虛擬現實技術在建筑景觀設計應用
時間:2022-04-02 08:38:48
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摘要:隨著計算機技術的不斷發展,各種以計算機技術為基礎的高科技技術也隨之興起。VR也就是虛擬現實技術,就是其中的一種。本文主要對虛擬現實技術的分類、它在建筑景觀設計中的應用優勢、制約虛擬現實技術在建筑景觀設計中應用的因素以及使用虛擬現實技術進行建筑景觀設計的方法等問題進行了論述。
關鍵詞:虛擬現實技術;建筑景觀設計;應用
虛擬現實技術是當今世界使用范圍非常廣的一門高科技技術,它是一種利用計算機生成虛擬世界,并使人們進行虛擬體驗沉浸到虛擬環境中的計算機仿真系統。虛擬現實技術是仿真技術與計算機圖形學、人機接口技術、多媒體傳感技術、網絡技術等的幾何。它能夠通過視覺、聽覺、嗅覺、味覺以及觸覺等多種感覺進行實時模擬和交互,并在多個方面都有應用,例如醫療、航空、交通、教育、文化、城市設計及建筑等,對社會進步和人們生活質量的提高起到很大的促進作用。它具有沉浸性、交互性和想象性三個特點。
1虛擬現實技術的分類
虛擬現實技術是一項劃時代的技術。根據其“沉浸”程度和交互程度的差異,可以分為四種類型。
1.1沉浸式虛擬現實系統
該系統是一種比較高級的虛擬現實系統,它能夠為用戶帶來置身于真實世界的體驗,使用戶沉浸其中。該系統的優點是沉浸性高,缺點是價格昂貴。
1.2桌面式虛擬現實系統
該系統將計算機屏幕作為用戶與虛擬世界產生交集的工具。它的設備是初級圖形工作站或個人計算機,采用自然交互技術、立體圖形等,產生三維立體空間的交互場景。該系統技術簡單、實用性強、成本低,因此應用較為廣泛。
1.3增強式虛擬現實系統
該系統能使用戶既可以看到真實的世界,也可以看到疊加在真實世界上的虛幻因素。也就是說同時將真實與虛幻結合起來,創造出似真似幻、亦真亦幻的世界。
1.4分布式虛擬現實系統
該系統是將在不同位置的用戶或將多個虛擬世界通過網絡連接起來,實現資源和信息共享的系統。它是虛擬現實技術應用的新境界。
2虛擬現實技術在建筑景觀設計中的應用優勢
虛擬現實技術這一概念從提出到現在,雖然只有短短的不到二十年時間,但卻為人類各個領域的發展開辟了廣闊的天地。其中,虛擬現實技術在建筑景觀設計中有著非常明顯的優勢。
2.1能夠創造虛擬世界
虛擬現實技術能夠創造和體現虛擬世界。將虛擬現實技術應用于建筑景觀設計中,能夠使設計過程可視化,建筑師能夠產生一種正在身處設計場地的感覺,并對建筑物的布局、功能、優缺點等有詳細的了解,從而設計出更加科學的圖紙。
2.2擁有強大的圖形處理能力
虛擬現實技術擁有強大的計算與圖形處理能力。它最大的特點是能夠脫離原物體而對其視覺、嗅覺、聽覺等進行具體表現。例如在對已經被毀壞的建筑群進行復原設計時,就可以利用該技術對這些已經不存在的建筑進行復原。
2.3能夠對復雜的施工方案進行計算
利用該技術能夠在虛擬環境下對待建場地、周圍場景、機械設備、結構構件等進行創造,形成三維模型,并且模型具有動態性能。然后使模型進行虛擬的模擬操作,如此即可對復雜的施工方案中的具體情況進行觀察,并對不合理的地方進行修改。
3虛擬現實技術中制約其在建筑景觀設計中的應用因素
1)在目前的技術條件下,所使用設備的性能及種類等都遠遠沒有達到虛擬現實技術所定義的標準,使得虛擬現實技術的許多功能都無法實現。而且所使用的設備及軟件等價格昂貴,在許多建筑院校都經費缺乏的情況下,虛擬現實技術的應用受到了限制。2)虛擬現實技術是與計算機緊密相連的,因此在進行應用時,會涉及到一些非常專業的計算編程方面的知識。但絕大部分建筑設計人員并沒有計算機編程的基礎,而專業的編程人員又對建筑方面的知識一知半解,限制了虛擬現實技術的應用。3)虛擬現實技術的一部分理論的算法并不是很成熟及完善,阻礙了它的應用。例如快速生成立體圖的技巧、虛擬圖像生成的算法等。而且一部分實時效果的實現并不理想,例如對光照的模擬。此外,虛擬現實技術的專業性過強,與傳統的計算機輔助建筑設計工具并沒有實現很好的連接。4)雖然現階段提倡建設信息化和數字化社會,但建筑學院的教學中對數字建筑和信息建筑的教學水平較低,大部分都停留在傳統繪圖或CAAD制圖階段,相應的使用虛擬技術進行繪圖及設計的課程并不多見,并且對相關的計算機技術等也沒有系統的介紹。
4虛擬現實技術在建筑景觀設計中的應用
虛擬現實技術在建筑景觀設計中的應用是多方面的,例如文化遺產的復原、新型建筑物的設計、城市規劃、建筑教育以及其他方面的使用。
4.1文化遺產的復原
文化遺產一般由于經歷了漫長的歷史的風霜雨雪,因此變得殘破甚至消失。虛擬現實技術能夠在現有技術的基礎上對文化遺產的原貌進行修復,或對已經消失的文化遺產進行創造,使人們能夠看到它們當時的風貌。例如在對殘破的古村落進行修復時,可按照以下流程進行。
4.2新型建筑物的設計
新型建筑物設計是相對于建筑復原而言的。新型建筑物的設計既要進行形象的空間思維,又要將用戶的感受考慮進去。而且一旦開始施工所產生的成本都是不可逆轉的,因此對設計的準確性提出了很高的要求。虛擬現實技術能夠創造出一個真實的場景,使設計師產生一種身在待建場地的感覺,極大的增加了設計的準確性、科學性及可行性,同時節省了時間及設計成本,并提高了設計質量。
4.3城市規劃
虛擬現實技術在城市規劃中的應用非常廣泛,例如制作大比例尺的城市模型、對城市的環境及規劃進行考慮等。在城市規劃中使用虛擬現實技術,能夠將各種設計方案與現實環境融入起來,且能夠觀察出設計方案對現實環境的影響,從而對方案的合理性及科學性進行評估,最終縮短設計時間、節約設計成本,同時提高設計的可行性及建成之后的美觀度。此外,虛擬現實技術還在建筑教育以及其他領域都有較為廣泛的應用,促進了這些領域的發展。
5結語
綜上所述,虛擬現實技術對各個行業的發展都起著重要的推動作用。但目前該技術受自身一些缺陷及技術方面的制約,使其作用的發揮受到阻礙。因此要加大對相關技術及設備的研究力度,使虛擬現實技術能夠更好的為社會進步和人們生活質量的提高做出自己的貢獻。
作者:曹曉麗 潘穎 單位:蘭州文理學院數字媒體學院
參考文獻
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