虚拟现实技术(VirtualReality,VR),又称灵境技术,是20世纪末兴起的一种综合性信息技术。它融合了数字图像处理、计算机图形学、多媒体技术、传感器技术等多个信息技术分支,把抽象、复杂的计算机数据空间转化为直观、用户熟悉的事物。利用VR技术所产生的局部世界是人造和虚构的,并非是真实的,但当用户进入这一局部世界时,在感觉上与现实世界是基本相同的。虚拟系统是由包括计算机图形学、智能接口技术、图像处理与模式识别、人工智能技术、语音处理与音像技术、多传感器技术、高性能计算机系统、并行处理技术和网络技术等不同功能层次的子系统所构成的大型综合集成环境,具有极强的综合性。
虚拟现实技术具有沉浸性、交互性、多感知性三方面的特性,其在建筑设计领域的应用主要表现在建筑规划设计、城市规划设计、景观园林设计方面,在土木工程中的应用主要表现在成果演示和验证、工程规划和设计、工程施工技术及工程安全管理和可视化计算上。
基于三维以及参数化的BIM模型可以很方便地引入虚拟现实技术,人们能够在一个虚拟的三维环境中,用动态交互的方式对未来的建筑或城区进行身临其境的全方位审视,实现在虚拟建筑中的漫游,这是传统二维设计不能做到的。凭借基于BIM模型的虚拟漫游技术,可进入虚拟建筑中的任何一个空间。现代三维设计技术和信息化技术的发展,使得回归三维设计成为可能,在技术上已具备了基于建筑信息模型的全方位实施的可行性。
虚拟现实在建筑工程中的应用一般分为单纯的虚拟现实、与仿真模拟结合的虚拟仿真两大类。前者是后者的基础,其一般流程是在Autodesk Revit环境下建立三维模型,在3D max环境下精简模型并加入渲染效果,建立逼真虚拟原型,把模型导入虚拟现实软件,在VRML技术下进行材质贴图、烘焙、场景灯光设置等,然后进行软件二次开发并在建立的虚拟场景中进行场景漫游、实时交互浏览。此技术可以用在项目投标阶段,向甲方演示建筑设计效果,在欧美已经被广泛使用。
在中关村某项目场地行走模拟的虚拟现实效果中,甲方不仅可以真实看到建成后的建筑效果,还可以走进建筑内部,走入不同空间,身临其境,如图3-13~图3-17所示。根据真实施工工期,还可以展现给甲方项目施工的全过程,方便施工方和管理方对项目的管控。
图3-13 中关村项目虚拟现实
图3-14 场地行走模拟视图1
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图3-15 场地行走模拟视图2
图3-16 场地行走模拟视图3
图3-17 场地行走模拟视图4
图3-18给出了通过Autodesk公司建模软件(Autodesk Infrastructure Modeler,AIM)绘制的某飞机基地规划及飞行区工程项目的几张截图,AIM可以帮助规划师将设计意图快速展现,如建筑外部空间布局、街道、景观、铺装等。即将枯燥的规划平面布局线条转化为生动的街区实景。这个过程仅仅花费10分钟的时间。
图3-18 AIM展现绘制图
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