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【關(guān)鍵詞】建筑仿真;虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù);三維圖形

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息技術(shù)等高新技術(shù)的快速發(fā)展,仿真技術(shù)也得到迅速的推動(dòng),并在高技術(shù)的發(fā)展中越顯其重要作用,能夠應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域。近三十年來(lái)視景仿真環(huán)境與技術(shù)發(fā)展歷程展望了視景仿真環(huán)境與技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展的趨勢(shì)。

虛擬現(xiàn)實(shí)(Virtual Reality,簡(jiǎn)稱(chēng) VR)是指為用戶(hù)提供一種模擬現(xiàn)實(shí)的操作環(huán)境,利用計(jì)算機(jī)生成逼真的三維視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)的感觀世界,使人們對(duì)所研究的對(duì)象和環(huán)境獲得身臨其境的感受,從而提高人類(lèi)認(rèn)知的廣度和深度,拓寬人類(lèi)認(rèn)識(shí)客觀世界的“認(rèn)識(shí)空間”和“方法空間”,最終達(dá)到更本質(zhì)地反映客觀世界的實(shí)質(zhì)。視景仿真是仿真動(dòng)畫(huà)的高級(jí)階段,也是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的最重要的表現(xiàn)形式,它是使用戶(hù)產(chǎn)生身臨其境感覺(jué)的交互式仿真環(huán)境,實(shí)現(xiàn)了用戶(hù)與該環(huán)境直接進(jìn)行自然交互。其中,作為表現(xiàn)三維視覺(jué)仿真中的建筑技術(shù)就顯得非常重要了。

一、建筑仿真有三個(gè)非常鮮明的特征

1、運(yùn)動(dòng)是實(shí)時(shí)的,計(jì)算機(jī)呈現(xiàn)給人們的圖形圖像所表現(xiàn)的場(chǎng)景運(yùn)動(dòng)是與人們?cè)诂F(xiàn)實(shí)生活中所見(jiàn)的一樣,運(yùn)動(dòng)節(jié)奏光滑平穩(wěn);

2、建筑是三維的。能夠允許觀察者從不同的角度來(lái)瀏覽建筑特征,細(xì)節(jié)豐富、逼真,滿(mǎn)足人們的視覺(jué)感受,使人們產(chǎn)生身臨其境的感覺(jué);

3、它是可交互的。允許通過(guò)鍵盤(pán)、鼠標(biāo)或其它計(jì)算機(jī)輸入設(shè)備、計(jì)算機(jī)程序?qū)ㄖg覽過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)控制,對(duì)其中的物體進(jìn)行規(guī)劃和操作。

二、建筑仿真與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用范圍

建筑仿真與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以表現(xiàn)大型工程漫游,展示各種擬建設(shè)的工程項(xiàng)目,為國(guó)際和國(guó)內(nèi)工程設(shè)遨游計(jì)投標(biāo)建立多種層次、細(xì)節(jié)豐富的虛擬模型,真實(shí)再現(xiàn)工程竣工后的情況。用戶(hù)可選擇不同路徑進(jìn)入

該項(xiàng)工程的任意部分;也可為已建設(shè)或正在建設(shè)的各種工程項(xiàng)目展示其周邊環(huán)境、內(nèi)部、固定設(shè)施的配套情況。又可以應(yīng)用于名勝古跡的仿真旅游,展現(xiàn)名勝古跡的景點(diǎn),可以任意選擇路徑裝修各景點(diǎn),樂(lè)趣無(wú)窮。

三、制作逼真的建筑模型的實(shí)現(xiàn)方法

三維計(jì)算機(jī)表現(xiàn)是采用計(jì)算機(jī)模擬現(xiàn)實(shí)中的三維空間物體。在計(jì)算機(jī)中構(gòu)造三維的幾何造型,并賦予表面材料、顏色、紋理等特性,然后,設(shè)計(jì)造型的運(yùn)動(dòng)、變形,燈光的種類(lèi)、位置、強(qiáng)度及攝像機(jī)的位置,焦距,移動(dòng)路徑等,最終生成圖象,并可以將制作的動(dòng)畫(huà)輸出到其他硬件錄制設(shè)備,三維計(jì)算機(jī)動(dòng)畫(huà)不僅可以模擬真實(shí)的三維空間,而且還可以產(chǎn)生現(xiàn)實(shí)世界不存在的特殊效果。建筑仿真可以使用3DMAX軟件制作。3DS MAX是美國(guó)著名軟件開(kāi)發(fā)公司 AUTODESK 繼 AUTOCAD 后推出的又一力作。該系統(tǒng)軟件在三維造型、場(chǎng)景模擬、視覺(jué)效果、動(dòng)畫(huà)制作等各方面具有強(qiáng)大的功能。

一、通過(guò)幾何體和二維圖形利用編輯命令完成模型的建立,創(chuàng)建出形象比例精確的建筑模型。3D Studio MAX還可制作出山、水、波紋、波浪、顆粒及非規(guī)則形體,如:人體、植物等。利用3D Studio MAX 中豐富的材質(zhì)和質(zhì)感,可以對(duì)整個(gè)實(shí)體或部分實(shí)體進(jìn)行顏色、明暗、色裹、反射,凹凸和透明度等進(jìn)行編輯,再通過(guò)設(shè)定物體、相機(jī)、光源和路徑來(lái)制作動(dòng)畫(huà)。物體可進(jìn)行變位、旋轉(zhuǎn)、縮放、伸壓等變形,光源可為環(huán)境光、泛光燈、聚光燈,并可設(shè)置任意多個(gè)相機(jī)的位置,方向和角度,方便進(jìn)行靈活調(diào)整,在動(dòng)畫(huà)實(shí)時(shí)預(yù)演功能中,及時(shí)觀察物體效果。另外,還可以利用3D Studio MAX 中淡入淡出,模糊,光暈,星光閃爍,霧雨,聲等,很多特殊效果,制造特技處理,可產(chǎn)生超乎現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)的變幻莫測(cè)的神奇效果。

二、使用“紋理貼圖”圖片,用來(lái)替代詳細(xì)的模型。3DMAX軟件中豐富的材質(zhì)貼圖技術(shù)用紋理、不透明、法線凹凸貼圖、光照等技術(shù)而不是增加幾何造型復(fù)雜度來(lái)提高逼真度。用來(lái)創(chuàng)建低多邊形數(shù)的模型來(lái)簡(jiǎn)化和減少實(shí)時(shí)應(yīng)用的程序要求。在對(duì)應(yīng)位置的多邊形表面上這樣處理可以減少模型的多邊形數(shù)目和復(fù)雜程度,提高圖像繪制輸出時(shí)的顯示速度。達(dá)到使用較少的多邊形創(chuàng)建更現(xiàn)實(shí)的細(xì)節(jié)的能力。只要視點(diǎn)不過(guò)于靠近實(shí)體,紋理貼圖并不會(huì)降低場(chǎng)景的逼真程度。比如制作天安門(mén)城樓,用相機(jī)對(duì)五個(gè)方向(上、、左、右、前、后) 共拍攝五張照片,通過(guò)“展平的UVW貼圖”命令處理成大圖像。計(jì)算機(jī)可以從這些圖像里產(chǎn)生任意方向的圖像,從而使用戶(hù)有身臨其境之感。

三、利用“全景導(dǎo)出器”進(jìn)行360 度球形全景的渲染。這樣渲染出來(lái)的建筑模型,可以從任意的方向觀看建筑。其視點(diǎn)和視角是任意可變的,視點(diǎn)可推進(jìn),也可拉遠(yuǎn),可上升,也可降低,視角和轉(zhuǎn)動(dòng)的速度完全由用戶(hù)自己控制,這跟用戶(hù)觀察實(shí)景的過(guò)程是完全一致的。給人以身臨其境的視覺(jué)滿(mǎn)足感。

【參考文獻(xiàn)】

[1]王行仁,建筑與仿真的回顧與展望,系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào),1999(5)

[2]徐素寧,等.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在虛擬旅游中的應(yīng)用,中國(guó)圖像圖形學(xué)報(bào),,2003

[3]楊鍵,耿衛(wèi)東,等. 基于圖像的虛擬景觀漫游. 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與圖形學(xué)學(xué)報(bào),2001 , (3)

作者簡(jiǎn)介:

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【關(guān)鍵詞】虛擬實(shí)境 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù) 建筑設(shè)計(jì)

虛擬實(shí)境（也稱(chēng)虛擬現(xiàn)實(shí)）是計(jì)算機(jī)與使用者之間的一種更為理想的人-機(jī)界面模式。使用者通過(guò)頭戴一個(gè)頭盔，手上戴著傳感手套，就像在一個(gè)虛擬世界中，在虛擬環(huán)境中漫游，并可以操作其中的“物體”。

一、虛擬實(shí)境

（一）虛擬實(shí)境（也稱(chēng)虛擬現(xiàn)實(shí)）的定義

英國(guó)學(xué)者Jelena Petric和Tom Maver 曾經(jīng)試定義虛擬實(shí)境相關(guān)名詞，包括：1.真實(shí)的（Real），就是真實(shí)存在的、非想象的、實(shí)事上有的；2.虛擬的（Virtual），相對(duì)而言，和實(shí)際存在的物體有區(qū)別，是想象之產(chǎn)物；3.虛擬實(shí)境（ Virtual Reality）：曾經(jīng)存在、目前存在，或未來(lái)將存在于真實(shí)建筑造型或功能中之電子模擬；在這里加了時(shí)間的因素。4.Real Virtual：從來(lái)不存在。稱(chēng)其為不存在，是它為虛擬的，想象的。

（二）虛擬實(shí)境的特點(diǎn)

虛擬實(shí)境應(yīng)具有以下特點(diǎn)。一是通過(guò)計(jì)算機(jī)生成一個(gè)非常形象的足以讓我們認(rèn)為是真實(shí)的一個(gè)人類(lèi)視覺(jué)的虛幻的世界。我們不僅可以看到而且可以聽(tīng)到、還能摸到及聞到這個(gè)虛擬世界中發(fā)生的一切。這種感覺(jué)很真實(shí)，至于我們能在這個(gè)虛幻的世界中而感覺(jué)不到是虛擬的。這就是虛擬實(shí)境的第一個(gè)特點(diǎn)，即浸沒(méi)感（Immersion）或臨場(chǎng)參與感。一般來(lái)說(shuō)，虛擬系統(tǒng)的輸出設(shè)備應(yīng)盡可能面向使用者的感覺(jué)器官以保證良好的浸沒(méi)感。使用者在虛擬的環(huán)境中可以通過(guò)跟蹤使用者的身體的運(yùn)動(dòng)來(lái)完成，與虛擬物體的接觸通過(guò)戴在手上的傳感裝置檢測(cè)來(lái)實(shí)現(xiàn)。

虛擬現(xiàn)實(shí)與通常CAD系統(tǒng)所產(chǎn)生的模型是不一樣的，它是一個(gè)動(dòng)態(tài)的世界，一個(gè)開(kāi)放的環(huán)境，它可以對(duì)使用者的指令作出響應(yīng)。比如你可以拿起一根尺子就可以在虛擬現(xiàn)實(shí)中畫(huà)圖一樣，你甚至可以用虛擬的手感觸到虛擬物體存在，虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境可以通過(guò)控制與監(jiān)視裝置影響或被使用者影響，這是VR的第二個(gè)特征，即交互性（Interaction）。

所以，虛擬現(xiàn)實(shí)是人們可以通過(guò)視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)等感受到設(shè)計(jì)者思想的一個(gè)高級(jí)界面。

二、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的概念及其在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)這一名詞是由美國(guó)VPL公司創(chuàng)建人拉尼爾（Jargon Lanier）在20世紀(jì)80年代初提出的，也稱(chēng)靈境技術(shù)或人工環(huán)境。作為一項(xiàng)尖端科技，虛擬現(xiàn)實(shí)集成了計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)、計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)、人工智能、傳感技術(shù)、顯示技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)并行處理等技術(shù)的最新發(fā)展成果，是一種由計(jì)算機(jī)生成的高技術(shù)模擬系統(tǒng)，它最早源于美國(guó)軍方的作戰(zhàn)模擬系統(tǒng)，90年代初逐漸為各界所關(guān)注。

建筑活動(dòng)具有實(shí)際操作性，所以，建筑業(yè)主都希望在設(shè)計(jì)時(shí)能比較形象化地知道建成是什么樣子的，而設(shè)計(jì)者也希望在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，就能真實(shí)地表現(xiàn)建筑建成以后的樣子。

計(jì)算機(jī)運(yùn)用ALV（Advance Lighting Visualization）語(yǔ)言，可以給設(shè)計(jì)者提供一個(gè)逼真的環(huán)境。目前Lightscape， 3DS MAX等這類(lèi)軟件就能夠建立復(fù)雜的數(shù)據(jù)模型并完成光線效果的模擬。但是這些都是靜態(tài)的。如果進(jìn)一步把場(chǎng)地及環(huán)境的信息輸人計(jì)算機(jī)，使用計(jì)算機(jī)處理之后，把這些因素合成在一起，就能得到比傳統(tǒng)畫(huà)圖方式要真實(shí)得多的仿真效果。

建筑設(shè)計(jì)及教學(xué)中虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的應(yīng)用可以使設(shè)計(jì)者感受時(shí)間與空間的轉(zhuǎn)變，輸人不同的變量參數(shù)能夠預(yù)測(cè)不同種類(lèi)的情況。例如變化室內(nèi)光線、溫度、及其他一些物理環(huán)境，通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)可以使設(shè)計(jì)者和參觀人進(jìn)行交流和評(píng)價(jià)。

（一）設(shè)計(jì)方法

傳統(tǒng)的建筑設(shè)計(jì)基本上是采用二維的繪圖和簡(jiǎn)單的實(shí)體模型來(lái)表達(dá)三維的空間，但是真實(shí)的建筑是三維及其環(huán)境組成的。所以這種方法一直制約著建筑師和建筑學(xué)的發(fā)展。

使用計(jì)算機(jī)技術(shù)在虛擬空間中建立的三維數(shù)據(jù)模型，可以從各個(gè)角度觀看、研究，而且可以快速、真實(shí)地表達(dá)各設(shè)計(jì)要素，如材質(zhì)、光線、高度、比例等，有利于設(shè)計(jì)者進(jìn)行推敲和修改。

（二）設(shè)計(jì)成果

傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)成果主要是以圖紙來(lái)以及實(shí)體模型、動(dòng)畫(huà)來(lái)表達(dá)。而計(jì)算機(jī)的應(yīng)用則創(chuàng)造了新的成果形式：模擬空間數(shù)據(jù)。這種方式所傳遞的信息大大多于傳統(tǒng)方式，同時(shí)具有傳遞快捷、保存方便等優(yōu)勢(shì)。

計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，使得三維方式的成果表達(dá)將占據(jù)越來(lái)越重要的地位，目前在一些發(fā)達(dá)國(guó)家的建筑行業(yè)，已經(jīng)嘗試?yán)糜?jì)算機(jī)來(lái)制作三維線框模型來(lái)繪制建筑施工圖，雖然這種方法的在實(shí)施過(guò)程中還有許多問(wèn)題，主要就是與多年來(lái)建立的建筑制圖的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)之間存在矛盾。但是也可以考慮建立一些電子化的三維標(biāo)準(zhǔn)。

（三）設(shè)計(jì)環(huán)境

建筑設(shè)計(jì)不只是一個(gè)簡(jiǎn)單的平面體現(xiàn)，而是系統(tǒng)化三維甚至加上時(shí)間因素的一個(gè)過(guò)程。從設(shè)計(jì)開(kāi)始的資料收集到設(shè)計(jì)的深人、表達(dá)和成果的展示、存貯，因?yàn)閼?yīng)用了信息技術(shù)，而變得更加連貫和系統(tǒng)。設(shè)計(jì)者之間，以及設(shè)計(jì)者與業(yè)主、設(shè)計(jì)者與公眾、設(shè)計(jì)與施工之間可以更好地交流和溝通，大大提高工作效率和質(zhì)量。

三、結(jié)語(yǔ)

而在信息時(shí)代，信息傳遞的手段大大增加，建筑設(shè)計(jì)也必然走入這個(gè)信息高速發(fā)展的環(huán)境。“空間”不再局限在傳統(tǒng)的城市廣場(chǎng)、公園、街道等，還包括電腦空間、網(wǎng)絡(luò)空間、虛擬空間等。這種交往方式的改變，要求我們必須重新定義以往所熟知的建筑設(shè)計(jì)觀念。

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關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)；建筑設(shè)計(jì)

建筑是人類(lèi)歷史文化的載體，任何時(shí)代，建筑都以其感人的形象展現(xiàn)出它的風(fēng)貌，反映它所包容的各種信息和內(nèi)涵。一個(gè)建筑師怎樣才能將自己的設(shè)計(jì)理念形象直觀地展示給公眾面前以供評(píng)賞呢？虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的介入，使這個(gè)問(wèn)題得以解決。

隨著建筑師對(duì)計(jì)算機(jī)應(yīng)用的深入，計(jì)算機(jī)在制圖、管理、建模、表現(xiàn)、信息存儲(chǔ)與查詢(xún)等各個(gè)方面的作用正逐步變得清晰起來(lái)。這些逐步清晰的影響疊加在一起，勾勒出一個(gè)工作方式的輪廓：以數(shù)字化的設(shè)計(jì)媒體為基礎(chǔ)，依靠計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)信息的交流，以數(shù)字信息的交換替代原先圖紙的物理交換。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)發(fā)展的成果，它的出現(xiàn)和在建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域的應(yīng)用為建筑師提供了更為廣闊的設(shè)計(jì)方法。它改變了建筑師的工作方式，設(shè)計(jì)者可以漫游于虛擬的場(chǎng)景之中或之外來(lái)體味對(duì)建筑空間的感受，及時(shí)對(duì)設(shè)計(jì)做出修改和補(bǔ)充，從而迅速、準(zhǔn)確地對(duì)比各種設(shè)計(jì)方案的可行性。虛擬現(xiàn)實(shí)為業(yè)主與建筑師間的溝通架設(shè)一個(gè)“虛擬”的橋梁，使建筑師不斷與業(yè)主交流，以達(dá)到業(yè)主滿(mǎn)意，避免了建筑師很多不必要的重復(fù)勞動(dòng)。[1]

1、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)（Virtual Reality,既是大家熟悉的VR）又稱(chēng)靈境技術(shù)，是20世紀(jì)末發(fā)展起來(lái)的一門(mén)涉及眾多學(xué)科的高新技術(shù)，它集成計(jì)算機(jī)技術(shù)，傳感技術(shù)，仿真技術(shù)，微電子技術(shù)為一體。一個(gè)好的虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境是由計(jì)算機(jī)圖像學(xué)，圖像處理，模式識(shí)別，多傳感器，語(yǔ)音處理，網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)所構(gòu)成的大型綜合集成環(huán)境。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)作為一項(xiàng)實(shí)用技術(shù)，在建筑業(yè)中有著廣闊的應(yīng)用前景，它將帶給我們一個(gè)嶄新的天地。

2、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)特點(diǎn)

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)從本質(zhì)上講就是一種先進(jìn)的計(jì)算機(jī)用戶(hù)接口技術(shù)，它通過(guò)給用戶(hù)提供視覺(jué)，聽(tīng)覺(jué)，觸覺(jué)，嗅覺(jué)，味覺(jué)等各種直觀而自然的實(shí)時(shí)感知交互手段，最大限度地方便人機(jī)的交互操作，而不再需要進(jìn)行繁瑣的敲打鍵盤(pán)輸入，提高了整個(gè)系統(tǒng)的工作效率。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)有三個(gè)基本特征：沉浸感，交互性，構(gòu)想性。其中沉浸感是指虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)不再像傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)幾口一樣，用戶(hù)與計(jì)算機(jī)的交互方式已經(jīng)是自然的，就像現(xiàn)實(shí)中人與自然交互一樣，完全沉浸在通過(guò)計(jì)算機(jī)創(chuàng)建的虛擬環(huán)境中；交互性是指虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)區(qū)別與傳統(tǒng)三維動(dòng)畫(huà)的特征，用戶(hù)不再被動(dòng)的接受計(jì)算機(jī)所給予的信息或者是旁觀者，而是能夠使用交互設(shè)備來(lái)操縱虛擬物體，以改變虛擬世界；構(gòu)想性是指用戶(hù)利用虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)可以從定性和定量綜合集成的環(huán)境中得到感性和理性的認(rèn)識(shí)，從而深化概念和萌發(fā)新意。[2]

3、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在設(shè)計(jì)領(lǐng)域中的應(yīng)用

3.1 在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

在建筑設(shè)計(jì)學(xué)科領(lǐng)域，建筑師除了用部分語(yǔ)言文字來(lái)表達(dá)之外，更多的是用線條來(lái)表達(dá)其設(shè)計(jì)理念，如果不是專(zhuān)業(yè)人士，則很難與其溝通。因此，為了讓公眾明白和了解，設(shè)計(jì)師只能通過(guò)透視圖，以一種表面的建筑外形來(lái)表達(dá)他的設(shè)計(jì)意圖，而這則具有一定的局限性，如果我們借助虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，將我們用CAD工具制作的數(shù)字化模型投入到虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境中，可以讓設(shè)計(jì)師及公眾從不同的角度去審視或觀賞建筑的外部空間形象。例如，荷蘭Eindoven 大學(xué)的Calibre 研究院應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在河中小島上設(shè)計(jì)了一棟博物館，其坐落在河邊的斜坡上，可以俯瞰小島，同時(shí)也可以考慮山坡的輪廓，加上建筑的細(xì)節(jié)，如門(mén)窗的設(shè)計(jì)，來(lái)表達(dá)那充滿(mǎn)自由曲線的外部形體,充分表達(dá)了其設(shè)計(jì)意圖。如果我們用傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法來(lái)表達(dá)，則具有一定的難度，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用，會(huì)讓我們?cè)谠O(shè)計(jì)中發(fā)現(xiàn)潛在的缺陷和問(wèn)題。所以虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用是十分必要的。

3.2 在室內(nèi)裝飾中的應(yīng)用

室內(nèi)裝飾階段，標(biāo)志著工程項(xiàng)目已經(jīng)臨近了竣工日期，這時(shí)，工程一般非常緊，可能會(huì)出現(xiàn)無(wú)法預(yù)期的問(wèn)題，導(dǎo)致延長(zhǎng)工期，造價(jià)增加。運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)則可以在計(jì)算機(jī)上提前模擬出需要的效果，這樣我們就可以提前預(yù)知一些問(wèn)題，如，房屋空間的比例尺寸，消防安全性，色調(diào)上，以及光照效果等。只要花少量時(shí)間在計(jì)算機(jī)上修改，就會(huì)使上述可能會(huì)出現(xiàn)的弊病得以避免。

3.3在景觀園林中的應(yīng)用

景觀園林對(duì)于環(huán)境變化的前瞻性和周?chē)拔锏年P(guān)聯(lián)性要求很高，因此在動(dòng)工之前就必須對(duì)完工之后的環(huán)境有一個(gè)明確的，清晰的概念。通常情況下，設(shè)計(jì)者會(huì)通過(guò)沙盤(pán)，三位效果圖，漫游動(dòng)畫(huà)來(lái)展示設(shè)計(jì)效果，供公眾來(lái)理解和感受，以上的傳統(tǒng)展示方式都有不同的優(yōu)缺點(diǎn)，但有一個(gè)共同的缺點(diǎn)，即不能以人的視點(diǎn)深入其中，得到全方位的觀察設(shè)計(jì)效果，而運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)后，可以任意角度，真實(shí)的看到設(shè)計(jì)效果，身臨其境的掌握設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)意圖。[3]

3.4在展示設(shè)計(jì)成果中的應(yīng)用

虛擬現(xiàn)實(shí)展示設(shè)計(jì)是一種對(duì)現(xiàn)實(shí)的超越和豐富，當(dāng)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，為這種展示形式提供了條件和路徑，虛擬現(xiàn)實(shí)展示手段在一定程度上滿(mǎn)足了數(shù)字化社會(huì)人類(lèi)對(duì)多媒體的展示、傳播要求。作為一種新的多媒體數(shù)字展示手段，虛擬現(xiàn)實(shí)展示設(shè)計(jì)在未來(lái)相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)，特別是多媒體信息展示中，將起到越發(fā)重要的作用，隨著CAD人工智能，多媒體等技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，虛擬現(xiàn)實(shí)展示設(shè)計(jì)也將會(huì)朝著多元化、一體化方向發(fā)展，交互方式更加自然，創(chuàng)新設(shè)計(jì)的手段將更為先進(jìn)、有效，可以說(shuō)從整個(gè)設(shè)計(jì)發(fā)展趨勢(shì)看，虛擬現(xiàn)實(shí)展示設(shè)計(jì)代表了現(xiàn)代信息展示模式的發(fā)展方向。

4、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)對(duì)建筑設(shè)計(jì)的影響

傳統(tǒng)的建筑設(shè)計(jì)，建筑師是以筆、紙和計(jì)算機(jī)制圖來(lái)完成的，通常情況下，建筑師按自己的經(jīng)驗(yàn)對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行把握，有時(shí)設(shè)計(jì)會(huì)出現(xiàn)一些偏差，使其設(shè)計(jì)思維受到了一定的局限。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)提供的嶄新的信息交流界面，是其它傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方式無(wú)法比擬的，設(shè)計(jì)者可以從任意角度觀察虛擬物體的三維效果（空間的造型，物體的色彩，大小，材質(zhì)等）。其提供的實(shí)時(shí)三維場(chǎng)景調(diào)整，信息查詢(xún)及多媒體信息集成等技術(shù)，為方案的設(shè)計(jì)風(fēng)格，造型手法和信息展示提供了強(qiáng)有力的支持。在虛擬環(huán)境中，虛擬環(huán)境拓寬了建筑師的想象力，提高了設(shè)計(jì)能力，可以幫助建筑師設(shè)計(jì)出多元化的設(shè)計(jì)方案，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展前景十分誘人，在某種意義上講，它改變了人們的思維方式，改變了人們對(duì)自己，對(duì)他人，對(duì)世界的看法，對(duì)建筑師而言，這些改變也就意味著新的設(shè)計(jì)思路的誕生。

5、總結(jié)

在虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中，人們仿佛置身于一個(gè)完全真實(shí)的環(huán)境中，使得建筑設(shè)計(jì)能夠突破“平面，立面，剖面”的刻板設(shè)計(jì)模式，進(jìn)入一個(gè)更直觀更生動(dòng)的層面。由于我國(guó)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)發(fā)展相對(duì)較慢，在技術(shù)和應(yīng)用上還有很多問(wèn)題，這些不足主要體現(xiàn)在軟硬件設(shè)備要求較高，價(jià)格昂貴及建筑設(shè)計(jì)與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的融合問(wèn)題等。但愿建筑設(shè)計(jì)人員不拘于傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方式和設(shè)計(jì)理念，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)實(shí)踐上的普及將指日可待。到那時(shí)，我們可以在虛擬環(huán)境中逃避現(xiàn)實(shí)的喧囂，可以感受過(guò)去的曠古和未來(lái)的輝煌。

參考文獻(xiàn)：

[1]韓建華.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在建筑表現(xiàn)中的應(yīng)用研究[J].華中建筑，2012(03):69-71.

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關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)；建筑設(shè)計(jì)；教學(xué)

中圖分類(lèi)號(hào)：TP391.9 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1007-9599 (2011) 03-0000-01

The Virtual Reality Technology Using in Architectural Design Teaching

Liu Wanyu

(Heilongjiang College of Construction,Harbin150025,China)

Abstract:Virtual reality technology can be said in order to develop skills,operating personnel for the purpose of composite architectural design education has a bright application prospect.In this paper,virtual reality technology in architectural design teaching,which must be introduced and explained.

Keywords:Virtual reality technology;Architectural design;Teaching

我國(guó)的計(jì)算機(jī)技術(shù)在不斷的發(fā)展，各方面都有不斷有所突破，而慮擬技術(shù)也逐漸完善。在建筑設(shè)計(jì)教學(xué)中引入虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，那么建筑設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng)中對(duì)課程自然交互性以及情景化的要求基上可以得到很好的滿(mǎn)足。不僅老師能夠以此來(lái)簡(jiǎn)化現(xiàn)實(shí)中太過(guò)復(fù)雜的細(xì)節(jié)，最重要的是學(xué)生可以親身體驗(yàn)一個(gè)實(shí)際無(wú)法到達(dá)的環(huán)境，從而觀測(cè)到現(xiàn)實(shí)中也無(wú)法實(shí)現(xiàn)的現(xiàn)象。因此，其在培養(yǎng)技能型、操作型復(fù)合人才為最高教學(xué)目的的建筑設(shè)計(jì)教學(xué)中有著光輝的應(yīng)用前景。

一、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)教學(xué)中的應(yīng)用

（一）展示三維物體

建筑設(shè)計(jì)教學(xué)的過(guò)程中，經(jīng)常要通過(guò)實(shí)物展示來(lái)對(duì)教學(xué)內(nèi)容加以輔助和解釋?zhuān)沟脤W(xué)生加深對(duì)抽象概念的理解。在傳統(tǒng)的教學(xué)模式中，老師為了幫助學(xué)生形象的感受到物體三維信息，一般會(huì)采取以下措施：第一，投影儀。第二，實(shí)物展示。第三，計(jì)算機(jī)造型軟件或者三維動(dòng)畫(huà)。

相對(duì)來(lái)說(shuō)這種方法比較理想，不過(guò)其也存在一定的不足，即三維動(dòng)畫(huà)是程序預(yù)先設(shè)計(jì)好的，在展示的過(guò)程中只能簡(jiǎn)單的對(duì)他進(jìn)行播放或者停止的控制，而無(wú)法按照主觀的需要對(duì)其視角進(jìn)行任意選擇。不過(guò)利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)就可以建構(gòu)一個(gè)與實(shí)物完全相同的三維物體，例如在設(shè)計(jì)高層結(jié)構(gòu)的整體造型時(shí)，可以采用3Ds MAX進(jìn)行建模，再通過(guò)VRML語(yǔ)言來(lái)實(shí)現(xiàn)慮擬境界的構(gòu)建，最后在不超出結(jié)構(gòu)力學(xué)要求的范圍內(nèi)對(duì)整墻、柱、梁的比例、數(shù)量、截面形式和排列方式等因素進(jìn)行調(diào)整，通過(guò)這種方式可以將看似枯燥的建筑結(jié)構(gòu)突然展現(xiàn)出豐富多彩的表現(xiàn)力。而當(dāng)學(xué)生能夠認(rèn)真地處理每一個(gè)梁與柱、柱與柱、柱與墻等等之間的關(guān)系時(shí)，建筑結(jié)構(gòu)就會(huì)像變成了活的東西一樣。

（二）展示三維空間

三維空間指的是按照歷史資料在過(guò)去曾經(jīng)真實(shí)地存在著的或者是在現(xiàn)實(shí)世界里仍然存在著的空間。在進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)的教學(xué)活動(dòng)時(shí)，學(xué)生需要借助三維空間加深對(duì)概念及知識(shí)點(diǎn)的理解，但是往往受到各種條件的局限，讓學(xué)生進(jìn)入到這些空間里往往是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的，所以以往的教學(xué)過(guò)程中，只能借助老師的詳加描繪以及學(xué)生的想象能力，幫助學(xué)生在大腦中進(jìn)行虛擬空間的模擬，這種方法會(huì)受到學(xué)生知識(shí)結(jié)構(gòu)及想像能力的局限。

但是如果利用了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，不僅可以幫助學(xué)生在腦海中構(gòu)建相應(yīng)的三維空間，還可以實(shí)現(xiàn)讓學(xué)生看得見(jiàn)、聽(tīng)得見(jiàn)甚至摸得著的體驗(yàn)。由此可見(jiàn)，基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的情景教學(xué)法是別具一格、獨(dú)樹(shù)一幟的，可以說(shuō)是對(duì)傳統(tǒng)教育模式的一種變革與挑戰(zhàn)。

（三）虛擬場(chǎng)景的構(gòu)造

所謂的虛擬場(chǎng)景是指把現(xiàn)實(shí)生活中可能會(huì)出現(xiàn)或者曾經(jīng)出現(xiàn)的場(chǎng)景在不同的時(shí)間或空間內(nèi)，利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)加以實(shí)現(xiàn)。在傳統(tǒng)的教學(xué)過(guò)程中，創(chuàng)設(shè)建筑設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)場(chǎng)景只可以利用老師所準(zhǔn)備的圖片課件，要么就是錄像資料甚至老師的言語(yǔ)進(jìn)行展示，學(xué)生處于一個(gè)被動(dòng)學(xué)習(xí)的地位，特別是有些情境老師的描述與學(xué)生的理解有可能大相徑庭。

倘若采用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，使學(xué)生進(jìn)入到虛擬的圓明園，讓他們自己主動(dòng)去游覽這個(gè)恢弘園林當(dāng)中的樓、閣、亭、臺(tái)、堂、榭、房、舫、館、軒、齋、園廊等總共十二種的建筑形式，而后再對(duì)照教科書(shū)的內(nèi)容，其授課效果顯然會(huì)比較好的。一旦有條件來(lái)采用沉浸式的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，讓學(xué)生通過(guò)頭盔顯示器，來(lái)面對(duì)虛擬的塔、墻、橋等中國(guó)風(fēng)格的建筑，使其在身臨其境的過(guò)程中掌握?qǐng)@林營(yíng)造的效法自然的基本理論，對(duì)圓明園的布置及構(gòu)思進(jìn)行印象深刻的感知和感受，例如其所用到的陪襯、比較、位置的相對(duì)性、外觀以及空間的相對(duì)性和深度排列，此外還有整體建筑的設(shè)計(jì)理念，比如“隔景”、“分景”、“借景”等，這些都是在以往的課堂中無(wú)法實(shí)現(xiàn)的功能。

（四）進(jìn)行虛擬實(shí)驗(yàn)

普通的學(xué)校在現(xiàn)有條件下，有很多實(shí)驗(yàn)是根本都不可能做的，比如全年采光實(shí)驗(yàn)及天然光的導(dǎo)光系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)，同事還有些實(shí)驗(yàn)則是不能給學(xué)生做的，比如高層建筑的玻璃幕墻防護(hù)沖擊波的實(shí)驗(yàn)。另外在教學(xué)中不可避免的會(huì)用到很多實(shí)驗(yàn)器材、培訓(xùn)器材，這些器材的價(jià)格有可能很昂貴，那么對(duì)于其普及率也有著一定的限制。

但是如果采用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，那么就能夠有效解決實(shí)驗(yàn)效果與實(shí)驗(yàn)條件之間的矛盾。同時(shí)借助虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以利用多媒體計(jì)算機(jī)技術(shù)建立起一個(gè)虛擬實(shí)驗(yàn)室，學(xué)生進(jìn)入虛擬實(shí)驗(yàn)室的過(guò)程可以借助不同的路線來(lái)實(shí)現(xiàn)，那么其就可以以身臨其境的感覺(jué)來(lái)操作虛擬儀器。同時(shí)，操作結(jié)果信息還可以通過(guò)交互式的多媒體向?qū)W生發(fā)出反饋，使得學(xué)生可以參考這些信息，來(lái)判斷自身的操作設(shè)計(jì)是否符合規(guī)范。這種實(shí)驗(yàn)方法無(wú)需消耗器材，更不受場(chǎng)地、空間等外界因素的影響，并且可以重復(fù)操作，直到滿(mǎn)足建筑設(shè)計(jì)的要求。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)下的實(shí)驗(yàn)室還具備一項(xiàng)非常顯著的優(yōu)勢(shì)，即其安全性，不會(huì)由于學(xué)生的操作事故而發(fā)生人身事故等問(wèn)題。

二、結(jié)束語(yǔ)

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)日新月異的發(fā)展，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)也慢慢的走進(jìn)課堂，走進(jìn)建筑設(shè)計(jì)教學(xué)中。在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)所營(yíng)造的教學(xué)情景中，學(xué)生會(huì)產(chǎn)生身臨其境的感覺(jué)，使得相對(duì)抽象的建筑設(shè)計(jì)教學(xué)可以以直觀、生動(dòng)的形象展現(xiàn)出來(lái)。不過(guò)由于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)發(fā)展的時(shí)間相對(duì)較短，因此在技術(shù)的應(yīng)用方面還存在著許多問(wèn)題，而這也嚴(yán)重制約了其在建筑設(shè)計(jì)教學(xué)當(dāng)中的普及應(yīng)用。當(dāng)然，隨著虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的繼續(xù)進(jìn)步和飛躍，這種新的建筑設(shè)計(jì)教學(xué)媒體必將被廣泛地應(yīng)用開(kāi)來(lái)，而當(dāng)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)教學(xué)中真正普及時(shí)，也一定會(huì)使教學(xué)方式隨之產(chǎn)生翻天覆地的變化。

參考文獻(xiàn)：

[1]林琳.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)教學(xué)體系中的應(yīng)用[J].電大理工,2008(01)

[2]羅小華.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于建筑設(shè)計(jì)類(lèi)課程教學(xué)初探[J].高等建筑教育,2009(06)

[3]楊震,朱健江.建筑設(shè)計(jì)中的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用前景[J].科技廣場(chǎng),2008(10)

[4]劉烈輝.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與建筑設(shè)計(jì)[J].南方建筑,2006(02)

篇5

【關(guān)鍵詞】虛擬仿真技術(shù)；建筑工程；施工

近年來(lái)隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)也開(kāi)始普及，并在建筑工程中得到廣泛應(yīng)用，促進(jìn)了管理水平與施工技術(shù)的提高，對(duì)施工科學(xué)的進(jìn)步與發(fā)展也起到了非常重要的作用?，F(xiàn)階段建筑施工中主要應(yīng)用的軟件系統(tǒng)有CAD輔助系統(tǒng)、智能管理系統(tǒng)以及辦公自動(dòng)化系統(tǒng)等等，這些計(jì)算機(jī)技術(shù)的廣泛應(yīng)用對(duì)傳統(tǒng)施工理論是一種改造與發(fā)展，同時(shí)也為傳統(tǒng)的施工方法帶來(lái)了新的理念，目前在建筑施工過(guò)程中應(yīng)用虛擬技術(shù)已經(jīng)成為可能，通過(guò)虛擬技術(shù)的應(yīng)用，建筑施工將會(huì)創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。

一、虛擬仿真技術(shù)在建筑施工中的應(yīng)用

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)主要結(jié)合了計(jì)算機(jī)方針技術(shù)、計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)以及現(xiàn)實(shí)技術(shù)等多種學(xué)科的優(yōu)勢(shì)于一身，使人機(jī)交互對(duì)話成為了可能，為其提供了更加真實(shí)、直接的三維界面，同時(shí)還在多維的信息空間中搭建虛擬的信息環(huán)境，用戶(hù)在使用時(shí)會(huì)產(chǎn)生一種身臨其境的感覺(jué)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)一方面結(jié)合了仿真技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，另一方面為用戶(hù)提供更加真實(shí)的環(huán)境效果，在很多領(lǐng)域中都有非常廣泛的應(yīng)用。

仿真技術(shù)是基于系統(tǒng)動(dòng)態(tài)模型的一種實(shí)驗(yàn)方式，具有經(jīng)濟(jì)性與安全性的優(yōu)勢(shì)，在很多領(lǐng)域中都有廣泛的應(yīng)用，例如航空航天、電力、交通等等，此外，在煤炭、化工等領(lǐng)域中也有很好的應(yīng)用。

二、虛擬仿真系統(tǒng)在建筑施工中應(yīng)用的意義

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)主要指在工程施工過(guò)程中對(duì)施工進(jìn)行模擬，首先需要在施工之前掌握各種構(gòu)建在結(jié)構(gòu)中的相互關(guān)系即相對(duì)位置，在實(shí)驗(yàn)中通過(guò)多種方法，對(duì)工況應(yīng)力進(jìn)行計(jì)算，使方案得到優(yōu)化，其產(chǎn)生的意義主要可以從以下幾方面進(jìn)行探討。

（一）優(yōu)化施工方案

在建筑工程施工過(guò)程中，施工組織、施工方法的選擇都要建立在一定的施工經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，從這一方面來(lái)說(shuō)具有一定的局限性。與此同時(shí)，現(xiàn)代建筑都具有鮮明的個(gè)性，所以施工就不能完全重復(fù)，虛擬仿真技術(shù)的使用可以在方案中將施工組織與施工方法科學(xué)、直觀的展示出來(lái)，并將方案的對(duì)比定量完成，這對(duì)于方案的優(yōu)化是非常有利的，促進(jìn)了最有施工的真正實(shí)現(xiàn)。

（二）引入新的施工技術(shù)

虛擬仿真技術(shù)在工程施工中的應(yīng)用可以最大限度的降低技術(shù)人員對(duì)施工工藝進(jìn)行試驗(yàn)的成本，幫助施工人員革新思路，同時(shí)還可以將新技術(shù)的成效完美的展示出來(lái)，大大縮短新技術(shù)的引入與推廣時(shí)間。

（三）施工管理更加便利

施工仿真技術(shù)可以對(duì)施工全過(guò)程進(jìn)行事先的模擬，在模擬的過(guò)程中就可以將施工管理中容易出現(xiàn)的安全、質(zhì)量等隱患及時(shí)找出來(lái)，并采取相應(yīng)的措施對(duì)這些隱患區(qū)域進(jìn)行強(qiáng)化，使施工現(xiàn)場(chǎng)的管理效果及施工質(zhì)量得到明顯提高。

（四）便于進(jìn)行安全生產(chǎn)培訓(xùn)

施工虛擬仿真技術(shù)可以將施工過(guò)程情況直觀的顯示出來(lái)，有了這種技術(shù)的幫助，操作人員就可以更加全面的來(lái)哦接操作流程，做到優(yōu)質(zhì)的完成工程施工任務(wù)。

（五）大型工程設(shè)計(jì)

施工虛擬仿真技術(shù)可以對(duì)設(shè)計(jì)是否合理進(jìn)行考察，從而可以更好的修改擬改進(jìn)部位，獲得的設(shè)計(jì)效果將會(huì)更加令人滿(mǎn)意。同時(shí)，設(shè)計(jì)的方針對(duì)設(shè)計(jì)單位與施工單位以及業(yè)主之間進(jìn)行設(shè)計(jì)交底也是非常有利的。

（六）建筑市場(chǎng)管理

在招標(biāo)過(guò)程中，施工虛擬技術(shù)可以直觀的對(duì)比各方的成效，評(píng)標(biāo)的公正性與透明度因此得到增加，這對(duì)建筑市場(chǎng)的規(guī)范性管理是非常重要的。

（七）其它方面

施工虛擬仿真技術(shù)的開(kāi)發(fā)一定會(huì)帶動(dòng)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，應(yīng)用到建筑業(yè)的其它方面，并充分帶動(dòng)城市規(guī)劃的優(yōu)化和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展。

三、建筑施工中虛擬仿真系統(tǒng)的研究與應(yīng)用前景展望

（一）應(yīng)用現(xiàn)狀

現(xiàn)階段虛擬現(xiàn)實(shí)始終作為一門(mén)新興科學(xué)而存在，虛擬建造直到現(xiàn)在也沒(méi)有得到一個(gè)十分明確的提法，現(xiàn)階段的研究主要集中的理論、研究以及系統(tǒng)的層面上。

（二）應(yīng)用展望

仿真技術(shù)是否可以在建筑施工領(lǐng)域中得到廣泛引用，主要取決于仿真軟件及計(jì)算機(jī)硬件的發(fā)展，現(xiàn)在虛擬仿真技術(shù)在工程施工中存在的問(wèn)題主要有：1）虛擬仿真系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)及應(yīng)用對(duì)硬件的要求比較高，而且要在專(zhuān)用的實(shí)驗(yàn)室或工作站中進(jìn)行，進(jìn)行系統(tǒng)開(kāi)發(fā)時(shí)需要投入大量的人力和資金，同時(shí)演示過(guò)程中還會(huì)受到設(shè)備的限制，移動(dòng)起來(lái)也不是很方便。2）在開(kāi)發(fā)單項(xiàng)工程時(shí)，需要用到從國(guó)外進(jìn)口的VR軟件平臺(tái)。因?yàn)楝F(xiàn)在工程施工中幾乎沒(méi)有成型的虛擬仿真系統(tǒng)軟件，所以需要開(kāi)發(fā)一個(gè)新項(xiàng)目，這需要較高的成本，開(kāi)發(fā)出的系統(tǒng)應(yīng)該是專(zhuān)用的集成型的軟件系統(tǒng)，從而為單項(xiàng)工程的開(kāi)發(fā)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。3）現(xiàn)階段我國(guó)的一些建筑集團(tuán)已經(jīng)建立了屬于自己的設(shè)計(jì)研究院，這無(wú)疑為施工企業(yè)技術(shù)人才的培養(yǎng)創(chuàng)造了有利條件。

目前我國(guó)一些施工企業(yè)洪的技術(shù)人員已經(jīng)具有非常高的技術(shù)研發(fā)能力，很多建筑施工集團(tuán)已經(jīng)成為施工軟件研發(fā)的主力軍。另外，一些高校和科研機(jī)構(gòu)也開(kāi)始極力開(kāi)發(fā)工程施工中涉及的技術(shù)軟件，在工程實(shí)踐等方面對(duì)集成控制等技術(shù)進(jìn)行積極的探索與引用。真?zhèn)€工程施工領(lǐng)域中的計(jì)算機(jī)輔助軟件正在逐步形成，并為人工智能理論與方法的推廣奠定了基礎(chǔ)。

隨著仿真技術(shù)應(yīng)用的領(lǐng)域越來(lái)越廣泛，相關(guān)軟件也取得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，同時(shí)新的仿真平平臺(tái)、計(jì)算方法以及編程技術(shù)將會(huì)體現(xiàn)出更好的可擴(kuò)展性，并在多種領(lǐng)域中得到應(yīng)用。此外，對(duì)仿真系統(tǒng)進(jìn)行的微機(jī)化探索在在不斷發(fā)展之中，并已經(jīng)取得了一定的成效，這為虛擬現(xiàn)實(shí)在微機(jī)上的應(yīng)用成為了可能。通過(guò)對(duì)集成型、通用性施工軟件的開(kāi)發(fā)，一定會(huì)加快軟件的普及速度，并使單項(xiàng)工程的開(kāi)發(fā)成本得到降低。

結(jié)語(yǔ)：

綜上所述，目前高新技術(shù)已經(jīng)開(kāi)始日益發(fā)展，建筑也一定要勇于創(chuàng)造，積極吸納新技術(shù)，從而促進(jìn)工程施工技術(shù)的不斷發(fā)展，為現(xiàn)代化的實(shí)現(xiàn)創(chuàng)造條件，這成為建筑工程施工企業(yè)適應(yīng)激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的重要途徑。

參考文獻(xiàn)：

[1]杜曉剛. 虛擬仿真技術(shù)在建筑施工中的應(yīng)用分析[J]. 中華民居，2011，（6）.

[2]鄭亞文. 虛擬仿真技術(shù)在建筑施工中的應(yīng)用研究[J]. 施工技術(shù)，2009，（12）.

篇6

[關(guān)鍵詞]建筑文化遺產(chǎn)　虛擬現(xiàn)實(shí)　藝術(shù)性

建筑文化遺產(chǎn)虛擬現(xiàn)實(shí)是指運(yùn)用數(shù)字化技術(shù)――主要是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)古代建筑、遺址、文物等進(jìn)行復(fù)原、仿真、再現(xiàn)、展示和保存，是科學(xué)技術(shù)與藝術(shù)的完美結(jié)合。作為一個(gè)全新的數(shù)字化作品，如何盡可能的“真實(shí)再現(xiàn)”古代建筑及其所蘊(yùn)涵的藝術(shù)、文化信息，除了技術(shù)上的實(shí)現(xiàn)之外，如何運(yùn)用藝術(shù)手段來(lái)表現(xiàn)以增強(qiáng)作品的藝術(shù)性進(jìn)而提升作品表現(xiàn)力是目前建筑文化遺產(chǎn)虛擬現(xiàn)實(shí)研究中關(guān)注的課題。

一、虛擬建筑文化遺產(chǎn)的現(xiàn)狀分析

1、“重技術(shù)”、“輕藝術(shù)”

由于數(shù)字化技術(shù)較為尖端和超前?！澳壳暗奶摂M現(xiàn)實(shí)研究大部分集中在開(kāi)發(fā)、制造引人入勝的VR系統(tǒng)所需的技術(shù)上，多數(shù)大學(xué)的VR課程由計(jì)算機(jī)系開(kāi)設(shè)”?！鞍呀ㄖ幕z產(chǎn)當(dāng)作自己研究領(lǐng)域的素材”、“強(qiáng)調(diào)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的開(kāi)發(fā)”、“忽視藝術(shù)家表現(xiàn)作用”，使得國(guó)內(nèi)建筑文化遺產(chǎn)的數(shù)字化虛擬再現(xiàn)工作主要由計(jì)算機(jī)方面的專(zhuān)家承擔(dān)。他們認(rèn)為：只要依靠計(jì)算機(jī)技術(shù)“忠實(shí)”的“記錄”下建筑文化遺產(chǎn)原本的造型、色彩、圖案信息就夠了，不能添加任何的主觀理解和感受。

計(jì)算機(jī)方面的專(zhuān)家一般不具備應(yīng)有的藝術(shù)修養(yǎng)和美學(xué)素質(zhì)，很難從審美的高度上去考慮虛擬建筑文化遺產(chǎn)的藝術(shù)表現(xiàn)問(wèn)題。他們往往單純借助如數(shù)碼拍攝和三維掃描等高科技工具、從技術(shù)的角度去“抄”建筑文化遺產(chǎn)，忽視了獲取真實(shí)的圖像資料、三維模型與表現(xiàn)建筑藝術(shù)的區(qū)別。而藝術(shù)家、人文學(xué)家雖然有很高的藝術(shù)修養(yǎng)和美學(xué)素質(zhì)，但一般缺乏應(yīng)有的編程技巧、理性思維，無(wú)法直接參與此項(xiàng)工作。這就導(dǎo)致了目前數(shù)字化技術(shù)的運(yùn)用和建筑文化遺產(chǎn)虛擬再現(xiàn)的藝術(shù)性出現(xiàn)了脫節(jié)，致使目前研究角度大多停留在各種算法的實(shí)現(xiàn)上。所以目前很多虛擬現(xiàn)實(shí)作品“生硬的畫(huà)面、蹩腳的操作、毫無(wú)趣味的漫游，使得VR的實(shí)際效能遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于“虛擬現(xiàn)實(shí)”這個(gè)詞所帶給我們的想象?！睘樵黾幼髌返乃囆g(shù)性、真實(shí)性和觀賞性，虛擬建筑文化遺產(chǎn)下一步應(yīng)該更加重視藝術(shù)表現(xiàn)的作用。

2、光影缺乏真實(shí)性

光影是塑造空間的重要手段，虛擬現(xiàn)實(shí)的“現(xiàn)實(shí)”除了要有準(zhǔn)確的模型，還要有真實(shí)、豐富的光影。陽(yáng)光在建筑藝術(shù)中的作用很早就被建筑師所重視：古希臘的神廟、中世紀(jì)的教堂、我國(guó)古代宮殿建筑以及民居等都注意了光影所產(chǎn)生的明暗對(duì)比、虛實(shí)變化。而通過(guò)計(jì)算機(jī)編程實(shí)現(xiàn)的虛擬現(xiàn)實(shí)作品在“三維陰影生成技術(shù)卻顯的無(wú)能為力”，只能使用二維平面模型模擬物體的陰影。這樣的作品既不能表達(dá)現(xiàn)實(shí)空間中虛實(shí)變化多樣的陰影，也不能表現(xiàn)物體受光之后各個(gè)表面之間光子的相互反彈，無(wú)法準(zhǔn)確的反映出空間的環(huán)境色彩。

3、忽視環(huán)境藝術(shù)的處理

建筑文化遺產(chǎn)包括建筑物，更包括其周?chē)h(huán)境。但是處理山體、樹(shù)木、水等環(huán)境，需要計(jì)算海量的信息，需要配置極高的電腦設(shè)備，不然就會(huì)影響作品流暢的運(yùn)行。所以目前的虛擬現(xiàn)實(shí)作品大多只注重主體建筑的虛擬再現(xiàn)，而忽視周邊環(huán)境的襯托。建筑物因此顯得孤立、與環(huán)境不協(xié)調(diào)。塑造真實(shí)感強(qiáng)、更加完整的虛擬建筑文化遺產(chǎn)，空間環(huán)境的藝術(shù)處理也是目前面臨的首要解決問(wèn)題。

二、虛擬建筑文化遺產(chǎn)藝術(shù)性

虛擬建筑文化遺產(chǎn)不僅僅是一項(xiàng)工程技術(shù)，也是一種全新的數(shù)字化藝術(shù)。它的發(fā)展方向和最終目標(biāo)是向人們既真實(shí)又生動(dòng)地展示建筑遺產(chǎn)的藝術(shù)魅力。古代建筑是人類(lèi)文化的優(yōu)秀遺產(chǎn)，是文化的歷史豐碑。中國(guó)藝術(shù)研究院研究員蕭默說(shuō)：“文化是藝術(shù)的內(nèi)涵，藝術(shù)是文化的外化?！鼻鸺獱栒f(shuō)：“人塑造建筑，建筑也塑造人?！笔澜缟现T多建筑遺產(chǎn)都是各國(guó)文化的外化――人造的城市締造了自己的獨(dú)特文化，有自己的語(yǔ)言體系：阿拉伯的拱券，中國(guó)的曲線屋頂，法國(guó)的芒薩屋頂?shù)榷紭?gòu)成了本民族(地域)獨(dú)特的表述和交互手段。

虛擬建筑文化遺產(chǎn)的“藝術(shù)性”是指運(yùn)用數(shù)字化技術(shù)手段再現(xiàn)歷史建筑的同時(shí)。通過(guò)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)、材質(zhì)色彩、光影、空間環(huán)境的藝術(shù)處理，完美表達(dá)出傳統(tǒng)建筑的審美特征、審美意境，使傳統(tǒng)建筑更加富于感染力，更好地傳達(dá)出傳統(tǒng)建筑的文化精神。同眾多的傳統(tǒng)和現(xiàn)代的藝術(shù)形式一樣，藝術(shù)的處理在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中起著重要的作用。

構(gòu)建虛擬建筑文化遺產(chǎn)不僅僅是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的問(wèn)題，更涉及到了建筑遺產(chǎn)的藝術(shù)性表現(xiàn)問(wèn)題。虛擬建筑文化遺產(chǎn)的感染力不應(yīng)該隨著時(shí)間的流逝、因?yàn)榧夹g(shù)的更新而減弱，它的感染力也不僅應(yīng)該達(dá)到、而且要“超過(guò)”真實(shí)，這也是數(shù)字化虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)作為一種全新手段對(duì)建筑文化遺產(chǎn)闡釋的真正意義和魅力所在。所以不能一味地強(qiáng)調(diào)在數(shù)字技術(shù)上滿(mǎn)足于對(duì)建筑文化遺產(chǎn)的描摹，否則就會(huì)忽視虛擬建筑文化遺產(chǎn)創(chuàng)作過(guò)程中藝術(shù)的處理，也就不足以體現(xiàn)作品“真實(shí)性”，生硬的畫(huà)面必然缺少了真正能夠打動(dòng)人的因素。因此建筑文化遺產(chǎn)的虛擬再現(xiàn)不能只寄希望于程序員對(duì)新技術(shù)的開(kāi)發(fā)和運(yùn)用。這個(gè)工作要?jiǎng)?chuàng)造的不是一批批隨著時(shí)間的推移、設(shè)備的更新和軟件的升級(jí)而失去了價(jià)值或者被淘汰的作品。作品能否經(jīng)得住時(shí)間的考驗(yàn)?首先應(yīng)該明確的是：作為全新的數(shù)字化藝術(shù)，建筑文化遺產(chǎn)的數(shù)字化過(guò)程單純的依靠技術(shù)手段“抄”一個(gè)“所謂真實(shí)”的建筑是不夠的。

研究當(dāng)今國(guó)內(nèi)外一流的、優(yōu)秀的虛擬遺產(chǎn)項(xiàng)目之后，我們還是不得不面對(duì)這樣一個(gè)現(xiàn)實(shí)：場(chǎng)面輝煌、視覺(jué)強(qiáng)烈的畫(huà)面背后往往是強(qiáng)大的藝術(shù)魅力。藝術(shù)是永恒的，“作為人類(lèi)審美創(chuàng)造的藝術(shù)世界，不論是側(cè)重再現(xiàn)的，還是側(cè)重表現(xiàn)的，都是一種藝術(shù)的再創(chuàng)造?！碧摂M建筑文化遺產(chǎn)這個(gè)作品最終的高度和深度取決于藝術(shù)家的美學(xué)素質(zhì)、藝術(shù)修養(yǎng)和藝術(shù)創(chuàng)造力，而不是技術(shù)本身。十九世紀(jì)的歐洲畫(huà)家如果沒(méi)有藝術(shù)靈感，即使有了光學(xué)理論的發(fā)展，也不會(huì)產(chǎn)生印象派的偉大藝術(shù)：沒(méi)有柯布西埃、密斯等先驅(qū)，即使有了機(jī)器大生產(chǎn)，也是不會(huì)產(chǎn)生現(xiàn)代建筑的：同樣的道理構(gòu)建的虛擬建筑文化遺產(chǎn)，作品的藝術(shù)性無(wú)可爭(zhēng)議的應(yīng)該作為最終追求的目標(biāo)，藝術(shù)家的創(chuàng)造力、想象力和表現(xiàn)力是這個(gè)工作的最大資本。

三、藝術(shù)家、人文學(xué)者參與虛擬建筑文化遺產(chǎn)工作的必要性

虛擬建筑文化遺產(chǎn)的藝術(shù)性、創(chuàng)造性和想象性是作品真實(shí)性的保證，也增加了作品的觀賞性，虛擬遺產(chǎn)和真實(shí)遺產(chǎn)的差異，這些共同決定了藝術(shù)家和人文學(xué)者的參與“虛擬建筑文化遺產(chǎn)”建設(shè)的必要性。從長(zhǎng)遠(yuǎn)角度來(lái)看，隨著時(shí)代的發(fā)展和人們對(duì)虛擬建筑文化遺產(chǎn)藝術(shù)性的追求不斷提高，在建筑文化遺產(chǎn)的數(shù)字化虛擬再現(xiàn)這個(gè)工作中投入的最大的資本不是計(jì)算機(jī)軟硬件，而是藝術(shù)家的創(chuàng)造力、想象力和表現(xiàn)力。

“虛擬現(xiàn)實(shí)之父”、美國(guó)科學(xué)家lvanSutherland博士對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)做了最早的研究，1965年他在“The ultirmate Display”(終極顯示)論文中首次提出了包括有交互圖形顯示、力反饋設(shè)備以及聲音提示的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的基本思想，他指出由計(jì)算機(jī)生成的虛擬世界，應(yīng)該是“看著真實(shí)，感覺(jué)真實(shí)”。這里的“感覺(jué)”，淺層意思可以理解為觸覺(jué)、味覺(jué)等等。但其深層意思卻告訴了我們什么是虛擬現(xiàn)實(shí)的重點(diǎn)，那就是虛擬現(xiàn)實(shí)的“真實(shí)”最終是感覺(jué)的真實(shí)!

篇7

關(guān)鍵詞 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)；博物館；技術(shù)應(yīng)用

中圖分類(lèi)號(hào) TP391 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1673-9671-(2012)052-0110-01

1 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)（簡(jiǎn)稱(chēng)VR），又稱(chēng)靈境技術(shù)，是以沉浸性、交互性和構(gòu)想性為基本特征的計(jì)算機(jī)高級(jí)人機(jī)界面。將編輯好的三維數(shù)據(jù)輸入到虛擬現(xiàn)實(shí)軟件的程序中，然后用直觀的方式將信息展現(xiàn)到人們眼前，使人們能夠沉浸在計(jì)算機(jī)生成的虛擬境界中，讓人們可視、可知、可感，甚至是可嗅。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可跨越地域的限制，將人們無(wú)法親臨的景物呈現(xiàn)在人們的眼前，更可直觀的剖析很多無(wú)法拆卸和展示的事物。使人們更深入的了解事物的本質(zhì)和內(nèi)涵。

2 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用在我們生活的各個(gè)角落。應(yīng)用在商業(yè)上，可以縮短開(kāi)發(fā)周期，減少投資費(fèi)用。應(yīng)用在醫(yī)學(xué)研究上，可以數(shù)字化人體結(jié)構(gòu)，虛擬手術(shù)過(guò)程，很好的解決了人體實(shí)驗(yàn)對(duì)象資源匱乏的問(wèn)題。應(yīng)用在娛樂(lè)行業(yè)，虛擬滑雪場(chǎng)、4D電影等更是豐富了消費(fèi)者的娛樂(lè)生活。

現(xiàn)在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)更進(jìn)一步深入到了教育行業(yè)。虛擬校園、虛擬教學(xué)、虛擬博物館的出現(xiàn)，改善了傳統(tǒng)語(yǔ)言教學(xué)的略顯枯燥的教育方式。使人們更直觀、更深刻的獲取知識(shí)信息。

3 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在博物館中的應(yīng)用

博物館是人們學(xué)習(xí)知識(shí)、參觀文物、感受文化的地方，其社會(huì)意義強(qiáng)、教育功能直接，國(guó)家重視博物館建設(shè)，主張更多的博物館向社會(huì)開(kāi)放。把虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用到博物館中，不僅能夠加強(qiáng)博物館的社會(huì)功能和教育功能，同時(shí)也為博物館新的運(yùn)作模式提供了可實(shí)踐的方式，轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)博物館隨走隨看、走不到看不見(jiàn)的情況。故宮文化資產(chǎn)數(shù)字化應(yīng)用研究所利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)制作了四部大型虛擬現(xiàn)實(shí)作品，利用虛擬現(xiàn)實(shí)打造的互動(dòng)展示、自主選取視角等技術(shù)，讓人們感受到了虛擬現(xiàn)實(shí)博物館的奇妙。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以應(yīng)用到博物館數(shù)字技術(shù)的各個(gè)層面，它可用于館內(nèi)展品和古建筑的數(shù)字展示與數(shù)字保存、也可用于展品和古建筑的虛擬修復(fù)與文化遺產(chǎn)監(jiān)測(cè)、還可用于博物館展品隨展以及博物館之間的展覽合作。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用到博物館中意義重大，能夠在保護(hù)文化遺產(chǎn)不受損害的同時(shí)，更好的滿(mǎn)足觀眾和游人的參觀游覽需求。

3.1 基于文物保護(hù)目的的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用

基于文物保護(hù)的目的，博物館內(nèi)的展品都收藏在展柜中，受到展柜空間的限制，觀眾無(wú)法近距離觀看展品細(xì)節(jié)，也看不到文物被展柜遮擋的部分，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)解決了這一難題。它將文物的信息利用計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)化展示，逼真的呈現(xiàn)在觀眾面前。更可外接感應(yīng)終端，模擬文物形態(tài)、重量等外部特征。觀眾可通過(guò)對(duì)感應(yīng)終端的操作，實(shí)現(xiàn)對(duì)虛擬文物的旋轉(zhuǎn)、放大縮小等操作。從而實(shí)現(xiàn)了真實(shí)文物無(wú)法提供的新穎的交互式參觀模式。

3.2 基于古建筑保護(hù)與內(nèi)部展示的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用

基于古建筑保護(hù)的目的，很多時(shí)候，觀眾只能在圍欄外或者隔著玻璃參觀古建筑內(nèi)景，受到室內(nèi)光線和參觀距離的限制，室內(nèi)陳設(shè)模糊不清，往往無(wú)法達(dá)到理想的參觀效果。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)引入后，可將文物古跡用數(shù)字化形式展現(xiàn)給觀眾，故宮博物院出品的《天子的宮殿》系列大型虛擬現(xiàn)實(shí)作品可帶領(lǐng)觀眾在太和殿、中和殿、保和殿、養(yǎng)心殿和倦勤齋等實(shí)際游覽中無(wú)法進(jìn)入的著名宮殿建筑中無(wú)憂(yōu)暢游，讓觀眾零距離觀賞宮殿內(nèi)部陳設(shè)和古建筑原貌，在保護(hù)文物古跡不被損傷的同時(shí)滿(mǎn)足了人們的求知欲。

3.3 基于文化內(nèi)涵展示的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用

內(nèi)涵是指事物內(nèi)部包含的實(shí)質(zhì)和意義，在眾多博物館中文物古跡中蘊(yùn)涵的是中華上下五千年的歷史積淀。利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以將文物古跡背后的歷史背景、宗教文化、傳統(tǒng)制作工藝等文化內(nèi)涵傳達(dá)給觀眾。利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的特點(diǎn)，將這些文化內(nèi)涵形象化、具體化，并配合動(dòng)畫(huà)、解說(shuō)等后期效果，帶給觀眾超越視覺(jué)感受的文化體驗(yàn)。

3.4 基于博物館合作的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用

隨著我國(guó)國(guó)際地位的提升，越來(lái)越多的外國(guó)友人了解并癡迷于中國(guó)的傳統(tǒng)文化。我國(guó)各大博物館也與許多國(guó)際知名博物館建立了友好的往來(lái)關(guān)系。在共同探討研究相關(guān)文物保護(hù)知識(shí)，交換展覽展示經(jīng)驗(yàn)的同時(shí)，博物館之間會(huì)定期舉辦專(zhuān)題性的借展展覽，以此來(lái)滿(mǎn)足廣大觀眾對(duì)異國(guó)文化的渴望。但是受到時(shí)間、距離以及相關(guān)條例的限制，每次參展的文物等級(jí)和數(shù)量都受到嚴(yán)格的控制，大型展品和宮殿建筑更是無(wú)法參展。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)掙脫上述種種束縛，它能將不可移動(dòng)的宮殿建筑帶到展覽現(xiàn)場(chǎng)，也可以把宮殿建筑的建造過(guò)程和文物的制造工藝以交互式方式傳遞給觀眾。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在隨展中的應(yīng)用豐富了借展內(nèi)容，把更多的知識(shí)信息帶給觀眾，吸引了更多參觀者，更好的完成了博物館文化傳播的社會(huì)職能。

3.5 基于文物虛擬修復(fù)與數(shù)據(jù)保存的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用

光陰荏苒，博物館中的大量文物古跡都出現(xiàn)脆化、脫色、剝落等現(xiàn)象。保護(hù)和修復(fù)這些文物古跡也是博物館日常工作的重中之重。利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以數(shù)字化記錄文物古跡的現(xiàn)實(shí)狀態(tài)，跟蹤監(jiān)測(cè)受損程度，還可以制定出相應(yīng)的虛擬修復(fù)方案，預(yù)先模擬修復(fù)過(guò)程，檢驗(yàn)修復(fù)技術(shù)和手段的可行性，從而避免直接人工操作帶來(lái)的不必要的文物損傷。同時(shí)，這些高精度的數(shù)據(jù)可以保持起來(lái)，以便日后開(kāi)展更精密的研究工作。

4 總結(jié)

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展前景十分樂(lè)觀，它在博物館界的應(yīng)用也會(huì)越來(lái)越廣泛，越來(lái)越深入。它能更好的發(fā)揮博物館的社會(huì)功能和教育功能，不斷為博物館的發(fā)展注入新的活力。

參考文獻(xiàn)

[1]呂曉剛.從文化遺產(chǎn)地的表象還原到內(nèi)涵表達(dá)[J].中國(guó)傳媒大學(xué)出版社,2012.

篇8

【論文編號(hào)】1671-7384（2017）06-0056-03

教育部在2003年首次頒布了《普通高中技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)（實(shí)驗(yàn)）》，技術(shù)教育正式被納入普通高中教育范疇。通用技術(shù)課程作為一門(mén)全新的、高度綜合的技術(shù)課程，定位于培養(yǎng)孩子善于觀察、動(dòng)手實(shí)踐，并從生活中捕捉和發(fā)現(xiàn)實(shí)用型新技術(shù)應(yīng)用于生產(chǎn)生活的學(xué)科。2016年9月，教育部提出了全面發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)。其中明確指出通用技術(shù)學(xué)科的核心素養(yǎng)為：技術(shù)意識(shí)、工程思維、創(chuàng)新設(shè)計(jì)、圖樣表達(dá)、物化能力。要求學(xué)生通過(guò)該課程的學(xué)習(xí)，能夠?qū)W會(huì)或掌握通用技術(shù)的基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能，掌握技術(shù)及其設(shè)計(jì)的一般思想方法；具有一定的技術(shù)探究、運(yùn)用技術(shù)原理解決實(shí)際問(wèn)題以及終身進(jìn)行技術(shù)學(xué)習(xí)的能力；形成和保持對(duì)技術(shù)學(xué)習(xí)的興趣和學(xué)習(xí)愿望，具有正確的技術(shù)觀和較強(qiáng)的技術(shù)創(chuàng)新意識(shí)；養(yǎng)成積極、負(fù)責(zé)、安全地使用技術(shù)的行為習(xí)慣，發(fā)展初步的技術(shù)能力和一定的職業(yè)規(guī)劃能力，為迎接未來(lái)社會(huì)挑戰(zhàn)、提高生活質(zhì)量、實(shí)現(xiàn)終身發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

隨著科技的進(jìn)步，教育教學(xué)的技術(shù)和手段也在不斷發(fā)展和豐富。傳統(tǒng)的教學(xué)方式和手段已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足通用技術(shù)課程核心素養(yǎng)和課程目標(biāo)的要求，因此，適時(shí)引入新的教育技術(shù)手段是十分必要的。本文將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與通用技術(shù)課程內(nèi)容相結(jié)合，以實(shí)際教學(xué)中對(duì)我國(guó)古代經(jīng)典結(jié)構(gòu)的賞析為例，討論如何實(shí)現(xiàn)兩者的深度融合，以解決傳統(tǒng)教學(xué)方式的弊端。

虛擬現(xiàn)實(shí)的定義與功能

1. 虛擬現(xiàn)實(shí)的定義

虛擬現(xiàn)實(shí)的英文名稱(chēng)為Virtual reality（簡(jiǎn)稱(chēng)VR）。Virtual意味著用戶(hù)感知到的世界并非真實(shí)的，而是由計(jì)算機(jī)技術(shù)虛擬生成的；reality一詞的含義是現(xiàn)實(shí)，泛指存在于真實(shí)世界中的各種事物。兩個(gè)單詞合起來(lái)稱(chēng)為虛擬現(xiàn)實(shí)，也叫靈境技術(shù)。美國(guó)是最早進(jìn)行虛擬現(xiàn)實(shí)理論和應(yīng)用研究的國(guó)家。80年代中期，我國(guó)開(kāi)始引進(jìn)VR技術(shù)，并作為國(guó)家重點(diǎn)研究項(xiàng)目進(jìn)行研究。北京航空航天大學(xué)計(jì)算機(jī)系是對(duì)VR技術(shù)進(jìn)行研究的權(quán)威單位之一，在虛擬環(huán)境中物理特性的表示和處理、虛擬環(huán)境網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)等多個(gè)領(lǐng)域取得良好發(fā)展。

目前，虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)主要分為4種，即桌面式、增強(qiáng)式、沉浸式和網(wǎng)絡(luò)分布式虛擬現(xiàn)實(shí)系?y。篇幅所限，本文主要介紹的是沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，是將圖形工作站和交互設(shè)備連接，通過(guò)聲音、力與觸覺(jué)等方式，利用2面投影墻，有效地屏蔽周?chē)F(xiàn)實(shí)環(huán)境，使得學(xué)生完全沉浸在虛擬世界中。

2. 虛擬現(xiàn)實(shí)的功能

虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的功能非常豐富，本文中所涉及的功能主要包括展示介紹功能、部件拆裝功能和軌跡動(dòng)畫(huà)功能。

（1）展示介紹

虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的主要功能就是為觀察者提供身臨其境的真實(shí)體驗(yàn)。系統(tǒng)中的古建筑與結(jié)構(gòu)案例向?qū)W生展示了我國(guó)古代的經(jīng)典結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程，介紹了榫卯和斗拱等結(jié)構(gòu)的部件名稱(chēng)和使用方法。讓學(xué)生有極為直觀的感受。

（2）部件拆裝

虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)可以對(duì)案例中模型的不同零部件進(jìn)行拆卸和組裝。這一功能可以讓學(xué)生了解和體驗(yàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和搭建的方式，有針對(duì)性地觀察經(jīng)典結(jié)構(gòu)不同組成部分的位置和比例，從而幫助學(xué)生從技術(shù)角度欣賞到結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。

（3）軌跡動(dòng)畫(huà)

軌跡動(dòng)畫(huà)是虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的獨(dú)特之處，古代建筑案例中的建筑可以將建筑的整個(gè)建造流程以動(dòng)畫(huà)的形式展現(xiàn)在學(xué)生眼前。特別是椽和柱的搭建順序、榫和卯的契合方式以及斗和拱的承重分配。

虛擬現(xiàn)實(shí)與通用技術(shù)課程設(shè)計(jì)

1. 課程目標(biāo)

《經(jīng)典結(jié)構(gòu)的欣賞》是高中通用技術(shù)必修2第一單元結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)第四節(jié)的內(nèi)容。學(xué)生經(jīng)過(guò)之前的學(xué)習(xí)對(duì)于結(jié)構(gòu)的定義、類(lèi)型、方向與穩(wěn)定性已經(jīng)有了很好的理解，并實(shí)際動(dòng)手設(shè)計(jì)過(guò)簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)。本節(jié)課的課程目標(biāo)是學(xué)會(huì)觀察結(jié)果的實(shí)用性和美，以及能夠從技術(shù)和文化角度欣賞并評(píng)價(jià)典型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的案例。要求學(xué)生能夠從結(jié)構(gòu)的功能、強(qiáng)度、穩(wěn)定性、創(chuàng)新、成本和工藝等角度，對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行評(píng)析。還應(yīng)該具備從歷史、民俗和審美等角度欣賞典型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的能力。重點(diǎn)需要觀察結(jié)構(gòu)是如何在實(shí)現(xiàn)基本功能的同時(shí)兼顧其他功能，欣賞獨(dú)特結(jié)構(gòu)的材料運(yùn)用，以及經(jīng)典結(jié)構(gòu)所傳遞的文化信息、時(shí)代特征和民族特征。

2. 課程設(shè)計(jì)

通常情況下，《經(jīng)典結(jié)構(gòu)的欣賞》傳統(tǒng)教學(xué)方式包括展示經(jīng)典結(jié)構(gòu)的圖片資料或視頻資料，介紹經(jīng)典結(jié)構(gòu)的歷史背景和建造過(guò)程，有些老師還會(huì)根據(jù)自身掌握的專(zhuān)業(yè)知識(shí)向?qū)W生拓展一些建筑的基礎(chǔ)理論。讓學(xué)生對(duì)于我國(guó)古代的經(jīng)典建筑進(jìn)行思考、討論和評(píng)價(jià)。

借助虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，教師可通過(guò)現(xiàn)有的建筑結(jié)構(gòu)案例帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)入虛擬建筑的內(nèi)部，了解整個(gè)建筑的結(jié)構(gòu)。也可以通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的部件拆裝和軌跡動(dòng)畫(huà)功能模擬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和搭建的整個(gè)過(guò)程，給學(xué)生帶來(lái)身臨其境的體驗(yàn)，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性與探究欲望。課程設(shè)計(jì)流程如圖1所示。

首先，用虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中的“永城殿”案例來(lái)引入課程，帶領(lǐng)學(xué)生體驗(yàn)經(jīng)典結(jié)構(gòu)的魅力。使用虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)向?qū)W生展示保留最完整的古代殿堂，由外而內(nèi)地介紹每一個(gè)部分，包括結(jié)構(gòu)的構(gòu)成與裝飾花紋的寓意。讓學(xué)生對(duì)于整個(gè)建筑的結(jié)構(gòu)進(jìn)行整體的欣賞。在欣賞的過(guò)程中，教師適時(shí)提出問(wèn)題，要求學(xué)生記住該案例最吸引你的地方。

然后，學(xué)生就老師提出的問(wèn)題進(jìn)行分組討論，記錄并匯總答案。學(xué)生帶著問(wèn)題的欣賞是非常有針對(duì)性的，不僅可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，同時(shí)還可以對(duì)自己印象深刻的內(nèi)容進(jìn)行描述和思考。教師對(duì)于分組討論的結(jié)果進(jìn)行歸納，并引導(dǎo)學(xué)生提出評(píng)價(jià)建筑的角度。

接下來(lái)，打開(kāi)虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中的“結(jié)構(gòu)建筑”案例，展示“大木作”“轉(zhuǎn)角斗拱”“柱間斗拱”和“柱頭斗拱”，如圖2所示。在進(jìn)行虛擬展示的過(guò)程中向?qū)W生介紹榫卯結(jié)構(gòu)和不同類(lèi)型斗拱結(jié)構(gòu)的理論知識(shí)與歷史背景，幫助學(xué)生切實(shí)體會(huì)斗拱的構(gòu)成方法和受力方式、認(rèn)識(shí)榫卯結(jié)構(gòu)的使用功能和不同種類(lèi)。使用部件拆裝功能將整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行分解，讓學(xué)生直觀地了解“什么是斗，哪個(gè)是拱”，充分體驗(yàn)“何為榫卯，怎樣連接”。與此同時(shí)，可以使用軌道動(dòng)畫(huà)的功能向?qū)W生展示古代建筑結(jié)構(gòu)的虛擬搭建過(guò)程，幫助學(xué)生了解結(jié)構(gòu)搭建的順序。體驗(yàn)完畢后，學(xué)生從技術(shù)和文化兩個(gè)角度，針對(duì)之前歸納的經(jīng)典建筑評(píng)價(jià)體系做出討論和修改，并在教師的幫助下形成最終的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。

最后，學(xué)生欣賞“故宮全景”案例，根據(jù)經(jīng)典結(jié)構(gòu)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)故宮內(nèi)的宮殿和涼亭等經(jīng)典建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行評(píng)價(jià)。教師對(duì)學(xué)生的評(píng)價(jià)做出點(diǎn)評(píng)，同時(shí)總結(jié)本節(jié)課的知識(shí)點(diǎn)，強(qiáng)調(diào)經(jīng)典結(jié)構(gòu)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的使用方法。

3. 技術(shù)手段

沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)最大的特點(diǎn)是可以為40名學(xué)生提供同步的教學(xué)講解和展示，且由于使用洞穴式的屏幕布局，能夠有效避免其他真實(shí)環(huán)境的干擾，現(xiàn)實(shí)感極其強(qiáng)烈。在展示的過(guò)程中，教??操作手柄和主視角眼鏡介紹和展示案例中的知識(shí)點(diǎn)。在動(dòng)手實(shí)踐環(huán)節(jié)，學(xué)生可以輪流進(jìn)行操作體驗(yàn)，觀看結(jié)構(gòu)組成部件、練習(xí)拆卸和裝配、實(shí)現(xiàn)軌道動(dòng)畫(huà)的虛擬過(guò)程。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)作為本節(jié)課的技術(shù)支撐為學(xué)生帶來(lái)了身臨其境的真實(shí)體驗(yàn)。通過(guò)三個(gè)虛擬案例，將經(jīng)典結(jié)構(gòu)的組成部分和搭建過(guò)程展示給學(xué)生。

4. 評(píng)價(jià)與反思

將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用到通用技術(shù)課前后對(duì)比，教學(xué)效果反差十分明顯。筆者作為通用技術(shù)一線教師感覺(jué)非常強(qiáng)烈。傳統(tǒng)教學(xué)過(guò)程中，教師使用多媒體技術(shù)激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的有效性越來(lái)越差。在信息過(guò)載的現(xiàn)代社會(huì)，學(xué)生每天接觸各種形式的多媒體信息多如牛毛，且大多數(shù)以?shī)蕵?lè)為主。因此，以介紹知識(shí)為主要內(nèi)容的多媒體信息很難吸引學(xué)生的眼球。

使用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)三個(gè)內(nèi)容不同卻又主題相關(guān)的案例進(jìn)行教學(xué)，能夠最大程度地確保學(xué)生有持續(xù)的課堂關(guān)注度。在引入環(huán)節(jié)使用“永城殿”案例，能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和探究欲望，從技術(shù)角度和文化角度讓學(xué)生有非常感性的認(rèn)識(shí)。教師提出如何對(duì)經(jīng)典結(jié)構(gòu)進(jìn)行評(píng)價(jià)的問(wèn)題，讓學(xué)生思考。“結(jié)構(gòu)搭建”案例讓學(xué)生持續(xù)關(guān)注結(jié)構(gòu)搭建，并細(xì)致了解我國(guó)經(jīng)典結(jié)構(gòu)搭建的技術(shù)過(guò)程和歷史文化，實(shí)踐動(dòng)手進(jìn)行虛擬搭建。通過(guò)小組討論的形式嘗試建立經(jīng)典結(jié)構(gòu)評(píng)價(jià)體系。“故宮”案例讓學(xué)生根據(jù)自己提出的評(píng)價(jià)體系對(duì)我國(guó)經(jīng)典建筑進(jìn)行評(píng)價(jià)，鞏固所學(xué)知識(shí)。整個(gè)過(guò)程以學(xué)生探究式學(xué)習(xí)為主，教師引導(dǎo)式教學(xué)為輔，真正實(shí)現(xiàn)探究式學(xué)習(xí)。

討論與展望

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)作為新興技術(shù)能夠最大限度地激發(fā)學(xué)生的興趣、引發(fā)他們的關(guān)注。虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)提供的3D效果和真實(shí)感能夠抓住學(xué)生的興奮點(diǎn)，從而保證他們對(duì)所學(xué)內(nèi)容的持續(xù)關(guān)注。讓學(xué)生在不知不覺(jué)的真實(shí)體驗(yàn)中了解知識(shí)，理解和掌握所學(xué)內(nèi)容。與此同時(shí)，虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)還能夠?yàn)閷W(xué)生提供現(xiàn)場(chǎng)虛擬實(shí)踐的機(jī)會(huì)，讓學(xué)生能夠?qū)W有所用、融會(huì)貫通。

篇9

關(guān)鍵詞：平頂山學(xué)院 數(shù)字虛擬校園 漫游

中圖分類(lèi)號(hào)：TP391.41 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2013）02-0122-01

1 引言

近年來(lái)，隨著虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和城市數(shù)字化建設(shè)的雙層推動(dòng)下，河南省以鄭州市和平頂山市為代表首先實(shí)現(xiàn)了城市數(shù)字化，在此大背景下研究數(shù)字虛擬校園就尤顯得重要。將數(shù)字虛擬技術(shù)應(yīng)用到高校校園中實(shí)現(xiàn)漫游項(xiàng)目，是高校師生共同的愿意。筆者作為平頂山學(xué)院的一員軟件專(zhuān)業(yè)學(xué)生有責(zé)任也有義務(wù)為實(shí)現(xiàn)這一理想，做出應(yīng)有的努力。

數(shù)字虛擬校園漫游在國(guó)內(nèi)的研究始于1996年，由天津大學(xué)率先開(kāi)辟了我國(guó)高校數(shù)字虛擬校園漫游的先河。隨后國(guó)內(nèi)一流的大學(xué)清華大學(xué)、北京大學(xué)、浙江大學(xué)、香港理工大學(xué)、香港中文大學(xué)、西南交通大學(xué)、中國(guó)科技大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)、上海交通大學(xué)、中央廣播電視大學(xué)遠(yuǎn)程教育學(xué)院等著名高校，都利用虛擬技術(shù)實(shí)現(xiàn)了校園漫游，利用虛擬技術(shù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)了著名大學(xué)校園、校貌游客的瀏覽以及教學(xué)資源的共享。

2 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與虛擬校園

虛擬現(xiàn)實(shí)是Virtual Reality的直譯，可對(duì)它簡(jiǎn)稱(chēng)為VR。這項(xiàng)技術(shù)是計(jì)算機(jī)技術(shù)、圖形圖象技術(shù)、人工智能技術(shù)、傳感交互技術(shù)的融合體，利用計(jì)算機(jī)軟件來(lái)模擬出逼真的3D效果。

虛擬現(xiàn)實(shí)有三個(gè)基本的特征：（1）交互性。交互性是虛擬現(xiàn)實(shí)的基本屬性，用戶(hù)可以通過(guò)鍵盤(pán)、鼠標(biāo)、電光筆等工具與虛擬出來(lái)的軟件環(huán)境進(jìn)行交流，使瀏覽者就象是身臨其境一樣，軟件環(huán)境與人成為一體。（2）多觸感。虛擬現(xiàn)實(shí)軟件將以聽(tīng)覺(jué)、視覺(jué)、觸覺(jué)等多種感觀來(lái)觸發(fā)人的身體，增進(jìn)逼真性。（3）將使用者放置于被虛擬的環(huán)境中，與虛擬環(huán)境中的建筑、花、草、樹(shù)木等完全一樣，成為環(huán)境中的一部分，就如同在現(xiàn)實(shí)世界中一般。

虛擬校園則是利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)將校園中的教學(xué)、實(shí)驗(yàn)環(huán)境、學(xué)校里的生活服務(wù)設(shè)備、有形資源等模擬出來(lái)，并上傳到INTERNET上，使能夠上網(wǎng)的用戶(hù)都可以通過(guò)網(wǎng)址來(lái)訪問(wèn)虛擬校園，起到校園推廣和增強(qiáng)影響力的作用。

3 虛擬校園漫游項(xiàng)目系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)

以平頂山學(xué)院新校區(qū)為研究對(duì)象，通過(guò)前期在山頂對(duì)學(xué)院全景進(jìn)行攝象和GoogleEarth做出學(xué)院的全景圖，再以每座建筑為圓點(diǎn)，拍設(shè)者繞建筑旋轉(zhuǎn)一周取建筑的360度特征。再用3DMAX來(lái)構(gòu)造校區(qū)建筑與樹(shù)木、人物模型。最后通過(guò)交互式的虛擬開(kāi)發(fā)軟件Virtools進(jìn)行交互式整合和碰撞檢測(cè)。

3.1 開(kāi)發(fā)目標(biāo)

平頂山學(xué)院虛擬校園漫游系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目標(biāo)是，通過(guò)瀏覽器的使用者，利用鼠標(biāo)來(lái)控制游客小人，可以讓小人前、后、左、右行走，并可加速，減速。

（1）游客的視角可分為第一視角和第三視角兩種，第一視角更為直觀一些，可憑游客自己的喜好來(lái)選擇。

（2）游客對(duì)虛擬校園的遍歷也可自游遍歷或事先設(shè)好路線的講解遍歷兩種者結(jié)合。

（3）游客站在某個(gè)建筑面前，建筑將自動(dòng)的進(jìn)行介紹，并請(qǐng)您進(jìn)入里面參觀（聲音與文字相結(jié)合，來(lái)沖擊人的感觀）。

（4）在學(xué)院漫游時(shí)，游客遇到物體，會(huì)有個(gè)碰撞檢測(cè)，并發(fā)出告警。

3.2 系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)環(huán)境

操作系統(tǒng)： Microsoft公司W(wǎng)indows 7；

圖形圖像編輯軟件：Auto CAD，Photoshop CS5；

三維建模系統(tǒng)：3DMAX 2010；

虛擬交互工具：Virtools；

數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)：Oracle 11g；

Java開(kāi)發(fā)環(huán)境：JDKI.318，JREI.318，JCreator。

3.3 虛擬校園漫游仿真流程圖

3.4 技術(shù)實(shí)現(xiàn)難點(diǎn)解析

3.4.1 室外建筑建模

涉及室外建筑模型，主要包括墻體造型、各類(lèi)窗框造型、陽(yáng)臺(tái)造型、頂層閣樓造型以及山墻造型等多種類(lèi)型的結(jié)構(gòu)構(gòu)件。可以從正、側(cè)立面分別入手，最后進(jìn)行整合來(lái)建模。

首先繪制標(biāo)準(zhǔn)層的輪廓線條，添加修改器得到墻體模型，然后通過(guò)布爾運(yùn)算得到門(mén)窗洞口。標(biāo)準(zhǔn)層制作完畢后使用array工具進(jìn)行陣列頂層的構(gòu)造。

3.4.2 建筑貼片制作

對(duì)于門(mén)窗等有細(xì)部尺寸要求的構(gòu)件，在CAD中繪出立面圖， 以eps文件格式導(dǎo)出。導(dǎo)入PhotoShop中，合并圖層，主要綜合運(yùn)用幾種選區(qū)，填充，漸變，模糊和幾個(gè)特殊效果濾鏡即可制作包括Diffuse通道和Bump通道的貼圖。

3.4.3 碰撞檢測(cè)

首先我們用Z方法判斷物體爬高是否超過(guò)一定的高度，如果太高的話，則位置不變。接著，進(jìn)行BUMP檢測(cè)，以判斷身體是否撞到其它物體，如果撞到則退出，沒(méi)有撞到則設(shè)置標(biāo)志。

當(dāng)視點(diǎn)與場(chǎng)景發(fā)生碰撞時(shí)，它的碰撞響應(yīng)方式有兩種情況：后退和改變視點(diǎn)的高度，后退就是退回到不發(fā)生碰撞的位置，從而改變視點(diǎn)的碰撞狀態(tài)；另一種是改變視點(diǎn)的高度，就是可以用鍵盤(pán)升高或降低視點(diǎn)，從而越過(guò)碰撞物體的高度，使視點(diǎn)脫離碰撞狀態(tài)。

參考文獻(xiàn)

[1]謝建華，馬劍，張建茂.虛擬校園漫游設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].系統(tǒng)仿真及其應(yīng)用.

篇10

關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實(shí)；室內(nèi)設(shè)計(jì)；教學(xué)模式

中圖分類(lèi)號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2014）32-0046-02

一、引言

設(shè)計(jì)對(duì)象的變化導(dǎo)致室內(nèi)設(shè)計(jì)師角色與室內(nèi)專(zhuān)業(yè)教學(xué)方向的變化。分析數(shù)字化虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在室內(nèi)設(shè)計(jì)與裝潢方面的應(yīng)用情況，才能更加明晰室內(nèi)設(shè)計(jì)教學(xué)模式需要如何去適應(yīng)這種變革，傳統(tǒng)室內(nèi)專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)本身具備的優(yōu)勢(shì)如何與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)結(jié)合，設(shè)計(jì)師應(yīng)如何應(yīng)對(duì)快速發(fā)展的數(shù)字時(shí)代。

二、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在室內(nèi)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是一種以計(jì)算機(jī)技術(shù)作為平臺(tái)，利用各種硬件、軟件資源來(lái)實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)與人相互溝通和交流的手段，通過(guò)多種傳感設(shè)備使用戶(hù)“投入”到該環(huán)境中，實(shí)現(xiàn)用戶(hù)聽(tīng)覺(jué)、視覺(jué)、觸覺(jué)甚至味覺(jué)等多感官的享受，是一種可以創(chuàng)建和體驗(yàn)虛擬環(huán)境的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)技術(shù)。巴里（Sherman Barrie）和杰金斯（Phil Judkins）把虛擬現(xiàn)實(shí)的特性歸納成高密度性、交互性、融入性、清晰性、直觀性。其在室內(nèi)設(shè)計(jì)、建筑、游戲、醫(yī)療、教育、航空等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。從遙遠(yuǎn)的古埃及文化中，繪畫(huà)工人為了室內(nèi)氣氛的營(yíng)造，采取在石柱與浮雕上繪制仿自然界的壁畫(huà)來(lái)實(shí)現(xiàn)，到今天通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)來(lái)構(gòu)筑場(chǎng)景，這是一個(gè)漫長(zhǎng)的時(shí)展過(guò)程。美國(guó)電子游戲公司EA研發(fā)了游戲模擬人生3，在開(kāi)發(fā)過(guò)程中聘請(qǐng)了數(shù)十位室內(nèi)設(shè)計(jì)師，運(yùn)用程序繪制制作了幾千種的家具組件，人們可以親自設(shè)計(jì)房屋的建筑結(jié)構(gòu)模塊，完成墻體結(jié)構(gòu)改造、電路重排、供水管路設(shè)計(jì)的等多方面的探索學(xué)習(xí)，還可以在室內(nèi)完成家具的變換、燈光效果的測(cè)試、木地板顏色搭配、衛(wèi)生潔具、瓷磚變更等來(lái)實(shí)現(xiàn)室內(nèi)的整體及細(xì)微的效果表達(dá)。雖然缺乏對(duì)使用者的人體尺度等的考慮，但縮短了室內(nèi)設(shè)計(jì)師與使用者專(zhuān)業(yè)距離，解決了設(shè)計(jì)者與使用者之間交流難題。

三、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)促使室內(nèi)設(shè)計(jì)師角色轉(zhuǎn)變

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、三維數(shù)據(jù)――實(shí)體轉(zhuǎn)換技術(shù)的完善和應(yīng)用，使室內(nèi)設(shè)計(jì)創(chuàng)作方式完全區(qū)別于傳統(tǒng)平面、立面、剖面和三維模型的室內(nèi)生成模式，它將設(shè)計(jì)師創(chuàng)作思維從理性思維、總體性思維向非總體性思維、渾沌思維轉(zhuǎn)變，使過(guò)去難以想象逐步消除了設(shè)計(jì)師的視覺(jué)思維優(yōu)勢(shì)的空間形態(tài)設(shè)計(jì)與復(fù)雜材質(zhì)表現(xiàn)變的更加簡(jiǎn)單而精準(zhǔn)。隨著現(xiàn)代室內(nèi)裝飾行業(yè)的發(fā)展，設(shè)計(jì)領(lǐng)域分工日趨細(xì)化，造價(jià)師、水電師、結(jié)構(gòu)師等各工種設(shè)計(jì)人員的出現(xiàn)，使得材料造價(jià)、水電安裝與設(shè)計(jì)施工過(guò)程基本與室內(nèi)設(shè)計(jì)師無(wú)關(guān)。由于社會(huì)上常以效果圖美觀與否作為評(píng)判基準(zhǔn)，其自身的知識(shí)結(jié)構(gòu)日益變得狹窄，缺乏完善的知識(shí)體系。使得設(shè)計(jì)師們只陶醉于數(shù)字技術(shù)的快捷便利網(wǎng)絡(luò)圖像信息的快捷傳播使室內(nèi)設(shè)計(jì)的風(fēng)格和內(nèi)容方面變得更利于模仿與嫁接。設(shè)計(jì)師急需拓展專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域，轉(zhuǎn)換角色職能，提高技術(shù)含量，加速科技創(chuàng)新。帶著中國(guó)先進(jìn)設(shè)計(jì)文化思想與了解國(guó)際相關(guān)專(zhuān)業(yè)為主導(dǎo)的理念，邁向國(guó)際交流的行列是“新角色”的任務(wù)，多軌制轉(zhuǎn)變心態(tài)才能夠發(fā)展中國(guó)的室內(nèi)設(shè)計(jì)事業(yè)。

四、通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)支撐，室內(nèi)設(shè)計(jì)教育模式發(fā)生變化

我國(guó)室內(nèi)設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)教學(xué)在課程設(shè)置、學(xué)時(shí)分配、實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)等設(shè)置內(nèi)容上都存在著諸多問(wèn)題。伴隨著室內(nèi)設(shè)計(jì)領(lǐng)域進(jìn)入了一個(gè)嶄新的時(shí)期，數(shù)字化虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)勢(shì)必帶來(lái)室內(nèi)設(shè)計(jì)的變革，相應(yīng)設(shè)計(jì)學(xué)教育模式發(fā)生變化。首先，在培養(yǎng)方式上側(cè)重于藝術(shù)型人才培養(yǎng)，注重建筑與室內(nèi)的整體學(xué)科關(guān)系、文理交叉、藝術(shù)與技術(shù)相結(jié)合，更為科學(xué)、合理。其次，重視運(yùn)用現(xiàn)代信息技術(shù)，采取直觀的軟件教學(xué)方式。再次，修訂教學(xué)計(jì)劃，修改教學(xué)大綱，合理安排課程學(xué)分的分布，避免學(xué)生作業(yè)堆積，畫(huà)圖拖圖熬夜現(xiàn)象出現(xiàn)。目前數(shù)字化虛擬技術(shù)日趨強(qiáng)大，二維繪圖向三維化轉(zhuǎn)變，室內(nèi)設(shè)計(jì)教育體制必然要改革更新，專(zhuān)業(yè)四年制課程學(xué)習(xí)時(shí)間應(yīng)有針對(duì)性安排，不應(yīng)停留在傳統(tǒng)室內(nèi)設(shè)計(jì)教育模式。

五、虛擬現(xiàn)實(shí)在室內(nèi)設(shè)計(jì)中的展開(kāi)式實(shí)驗(yàn)

在室內(nèi)設(shè)計(jì)教學(xué)中，我們重點(diǎn)采用了VR-PLATFORM這款虛擬現(xiàn)實(shí)軟件來(lái)輔助我們實(shí)現(xiàn)教學(xué)模式的改革。室內(nèi)虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)計(jì)軟件“VR-PLATFORM”通過(guò)建筑模型的建立，在居室設(shè)計(jì)中供水、重力、電力、風(fēng)力等實(shí)驗(yàn)進(jìn)行技術(shù)上的模擬分析，數(shù)據(jù)測(cè)算和直觀的顯示，協(xié)助設(shè)計(jì)師修改方案。在東南大學(xué)成賢學(xué)院藝術(shù)本科生室內(nèi)設(shè)計(jì)教學(xué)中，結(jié)合住宅方案設(shè)計(jì)，運(yùn)用軟件“VR-PLATFORM”進(jìn)行了科學(xué)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上的方案修改。以某小區(qū)樣板間供水系統(tǒng)為例，為了能夠生動(dòng)并且直觀的得出室內(nèi)供水、供電等設(shè)施的管路信息，可以通過(guò)建立模型、構(gòu)建場(chǎng)景、烘焙貼圖、制作動(dòng)畫(huà)等制作出執(zhí)行文件，并將其導(dǎo)入到VRP仿真系統(tǒng)開(kāi)發(fā)包當(dāng)中，從而構(gòu)建一個(gè)真實(shí)的居室供水虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)。如圖1首先依照給水系統(tǒng)的CAD圖紙通過(guò)3DS MAX建立水管路的模型。通過(guò)將3D模型導(dǎo)入到VRP中進(jìn)行優(yōu)化處理及三維渲染。通過(guò)VRP-SDK所提供的對(duì)話框操作，來(lái)控制某個(gè)點(diǎn)位的角閥關(guān)閉以停止流水，完成管路、管接、水閥之間進(jìn)行交互，有效地實(shí)現(xiàn)了對(duì)居室供水的操控、供水管路可視化、供水管路可控化、和供水管路可讀化。在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的支持下，室內(nèi)給水系統(tǒng)都得到了最大的優(yōu)化，從而大大提高了設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)住宅或設(shè)計(jì)大型室內(nèi)項(xiàng)目時(shí)對(duì)于給排水部分的設(shè)計(jì)的掌控程度?！霸O(shè)計(jì)中很多問(wèn)題和錯(cuò)誤的出現(xiàn)往往是由于考慮不周或缺乏遠(yuǎn)見(jiàn)。VR使我們有可能避免這些，直至達(dá)到滿(mǎn)意結(jié)果?！?/p>

參考文獻(xiàn)：

[1]Barrie S，Judkins P. Glimpses of Heaven-Visions of Hell：Virtual Reality and Its Implications[M].London：Hodder and Stoughton，1992.

[2]駱曉川.虛擬現(xiàn)實(shí)在居室設(shè)計(jì)中的應(yīng)用與實(shí)現(xiàn)[D].沈陽(yáng)航空航天大學(xué)，2012.

[3]陳尚超.城市仿真――一種交互式規(guī)劃和公眾參與的創(chuàng)新工具[J].新技術(shù)應(yīng)用，2001，（8）：34-36.

[4]周榕.知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代建筑師角色解放與價(jià)值回歸[J].建筑學(xué)報(bào)，2000，（1）：53-55.

[5]李艷菊.數(shù)字化虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)時(shí)代的建筑設(shè)計(jì)教學(xué)模式變革[J].生態(tài)經(jīng)濟(jì)，2012，（4）.