虚拟现实技术在建筑环境设计中的应用研究

本文主要研究关于建设环境设计等方面应用到虚拟现实技术的可行性，以及虚拟现实技术对于建筑环境设计中的主要影响。通过对于建筑表层进行虚拟现实技术的应用与研究，进一步讨论了关于虚拟现实技术应用到建筑环境设计的工作中，其主要的设计思路以及创作过程。进一步刺激虚拟现实技术的发展方向。进一步增强虚拟现实技术的创新思维，从而不断拓展创作思虑，进一步提高建筑环境设计的质量。而且，虚拟现实技术以其独特的生动性、交互性、功能性以及真实性等特点来进一步展现出虚拟现实技术作为未来科技发展方向的重要意义，不仅能够使得建筑环境设计表现的更加深刻，而且还能够充分的激发出未来建筑设计的发展前景。

随着科学技术的不断发展，计算机科学对于人类生活的影响不断加深，尤其是最近十分火爆的“虚拟现实”技术更是给人们的体验带来全新的认知，并且逐渐改变人们对于交互系统的体验方式。所谓的虚拟现实技术，就是通过计算机的大量运算的高新技术集成，可以看成是未来对社会生活影响最为重大的科学技术之一。通过虚拟现实技术能够与建筑环境设计的技术进行融合，从而创造出一个比真实环境还要真实的虚拟系统，在这个系统中，建筑师能够通过虚拟现实技术来创造出具有可视、可感、可知等技术的三维虚拟世界。从而展现出建筑行业发展的新趋势。

虚拟现实技术应用效果影响

虚拟现实技术与网络技术相同，之所以能够得到迅速发展的原因在于，虚拟现实技术通过综合性的计算机信息处理，集成了计算机图形、多媒体、人工智能、传感器与互联网之间共同协作的综合处理系统，并且能够为人们创造出一个虚拟的体验世界，使得人们的感知能力由真实走向虚拟。因为虚拟的三维空间具有非常强悍的表现力，所以对于人机交互的操作系统就更能够使人感受到身临其境的感觉。在建筑环境设计技术方面应用虚拟现实技术，不仅能够为建筑进行规划与辅助的功能，而且还能够使设计时时刻保持准确的预知自己的设计。虚拟现实技术的强大功能远不止与此，由于其具有交互式三维体验，所以通过虚拟现实技术的感知要远远强于传统的表现方式。通过崭新的信息交互方式，能够使人亲身的感受到三维空间的技术与魅力，进一步通过三维场景的实时调整，信息系统的不断完善、集成多媒体技术等交互体验能够使得设计师针对建筑环境设计的各种方案都做到了如指掌，并且通过虚拟现实技术还能够进行有效推敲。简而言之，虚拟现实技术能够使得建筑环境设计进入到全新的环境设计领域。

建筑环境模型与虚拟现实技术

虚拟现实技术能够模拟出真实的物体，也可以创造出抽象的模型。比如房屋、家具、家电等物品或者分子结构、细胞结构等。这些物体都是我们世界中真实存在的，并且能够通过各种各样的工具与设备来被人类所接收，从而能够进一步感受到我们的世界。在虚拟现实技术中，建筑师能够将本来不存在的物体进行重构，而且也能够随心所欲的按照自己的设计来进行调节，包括各种各样的家具材料、环境设计等。通过虚拟现实技术来确定建筑的尺寸与实际的设计，从而保证建筑建成之后与设计完全一致，从而避免出现偏差的情况。而且通过虚拟现实技术进行的设计能够随时改变视角与光线下所呈现出的不同景象，建筑师也能够通过这样的模型构建选择出自己满意的方案，如果不满意还可以随时进行修改。

虚拟现实技术在建筑环境设计中的应用

1.硬件系统

虚拟现实技术的硬件系统并不太复杂，只要能够满足设备的信息的输入与输出功能即可，通过计算机的桌面系统进行互动就能够构建出建议的虚拟现实系统，但是如果想要进一步满足虚拟现实技术的全部功能，即虚拟现实技术所具备的沉浸感等就必须要配备专业的虚拟现实设备。包括键盘、鼠标、数据手套、方向盘反馈器、手柄等外设。对于信息的输出部分的硬件则需要更高性能的显示器适配器、多通道投影仪、偏振片以及立体眼镜。通过传感设备能够使用户对于虚拟环境产生各种映射反应，而且用户化身能够在虚拟现实环境下对于自身的体验进行叠加，从而产生双重交互的功能。通过方位跟踪器能够确保用户在使用虚拟现实环境下对于用户的移动范围进行精确的测量，从而避免用户在使用的过程中出现各碰撞的危险。虚拟现实技术主要是根据几何体的碰撞检测算法来确定虚拟空间的测量信息，然后实时反馈给用户，从而保证用户对于虚拟空间进行身切实的体验之外，还能够具有良好的触觉感知效果，这样更加有助于建筑环境设计方案的实现。

2.软件系统

如果光有硬件系统是无法满足设计者或者用户等人员真正完成虚拟现实技术体验的，只有通过建设一个与现实世界相符合的虚拟模型就能够进行准确的三维体验，从而较为真实的构建出建筑、环境、室内等真实存在的事物。通过三维模型的建立，能够更加真实的还原出虚拟现实空间内部的色彩、光影、材质等方面的特点。建设虚拟现实技术的软件系统能够分为三个部分，第一步是通过几何模型的建立来构建出三维场景的几何模型，从而实现用户体验基础。第二步就是通过物理模型的构件来确定几何模型的结构材质等，还能够调整颜色、光照等外界影响因素。第三部就是建立行为模型，从而对于物体的运动和行为进行描述。

结束语：虚拟现实技术发展到现在这样的阶段，已经不再是科技方面的幻想，而是能够真正为我们人类社会带来巨大进步的影响力，可以说虚拟现实技术通过应用到社会各界以及各个领域之间的关系来取得明显的社会经济效益。伴随着虚拟现实技术与建筑环境设计与技术的不断结合，能够为建筑设计提供更加创新的设计方法与方式，也必然对于建筑设计领域的发展起到改革的作用。

（作者单位：河北科技大学）

作者简介：刘壮（1988-），男，籍贯：河北，专业：工业设计工程，研究方向：建筑环境设计。