謝寒宵 葛峰

編者按：現(xiàn)在工程項(xiàng)目施工建設(shè)要想保證施工效率和施工質(zhì)量，最重要的就是積極運(yùn)用各種新型的施工技術(shù)，為整個(gè)工程項(xiàng)目的施工發(fā)展提供重要的基礎(chǔ)。VR、AR通過(guò)新穎的人機(jī)交互模式，可以為建筑設(shè)計(jì)和施工人員提供更真實(shí)準(zhǔn)確虛擬場(chǎng)景，滿足建筑設(shè)計(jì)規(guī)劃發(fā)展需要。在VR、AR技術(shù)支持下，能夠構(gòu)建真實(shí)建筑場(chǎng)景，針對(duì)整個(gè)施工設(shè)計(jì)中可能發(fā)生的問(wèn)題進(jìn)行提前預(yù)設(shè)，制定相應(yīng)解決方案，運(yùn)用圖紙和文件進(jìn)行快速準(zhǔn)確表達(dá)。建筑工程規(guī)劃可以為備料、施工組織優(yōu)化、施工配合提供重要的參考依據(jù)。

引文

隨著數(shù)字化時(shí)代的到來(lái)，數(shù)字技術(shù)正在向人們生活中的方方面面推進(jìn)，在數(shù)字化及信息技術(shù)的高速發(fā)展下誕生的VR技術(shù)（虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)）對(duì)建筑行業(yè)的發(fā)展起到了頗為重要的作用。信息技術(shù)的蓬勃發(fā)展，也讓建筑行業(yè)受益頗多。VR技術(shù)就給建筑行業(yè)帶來(lái)了前所未有的突破。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在建筑中的應(yīng)用與發(fā)展無(wú)疑讓建筑行業(yè)緊跟時(shí)代潮流，加速了建筑行業(yè)的信息化發(fā)展。文章介紹了什么是VR技術(shù)，分析了其目前在建筑領(lǐng)域中的發(fā)展?fàn)顩r及前景，以及在建筑設(shè)計(jì)、建筑施工及建筑遺產(chǎn)保護(hù)中的應(yīng)用。

VR技術(shù)概述

VR的全稱是Virtual Reality，也就是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，即通過(guò)虛擬達(dá)到仿真的目的，它產(chǎn)生作用的途徑就是對(duì)現(xiàn)實(shí)中的數(shù)據(jù)和信號(hào)進(jìn)行分析，通過(guò)計(jì)算機(jī)來(lái)模擬一個(gè)虛擬的環(huán)境與空間，讓人們身臨其境。VR技術(shù)有很多的優(yōu)勢(shì)、特點(diǎn)。例如：第一點(diǎn)就是它具有多感知性。主要體現(xiàn)在操作者能夠進(jìn)入到模擬的場(chǎng)景中，就像在真實(shí)世界一樣，因?yàn)閂R技術(shù)所建造的背景與真實(shí)世界非常相似，操作者完全投入到計(jì)算機(jī)所創(chuàng)的三維虛擬實(shí)例場(chǎng)景中。在VR技術(shù)下，人們進(jìn)入虛擬場(chǎng)景就有身臨其境的感覺(jué)，人們的聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)等多方位的感知都可以得到很好的滿足，真正做到身臨其境。第二點(diǎn)是它給人帶來(lái)的真實(shí)感。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)做到了讓置身其中的人們難以辨別真?zhèn)?，這種真實(shí)感會(huì)給體驗(yàn)者帶來(lái)絕佳的體會(huì)。第三點(diǎn)則是交互性。這是指在體驗(yàn)過(guò)程中，體驗(yàn)者與虛擬空間中所有事物的互動(dòng)效果，即操作者做出動(dòng)作后，虛擬空間中的物體給出的相應(yīng)的反饋，主要體現(xiàn)在操作者在虛擬場(chǎng)景中能夠用身體觸碰模擬的物體，能夠得到觸碰物體的反饋，甚至具有位置的移動(dòng)、顏色的改變、開(kāi)關(guān)燈、開(kāi)關(guān)門(mén)等交互性。第四點(diǎn)則是自主性。虛擬環(huán)境中存在的所有物體都是經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)精密的計(jì)算得出的，他們都具備了現(xiàn)實(shí)生活中所有物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，都會(huì)根據(jù)天氣變化、外力因素等作用而自主產(chǎn)生變化，為虛擬環(huán)境的真實(shí)性又增添了一份保障。最后一點(diǎn)是構(gòu)想性。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)實(shí)現(xiàn)的載體是虛擬現(xiàn)實(shí)仿真平臺(tái)，它利用計(jì)算機(jī)生成模擬環(huán)境，利用多源信息融合的交互式三維動(dòng)態(tài)視覺(jué)效果和實(shí)體定位的系統(tǒng)仿真，使用戶沉浸其中，這種空間可以是實(shí)際存在，也可以是實(shí)際難以實(shí)現(xiàn)的，或者根本無(wú)法實(shí)現(xiàn)的空間，用戶可以通過(guò)設(shè)備和工具，能夠直觀而又自然真實(shí)地從視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)感受虛擬的環(huán)境。

VR技術(shù)在使用中的優(yōu)越性

增加展示的直觀性

利用VR虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)對(duì)多維空間進(jìn)行模仿創(chuàng)造，通過(guò)技術(shù)軟件，直觀地給人們呈現(xiàn)出建筑裝飾效果，VR技術(shù)在建筑中的應(yīng)用與傳統(tǒng)的三維技術(shù)相比較呈現(xiàn)的效果更加逼真，更好地呈現(xiàn)出建筑裝飾各節(jié)點(diǎn)，有效地烘托氛圍，給用戶更好的體驗(yàn)，讓其感受到建筑裝飾的魅力所在。

增強(qiáng)設(shè)計(jì)的互動(dòng)性

按照傳統(tǒng)教學(xué)模式加入裝飾課堂設(shè)計(jì)，老師通過(guò)課本知識(shí)講解具體內(nèi)容，以往通常會(huì)利用黑板進(jìn)行畫(huà)圖，為學(xué)生進(jìn)行具體內(nèi)容講解，相對(duì)來(lái)說(shuō)教學(xué)方法比較簡(jiǎn)單，但是不能引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，課堂教學(xué)中整體比較枯燥，相互間的互動(dòng)性比較差，整個(gè)課堂上由老師進(jìn)行單純講解。當(dāng)前社會(huì)發(fā)展中各項(xiàng)新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，在建筑裝飾教學(xué)中，把信息技術(shù)與課堂教學(xué)相互結(jié)合，教師講課利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，可以生動(dòng)形象地展示教學(xué)內(nèi)容，讓學(xué)生更好地理解建筑裝飾知識(shí)，增加學(xué)生對(duì)學(xué)科的認(rèn)知。利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)講解，可以讓學(xué)生了解具體內(nèi)容，同時(shí)給學(xué)生傳達(dá)老師的思想，在老師引導(dǎo)下讓學(xué)生進(jìn)入虛擬構(gòu)造中，通過(guò)學(xué)生的親身感受，了解當(dāng)前的設(shè)計(jì)理念。

使預(yù)算更加精準(zhǔn)

在建筑裝飾設(shè)計(jì)預(yù)算方面，通過(guò)VR信息技術(shù)可以更好地呈現(xiàn)，發(fā)揮技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，讓用戶可以全方位地了解最終圖示效果，讓用戶有更逼真的感受，在VR虛擬技術(shù)中讓用戶真切地看到整體效果是否滿足自身需求，在虛擬空間內(nèi)可以展現(xiàn)設(shè)計(jì)所用的材料以及整體建筑結(jié)構(gòu)，明確具體的建筑風(fēng)格情況，在新技術(shù)應(yīng)用中消耗較少的人力、物力資源，而且在很大程度上可以提升預(yù)算準(zhǔn)確性，避免了不必要的耗費(fèi)，整體降低建筑裝飾設(shè)計(jì)成本。

使得建筑裝飾設(shè)計(jì)的合理性不斷提升

在建筑裝飾設(shè)計(jì)教學(xué)中科學(xué)應(yīng)用VR虛擬技術(shù)，把建筑裝飾設(shè)計(jì)整體融合，繪圖模式下改變傳統(tǒng)教學(xué)模式，與現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展相互接軌，提升建筑裝飾設(shè)計(jì)的合理性，不僅可以滿足用戶需求，還使整個(gè)設(shè)計(jì)變得更加人性化，為建筑裝飾設(shè)計(jì)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

VR技術(shù)在建筑領(lǐng)域的發(fā)展趨勢(shì)

VR技術(shù)在建筑領(lǐng)域應(yīng)用現(xiàn)狀

大量研究結(jié)果顯示，由于VR技術(shù)的研發(fā)與制作成本非常的高昂，因此VR技術(shù)在建筑領(lǐng)域中的應(yīng)用其實(shí)還沒(méi)有完全成熟，目前的應(yīng)用主要是在建筑安全方面較多，例如VR傷害體驗(yàn)?zāi)M、VR安全互動(dòng)教學(xué)以及VR安全操作訓(xùn)練。VR傷害體驗(yàn)?zāi)M是指能夠通過(guò)虛擬環(huán)境來(lái)模擬施工過(guò)程中最容易發(fā)生的一些安全事故，使體驗(yàn)者能夠近距離地體會(huì)施工過(guò)程中的危險(xiǎn)及隱患，有效地排查此類情況的發(fā)生。VR安全互動(dòng)教學(xué)是指，通過(guò)虛擬工地內(nèi)的實(shí)況，對(duì)施工地點(diǎn)中的安全設(shè)施進(jìn)行模擬使用，以防在危險(xiǎn)發(fā)生時(shí)，難以對(duì)安全設(shè)施進(jìn)行操作并完成自救。VR安全實(shí)操訓(xùn)練，顧名思義，就是在虛擬工地環(huán)境中進(jìn)行安全正規(guī)的操作訓(xùn)練，同時(shí)也為施工人員在危險(xiǎn)發(fā)生時(shí)能夠更好地進(jìn)行安全自救做了鋪墊。

VR技術(shù)在建筑領(lǐng)域應(yīng)用前景

總的來(lái)說(shuō)，在建筑界，這項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展未來(lái)是非?？捎^的。雖然目前還沒(méi)有完全成熟，但是隨著科技的迅速發(fā)展，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)也被越來(lái)越多地應(yīng)用于建筑行業(yè)。比如說(shuō)，從前設(shè)計(jì)師們只是依靠二維的作圖方式進(jìn)行創(chuàng)作，而且各個(gè)方面的設(shè)計(jì)師們的溝通途徑是非常閉塞的，二維的圖像限制了設(shè)計(jì)師們的溝通交流，有了該技術(shù)的融入，在進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)師們就能更直觀更立體地對(duì)自己的設(shè)計(jì)進(jìn)行分析，并做到與其他專業(yè)設(shè)計(jì)師的有效調(diào)解，呈現(xiàn)一個(gè)更好的設(shè)計(jì)作品。除此之外，該技術(shù)的使用也讓建筑的施工更加高效安全。因此，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在建筑業(yè)中的發(fā)展是非?？捎^且必要的。

VR技術(shù)在建筑裝飾設(shè)計(jì)領(lǐng)域中的應(yīng)用分析

VR技術(shù)在建筑裝飾設(shè)計(jì)課堂教學(xué)中的應(yīng)用

在我國(guó)建筑裝飾設(shè)計(jì)教學(xué)中結(jié)合教育歷史，與當(dāng)前的教育實(shí)踐相結(jié)合，努力與現(xiàn)代社會(huì)接軌，各項(xiàng)教學(xué)模式逐漸創(chuàng)新發(fā)展。目前建筑裝飾設(shè)計(jì)教學(xué)開(kāi)展多門(mén)課程，學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程中需要學(xué)習(xí)建模和平面設(shè)計(jì)等相關(guān)知識(shí)，這些知識(shí)是建筑裝飾設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)的重點(diǎn)，作為核心課程，在日常學(xué)習(xí)時(shí)會(huì)隨著學(xué)生知識(shí)儲(chǔ)備的增加難度逐漸增大，知識(shí)從二維層面逐漸向三維過(guò)渡，整體上是向立體化發(fā)展，逐漸構(gòu)善完善的學(xué)習(xí)體系。

在傳統(tǒng)教育模式下，建筑設(shè)計(jì)課程由老師進(jìn)行專業(yè)設(shè)計(jì)，通常為了更直觀地展示，會(huì)利用平面圖片來(lái)展開(kāi)教學(xué)，很多學(xué)生觀看平面圖片不能對(duì)立體的圖示進(jìn)行詳細(xì)解讀，在學(xué)習(xí)立體知識(shí)時(shí)難度比較大。所以當(dāng)前教學(xué)中基于新技術(shù)，可以在教學(xué)中把VR技術(shù)與建筑設(shè)計(jì)裝飾相互結(jié)合，利用此項(xiàng)新技術(shù)展示設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，可以讓學(xué)生更好地理解三維圖示構(gòu)造，制作動(dòng)畫(huà)進(jìn)行裝飾動(dòng)態(tài)演繹，觀看完成后學(xué)生可以自己動(dòng)手設(shè)計(jì)，在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中學(xué)生可以更好地掌握難點(diǎn)問(wèn)題，指導(dǎo)學(xué)生更好更快學(xué)會(huì)知識(shí)，同時(shí)利用知識(shí)解決實(shí)踐問(wèn)題，培養(yǎng)學(xué)生能力。在社會(huì)現(xiàn)代化發(fā)展中，人們的審美需求逐漸改變，建筑裝飾設(shè)計(jì)教學(xué)應(yīng)該與人們的需要相互結(jié)合，教學(xué)中建筑裝飾設(shè)計(jì)教學(xué)應(yīng)該基于VR技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)，在教學(xué)中指導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)更多的知識(shí)，保證課堂教學(xué)質(zhì)量，讓學(xué)生的能力不斷提高，培養(yǎng)專業(yè)人才為學(xué)生后期進(jìn)入社會(huì)打下基礎(chǔ)。在建筑裝飾設(shè)計(jì)教學(xué)中利用VR技術(shù)實(shí)現(xiàn)課堂的靈活轉(zhuǎn)變，讓學(xué)生自身更直觀地了解建筑裝飾設(shè)計(jì)應(yīng)用，同時(shí)學(xué)?？梢岳么隧?xiàng)技術(shù)促進(jìn)教學(xué)工作的開(kāi)展。

VR技術(shù)在建筑裝飾設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)課中的應(yīng)用

建筑裝飾課程教學(xué)中，如果單純通過(guò)圖紙、圖片給學(xué)生講解知識(shí)，學(xué)生學(xué)習(xí)難度比較大，通常情況下學(xué)生不能徹底了解圖紙問(wèn)題，在實(shí)訓(xùn)課中會(huì)出現(xiàn)圖紙反復(fù)修改問(wèn)題。主要是按照傳統(tǒng)的教學(xué)，利用CAD進(jìn)行繪制，建筑設(shè)計(jì)中各項(xiàng)都通過(guò)圖紙展示，很多建筑裝飾的包面比較復(fù)雜，需要對(duì)其立面進(jìn)行分析，在圖紙?jiān)O(shè)計(jì)過(guò)程中相互之間關(guān)聯(lián)性比較強(qiáng)，在利用CAD繪圖時(shí)，設(shè)計(jì)難度比較大，而且學(xué)生自身的能力有一定的局限，因此并不能從整體上保證設(shè)計(jì)出的圖紙的質(zhì)量。

利用VR虛擬技術(shù)對(duì)施工構(gòu)造課程進(jìn)行教學(xué)，學(xué)生學(xué)習(xí)首先需要了解現(xiàn)場(chǎng)整體工作情況，指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行詳細(xì)觀察分析，在學(xué)生基本了解后進(jìn)行深層次知識(shí)學(xué)習(xí)。其次由老師進(jìn)行演示，然后針對(duì)學(xué)生掌握情況進(jìn)行教學(xué)。最后，需要學(xué)生自身進(jìn)行參與，在課程教學(xué)中進(jìn)行實(shí)踐設(shè)計(jì)，讓學(xué)生掌握知識(shí)。但是實(shí)際教學(xué)中授課結(jié)合成本的各項(xiàng)因素綜合考慮，一些建筑設(shè)計(jì)成本比較高的工藝，需要利用較為簡(jiǎn)便的方式進(jìn)行直觀呈現(xiàn)，很多學(xué)生不能切實(shí)地進(jìn)行設(shè)計(jì)操作。此時(shí)利用VR虛擬技術(shù)讓學(xué)生進(jìn)行實(shí)際操作，增加學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握和理解程度，讓學(xué)生在體驗(yàn)中學(xué)會(huì)知識(shí)，增加學(xué)生對(duì)課堂知識(shí)學(xué)習(xí)的熱情，同時(shí)達(dá)到課堂教學(xué)最佳效果。

VR技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

這項(xiàng)技術(shù)正在建筑界逐步發(fā)展，對(duì)于建筑模型本身來(lái)說(shuō)，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)快速并直觀地為我們傳遞著建筑模型的信息。在進(jìn)行建筑模型的構(gòu)建時(shí)，該技術(shù)為我們實(shí)現(xiàn)了兩方面的要求：首先，它做到了參數(shù)化建模;其次，它讓模型在進(jìn)行調(diào)整修建時(shí)，更加地智能便捷。就第一個(gè)層面來(lái)說(shuō)，建筑模型在制作時(shí)，不僅僅是點(diǎn)、線、面的組合那么簡(jiǎn)單，而是各種信息交織在一起，通過(guò)復(fù)雜的重組而得來(lái)的三維立體模型。這種立體的信息組合，也提供給我們更直觀的信息解讀。利用投影關(guān)系，我們可以選擇任何我們想要了解的面進(jìn)行操作，這樣就能夠看到建筑模型的剖面效果。同時(shí)，它還可以根據(jù)模型中的門(mén)窗等預(yù)算出所需要的材料。就模型修改的智能性來(lái)說(shuō)，由于建模的數(shù)據(jù)信息都是相互關(guān)聯(lián)的，我們?cè)趯?duì)其中一個(gè)部分進(jìn)行修改時(shí)，模型的其他部分便會(huì)自動(dòng)地給出相應(yīng)的變化。

VR技術(shù)在建筑遺產(chǎn)保護(hù)中的應(yīng)用

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)除了在建筑設(shè)計(jì)和建筑施工中發(fā)揮作用外，在遺產(chǎn)保護(hù)方面也創(chuàng)造了越來(lái)越多的可能性。通過(guò)VR技術(shù)來(lái)展示建筑遺產(chǎn)，在盡可能地保證了建筑遺產(chǎn)呈現(xiàn)的真實(shí)性的同時(shí)，還有著許多突出的優(yōu)勢(shì)。它能夠減少對(duì)建筑遺產(chǎn)的破壞與傷害，這些破壞可能是自然因素造成的，也可能是人為因素造成的。除此之外，當(dāng)人們不便于長(zhǎng)途跋涉去欣賞美麗的建筑時(shí)，就可以通過(guò)該技術(shù)實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。這也就提高了建筑遺產(chǎn)在人們視野中出現(xiàn)的頻率，對(duì)建筑遺產(chǎn)的保護(hù)與傳承有著極大的好處。

例如：敦煌莫高窟的數(shù)字化呈現(xiàn)為我國(guó)建筑文化遺產(chǎn)的數(shù)字化管理做出了表率。隨著年歲越來(lái)越長(zhǎng)，敦煌莫高窟在風(fēng)沙、地震等自然因素與人們隨意刻畫(huà)等人為因素的雙重作用下，遭受了非常嚴(yán)重的破壞。隨著信息及技術(shù)的高速發(fā)展，數(shù)字化的管理能夠有效防止壁畫(huà)、彩雕等文化遺產(chǎn)繼續(xù)遭受?chē)?yán)重破壞。通過(guò)技術(shù)手段，將壁畫(huà)、彩雕等文化遺產(chǎn)在虛擬環(huán)境中呈現(xiàn)出來(lái)，既便利了人們的觀賞，又避免了敦煌莫高窟持續(xù)受到傷害。

VR技術(shù)在建筑施工中的應(yīng)用

這項(xiàng)技術(shù)不僅在建筑設(shè)計(jì)方面起到非常重要的作用，在建筑施工方面也做出了重要貢獻(xiàn)。利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以模擬出施工現(xiàn)場(chǎng)的操作順序與步驟，讓管理人員更加直觀地進(jìn)行監(jiān)督指導(dǎo)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題，確保施工現(xiàn)場(chǎng)一切正常。VR技術(shù)讓施工過(guò)程更加細(xì)微地出現(xiàn)在人們眼前，這讓操作人員們?cè)谑┕で熬蛯?duì)場(chǎng)地有了一定的了解認(rèn)知，提高施工效率。人們?cè)谥蒙碛谑┕がF(xiàn)場(chǎng)之時(shí)，更能夠體會(huì)到安全對(duì)我們的重要性，更能夠警惕危險(xiǎn)的發(fā)生。同時(shí)，我們還可以利用VR對(duì)建筑構(gòu)件進(jìn)行測(cè)試，更加確保安全性。

上海有間科技VR旗下的工地VR安全體驗(yàn)館，該體驗(yàn)館就做到了讓人們真正地身臨其境，模擬了在施工過(guò)程中可能發(fā)生的安全事故及應(yīng)對(duì)措施，跳脫了從前說(shuō)教式的安全教育，用更加鮮活的方式讓工地安全問(wèn)題深入人心。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，VR技術(shù)對(duì)于推動(dòng)建筑行業(yè)的發(fā)展有著舉足輕重的作用，在時(shí)代的進(jìn)步與發(fā)展下，能否把握新技術(shù)、新手段，發(fā)展創(chuàng)新思維，讓建筑行業(yè)與信息技術(shù)的發(fā)展接軌是對(duì)于我們的考驗(yàn)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在建筑行業(yè)的應(yīng)用雖然尚未完全成熟，但從其對(duì)于建筑設(shè)計(jì)、建筑施工以及建筑遺產(chǎn)保護(hù)等方面的突出貢獻(xiàn)來(lái)看，其在建筑行業(yè)的應(yīng)用與發(fā)展必然有可期的未來(lái)！

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