2019年二級建筑師《結構與設備》復習資料(6)

虛擬現(xiàn)實(VirtualReality，簡稱VR)，又稱為虛擬環(huán)境(VirtualEnvironments)、人造空間(Cyberspace)、人工現(xiàn)實(ArtificialReality)、仿真技術(SimulatorTechnology)等。它集成了計算機圖形學、多媒體、人工智能、多傳感器、網(wǎng)絡、并行處理等技術的最新發(fā)展成果。它以模擬方式為使用者，創(chuàng)造一個實時反映實體對象變化與相互作用的三維圖像世界。在視、聽、觸、嗅等感知行為的逼真體驗中，使設計者可以深入探索、參與者可以直接參與虛擬對象在所處環(huán)境中的作用和變化，仿佛置身于一個虛擬的世界中，產(chǎn)生融合性……997年，Bridges與Charitos提出建筑設計與VR之間，存在著一雙向關系，建筑設計可引用VR來評估與驗證設計意圖，而虛擬現(xiàn)實的環(huán)境可引用建筑設計知識來建構。

1.虛擬現(xiàn)實的建筑演示系統(tǒng)

在建筑和規(guī)劃學科領域，使用虛擬現(xiàn)實演示單體建筑、居住小區(qū)乃至城市空間，可以讓人以不同的俯仰角度去審視或欣賞其外部空間的動感形象及其平面布局特點。它所產(chǎn)生的融合性，要比模型或效果圖更形象、完整和生動。

使用虛擬現(xiàn)實語言，可實現(xiàn)實時場景及單體編輯，動畫、解說等多媒體信息和虛擬現(xiàn)實無縫連接。它讓人易于交流，加強大眾與專業(yè)團體對城市及開發(fā)區(qū)規(guī)劃的理解與認識，勾畫未來城市的形象等。

中國臺灣交通大學建筑與文化研究院劉育東教授在中國臺灣新竹市東門城廣場規(guī)劃中，第一次對。公共工程進行公開討論，以擬定后續(xù)的發(fā)展準則。居民們希望從任意角度了解工程項目的。情況，所以將虛擬現(xiàn)實引入用戶參與設計系統(tǒng)是十分必要的。虛擬現(xiàn)實能適應因特網(wǎng)上傳播的需要，并能滿足房地產(chǎn)信息的需求。對房地產(chǎn)開發(fā)商、建筑設計和規(guī)劃行業(yè)來說，虛擬現(xiàn)實的展示方式是大勢所趨。

(1)在商品房交易中，消費者除了關注商品房的價格、位置之外，越來越關注房屋的環(huán)境、結構、設計、裝潢。用戶在查詢某商品房時，可以定位指定觀察室內(nèi)戶型以及小區(qū)環(huán)境?？梢杂H身體驗小區(qū)建成后的三維虛擬環(huán)境，了解室內(nèi)空間、周邊環(huán)境、固定設施的配套情況，因而仿佛身臨其境。虛擬現(xiàn)實可以輔助戶型室內(nèi)裝修設計及建材選擇。場景中每個物體，可進行獨立的移動、隱藏等編輯操作。動感十足的虛擬現(xiàn)實可刺激用戶的購買欲，有助于銷售，縮短售房周期。

(2)設計院可將自己的設計方案動態(tài)形象地展示，以充分表達自己的方案，提高中標率。

(3)中標后對甲方、乙方而言，可通過VR方式審視。雙方可逼真快捷地進行設計數(shù)據(jù)的修改，使設計臻于完善，直至滿意。

2虛擬巡游系統(tǒng)的形成過程

以動畫及虛擬系統(tǒng)的形成過程為例，介紹如何將虛擬現(xiàn)實輔助于建筑設計方案中。

2.1 數(shù)據(jù)采集

包括平、立、剖面與透視圖。包括能充分反映建筑物的特點、立面效果，以及重要建筑物的空間關系的規(guī)劃區(qū)域實景圖像，諸如多角度、多距離觀察的錄像與攝影圖片。還包括空間參照物，如周圍建筑物，相關的圖紙和文本。

2.2 用三維建模軟件建模

依據(jù)方案設計圖在三維圖形系統(tǒng)中構造建筑物，常用建模軟件有AutoCAD和3DSMAX.使用3DSMAX制作動畫。將其以VRML(VirtualRealityModelingLanguage)文件格式輸出。

2.3 優(yōu)化虛擬系統(tǒng)

(1)使用LOD(Levelofdetail)算法替代模型的不同版本，以減輕VRML瀏覽器的負擔。通過這種算法，對于遠處的或者是不重要的物體，用較少的多邊形表示。對于近處的或較重要的物體用較多的多邊形來表示，從而在保證圖像質(zhì)量的基礎上減少多邊形的數(shù)目。

(2)在場景中放置足夠多的攝影機，以供用戶選擇。

(3)使用USE，對原始節(jié)點進行重用，以減少文件長度。

(4)使用超鏈接節(jié)點Anchor，Inline等，鏈接其它虛擬空間。Anchor使場景中的對象與另一空間造型鏈接，或與場景中另一相機連接。InlineObject可合并另一虛擬現(xiàn)實文件。

(5)通過AudioClip，Sound算法提供虛擬的聲音效果。

2.4 使用javascript語言擴展虛擬世界的動態(tài)行為

Javascript語言是用于VRML各個節(jié)點的一種描述語言。它使*.WRL文件所模擬的世界，具有較強的真實度。

拙政園名冠江南，是中國的四大名園之一，亦是世界文化遺產(chǎn)之一。其空間蜿蜒曲折，藏露掩映，欲放先收，達到小中見大的效果。我們?yōu)樽菊@最精彩部分(中部水院的小飛虹、小滄浪、得真亭、松風亭等)，建立了虛擬巡游系統(tǒng)。