VR技术在建筑设计中的应用

谢寒宵 葛峰

编者按：现在工程项目施工建设要想保证施工效率和施工质量，最重要的就是积极运用各种新型的施工技术，为整个工程项目的施工发展提供重要的基础。VR、AR通过新颖的人机交互模式，可以为建筑设计和施工人员提供更真实准确虚拟场景，满足建筑设计规划发展需要。在VR、AR技术支持下，能够构建真实建筑场景，针对整个施工设计中可能发生的问题进行提前预设，制定相应解决方案，运用图纸和文件进行快速准确表达。建筑工程规划可以为备料、施工组织优化、施工配合提供重要的参考依据。

引文

随着数字化时代的到来，数字技术正在向人们生活中的方方面面推进，在数字化及信息技术的高速发展下诞生的VR技术（虚拟现实技术）对建筑行业的发展起到了颇为重要的作用。信息技术的蓬勃发展，也让建筑行业受益颇多。VR技术就给建筑行业带来了前所未有的突破。虚拟现实技术在建筑中的应用与发展无疑让建筑行业紧跟时代潮流，加速了建筑行业的信息化发展。文章介绍了什么是VR技术，分析了其目前在建筑领域中的发展状况及前景，以及在建筑设计、建筑施工及建筑遗产保护中的应用。

VR技术概述

VR的全称是Virtual Reality，也就是虚拟现实技术，即通过虚拟达到仿真的目的，它产生作用的途径就是对现实中的数据和信号进行分析，通过计算机来模拟一个虚拟的环境与空间，让人们身临其境。VR技术有很多的优势、特点。例如：第一点就是它具有多感知性。主要体现在操作者能够进入到模拟的场景中，就像在真实世界一样，因为VR技术所建造的背景与真实世界非常相似，操作者完全投入到计算机所创的三维虚拟实例场景中。在VR技术下，人们进入虚拟场景就有身临其境的感觉，人们的听觉、触觉等多方位的感知都可以得到很好的满足，真正做到身临其境。第二点是它给人带来的真实感。虚拟现实技术做到了让置身其中的人们难以辨别真伪，这种真实感会给体验者带来绝佳的体会。第三点则是交互性。这是指在体验过程中，体验者与虚拟空间中所有事物的互动效果，即操作者做出动作后，虚拟空间中的物体给出的相应的反馈，主要体现在操作者在虚拟场景中能够用身体触碰模拟的物体，能够得到触碰物体的反馈，甚至具有位置的移动、颜色的改变、开关灯、开关门等交互性。第四点则是自主性。虚拟环境中存在的所有物体都是经过计算机精密的计算得出的，他们都具备了现实生活中所有物体的运动规律，都会根据天气变化、外力因素等作用而自主产生变化，为虚拟环境的真实性又增添了一份保障。最后一点是构想性。虚拟现实技术实现的载体是虚拟现实仿真平台，它利用计算机生成模拟环境，利用多源信息融合的交互式三维动态视觉效果和实体定位的系统仿真，使用户沉浸其中，这种空间可以是实际存在，也可以是实际难以实现的，或者根本无法实现的空间，用户可以通过设备和工具，能够直观而又自然真实地从视觉、听觉、触觉感受虚拟的环境。

VR技术在使用中的优越性

增加展示的直观性

利用VR虚拟现实技术对多维空间进行模仿创造，通过技术软件，直观地给人们呈现出建筑装饰效果，VR技术在建筑中的应用与传统的三维技术相比较呈现的效果更加逼真，更好地呈现出建筑装饰各节点，有效地烘托氛围，给用户更好的体验，让其感受到建筑装饰的魅力所在。

增强设计的互动性

按照传统教学模式加入装饰课堂设计，老师通过课本知识讲解具体内容，以往通常会利用黑板进行画图，为学生进行具体内容讲解，相对来说教学方法比较简单，但是不能引起学生的学习兴趣，课堂教学中整体比较枯燥，相互间的互动性比较差，整个课堂上由老师进行单纯讲解。当前社会发展中各项新技术不断涌现，在建筑装饰教学中，把信息技术与课堂教学相互结合，教师讲课利用虚拟现实技术，可以生动形象地展示教学内容，让学生更好地理解建筑装饰知识，增加学生对学科的认知。利用虚拟现实技术进行动态讲解，可以让学生了解具体内容，同时给学生传达老师的思想，在老师引导下让学生进入虚拟构造中，通过学生的亲身感受，了解当前的设计理念。

使预算更加精准

在建筑装饰设计预算方面，通过VR信息技术可以更好地呈现，发挥技术的应用优势，让用户可以全方位地了解最终图示效果，让用户有更逼真的感受，在VR虚拟技术中让用户真切地看到整体效果是否满足自身需求，在虚拟空间内可以展现设计所用的材料以及整体建筑结构，明确具体的建筑风格情况，在新技术应用中消耗较少的人力、物力资源，而且在很大程度上可以提升预算准确性，避免了不必要的耗费，整体降低建筑装饰设计成本。

使得建筑装饰设计的合理性不断提升

在建筑装饰设计教学中科学应用VR虚拟技术，把建筑装饰设计整体融合，绘图模式下改变传统教学模式，与现代社会发展相互接轨，提升建筑装饰设计的合理性，不仅可以满足用户需求，还使整个设计变得更加人性化，为建筑装饰设计发展奠定基础。

VR技术在建筑领域的发展趋势

VR技术在建筑领域應用现状

大量研究结果显示，由于VR技术的研发与制作成本非常的高昂，因此VR技术在建筑领域中的应用其实还没有完全成熟，目前的应用主要是在建筑安全方面较多，例如VR伤害体验模拟、VR安全互动教学以及VR安全操作训练。VR伤害体验模拟是指能够通过虚拟环境来模拟施工过程中最容易发生的一些安全事故，使体验者能够近距离地体会施工过程中的危险及隐患，有效地排查此类情况的发生。VR安全互动教学是指，通过虚拟工地内的实况，对施工地点中的安全设施进行模拟使用，以防在危险发生时，难以对安全设施进行操作并完成自救。VR安全实操训练，顾名思义，就是在虚拟工地环境中进行安全正规的操作训练，同时也为施工人员在危险发生时能够更好地进行安全自救做了铺垫。

VR技术在建筑领域应用前景

总的来说，在建筑界，这项技术的发展未来是非常可观的。虽然目前还没有完全成熟，但是随着科技的迅速发展，虚拟现实技术也被越来越多地应用于建筑行业。比如说，从前设计师们只是依靠二维的作图方式进行创作，而且各个方面的设计师们的沟通途径是非常闭塞的，二维的图像限制了设计师们的沟通交流，有了该技术的融入，在进行建筑设计时，设计师们就能更直观更立体地对自己的设计进行分析，并做到与其他专业设计师的有效调解，呈现一个更好的设计作品。除此之外，该技术的使用也让建筑的施工更加高效安全。因此，虚拟现实技术在建筑业中的发展是非常可观且必要的。

VR技术在建筑装饰设计领域中的应用分析

VR技术在建筑装饰设计课堂教学中的应用

在我国建筑装饰设计教学中结合教育历史，与当前的教育实践相结合，努力与现代社会接轨，各项教学模式逐渐创新发展。目前建筑装饰设计教学开展多门课程，学生的学习过程中需要学习建模和平面设计等相关知识，这些知识是建筑装饰设计学习的重点，作为核心课程，在日常学习时会随着学生知识储备的增加难度逐渐增大，知识从二维层面逐渐向三维过渡，整体上是向立体化发展，逐渐构善完善的学习体系。

在传统教育模式下，建筑设计课程由老师进行专业设计，通常为了更直观地展示，会利用平面图片来展开教学，很多学生观看平面图片不能对立体的图示进行详细解读，在学习立体知识时难度比较大。所以当前教学中基于新技术，可以在教学中把VR技术与建筑设计装饰相互结合，利用此项新技术展示设计中的关键节点，可以让学生更好地理解三维图示构造，制作动画进行装饰动态演绎，观看完成后学生可以自己动手设计，在整个教学过程中学生可以更好地掌握难点问题，指导学生更好更快学会知识，同时利用知识解决实践问题，培养学生能力。在社会现代化发展中，人们的审美需求逐渐改变，建筑装饰设计教学应该与人们的需要相互结合，教学中建筑装饰设计教学应该基于VR技术进行改进，在教学中指导学生学会更多的知识，保证课堂教学质量，让学生的能力不断提高，培养专业人才为学生后期进入社会打下基础。在建筑装饰设计教学中利用VR技术实现课堂的灵活转变，让学生自身更直观地了解建筑装饰设计应用，同时学校可以利用此项技术促进教学工作的开展。

VR技术在建筑装饰设计实训课中的应用

建筑装饰课程教学中，如果单纯通过图纸、图片给学生讲解知识，学生学习难度比较大，通常情况下学生不能彻底了解图纸问题，在实训课中会出现图纸反复修改问题。主要是按照传统的教学，利用CAD进行绘制，建筑设计中各项都通过图纸展示，很多建筑装饰的包面比较复杂，需要对其立面进行分析，在图纸设计过程中相互之间关联性比较强，在利用CAD绘图时，设计难度比较大，而且学生自身的能力有一定的局限，因此并不能从整体上保证设计出的图纸的质量。

利用VR虚拟技术对施工构造课程进行教学，学生学习首先需要了解现场整体工作情况，指导学生进行详细观察分析，在学生基本了解后进行深层次知识学习。其次由老师进行演示，然后针对学生掌握情况进行教学。最后，需要学生自身进行参与，在课程教学中进行实践设计，让学生掌握知识。但是实际教学中授课结合成本的各项因素综合考虑，一些建筑设计成本比较高的工艺，需要利用较为简便的方式进行直观呈现，很多学生不能切实地进行设计操作。此时利用VR虚拟技术让学生进行实际操作，增加学生对知识的掌握和理解程度，让学生在体验中学会知识，增加学生对课堂知识学习的热情，同时达到课堂教学最佳效果。

VR技术在建筑设计中的应用

这项技术正在建筑界逐步发展，对于建筑模型本身来说，虚拟现实技术快速并直观地为我们传递着建筑模型的信息。在进行建筑模型的构建时，该技术为我们实现了两方面的要求：首先，它做到了参数化建模;其次，它让模型在进行调整修建时，更加地智能便捷。就第一个层面来说，建筑模型在制作时，不仅仅是点、线、面的组合那么简单，而是各种信息交织在一起，通过复杂的重组而得来的三维立体模型。这种立体的信息组合，也提供给我们更直观的信息解读。利用投影关系，我们可以选择任何我们想要了解的面进行操作，这样就能够看到建筑模型的剖面效果。同时，它还可以根据模型中的门窗等预算出所需要的材料。就模型修改的智能性来说，由于建模的数据信息都是相互关联的，我们在对其中一个部分进行修改时，模型的其他部分便会自动地给出相应的变化。

VR技术在建筑遗产保护中的应用

虚拟现实技术除了在建筑设计和建筑施工中发挥作用外，在遗产保护方面也创造了越来越多的可能性。通过VR技术来展示建筑遗产，在尽可能地保证了建筑遗产呈现的真实性的同时，还有着许多突出的优势。它能够减少对建筑遗产的破坏与伤害，这些破坏可能是自然因素造成的，也可能是人为因素造成的。除此之外，当人们不便于长途跋涉去欣赏美丽的建筑时，就可以通过该技术实现这一点。这也就提高了建筑遗产在人们视野中出现的频率，对建筑遗产的保护与传承有着极大的好处。

例如：敦煌莫高窟的数字化呈现为我国建筑文化遗产的数字化管理做出了表率。随着年岁越来越长，敦煌莫高窟在风沙、地震等自然因素与人们随意刻画等人为因素的双重作用下，遭受了非常严重的破坏。随着信息及技术的高速发展，数字化的管理能够有效防止壁画、彩雕等文化遗产继续遭受严重破坏。通过技术手段，将壁画、彩雕等文化遗产在虚拟环境中呈现出来，既便利了人们的观赏，又避免了敦煌莫高窟持续受到伤害。

VR技术在建筑施工中的应用

这项技术不仅在建筑设计方面起到非常重要的作用，在建筑施工方面也做出了重要贡献。利用虚拟现实技术可以模拟出施工现场的操作顺序与步骤，让管理人员更加直观地进行监督指导，及时发现问题、解决问题，确保施工现场一切正常。VR技术让施工过程更加细微地出现在人们眼前，这让操作人员们在施工前就对场地有了一定的了解认知，提高施工效率。人们在置身于施工现场之时，更能夠体会到安全对我们的重要性，更能够警惕危险的发生。同时，我们还可以利用VR对建筑构件进行测试，更加确保安全性。

上海有间科技VR旗下的工地VR安全体验馆，该体验馆就做到了让人们真正地身临其境，模拟了在施工过程中可能发生的安全事故及应对措施，跳脱了从前说教式的安全教育，用更加鲜活的方式让工地安全问题深入人心。

结语

综上所述，VR技术对于推动建筑行业的发展有着举足轻重的作用，在时代的进步与发展下，能否把握新技术、新手段，发展创新思维，让建筑行业与信息技术的发展接轨是对于我们的考验。虚拟现实技术在建筑行业的应用虽然尚未完全成熟，但从其对于建筑设计、建筑施工以及建筑遗产保护等方面的突出贡献来看，其在建筑行业的应用与发展必然有可期的未来！

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