分类：论文范文 发表时间：2020-07-07 10:02
【摘 要】本文分析建筑室内外方案设计中VR技术表达的优越性，阐述基于VR技术的建筑方案设计中方案构想、方案设计、方案建模、可视化表达等阶段，从室内外两方面论述建筑设计方案从二维图示到三维空间可视化的演进过程，以及建筑方案设计中VR可视化表达的创作。
【关键词】建筑室内外方案 设计 虚拟现实技术 应用
建筑方案设计是一个漫长而曲折的过程，针对一个方案设计需要由设计准备阶段，包括接受业主委托、明确设计任务、实地现场勘测，到方案设计阶段，包括功能性设计、光环境设计、节能、通风等。建筑方案设计过程又包括草图设计、施工方案设计、三维空间的设计等。尽管目前的计算机对建筑方案效果展示已经有了质的飞跃，特别是在美观上，甚至堪称到了极致，然而从本质上，不管是CAD绘制的方案图，还是3Dsmax渲染的效果图，他们都属于二维的平面图。二维的平面图只能通过显示器观察室内环境的一角或者一个侧面，却不能反映方案的整体性。因此，要想更好地了解室内方案效果，我们需要走进空间中去观看，感受空间环境设计。
虚拟现实（以下简称VR）技术是一个可以创建和体验虚拟世界的计算机系统，作为一项综合技术，融合了数字处理、计算机图形学、人工智能、传感技术、并行处理等技术，通过多个传感设备使用户“投身于”虚拟的环境中，与环境直接进行交互。利用VR技术，用户不仅可以沉浸于虚拟的空间环境中，还可以进行自由的漫游。VR技术下，反映了虚拟环境与真实环境的相互关系。通过可视化，能够充分表达设计方案的整体效果，使错综复杂的室内外环境变得简单。通过VR的交互设计，能给客户提供多个方案选择，使得设计更科学、更可靠。
一、建筑室内外方案设计中VR技术表达的优越性
VR技术这一概念最早在20世纪中期由美国VPL探索公司和它的创始人JamnIJaIlier提出。最早将虚拟现实技术应用于建筑设计行业的是德国，如汉诺威世界博览会德国馆的建筑，就是通过虚拟现实技术设计的。美国灯光空间软件公司开发了灯饰可视化软件“LightscapeVisualizationSystem”和LEL居士室内环境系统，开始将虚拟现实技术用于室内设计中。时至今日，传统的二维平面方案设计展示已经不能满足日益发展的需求，VR技术在建筑设计中的应用也越来越广泛。因为虚拟现实呈现的场景并非虚构的，它是极高仿制现有的环境，尽可能逼真地让人们体验到真实环境的感受，让自己置身于真实的空间中，这在本质上已经区别于传统的二维方案展示。VR技术利用计算机的实时漫游、实时交互功能，让用户实现人与物的交互。通过沉浸于场景中，可以进行实时漫游，通过改变场景的物体位置、大小、颜色、构造构建不同的方案展示。VR技术改变了传统展示方式的单一乏味的信息传递，让设计变得更形象、更直观、更具体。
二、基于VR技术的建筑方案设计阶段
（一）方案构想。方案构想是一个朦胧到清晰的状态，结合现有的基本条件，如建筑的地理位置、环境情况、客户需求进行构想得到的一种初步的、概念性的想法。方案构想是最初的、也是最基本的设计灵感，为方案设计做准备。
（二）方案设计。初步方案构思完成后，进行方案设计。方案设计是方案的表达，将设计构思的精髓高度提炼出来进行整合。方案设计从分析需求出发，实现产品的功能性、技术性，从性能到技术都在设计方案中体现出来。因此，方案设计是整个设计的重要阶段，是极富创造性的阶段，也是一个复杂的阶段，它体现出设计者的水平、灵感、经验，还有想象力。建筑室内外方案设计不仅要考虑形体、空间布局及复杂空间的位置关系，更要考虑精细化处理，如空间尺度、比例、材料、光影等的完整性。
三、设计方案从二维图示到三维空间可视化的演进
图示作为建筑方案的重要表达方式，固然有着极其重要的作用，但由于二维图形的局限性，它仅仅能展示方案的局部或者其中的几个面，针对细部构造依然无法进行全面展示，更别提多个方案同时进行展示。设计者希望超越传统的图示方式，通过多个角度展示多个方案，并且动态展示设计者的构思、设计、意图，则VR技术正好能实现这样的视觉表达。
（一）建筑室外设计方案可视化演进过程。建筑室外可视化表达，从二维图形到三维场景空间转化，可以沉浸性地自由漫游，重在展示建筑的造型、色彩、立面肌理、光影等相互之间的关系及作品的完整性。以现代建筑室外虚拟场景表达为例，首先对虚拟场景的对象进行数据收集及处理，绘制CAD底图，再进行3Dsmax建模并进行优化处理，最后导入可视化平台进行材质贴图及交互、灯光交互。具体操作步骤如下：CAD方案设计图→导入到3Dsmax平台→选择相应样条线或者多边形线进行勾勒轮廓→利用挤出命令得出三维模型→创建楼层地面和阳台→创建建筑的墙壁及矮楼→创建建筑楼顶→导入可视化平台（Unity、UnrealEngine4、Mars平台）→添加材质贴图并进行交互设置→添加灯光并进行交互设置→漫游场景导出。
（二）建筑室内设计方案可视化演进过程。室内多角度、多方案的可视化表达，重在展示方案的功能性、装饰性。制作过程首先是收集并整理数据，从功能需求、设计的风格、家具的造型、色彩搭配、材料肌理多要素考虑，构建室内设计的方案思路，绘制CAD方案设计图，导入三维场景建模，将三维模型导入可视化平台，最后导出效果。具体操作步骤如下：室内方案的构思→绘制CAD平面方案设计图→CAD导入到3Dsmax平台→绘制墙体轮廓→将墙线挤出得到墙体→绘制地板→绘制天花板→绘制装饰构件（吊顶造型，对景造型等）→添加家具→把模型另存在.FBX模式导入可视化平台（Unity、UnrealEngine4、Mars平台）→添加材质、贴图并进行交互设置→添加灯光及阴影并进行交互设置→漫游场景导出。
【参考文献】
［1］陈定方．五彩缤纷的虚拟现实世界［M］．北京：中国水利水电出版社，2015
［2］张涛．虚拟现实技术在建筑设计中的应用初探［D］．重庆：重庆大学，2001
［3］胡功臣．工业建筑外观设计研究［D］．南京：东南大学，2015
［4］叶菡．解析居室设计文化［J］．长沙民政职业技术学院学报，2007（12）
作者：胡小玲 陆茵
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