何巖 賈一枰

長春建筑學院

計算機虛擬現(xiàn)實技術在古建筑數(shù)字化復原中的應用分析

何巖 賈一枰

長春建筑學院

計算機虛擬現(xiàn)實技術可以對生活中看的見的事物進行虛擬模型構造，從而對事物的發(fā)展、經(jīng)過及結果進行具體化的分析。我國古代建筑物是古人技術與智慧的結晶，對古代文化藝術的研究具有十分重要的歷史意義。由于戰(zhàn)爭或自然災害等原因，我國的古建筑多數(shù)以無法完整保存，急需對其進行修復，使其恢復原本的模樣。因此，本文對計算機虛擬現(xiàn)實技術在古建筑數(shù)字化復原中的應用展開了分析。

計算機 古建筑 虛擬現(xiàn)實技術

1 計算機的虛擬現(xiàn)實技術

1.1 計算機虛擬現(xiàn)實技術的概念及應用

計算機虛擬現(xiàn)實技術的基本概念是由國外提出的一項計算機技術理論，其主要作用是利用計算機技術，制造出逼真的現(xiàn)實環(huán)境與景觀，用戶只需借助一些三維設備以及傳感設備即可實現(xiàn)虛擬與現(xiàn)實之間的互動。從目前的情況來看，計算機虛擬現(xiàn)實技術主要應用于以下幾個方面：

（1）對現(xiàn)實生活中能夠看見的事物進行模擬，主要被用于古建筑虛擬模型的構建以及建筑物的三維建筑動畫等。

（2）對現(xiàn)實生活中存在的，但是卻無法看見與接觸的事物進行模擬，主要被用于科研領域。例如：航天飛船在宇宙中的運行情況；各類物體內(nèi)的分子、原子結構等。

（3）對現(xiàn)實生活中不存在的虛擬事物進行模擬，該技術主要被用于網(wǎng)絡、電子游戲的開發(fā)以及卡通動漫的制作當中。

1.2 虛擬現(xiàn)實技術的基本特征

計算機的虛擬現(xiàn)實技術并不是單方面為用戶提供事物的虛擬模型，用戶還可以通過傳感設備、三維設備等技術設備，對虛擬的環(huán)境、事物進行操作，具有明顯的交互性；計算機虛擬現(xiàn)實技術的強大之處，就在于可以利用該技術的交互性，使用戶親身感受虛擬環(huán)境的存在，使用戶擁有身歷其境的感覺，從而增加了用戶的體驗感；計算機虛擬現(xiàn)實技術可以將人類在腦海中的構想，或者是現(xiàn)實科學技術無法實現(xiàn)的設計進行模擬構造。使人們在虛擬的環(huán)境中不斷學習，不斷創(chuàng)新，從而促使現(xiàn)實技術得到有效的提升。

2 計算機虛擬現(xiàn)實技術在古建筑復原中的應用分析

2.1 設計古建筑復原方案時的應用

計算機虛擬現(xiàn)實技術的表現(xiàn)形式眾多，有圖片類、動畫類以及場景類等。因此，在使用計算機虛擬現(xiàn)實技術進行古建筑復原方案設計開始以前，要先確定計虛擬現(xiàn)實技術的表現(xiàn)形式，然后再開始對古建筑的復原方案進行設計與規(guī)劃。古建筑的復原計劃方案，是古建筑復原工作的基礎，因此，要務必確保古建筑復原方案的科學性與合理性，提高古建筑復原的精準度。

2.2 中期制作過程

在古建筑的復原工作中，確定復原計劃方案準確無誤以后，便可開始對古建筑進行復原。古建筑的復原階段，主要是利用計算機的虛擬現(xiàn)實技術，構建整個古建筑的系統(tǒng)，并建造古建筑虛擬模型的過程。

2.2.1 現(xiàn)場的測量與考察

古建筑的復原工作開始以后，必須要對古建筑進行實地考察與測量，準確的掌握殘存部分的數(shù)據(jù)，并以此為依據(jù)，結合當時的民風民俗以及建筑技術特點，推測出古建筑的基本情況。然后再對古建筑的立面、平面、剖面中的各項數(shù)據(jù)進行測量，確保我國古建筑可以復原工作的完整性，為維修工人接下來的維修工作奠定了堅實的基礎。

2.2.2 現(xiàn)場拍照

古建筑復原工作中，除了要對殘存的股建筑物進行數(shù)據(jù)測量以外，還要對建筑物的整體效果及具體細節(jié)進行拍照，將其作為古建筑復原的相關資料之一，提高復原后建筑物與原建筑物的相似度。獲取相片后，便可對其他相關資料進行系統(tǒng)的整合，正式開始建筑物的復原工作。

2.2.3 古建筑三維模型的構建與貼圖

三維模型的構建，是古建筑復原中對計算機虛擬現(xiàn)實技術的初步使用，為了保證古建筑虛擬系統(tǒng)能夠保持順暢的運行，必須要在建立模型之初，采用科學的技術手段對模型進行優(yōu)化設計，既保證古建筑虛擬模型的效果，又能確保虛擬古建筑系統(tǒng)的運行速度。除此之外，具有研究價值的古代建筑物，距今年代久遠，通過拍照等方式得到的照片資料根本無法進行直接使用，必須要對圖片進行一番修理與修復，確保貼圖的效果更加貼近真實的畫面效果。

2.3 后期制作

古建筑修復工作中，虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)構建完成以后必須經(jīng)過一番測試，合格后方可進行使用，測試的過程中以系統(tǒng)的兼容性與運行的穩(wěn)定性作為評判的標準。在實際的工作中，可將虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)放入不同的系統(tǒng)操作平臺以及硬件配置機器上進行測試，確保每一次的測試都是用不同的測試者，以確保測試結果的真實性與可靠性。通過對不同用戶使用情況的調(diào)查，可以準確的掌握該系統(tǒng)的功能與運行情況，以便隨時對其進行調(diào)整與改進。

2.4 某古建筑虛擬現(xiàn)實技術的實例應用

某古建筑利用虛擬現(xiàn)實技術復原采取3DSMax軟件配合中視典公司的Vrp7進行制作。在場景制作完成后，進行虛擬現(xiàn)實的制作，虛擬現(xiàn)實流程如圖1所示。

圖1 虛擬現(xiàn)實流程

（1）在古建筑復原工作中使用虛擬現(xiàn)實技術，要重點關注貼圖烘焙工作。由于古建筑復原工作中涉及到的數(shù)據(jù)模型眾多，因此，要采用特殊的手段對貼圖模型進行烘焙，并在烘焙的過程中對模型進行詳細的分類，從而提高復原的真實性；

（2）在古建筑的復原工作中，必須要建立虛擬古建筑系統(tǒng)，而貼圖的優(yōu)化，可以有效的提高系統(tǒng)的運行速度，減少計算機顯存的負擔；

（3）攝像機的交互設計則是借助攝像機的攝像功能進行虛擬場景設置，通過攝像機的交互設計，可以對被復原的事物進行全方位的幾輪，便于日后的觀察；

（4）在上述指令完成以后，便可進行交互設計，首先要使具體人物進入到虛擬環(huán)境當中，為了確保整體效果的和諧，人物的設計要符合建筑的實際情況。然后在通過設定角色的動作操作，使用固定的制定來實現(xiàn)人物角色的虛擬化；其次，便可通過系統(tǒng)程序編程模塊，對控制指令進行編程，便于對信息控制對象的操作；

（5）在編譯輸出的過程中，使用VRP可以使其變?yōu)镋XE格式的可執(zhí)行文件，便于今后的使用。

3 總結

綜上所述，計算機虛擬現(xiàn)實技術解決了我國古建筑復原工作中的眾多難題，為我國古建筑的復原工作做出了巨大的貢獻。從技術特點上來看，除了在古建筑復原工作中以外，在科研以及生活領域，計算機虛擬現(xiàn)實技術也會擁有較大的發(fā)揮空間。因此，在未來的發(fā)展過程中，要重視其選擇虛擬現(xiàn)實技術的作用及應用，使其更好的發(fā)揮其作用，為社會發(fā)展做出更大的貢獻。

[1]陳娜.基于虛擬現(xiàn)實的古建筑建模技術的深入研究[J].中國建材科技,2015(05)

[2]緒言,于玥泓.虛擬技術與古代建筑文化[J].四川水泥,2016(05)