基于虚拟现实技术的建筑空间体验分析及设计

基于虚拟现实技术的建筑空间体验分析及设计

李晓雯

合肥工业大学设计院（集团）有限公司

摘要：随着科技的不断进步，虚拟现实技术在建筑设计领域的应用逐渐受到重视。本文探讨了虚拟现实技术在建筑设计中的作用以及其在建筑设计全过程中的应用。首先，介绍了虚拟现实技术在建筑方案推敲和建筑施工模拟方面的应用，强调了其在设计过程中提升效率和准确性的优势。随后，详细讨论了虚拟现实技术在建筑设计全过程中的应用，包括前期准备、模型建立以及模型动画输出等阶段，阐述了每个阶段的重要性和具体应用方式。最后，探究了虚拟现实技术对于建筑空间时间引入的影响，分析了其对于用户体验和设计创新的促进作用。通过本文的研究，可以更好地理解虚拟现实技术在建筑设计中的价值和潜力，为未来的设计实践提供有益的启示。

关键词：虚拟现实技术；建筑设计；空间体验；时间引入

引言：

建筑设计是一个复杂而富有挑战性的过程，它涉及到多个因素的综合考量，包括空间布局、结构形式、功能需求等。在传统的建筑设计中，设计师通常需要依靠平面图、立面图等二维工具来展现设计构想，这限制了设计师对于设计空间的全面理解和表达。然而，随着虚拟现实技术的发展，建筑设计领域也迎来了新的机遇与挑战。虚拟现实技术以其逼真的场景模拟和交互性，为建筑设计师提供了全新的设计手段和视角，使他们能够更加深入地感知和探索设计空间。本文将重点探讨基于虚拟现实技术的建筑空间体验分析及设计，旨在揭示虚拟现实技术在建筑设计中的作用和应用，并探讨其对于建筑空间时间引入的影响。

1. 建筑虚拟现实技术在建筑设计中的作用

建筑虚拟现实技术的应用为建筑设计带来了革命性的变革。通过创造虚拟世界，设计师能够以前所未有的方式探索和呈现设计方案，从而在建筑设计的不同阶段中发挥重要作用。

1.1 建筑方案的推敲

相较于之前建筑师仅仅致力于规划建筑平面的推敲，三维、动画的表现方式给建筑师们打开了另外一个美妙的世界，仅仅停留在二维平面的设计，很多宏观空间的控制、建筑体量的把握、细节尺寸的处理.......都是让建筑师们头疼苦恼的问题，大型的城市设计，较大规模的居住区设计等，对于宏观尺度的把握就尤为重要，例如一个居住区，它的功能繁多，居住为主体，但教育医疗、文化娱乐、体育锻炼、交通出行、园林绿化等功能区也要环绕居住中心，根据人的需要，合理布置；当局限的采用二维空间权衡时，往往会对各个功能的体量，建筑的间距，景观的分布，居住者的习惯性行为考虑的不够全面；一个公共建筑的单体，内部空间丰富，功能复杂，通过单纯的立面、剖面很难让建筑师深刻体会到其流线的合理与否、室内空间的体量大小、细部尺寸的微观感受以及材料使用的质感......而虚拟现实技术让建筑师置身在自己所设计的居住区里，漫步在自己所设计的公共建筑空间内,仿佛是在已经建造完成的建筑群落里徜徉，这种虚拟空间会让建筑师很快发现设计中的不合理或者考虑不全面的地方，加以推敲更正，避免了很多建造之后再产生问题的情况，优化的建筑方案，也让城市变得更加美好。

1.2建筑方案的展示和沟通

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。而很多客户并不是专业人士，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，对于众多客户来说，无法与建筑师感同身受，也就无法很好地体会和理解建筑师的设计理念和设计意图，往往会错失很多很好的建筑方案，但是虚拟现实技术就很好地解决这类问题，让客户全方位、立体式地了解并感受建筑师设计的方案空间，可以达到更顺畅的沟通效果，顺利快速推进项目的进程。

1.3 建筑施工模拟

虚拟现实技术可以将建筑设计不同专业：包括建筑、结构、设备等图纸综合建模，直观形象地了解不同专业之间的设计关系，特别是设备管线图纸，可以很好地避免管线打架，有效控制管线走向合理，现场标高满足安装等等要求。建筑工地是一个高风险场所，存在诸多的危险因素，虚拟现实技术还可以将建筑施工过程以三维立体的形式展示出来，进行模拟操作，尽量减少危险的产生。

2. 建筑虚拟现实技术在建筑设计中的全过程应用

2.1 前期准备

前期准备是建筑虚拟现实技术应用过程中的关键一步。它为后续的模型建立和动画输出奠定了基础。[1]（1）设计团队需要搜集并整理各类设计所需数据，如建筑平面图、立面图、施工图等。这些数据是构建虚拟模型的基础，其准确性和完整性直接影响着后续模拟效果的真实性。（2）选择适用的虚拟现实技术工具和软件、硬件设备也至关重要，确保它们能够充分满足设计需求。

[2]良好的前期准备有助于提高后续建模的效率和质量，为建筑虚拟现实的应用奠定坚实基础。

2.2 模型建立

基于前期准备的数据，设计师将设计理念和想法转化为具体的三维模型。这需要对建筑元素进行精确建模，并为其添加适当的材质贴图以及光照效果，以增加模型的真实感和逼真度。在模型建立过程中，设计师还可以进行细节的调整和优化，以保证模型与设计意图的一致性。通过模型建立，设计师能够在虚拟环境中创造出一个可视化的设计空间，为后续的模型动画输出做好准备。

2.3 模型动画输出

模型动画作为建筑虚拟现实技术的重要应用，具有丰富多样的展示形式，为设计师和利益相关者提供了更全面、生动的建筑空间体验。在完成了模型的建立之后，设计师可以充分利用虚拟现实技术，将设计空间以动态的方式进行模型动画输出，从而为用户创造出身临其境的视觉和感官体验。

模型动画的展示形式多种多样，其中最常见的是漫游。通过漫游模式，用户可以在虚拟环境中自由地探索建筑空间，仿佛置身其中。设计师可以设置不同的观察点和路径，使用户能够全方位地了解空间的布局、比例关系以及各种设计细节。漫游模式下，用户可以自主选择视角，实时调整视点，深入感受空间的各个角落，使体验更加丰富和真实。[3]

另一种常见的模型动画形式是交互式操作。通过交互式操作，用户可以与虚拟环境进行互动，改变空间的状态和元素，体验不同的设计方案。例如，用户可以通过触摸屏幕或使用控制器来改变家具的摆放位置、切换照明效果，甚至调整墙体的位置和形状。这种交互式的体验使用户能够深入参与到设计过程中，更好地理解设计师的意图，同时也为设计师提供了宝贵的用户反馈。

模型动画的输出不仅为设计师提供了更多的展示方式，还为用户带来了更加丰富、直观的体验。用户可以感受到空间在不同时间和条件下的变化，从而更好地理解设计方案的特点和优势。例如，在模型动画中，设计师可以模拟不同时间段的光照情况，展示空间在不同光线下的效果。这有助于用户更好地理解空间的氛围和情感，从而为设计提供有针对性的反馈和建议。

3. 虚拟现实技术的建筑空间对于时间的引入

虚拟现实技术在建筑设计中引入了时间因素，丰富了人们对于建筑空间的感知，使用户能够在虚拟环境中体验不同时间段的空间状态。这一特点在建筑设计和体验中具有重要的意义。在下面的两个小点中，我们将探讨虚拟现实技术引入时间因素的具体方式，以及其对于建筑设计创新和用户体验的影响。

结论：

本文基于虚拟现实技术的建筑空间体验分析及设计，探讨了虚拟现实技术在建筑设计中的作用和应用。通过对建筑方案推敲、建筑施工模拟等方面的分析，我们发现虚拟现实技术能够有效提高设计效率和质量，为建筑设计带来新的可能性。本文还详细介绍了虚拟现实技术在建筑设计全过程中的应用，强调了前期准备、模型建立和模型动画输出等阶段的重要性。最后，我们还探究了虚拟现实技术对于建筑空间时间引入的影响，认为它为用户提供了更丰富、真实的体验，促进了设计创新和空间优化。总之，虚拟现实技术在建筑设计领域具有广阔的应用前景，将为未来的建筑设计带来更多可能性和机遇。

参考文献：

[1]王海麦.虚拟现实技术的建筑空间环境设计[J].居舍,2021(23):101-102.

[2]毛振华.虚拟现实技术在建筑设计中的应用探析[J].美与时代(城市版),2020(09):17-18.

[3]刘铸.虚拟现实技术在建筑设计方面的实践应用[J].知识文库,2019(11):69.