虚拟现实技术在建筑空间效果展示中的运用

摘 要：建筑学自诞生以来就是用图纸来表达，从方案设计图，到效果图，到施工图，从来都是用图纸的形式表达立体的建筑。随着几百年来的发展，这些图纸从手绘的方式到现在的电脑绘制，SketchUp模型，Photoshop和渲染的效果图，以及CAD的建筑施工图。但是在建筑的空间展示方面，图纸所表达的方式始终无法给人直观鲜明的效果体验。借鉴于网购商业模式中所提出的使用虚拟现实技术来展示衣服等商品的穿戴效果。随着计算机技术的飞速发展，虚拟现实技术会取代图纸表示的形式，用于建筑空间的效果展示，并给人以十分接近于真实的空间感受。

关键词：建筑空间；效果展示；虚拟现实技术

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.19.190

1 引言

网购的商业模式凭借其成本低，价格低，方便顾客为优势，成为当今人们不可或缺的购物方式。但是在购买衣服，鞋子等商品时，往往会遇到大小、风格是否合适的问题呢。因为购买了不合适的衣物从而导致的退货等问题，也让网购的商业模式遇到了瓶颈。但是，前段时间提出的用虚拟现实技术来展示衣服鞋子的效果，从而进可能地帮助顾客购买想要的商品。而建筑设计的空间展示与衣物的效果展示有着十分相似之处。光靠想象建筑空间的建成效果往往会产生不少的偏差，只有真正置身其中，才能体会建筑空间的奇妙。随着虚拟现实技术地不断发展和运用，建筑空间的效果展示或许会全面进入虚拟现实效果展示时代。

2 建筑空间效果展示的现状

（1）由图纸来表达设计效果。起源于国外的建筑学是一门极为特殊的综合性学科。建筑师们往往既具有过人的审美素养与创造艺术能力，又有缜密的逻辑与数理思维能力。关于建筑学的争论，自古以来从没有停止过。单从流派上来说欧洲有奢华的欧式建筑；美洲有舒适的田园小居；日本有道法自然的神社和枯山水；在中国，也有辉煌的宫殿建筑和复古的四合院。而从建筑设计的出发点来说，形式优先还是功能为主的问题也是争论纷纷。不过，在建筑学中有一点从古至今都没有变过，那就是用图说话。再好的设计也得用设计图来表示。在各大小招投标竞赛中，各个设计院的建设设计师用总平面图，效果图等图纸的形式来向各位评委去展示他们的设计作品。自土木建筑诞生以来，无论是古时候宫殿的建造，或者是当下高层建筑的设计，这种方式一直沿用至今，千年不变。

（2）由图纸来表达设计效果存在的不足。平面的设计图纸终究难以与立体的建筑实体相匹对。在招投标竞赛中，各位评委们只能根据图纸所带给自己的感觉来想象该方案的空间设计效果。虽然设计师们也会通过做模型等方式尽可能去介绍自己的方案，但缩小比例的模型效果与建成后的建筑实体还是有较大的差别，尤其是在局部空间的感受上。这也常常造成各个设计院辛苦设计1个月的方案，因为没有表达好方案亮点或者没有传递给评委良好的空间设计感觉，在评委仅仅几秒钟的评审之后，就被淘汰了。

（3）小结。或许不是设计能力的缺乏，而是图纸表达上的羸弱。这伴随了建筑学上百年。建筑带给人们的感受不是效果图的美轮美奂，更不是在二维图纸上幻想三维的实体，而是整体的空间感受。这也导致了建筑学发展的制约，也让许多建筑学的学生迷惘，因为学生们做的大多数都是“纸上建筑”，难以体会自己作品的空间奥妙。

3 虚拟现实技术的出现

（1）虚拟现实技术的简介。虚拟现实（简称VR），也称作灵境。它是一种综合计算机图形技术、实时计算技术、人工智能、仿真技术等多种学科的计算机领域最新技术。从本质上来说，虚拟现实给用户同时提供诸如视觉、听觉、触觉等各种自然的实时感知交互手段。虚拟现实的定义可以归纳如下：虚拟现实是利用计算机生成的一种模拟环境（如飞机驾驶舱、操作现场等），通过多种传感设备使用户置身到该环境中，从而实现用户与该环境直接进行自然交互的技术。近年来，随着计算机技术和理论的飞速发展，这使实现虚拟现实的应用成為可能。并且不论是在商业性，还是在实用性以及技术创新上都富有巨大的潜力。

（2）虚拟现实技术在建筑空间效果展示中的运用。在建筑设计效果展示方面，虚拟现实技术以其难以媲美的效果展示特点吸引着许多人们的关注。相似于网购中将衣服、鞋子穿在顾客的身上，虚拟现实技术将人们置身于虚拟的建筑内部。主要是通过呈现3D的视觉体验，来感受设计建筑中各个方位特殊的内部空间体验。内部空间的安排在建筑设计中是相当重要的一个环节，也往往是设计师们所费精力最多的地方。而在内部空间的效果展示上，目前仅仅只有效果图展示和视频环绕四周的方式。两种展示方式就像买衣服的顾客只能想象衣服穿在身上的效果，而无法感受到设计的真实效果。但是虚拟现实技术就很好地解决这类问题。

（3）虚拟现实技术在建筑空间效果展示的运用中所遇到的问题。即便虚拟现实技术在建筑设计展示方面有着前所未有的迷人效果，但目前的运用上还存在着许多的问题。

1）技术成本。效果图的渲染是平面填充的方式，而虚拟空间需要用到三维重构的技术。而且，虚拟现实需要构建场景模型。场景模型构建质量的好坏将直接影响整个虚拟现实系统的立体显示效果。虚拟现实的三维技术还需要计算机强大的运算能力。将虚拟现实技术运用于建筑的效果展示方面，这对于未来的计算机或者说是CPU是一种考验。因此，相比于效果图的渲染成本，构建内部虚拟空间所用的成本不属于同一个量级。

2）算法要求。架构虚拟现实的算法会直接影响生成的虚拟空间的真实性。因此，架构算法也是实现环节中的重要一部分。并且如今，建筑师们以CAD，3D MAX，SketchUp等软件作为基本功。为了保证继承性与兼容性，架构算法最好是基于这些基本软件进行架构。

4 结论

虽然虚拟现实技术仍然存在许多棘手的问题，但在这科学技术飞速发展的21世纪，虚拟现实技术总会在未来的某一天取代建筑设计中效果图的展示方式，带给评论人或用户最真实的空间设计感受。建筑学自古以来的“特色”也会从此改变。将虚拟现实技术用于建筑设计，这已经变成了不可避免的趋势。

参考文献：

[1]张树禄.基于二维建筑图形构建三维虚拟场景的设计与实现[J].电子科技大学，2011（12）.

[2]罗杰.面向建筑的虚拟漫游系统研究与实现[J].大庆石油学院，2002（03）.

[3]章立.虚拟现实技术在建筑遗产保护中的应用研究[J].江南大学，2009（06）.

作者简介：林超豪（1995-），男，浙江温州人，本科。