建筑工程多媒体仿真环境设计技术研究

建筑工程多媒体仿真环境设计技术研究

贾海钰、李鑫、许天成

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摘要：传统数字仿真技术的方法、概念、系统比较单一，也需要重构。 多媒体模拟系统是指使用不同的媒体形态描述各种性质的模型信息，其模拟模型可以充分反映系统的外在表现形态，揭示其内在运动规律。 在仿真运行过程中，可以展示定量、定性系统的动态变化过程。 多媒体仿真系统软件设计的重要环节在于技术的应用，为了确保媒体表现、形态模式、行为模式的一致性，建立仿真系统的动态多媒体表现模型。 因此，在应用多媒体仿真样机系统的设计过程中，可以将建筑建设模型、动态传真演示机、结构力学的分析器融为一体，选择具有可行性的设计方案。

关键词:建筑工程； 多媒体模拟环境； 设计技术

引言

1建筑工程多媒体体环境设计的新特点

关键词：建筑工程;多媒体仿真环境;设计技术

引言

多媒体模拟技术是近几年发展兴起的一种新型模拟技术通常所谓的虚拟现实技术是多媒体模拟技术的一种 目前，由于技术上的一些原因，多媒体模拟用于复杂系统还不够，该技术多用于虚拟实验、课件等教育软件的开发方面和三维虚拟环境等娱乐项目。

1建筑工程多媒体体环境设计的全新特征

仿真环境相比，建筑工程的多媒体仿真和核心技术有明显的优势，主要有: 传统的模拟对象是建模，而支持建筑实体的模拟对象是多种媒体； 在模拟机制下，建筑实体的模拟对象具有固有性、虚拟等媒体特征，形成自动生成的运动方程式； 支持建筑工程模拟系统，集可进行科学实验纠正、交互式控制实验等的管理、查询、操作等功能于一体，支持模拟数据的处理等。 建筑工程仿真还需要工程数据场三维显示技术、曲面空间数据场静态四维技术、动态显示与控制四维技术、媒体对象集成处理技术等核心支撑技术。

2现在建筑设计面临的问题

2.1建筑模型展现效果不理想

至今为止，建筑设计常常采用二维平面图或三维图为主，这些图只能固定路径或视角的展示，很难清晰完整地表达设计者的理念，也容易造成信息遗漏，从而导致了效果和预期不符。

2.2数据结构化存储难

设计阶段，工程相关数据及资料庞大而繁杂。BIM模型作为信息载体，包含了几何信息、属性信息数据。由于涉及大量空间几何与数学领域的三维建模技术，导致汇集大量专业的数据信息，相应的BIM模型很大，对硬件性能与网络环境要求较高。当前我国建筑行业中，建筑信息模型都以文件形式存储，效率低，不利于行业应用软件对信息数据的管理应用。

2.3建筑设计评价体系不完善

建筑设计现在主要由有专业背景的建筑设计师为主，而使用者在建筑设计中的参与度明显不足。对于使用者而言，能够获取的建筑信息十分有限，存在现实与图纸不对称的情况。对于现在如果能将BIM与VＲ技术相结合，在人机互动上完成虚拟漫游，就能增加设计的灵活性，使技术人员和使用者能更好地协调，大大提高了传统BIM模式的可视化，因此二者的结合对于未来的设计行业意义非凡。

2.4信息规范共享难

建筑工程的设计工作不仅是提供图纸与模型，更是工程信息的建立过程。目前多个专业之间信息传输多依赖共享文件与即时通信工具，经常出现数据不准确、版本混乱的现象。而且在设计迭代过程中，缺乏对标准、模型、族库的规划和管理，存在许多无效设计与重复工作。

2.5缺少数据信息协同与交互

传统BIM技术的设计优势是协同设计，其中数据信息的交互是其中最重要的部分，但是就现阶段而言，设计阶段只有设计者参与进来，其他工作人员很难参与设计。一个项目需要不同专业背景的人进行协调，然而由于过程的处理，施工者可能对信息理解偏差，进而导致整个项目与预期不符。

3虚拟现实技术在建筑设计中的应用

用虚拟现实技术建立三维建筑模型，从而建立真实度高的模拟环境，用计算机技术模拟现实世界。 在模拟环境中，除了三维场景以外，还有立体音、模拟光线。 通过对周围环境的实际恢复，建筑参与者可以了解施工现场，有效排除建筑操作中的安全隐患。 面对复杂的建筑地形，设计师传统的几何平面、灰度图像模型抽象晦涩，增加了设计师和其他建筑参与者的工作难度。 虚拟现实技术的沉浸性简化了建筑模型的三维建模，根据现实建筑的实际尺寸和画面比例调整建筑整体的外部结构，细化内外装饰，增加内部的其他结构。 例如房屋建筑的墙壁、门窗、阳台、桥梁建筑的桩基、承台、墩柱、盖梁、基石、挡块、桥梁、道路建筑的路基、道路地面、路面、水利电力建筑的水工建筑物、隔水建筑物、泄水建筑物等。 对建筑物的供暖系统、排水系统、照明设备等制定合理的方案，科学规划布局。 设计者利用计算机系统计算设计方案，通过图像、照明、声音的组合呈现与现实世界相同的虚拟模拟场景。 为了有效提高虚拟仿真场景的真实感，利用虚拟现实技术设置了模型光源，使用户仿佛置身于现实世界，颜色逼真、光线柔和、声音立体，虚拟现实技术提高了建筑模型的精度。 虽然设计师可以从不同的角度缩放图形以表示建筑设计的细节，但这降低了模型的真实感。 另外，通过将虚拟现实技术应用于建筑设计，创建虚拟模拟场景，建筑参与者可以直观地了解建筑的细节。

4BIM技术中的微环境模拟

通过AI与BIM图像建模对真实日照遮挡进行图像收集，用图像仿真技术将真实的日照建筑构件遮挡对应关系全面清晰呈现，日照将以多种可视化和非动态方式展示呈现出来，所以无论时间上和地点上的日照遮挡关系都一样可以清晰真实呈现，根据国家标准对日照相关建筑构件尺寸进行建筑尺寸优化设计。BIM空气技术中心可以对整个建筑周围的自然气流以及环境信息进行数据收集，进行建筑通风数据模拟对建筑风速、风向、空气污染扩散情况等收集数据等并进行各种功能上的需求分析设计。对于室内噪声污染从建筑设计阶段就开始应该定期进行人声噪音影响分析，尽量做到降低人声噪音对室内环境的直接影响。

5SIMUWHIS系统的主要功能模块应用

SIMUWHIS系统的基础模块是仿真建模器，具有重要的仿真作用，仿真建模器有两个系统仿真对象。 通过在抽象的数理逻辑空间和图像的媒体表示空间中具有塔、风荷载等建模，可以构建数理逻辑空间和媒体表示空间之间的映射关系。 为了从根本上保证仿真过程的正确性，必须确保对象的仿真模型。 因此，仿真建模器在系统的运行中起着重要的作用。 风振响应分析器作为SIMUWHIS系统内部的核心部分，主要在于建立模拟运行的数理定律，确保计算模拟运行数据的准确性。 SIMUWHIS系统静动力分析器利用使用仿真建模器构建的模型数据，输出仿真结果数据，为仿真演示者提供足够的数据。 因此，风振响应分析器可以与模拟建模器连接。 SIMUWHIS系统的静动力分析器的主要功能是通过等效的静力风荷载作用，求取塔系构件的静力响应，获取数据后，不仅可以为塔构构件结构设计的选择提供充分的依据，还可以为该系统初期阶段的校准工具提供最初的原始数据 客户可以测试本系统，测量其中的结构输入采用脉动风荷载方式，通过分析塔架在随机荷载作用力状态下的速度、位移、加速度等，求出相应塔架结构的运动轨迹。

结束语

a技术是一种直观的、区别于传统枯燥数字的模拟方式，如果解决了建模问题和多媒体处理等关键技术，将成为未来模拟技术发展的重要方向。

参考文献

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