，特點的建筑標識系統(tǒng)。強化大連城市文化形象，重視自身形象建設，應用于服裝logo、辦公用品、文化宣傳材料、禮品等。

三、產(chǎn)品制造

1.生產(chǎn)方式

先做項目的前期調(diào)研工作，再利用AI制作設計圖，3D MAX制作效果圖，經(jīng)過共同協(xié)同工作，最終完成項目的整體工作。

2.生產(chǎn)材料

在電腦上利用AI和3D MAX軟件設計制作效果圖，經(jīng)過后期PS處理，完成效果圖的設計與制作，利用打印機打印出彩色圖紙。需要用到的材料包括：電腦、電腦桌、噴繪打印機、高分辨率打印紙。

3.勞動力需求

初步定為5人協(xié)同工作，每人負責不同的工作，每個人都需要負責參與尋找素材完成前期設計，其中兩人負責撰寫論文，也會按照需求增加人員的配備，擴大規(guī)模。

4.設備需求

30平方米的工作室空間、電腦、噴繪打印機、電腦桌椅、裝飾材料樣板等。

5.質(zhì)量保證

根據(jù)項目內(nèi)容進行分工設計與制作，由校內(nèi)專業(yè)教師指導實踐工作，由企業(yè)專家進行項目的技術支持，保障了項目的順利實施和質(zhì)量保障。在項目設計中，通過對項目的前期調(diào)研，中期的項目設計與施工，后期的項目維護等工作，依托專業(yè)化地設計能力、豐富的室內(nèi)設計經(jīng)驗，通過高質(zhì)量的項目設計，提升了整體市場認知度和客戶認同度。

6.項目的生產(chǎn)成本預計

電腦、耗材等基礎硬件設備，5000元;

廣告、宣傳、文創(chuàng)產(chǎn)品制作，2000元。

四、項目投資預算及融資計劃

資金需求：

資金需求量 0.7萬元的前期投資

用途：用于基礎設計、購置設備和材料、廣告展覽

使用計劃：電腦、耗材等基礎硬件設備，5000元;廣告、宣傳、文創(chuàng)產(chǎn)品制作，2000元

融資途徑：融資由創(chuàng)始人按相應股份出資

五、項目運營模式

（一）團隊成員的知識背景

團隊成員包含環(huán)境設計和旅游管理專業(yè)的學生，知識結構合理，形成了以環(huán)境設計為主導的知識結構優(yōu)化的項目梯隊，團隊成員配合默契，團結協(xié)作，責任感強，完全能夠滿足創(chuàng)業(yè)工作的需求。團隊成員分工明確，環(huán)境設計專業(yè)的學生設計能力較強，主要負責項目的設計策劃，旅游管理專業(yè)的學生主要負責項目的廣告宣傳和營銷方面的工作，共同協(xié)作完成項目工作。本團隊校內(nèi)指導教師具有豐富的教學經(jīng)驗，專業(yè)能力強，均具備“雙師型”教師資格，同時，團隊還配備工作經(jīng)驗豐富的企業(yè)導師，深入指導創(chuàng)業(yè)項目，提供創(chuàng)業(yè)思路和可行性建議，使本創(chuàng)業(yè)團隊更加專業(yè)化更具市場競爭力。

1.合作計劃

根據(jù)參加本項目創(chuàng)業(yè)人員的各自優(yōu)勢從而進行具體、明確的分工、定崗、定責。項目的總負責人需根據(jù)創(chuàng)業(yè)項目的實際情況、形勢變化制定詳細的工作計劃和做出最低風險的決策。

2.實施方案

進度計劃：此項方案實施計劃分布在一年時間內(nèi)完成

第1個月：進行素材查找并梳理圖片進行應用設計，為項目開展做前期準備;

第2個月：對工作人員進行相關技能指導，在專業(yè)老師的指導下進行，總結經(jīng)驗，制定詳細工作流程;

第3-9個月：大規(guī)模經(jīng)營實踐，在保證學業(yè)的前提下提高設計的各項技術能力水平，提高作品質(zhì)量，為文創(chuàng)產(chǎn)品積累穩(wěn)定資源;

第10-12個月：總結前期設計和工作經(jīng)驗，完善作品的不足，為日后創(chuàng)業(yè)打下堅實基礎。

3.人員的分工及負責管理

2019級環(huán)境設計專業(yè)學生，修讀室內(nèi)空間設計、設計管理和設計概論課程，具有良好的設計思維和溝通能力，負責項目的總體組織與規(guī)劃。

2019級環(huán)境設計專業(yè)學生，修讀室內(nèi)空間設計、展覽展示設計和商業(yè)展示空間設計課程，具有良好的室內(nèi)環(huán)境設計能力，負責本項目的設計工作。

2019級視覺傳達設計專業(yè)學生，修讀品牌形象設計、版式設計、Photoshop，具有良好的設計基礎，負責本項目的平面設計和樣本設計等工作。

2019級旅游管理專業(yè)學生，修讀旅游法規(guī)、國際貿(mào)易、高等數(shù)學、導游實務旅游財務管理、國際貿(mào)易實務以及程序設計，具有良好的計算機基礎，負責本次項目的文案寫作與廣告宣傳工作。

4.銷售策略

通過承接校內(nèi)外和校企合作項目開展營銷;通過發(fā)放廣告的宣傳，積累客源，以顧客的口碑以及宣傳廣告作為主要宣傳手段;以過硬的專業(yè)技術、高質(zhì)高效的工作效率、誠懇的服務態(tài)度作為經(jīng)營根本;以針對顧客的不同需求做出不同對策為特色.

六、項目風險預測及應對措施

1.風險預測：

（1）資金預算不足;（2）技術不能達到預期水平;（3）業(yè)務量不多;（4）市場信息獲得渠道不夠通暢;（5）管理制度不完善。

2.應對措施：

前期做好市場調(diào)研與分析，隨著社會的發(fā)展和科學技術的進步，建筑所包含的內(nèi)容、所要解決的問題越來越復雜，涉及的相關學科越來越多，材料上、技術上的變化越來越迅速，單純依靠師徒相傳、經(jīng)驗積累的方式，已不能適應這種客觀現(xiàn)實;加上建筑物往往要在很短時期內(nèi)竣工使用，難以由匠師一身二任，客觀上需要更為細致的社會分工，這就促使建筑設計逐漸形成專業(yè)保證信息渠道通暢。在起步階段盡可能多途徑尋找素材資料，通過校內(nèi)校園文化建設項目和校企合作單位聯(lián)合項目，保證業(yè)務量。面對行業(yè)競爭，我們將從線上、線下同時宣傳，通過廣告宣傳提高知名度，營建良好的形象，占領更多的市場。

七、財務預測

1.未來三年或五年的銷售收入：力爭在三年內(nèi)實現(xiàn)銷售收入翻倍，年均收入達到6000元。

2.利潤、資產(chǎn)回報率： 力爭在三年內(nèi)實現(xiàn)利潤提升50%，年均達到6000元，資產(chǎn)回報率逐年增長。

結論：

綜合上文所述，隨著計算機技術的發(fā)展，仿真技術逐步自成體系，計算機技術和信息技術的快速融合，推動了數(shù)字化媒體仿真技術在特色建筑中的應用和發(fā)展。

參考文獻：

[1]淺談虛擬仿真技術在建筑施工技術運用[J].建材與裝飾.2017（45）：23-24.

[2]虛擬仿真技術在高職建筑工程技術專業(yè)實訓教學中的應用[J].四川水泥. 2019（06）：19-37.

[3]虛擬仿真技術在建筑施工中的應用分析[J].中華民居.2011（06）：12-14.

[4]虛擬仿真技術在土木工程測量實驗教學中的應用研究[J].現(xiàn)代商貿(mào)工業(yè). 2021（11）：21-25.

[5]虛擬仿真技術在建筑工程施工中的應用現(xiàn)狀[J].黑龍江科技信息.2017（13）：33-35.

[6]建筑施工安全管理中虛擬仿真技術的應用[J].低碳世界. 2017（19）：3-4.

本文為遼寧對外經(jīng)貿(mào)學院2021年度大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃校級立項項目系列成果之一。

項目名稱：“印象·大連”特色建筑數(shù)字化虛擬仿真設計工作室

項目編號：2021XJDCB046

作者簡介：

李玉萍：遼寧對外經(jīng)貿(mào)學院藝術學院教師，該項目指導教師

何飛：遼寧對外經(jīng)貿(mào)學院藝術學院學生，該項目組成員