虚拟现实技术在房屋规划设计中的应用研究

2020-03-05严祥强

工程与建设 2020年4期

严祥强

(山东星空地产集团有限公司,山东济南 250101)

0 引言

从最近几年实际情况看，我国建筑业取得迅猛发展，越来越多全新的建筑设计思想被人们所利用，其中虚拟现实技术就是比较有代表性的。合理开发利用虚拟现实技术是我国经济发展和文化进步的根本推动力，其通过将多样化的数据软件有效地应用到房屋规划设计当中，一方面提升了设计人员的创作水平，同时也使得整个设计效率更快。虚拟现实技术也正朝着大众化方向不断发展，要保证所有设计人员都能够合理利用。

1 虚拟现实技术

1.1 虚拟现实技术

VR被人们称为虚拟现实，VR技术是一种综合性较强的计算机系统，将人工多媒体感知技术等综合性技术集成在一起，通过计算模拟仿真系统，进而为用户创造出一个能够在视觉、听觉、触觉与模拟环境进行有效交流与活动的虚拟世界。VR虚拟世界能够将用户与虚拟世界有效联系在一起，让用户能够在虚拟世界当中有一种身临其境的感觉，用户在虚拟世界当中能够休闲娱乐，同时也可以进行参观设计。

1.2 虚拟现实技术分类

从虚拟现实系统的分类上来看，其主要可以概括为以下几种：

(1)桌面虚拟现实：这种VR技术是将PC电脑平台作为自身基础，将计算机屏幕作为主要模拟输出界面的模拟现实虚拟平台，这种系统的成本比较低，同时也不会让人们产生沉溺感。

(2)沉浸式虚拟现实：对于这类虚拟现实系统，用户在应用过程中使用VR头戴显示器，这能够让用户形成一个封闭式的感觉，进而形成一个虚拟视觉。该系统在进入到21世纪后呈现出了不断快速发展的趋势，各类型配套硬件例如视听嗅传感器、头盔显示器等都在井喷式发展。在该系统当中，用户能够在虚拟世界当中最大限度地体验互动感与沉浸感，其也是今后一段时间VR系统的一个主要发展方向。

(3)分布式虚拟现实：充分利用互联网将世界各地的虚拟世界联系在一起，构成一个共享的虚拟世界。该系统能够令实践设计系统朝着多元化与共享化的方向不断发展。

2 虚拟现实技术在房屋规划设计中应用时的不足

2.1 条件性障碍

无论科学技术如何发展，由VR技术创造出来的虚拟世界的真实程度与人们所处真实世界相比，总是存在着或多或少差距，这也使虚拟世界无法提供给人们一个如同身处在真实世界环境当中所具有的全部客观刺激，例如视觉刺激、听觉刺激、触觉刺激、嗅觉刺激、运动刺激等，也就无法真正地达到像真实世界那样的程度。这是VR技术应用过程当中，人机交互界面障碍依然存在的一个最为本质的原因。

2.2 生理性障碍

在应用VR虚拟规划设计平台过程中所营造出来的虚拟世界中进行运动时，由于视觉与听觉之间存在着不一致情况，因此设计人员在房屋规划设计过程当中容易产生眩晕、恶心等运动病症状。这种情况虽然不会对规划设计人员产生比较大的身体伤害，但是对于一般的房屋规划设计人员来说，运动病症状将会导致他们对于整个VR虚拟规划设计平台产生一定的恐惧情绪，甚至会影响他们利用VR系统进行设计的积极性。另外，虚拟现实系统中的的仿真危险性操作，并不会导致设计人员出现真的损失，但这种情况也可能会导致受训练的设计人员产生一种错误的安全感觉。

2.3 适应性障碍

在最开始应用VR虚拟设计平台过程当中，由于设计人员可能对该技术并没有一个充分的了解，因此需要一段适应过程。例如，在VR世界当中所采取的运动和旋转控制命令必然会导致控制产生增益的问题，高增益应当对应高的控制效率，而低增益应当对应较低的控制效率，因此操作者必须通过一系列的有效训练来掌握不同增益条件下的合理控制方法。从这个角度来说，在真实世界当中进行设计例如驾驶汽车等，同样存在着一定的障碍问题，用汽车与世界交互同样不如用自己的双脚与世界进行交互显得更加自然，适应的程度也会明显提高。

2.4 社会性障碍

从人类自身的角度来说，其社会性决定了社会活动以及社会交往对自身不断发展所起到的关键作用，这种社会活动和交往在一些情况下必须是不同人之间在真实世界中面对面进行交谈，而通过计算机参与社会活动和交往，即使模拟出来的虚拟世界再逼真，所起到的效果也并不是十分理想。例如，在如今技术条件下，我们仅需要通过一些聊天软件就能够与朋友维系友情，但是这与传统不定期探访相比效果则仍要差很多。随着计算机辅助设计技术不断发展，很多十分先进的交往手段相继出现，这也使得我们在对这个问题的看法也变得更加明确，越来越有理性。虚拟交往并不能完全代替直接交往，长时间操作计算机将会导致设计人员自身社会交往能力呈现出不断下降趋势。应当警惕的一点是，我们培养出来的下一代可能只会面对着冰冷的机器，并通过它来接触整个世界。

3 虚拟现实技术在房屋规划设计中的应用研究

3.1 注重与其他资源的关联

VR虚拟设计平台是为了方便设计人员设计的资源。其中VR虚拟技术则是其中的核心资源，也是VR虚拟设计平台的重要组成部分。VR技术与其他资源有机结合在一起组成比较良好的房屋规划设计资源结构，能够方便设计人员进行设计。笔者认为，VR技术应用应当保证在10分钟之内，让设计人员在短时内理解所需要设计的内容，在应用VR内容的过程中要做到内容简单、明了，缩短单个VR内容的实践，因此设计人员在利用VR虚拟内容进行房屋规划设计的过程中，应当分析VR技术内容当中所使用的规划设计资源是否与VR技术之外的其他规划设计资源存在重复现象。例如在设计过程中，可能业主已经向设计人员展示了PPT内容，那么在应用VR技术过程中就不应当再次地嵌入PPT，防止资源出现浪费情况。在应用理论性知识的过程中可以仅仅呈现具体的讲解，而去除讲解者和设计环境因素，从而降低这些因素对设计人员设计的干扰，不断提高设计人员们的设计效率，也可以有选择而减少摄像机的使用，不但降低了物质资源消耗，同时也能够保证呈现出的设计内容更加直接，保证VR技术在设计和使用的过程中能够更加便捷。

3.2 交互性与沉浸感的带入

我们一般所指的虚拟现实是一个统称，按照表现主体与制作方向的差异性，在房屋规设计中应用的虚拟现实大致可以分为三大类，即室外虚拟现实、室内虚拟现实以及环境规划虚拟现实。对于虚拟世界而言，其最为典型的一个特征就是具有着良好交互性，而这一要求也与建筑规划设计的需要形成了良好契合。

虚拟漫游系统当中应当包含以下几个方面的内容。首先从访问者角度上来说，可以随意选择自身所需要观察的景点和参观路线，并通过鼠标与键盘能够实现视角改变，同时在虚拟现实当中还应当配有专业解说。其次，访问者可以像在真实一样进行动态行为，例如推门、移动物品等。在系统当中应当具有比较理想的力学性质，例如对碰撞进行有效检验，防止穿墙而过这种与实际情况大相径庭问题的出现。最后一个方面就是系统应当允许多用户对整个系统进行操作，同时保证自身具有着较为理想的扩展性。