基于VR的建筑设计虚拟实验平台研究文献综述

 2022-12-25 12:32:18

开题报告内容:(包括拟研究或解决的问题、采用的研究手段及文献综述,不少于2000字)

VR(Virtual Reality)是虚拟现实的简称。狭义的虚拟现实主要是指通过计算机与立体眼镜、传感手套等传感辅助设备进行数据交换,使人们得到相应的视觉、听觉、触觉甚至嗅觉信息,从而建立三维信息的人工环境,产生逼真的三维现实感觉。这种人工环境是可实现的和不可实现的物理上的、功能上的事物和环境。广义的虚拟现实,涵义已经大大的扩充,它不仅包括狭义的内容,还泛指一切与之有关的能够实现模拟仿真的软硬件,以及所使用的技术与方法,例如“人工现实(Artificial Reality)”、“虚拟环境(Vitual Environment)”、“赛伯空间(Cyberspace)”等。虚拟现实就是通过人机交互,实时地改变自然信息的输入,实现模拟空间和内容的转换,给人以逼真的体验。能够达到或者部分达到这样效果的系统就称为VR系统。

随着信息时代的来临,在瞬息万变的社会生活中,人们的交流,也将采用新的方式。从文字的书写,到图像的演示,到三维的制作,再到虚拟现实的创立,时代的转变,科学的进步,使VR技术得以迅速发展。虚拟现实技术是科技时代新兴的产物,这项技术为建筑行业提供了丰富而实用的方法。

早期的建筑行业,空间的规划和设计大部分是通过手绘的方式实现,这也是与客户沟通和确定方案的唯一方法。手绘不仅需要大量时间,还需要一年到三年的绘画经验,并且多数情况下客户看不懂图纸,无法理解设计师的设计意图。随着科学技术的发展,CAD、Photoshop、3Dsmax软件的出现可以说是为建筑行业带来了福音,这些软件不仅让设计师减少设计时间,更重要的是让客户更加直截了当地明白设计师的想法和设计后空间场景的效果。然而,这种方式虽有其自身的优势,如可以提高设计师的设计思维和手绘能力,但也有其局限性。由于空间的限制,设计师在设计的时候不可以完全对每个细微的地方进行设计,纸上表现的设计意图和设计风格也不能完全地传达给客户,这就出现了一种现在设计家装中经常存在的问题,设计师表达出的设计意图客户不能直观地感受到,修改后再修改的循环也增加了设计的时长,耗费了设计师大量的精力。因此,VR技术的应用不仅对于建筑设计来说是一个重大的突破,而且对于设计师来说可以减少许多需要修改设计的时间,对于客户来说可以懂得设计师的设计用意,还可以更加直观地了解设计后的效果。

VR技术在建筑设计运用中的主要优势:

  1. 房屋使用性能方面:对房屋建筑来说,VR更多的体现在对房屋的稳固性的模拟和在合理安排布局、防灾减震等方面的应用。VR技术可以模拟在地震、泥石流等自然灾害发生时,房屋的安全性能是否达到设计要求,这也为建设者们提供了一个良好的环境去研究特殊地带的房屋设计建造。VR相对于现如今的看房模式还有一个巨大的优势就是声音和光效,通过设定不同的周遭环境的声音效果以及光线亮暗来判断一个房屋的隔音是否良好,光线是否充足,是不是适宜居住,提高了人们判断房屋的准确度。而大型商场、游乐园、办公楼等人群密集的场所可以利用VR技术,模拟在火灾,停电等意外发生时,人群流向及相关措施是否符合预期要求,达到设计标准,应对方案是否能发挥作用,保证了使用者的安全。
  2. 房屋销售方面:现如今的大部分楼盘是通过沙盘以及房屋模型来给顾客展示地理位置,房屋朝向,具体户型要单独介绍和带领顾客去相应的样板房参观,而VR技术可以使这个过程变得真实简便。模拟出样板房可以让客户仿佛置身其中,迅速了解房屋性能,对客户来说免去了脚力之苦。并且这种高效的体验模式大大缩短了销售时间,对于房屋的快速销售,回流资金起到很大的作用。
  3. 室内设计方面:近年来,家装行业的竞争愈演愈烈,家装市场在朝着系统化、信息化方面发展。VRoom Service是万豪的虚拟现实项目,客人佩戴VR设备,就可以享受“在客房内环游全球”,在房间内可以看到卢旺达、安第斯山脉还有北京的景致。而对于家具设计人员来说,VR是一个很好的符合社会需求的展示方式,装修方案不仅仅局限于平面效果,模拟出的装修效果可以让客户有更直观的感受,对客户选择合适的装修方案,家具的采买摆放都会起到很大作用。墙面、地板、壁柜等都可以让客户进行挑选并应用于虚拟家装空间中,装修效果更具个性更加贴合客户要求,减少了设计师的劳动时间,满足了客户的需求。同时这样的技术可为客户带来不一样的体验也会成为一大卖点,扩大影响力。并且现在的家装设计行业缺乏共享的资源数据库,设计师可以利用VR技术来将装修所用的材料资源、设计方案等实现共享,达到设计多样性的目的,提高工作效率。在对家具、装修物品采买方面,VR技术也可以起到举足轻重的作用,通过对虚拟平台上家具的选择,在室内的使用性能和摆放效果决定是否购买,避免了买到不合意家具而需要更换的苦恼。

虚拟实验平台将通过使用.NET构建小型网络平台,将主要实现以下功能:

(1)展示三维空间、物体:在建筑设计过程中需要展示的三维空间(物体)指的是在现实世界里存在着的空间或是按照自然界的客观规律可以合理存在的空间。使用虚拟现实技术来构建因受到各种条件局限设计师或客户无法进入的空间,使用户在视觉上达到身临其境的真实感受,将大大增强他们对空间的概念及设计图纸的理解,克服了一些设计师和大部分客户空间想象力不丰富或对图纸所描述的空间有不同理解的困难。

(2)虚拟场景的构造:采用虚拟现实技术,特别是沉浸式的虚拟现实技术,使设计师进入到虚拟的场景中,他们自己主动去游历这个场景,去感受一个优秀建筑所能够给观赏者带来的感受。这样能够使设计师对于建筑物的体量、色彩、光影、以及建筑相互间的陪衬、比较、位置的相对性、外观以及控件的相对性和深度排列等这些知识去细细体味,较好地实现对于“隔景”、“分景”、“借景”等理论复杂的设计理念。

该平台旨在以更好地服务设计师工作为根本,在保证设计师的设计图纸能够VR处理的基本上,逐步增加客户的使用模块,解决客户的专业图纸阅读障碍,让客户的需求更好地得以表达,成为设计师和客户沟通的“桥梁”。

参考文献

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