荊琪

摘 要： VR是Virtual Reality的縮寫，即虛擬現(xiàn)實(shí)，是一種能夠創(chuàng)建和體驗(yàn)虛擬世界的計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)。VR因其強(qiáng)大的虛擬效果，被廣泛運(yùn)用在娛樂、影視方面，已是當(dāng)代潮流趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞： VR技術(shù);在建筑行業(yè);應(yīng)用前景

【中圖分類號(hào)】TP3 ? ? 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A ? ? 【文章編號(hào)】1674-3733（2020）11-0120-01

引言：我們?cè)诮ㄖ袠I(yè)的勘察、設(shè)計(jì)、建設(shè)和施工領(lǐng)域均選取了典型企業(yè)進(jìn)行了調(diào)研，并收集了大量資料，研究VR技術(shù)在建筑行業(yè)的應(yīng)用現(xiàn)狀。我們發(fā)現(xiàn)，由于VR產(chǎn)品的研發(fā)成本較高，在建筑行業(yè)尚未形成成熟的VR產(chǎn)品，只有面向個(gè)別場(chǎng)景技術(shù)應(yīng)用，且多為培訓(xùn)相關(guān)的場(chǎng)景。

1 VR技術(shù)的發(fā)展概述

VR技術(shù)是Virtual Reality技術(shù)的簡(jiǎn)稱，即虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，其基本原理是通過計(jì)算機(jī)技術(shù)來模擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境，進(jìn)而構(gòu)建出一個(gè)仿真虛擬環(huán)境，通常能夠在虛擬環(huán)境中帶給人沉浸感。VR技術(shù)是一種多源信息融合交互的技術(shù)，其關(guān)鍵技術(shù)包括動(dòng)態(tài)環(huán)境建模技術(shù)、實(shí)時(shí)三維圖形生成技術(shù)、立體顯示和傳感器技術(shù)、VR應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)和面向VR的系統(tǒng)集成技術(shù)等。一般認(rèn)為其發(fā)展最早可追溯到20世紀(jì)80年代，VPL公司的Jaron Lanier在1984年首次提出“虛擬現(xiàn)實(shí)”的概念。但VR技術(shù)的雛形可以追溯到更早，因?yàn)閂R技術(shù)本質(zhì)上是現(xiàn)實(shí)模擬技術(shù)，早在1929年就誕生了用于訓(xùn)練飛行員的模擬器，基于VR模擬的培訓(xùn)一直以來都是VR技術(shù)最重要的應(yīng)用領(lǐng)域。基于VR的沉浸性、交互性、多感知性等特點(diǎn)，目前VR技術(shù)已經(jīng)在影視娛樂、教育、設(shè)計(jì)、醫(yī)學(xué)、軍事和航空航天等領(lǐng)域取得了新的應(yīng)用進(jìn)展。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以說是多媒體實(shí)現(xiàn)最高級(jí)別的運(yùn)用，其具有極大特點(diǎn)：沉浸性，具有身臨其境的效果，比如可以用手抓取到模擬環(huán)境中的物體;交互性，體驗(yàn)者對(duì)于虛擬環(huán)境是可以操作的，比如可以在虛擬環(huán)境中換成相應(yīng)的動(dòng)作和操作;構(gòu)想性，也就是自主性，可以發(fā)揮出主觀能動(dòng)性，去探索問題。

2 VR技術(shù)在建筑行業(yè)發(fā)展的優(yōu)勢(shì)分析

在我們的調(diào)研中，所有的建筑企業(yè)對(duì)VR技術(shù)在行業(yè)的發(fā)展前景均抱有積極的態(tài)度。VR技術(shù)應(yīng)用在建筑行業(yè)最大的優(yōu)勢(shì)是能夠提升建筑工人的素質(zhì)，一方面，VR技術(shù)通過模擬真實(shí)的工作場(chǎng)景，能夠讓工人在進(jìn)場(chǎng)前就已具備操作經(jīng)驗(yàn)，這對(duì)于一個(gè)具有數(shù)千工人規(guī)模的新施工工程來說，極大地減少了用工風(fēng)險(xiǎn);另一方面，安全管理是建筑企業(yè)最重要的任務(wù)之一，VR技術(shù)通過互動(dòng)式的安全培訓(xùn)，能夠?qū)⒁?guī)則從理論轉(zhuǎn)化為實(shí)踐，極大地提升人員的安全實(shí)操能力。

3 VR技術(shù)在建筑行業(yè)的應(yīng)用前景

3.1 室內(nèi)設(shè)計(jì)中VR技術(shù)發(fā)展

在當(dāng)前的房屋設(shè)計(jì)中，VR技術(shù)已經(jīng)成為主流的技術(shù)手段，它對(duì)于繪圖方式產(chǎn)生一定影響，再加上技術(shù)的支持，能夠?qū)崿F(xiàn)高效的設(shè)計(jì)。在以往的室內(nèi)設(shè)計(jì)過程中，室內(nèi)空間的布局以及設(shè)計(jì)工作都是采用手繪的方法，同時(shí)還要與業(yè)主及時(shí)展開溝通，以便于做出更改和調(diào)整。在以往傳統(tǒng)的手繪方式之中，比較費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而且它對(duì)于人員的繪圖能力有較高的要求，若繪圖與實(shí)際有差距則很難定制后續(xù)的繪圖內(nèi)容，同時(shí)也很難讓業(yè)主及時(shí)掌握房屋的動(dòng)態(tài)信息。隨著當(dāng)前科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，一些先進(jìn)的技術(shù)能夠在室內(nèi)設(shè)計(jì)當(dāng)中有效運(yùn)用，如計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)以及設(shè)計(jì)大師等軟件在當(dāng)前室內(nèi)設(shè)計(jì)當(dāng)中有較好的效果，而且能夠?yàn)橄嚓P(guān)人員提供比較直觀的設(shè)計(jì)方案，效果圖十分理想，便于客戶及時(shí)找到不足之處，及時(shí)解決了設(shè)計(jì)上存在的問題，方便后期工作的展開。但由于空間大小的限制，室內(nèi)一些比較細(xì)致的角落不能充分體現(xiàn)在軟件上，在后期修改上相對(duì)比較麻煩，但在結(jié)合VR技術(shù)的條件下，能夠?qū)⒖臻g利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)展現(xiàn)在客戶眼前，客戶能夠自行對(duì)設(shè)計(jì)圖進(jìn)行更改。而且通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能夠給客戶帶來一種全新的視覺體驗(yàn)，讓客戶根據(jù)自己的想法對(duì)房屋進(jìn)行設(shè)計(jì)。

3.2 VR技術(shù)在施工領(lǐng)域的應(yīng)用前景

施工是建筑行業(yè)耗時(shí)最長(zhǎng)的環(huán)節(jié)，進(jìn)度、質(zhì)量和安全是施工過程管理最重要的三大要素。在進(jìn)度管理上，VR技術(shù)能夠模擬各種工序，及時(shí)找到影響進(jìn)度的干擾因素，使得施工得以在不影響正常作業(yè)的前提下提前調(diào)整，保證進(jìn)度的有效推進(jìn)。在質(zhì)量管理上，VR技術(shù)能夠模擬各種建筑結(jié)構(gòu)，在虛擬環(huán)境中對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的分析結(jié)果能夠直接反饋到現(xiàn)實(shí)中，有效推動(dòng)建筑行業(yè)從事后的質(zhì)量檢查向事前質(zhì)量?jī)?yōu)化轉(zhuǎn)變。在安全管理上，安全培訓(xùn)本身就是VR最長(zhǎng)用的領(lǐng)域，此外，VR技術(shù)還能用于隱患排查，由于建筑施工是一個(gè)潛藏著很多安全隱患的過程。在傳統(tǒng)的隱患排查中，由于安全管理人員水平層次不齊、不同建筑施工環(huán)境各不相同，所以很難清楚的地知道現(xiàn)場(chǎng)有哪些安全隱患，更不用說進(jìn)行全面的隱患排查和整改。VR技術(shù)可以虛構(gòu)施工場(chǎng)景和隱患，將系統(tǒng)的安全隱患知識(shí)體系與施工場(chǎng)景相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)具有高針對(duì)性的隱患排查。

3.3 建筑施工VR事故體驗(yàn)系統(tǒng)

在建筑安全培訓(xùn)中，利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)建立事故體驗(yàn)系統(tǒng)，主要是利用計(jì)算機(jī)生成一種施工現(xiàn)場(chǎng)各類危險(xiǎn)源以及事故發(fā)生的模擬環(huán)境。系統(tǒng)中采用交互式的三維動(dòng)態(tài)視鏡和實(shí)體行為的系統(tǒng)仿真，讓施工人員戴上相關(guān)的傳感器設(shè)備，進(jìn)入到創(chuàng)建的虛擬環(huán)境中，親身去體驗(yàn)高空墜落、觸電、物體打擊的真實(shí)傷亡事故的場(chǎng)景。首先是利用BIM技術(shù)，結(jié)合現(xiàn)實(shí)的建筑施工場(chǎng)景，搭建一個(gè)3D場(chǎng)景模型，再把這一個(gè)模型場(chǎng)景導(dǎo)入VR程序中，結(jié)合相關(guān)的技術(shù)，設(shè)計(jì)出一個(gè)逼真的場(chǎng)景環(huán)境。并且根據(jù)安全培訓(xùn)的需求進(jìn)行程序的開發(fā)，開發(fā)出一個(gè)安全體驗(yàn)的虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境。然后是體驗(yàn)者在進(jìn)入到場(chǎng)景中，需要穿戴相應(yīng)的設(shè)備，比如VR頭盔，去感受真實(shí)場(chǎng)景，再加上施工現(xiàn)場(chǎng)的聲音效果，讓體驗(yàn)者身臨其境，切實(shí)感受事故的發(fā)生。

結(jié)束語：目前VR技術(shù)在建筑行業(yè)并未得到廣泛應(yīng)用，由于VR技術(shù)的研發(fā)成本很高，僅有一些大型建筑企業(yè)在安全培訓(xùn)領(lǐng)域使用VR技術(shù)。但VR技術(shù)在建筑行業(yè)的應(yīng)用前景廣泛，得益于VR技術(shù)對(duì)環(huán)境高保真的模擬特性，無論是在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)還是施工環(huán)節(jié)，建筑行業(yè)能夠通過VR技術(shù)對(duì)建筑本身和施工過程提前模擬，將會(huì)極大地減少施工項(xiàng)目的返工率。目前，僅返工一個(gè)原因在大型項(xiàng)目中導(dǎo)致的成本就高達(dá)數(shù)千萬，因此在建筑行業(yè)進(jìn)一步推廣VR技術(shù)十分必要。

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