VR技术在城市建筑环境设计中的应用研究

VR技术在城市建筑环境设计中的应用研究

李立华

天津瑞雅房地产开发有限公司 天津市 300000

摘要：伴随着科技的进步，人们的生活方式和习惯发生了巨大改变。主要表现在建筑环境设计领域的不断革新，建筑环境设计是近年来出现的新行业，同时也是建筑行业发展的一大亮点，其设计成果的好坏与否很大程度上影响着人们的生活空间。VR技术为主的先进高端技术被广泛应用到各个行业的各个领域之中，尤其是在城市建筑领域，其应用范围仍在持续扩大。设计者通过VR技术可有效提升建筑环境设计的效果，让建筑设计可通过高度模拟仿真的数字化环境生成，给人们以视觉、听觉和触觉上的良好体验。

关键词：VR技术；城市建筑环境设计；三维建筑模型

引言

伴随着我国建筑领域的快速发展，当前全新的智能化设计理念应运而生，建筑设计人员的设计水平和效率均得到明显提升，而人们对建筑设计的要求也越来越多元化、复杂化，尤其是VR技术在建筑环境设计中的应用，为建筑物的使用者提供了更多良好的服务和体验。VR技术将设计者设计的建筑模型以一种三维立体的形式呈现出来，可以帮助设计者快速精准地查找问题，以便及时进行纠正和优化，从而有效弥补原来二维平面工程图设计的缺陷，提高建筑设计工作的实效性和功能性。

1VR技术概述及其在城市建筑环境设计中的作用

所谓VR技术指的就是虚拟现实技术，通过VR技术，相关人员可针对每个阶段中城市环境的规划进行有效分析和设计。VR技术可详细描绘人们现实生活中的景象和未来城市样貌，利用VR技术可构建出未来城市生活的美丽蓝图，这对于提升人们生活环境质量、促进城市发展可以起到积极的促进作用。当前，我国城市人口数量快速增长，城市经济也要适应发展节奏，这使得城市管理者对未来城市的发展需求更为迫切，作为城市管理的“大臣”，他们对城市未来的发展必然会有长远规划。而通过利用VR技术，相关人员可从各个角度对城市开展全面的环境设计，促使城市能够在建筑、交通、人口和环境等各个方面形成更为科学合理的预备分配方案，继而推动城市未来健康持续发展。

2我国建筑环境设计存在的问题

2.1设计生硬、缺乏参与活力

许多建筑外部环境缺乏必要的活动空间和公共设施，都需要满足成就感和虚荣心，科技的迅速进步与人性的缓慢变化之间的不和谐越来越明显。缺乏感情，缺乏生活中的味道，而与此同时使用者却很难找到能够休憩、交流的场所。

2.2景观设计内容单调，缺乏层次感

许多建筑物的外部环境设计主要基于大量的刚性路面，其中有许多人行道和树木花草点缀其中，形成环境景观。但是这些景观设计内容单调，缺乏层次感，空间层次单一，经常给人一种“大而空”的感觉。在建筑环境设计时忽视空间变换的设计，既没有节奏变化，又缺乏层次感和时序感，有些建筑环境设计甚至缺乏协调与连续转换，缺少不同空间的过渡语言。使身处其中的人只能感觉到单一的空间体验，有种空旷感觉。例如在市中心区的部分建筑环境设计更是非常单调，这是由于土地开发商片面追求商业价值导致的，环境设计导致混乱的设施功能，室外广场设计成停车场，只在边界和一些绿色植物的角落位置，设计缺乏层次，绿化率严重不足。这导致了公共空间绿化的没有连续性，没有形成良好的景观效果。

3VR技术在城市建筑环境设计中的具体应用

3.1VR技术应用的配套设施

VR技术当中的全景技术、网络3D互动技术等都需要相应的软硬件系统作为支撑，VR技术应用在建筑设计上主要依赖于传感手套、三维立体声频装置、头盔显示器、三维立体显示系统等硬件装置，这些硬件装置组合起来才能让体验者感受到仿真虚拟的建筑环境[4]。VR技术由功能型编程软件、三维建模软件、模型驱动系统等软件组成，设计者将设计建筑的工程信息、设计参数录入三维建模软件中，软件便能根据数据构成建筑模型和数据库。设计者对模型驱动系统发送操作指令，则可优化调整建模信息，实时显示建筑设计方案，以便跟进并随时调整模型参数。设计者利用功能型编程软件支配其他应用软件，可促使VR技术中的模型、场景、灯光和声音等实现随时转化。三维立体模型对设计结构、细节和理念等可直观呈现，模型的交付标准、各专业数据库的构建等对于VR技术软件系统的稳定性要求极高。

3.2构建三维虚拟仿真空间应用

VR技术构建立体虚拟仿真空间，首先需要采集建筑物的有关信息，如建筑平面图、立面图和剖面图，将建筑物的各角度效果以图像展现，形成建筑空间关系及参照物。通过资料的收集，借助建筑软件设计三维模型，在建模时要以满足设计要求为第一前提，在细节上无需过于严苛，尽量减少模型需求的点段数。同时，在视觉设计上也无需强求精度，避免过于追求一些重要性较低的程序而使工作效率降低。在这一过程中，可以借助BIM技术（建筑信息模型技术）构建相应的信息模型，将相应建筑环境的具体框架构建出来，呈现在用户面前，实现相应建筑环境设计的可视性、协调性和优化性。在建筑工程项目开展之初，借助相应信息模型对工程数据源进行建设，采集相应建筑环境中的所有数据信息，进行统筹管理。在工程实践中，相关参与者能够共同使用一个工程数据源，保证数据信息完全统一。相关建筑信息模型涵盖了项目全部的信息，且相关信息都能够随时获取，这有助于实现信息的有效共享，促进项目实施进度不断加快，解决信息不对称和信息孤岛问题。BIM技术和VR技术的整合以及在建筑环境中应用能够促进建筑工程工作效率显著提升，在统一集成平台中实现数据信息的协同办公，相关参与者可以在同一个平台中开展设计优化等工作。且通过VR技术构建三维建筑模型，相应虚拟数据和现实世界中的建筑环境交互，可以防止在设计操作中出现重复问题，促进设计方案有效落实，及时发现问题，以便及时进行调整优化。

3.3进行互动优化设计和方案优选将

VR技术应用在城市建筑设计中，可以让设计具有原来所不具备的互动性，设计者可借助VR技术所拥有的交互性，利用计算机系统软件的优势，并综合自然条件、经济条件和社会背景因素，依据不同需求设计多种建筑方案，通过合理调整各个方案的有关信息数据，针对某些特定或局部部位予以修改，并将前后修改方案展开对比，优选出最佳匹配的方案。设计者可通过在模型中输入具体的建筑环境设计的重要参数搭建起相应的三维立体建筑环境模型，通过模型中的算法应用对相关数据进行计算，及时发现其中出现的问题，对相应内容进行优化设计，确保存在冲突的地方能够及时被解决，促进模型优化，奠定工程施工基础。而且，在深化设计的过程中，VR技术可在很大程度上减少设计中的冲突问题，使设计更为科学化。

结束语

通过VR技术的投入应用，所有建筑参与人员都可体验建筑仿真场景，这对于提升建筑环境设计品质、优化设计过程、控制设计成本、呈现设计效果等都有着重要的意义。尽管当前VR技术在建筑设计中的应用还存在诸多不足有待改进，但相信凭借不断的实践探索，通过进一步提高VR技术的软硬件功能，扩大其在建筑领域的应用范围，定能推动VR技术在城市建筑领域更好发展。

参考文献

[1]李婷婷.VR技术在建筑设计过程中的应用研究[J].商品与质量,2017(33):42.

[2]丁婧.解析虚拟现实技术在建筑设计中的应用[J].建筑工程技术与设计,2018(20):970.

[3]梁智杰,梁照.虚拟现实技术在城市规划中的应用研究[J].电脑知识与技术,2014(1):391-396,398.

[4]苏志远.虚拟现实技术在城市规划设计中的运用[J].建筑工程技术与设计,2018(6):30.