Virtual Reality技术的视觉搭建和实际应用.pdf
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1、酒钢科技 2023 年第 4 期-26-Virtual Reality 技术的视觉搭建和实际应用杜 鹃(酒钢集团筑鼎公司,甘肃,嘉峪关,735100)摘要:本文立足于建筑方案设计传统表达方式无法完全还原建筑设计亮点和空间氛围的现状,在建筑设计中引进最新 VR 技术手段,介绍 VR 技术优势和视觉搭建过程,并将VR 技术应用于现实建筑方案的表达中,以达到优化建筑方案传达,提升设计质量的目标。关键词:Virtual Reality;建筑设计Visual Construction and Practical Application of Virtual Reality TechnologyDu Ju
2、an(Zhuding Company of Jiuquan Iron and Steel(Group)Corporation,Jiayuguan,Gansu,735100)Abstract:Based on the fact of traditional expression way in architectural scheme design cannot fully restore the highlights and spatial atmosphere of architectural design,the paper introduces the latest VR technolo
3、gy in architectural design,introduces the advantages and visual construction process of VR technology,and applies VR technology to the expression of real architectural schemes to achieve the goal of optimizing architectural scheme communication and improving design quality.Key words:Virtual Reality;
4、architectural design1 前 言空间复杂性的表达是建筑设计中的一大挑战1。在传统建筑设计流程中,设计师使用图纸和模型推敲建筑方案,然而仅使用图纸和模型会难以传达建筑空间的尺度和氛围感;甲方难以从图纸和效果图中感受空间质量,仅能通过效果图好看与否来评判设计好坏;并且建筑是时空的艺术,空间秩序会带来人们的情绪变化,只查看效果图和模型,人们很难体验到空间秩序对于情绪的影响。随着科技的发展,Virtual Reality 技术得以应用来解决这些问题。2 Virtual Reality 介绍酒钢科技 2023 年第 4 期-27-Virtual Reality 也叫虚拟现实技术,简称V
5、R,是集计算机、电子信息、仿真技术于一体,通过头戴设备和手持传感器为使用者模拟虚拟现实世界的技术。其基本实现方式是用机器模拟虚拟环境输出仿真信息,用户以第一视角进入虚拟空间,模拟真实空间感受,沉浸式体验环境,让更多用户积极参与并深度体验空间氛围2。3 Virtual Reality 在建筑传达中的优势3.1 人本视角设计使用 Virtual Reality 可以使设计师以人本视角查看设计方案。在用建筑平面图设计方案时,设计师会更多考虑建筑功能而很少考虑空间和立面,在设计好平面后将其拉起一键生成建筑空间,这样做出的建筑在空间和立面上会缺乏设计感。使用 Virtual Reality 帮助设计后,
6、设计师可以通过穿戴设备进入建筑模型,从空间角度出发设计方案和立面,为设计出更有趣的空间和立面提供可能性。3.2 动态视角感知人类在感知空间状态时,一般分为静态视点感知和动态视点感知3。而建筑体验是动态认知,随着人们行走来体验建筑空间从而带来不同的感受。传统二维图纸只能提供静态感知,而 VR 技术可以模拟真实的建筑动态感知,带领人们主动体验建筑的空间序列,切实地感受建筑空间传递出的氛围和感染力。3.3 降低认知门槛由于甲方并非建筑行业出身,设计师与甲方只能通过效果图交流,沟通效率低,从而影响方案优化。而虚拟现实技术的沉浸、交互的特点可以提升用户的评价体验,将设计评价前置4。使用 Virtual
7、Reality 后,甲方可以亲身进入设计师的方案中,感受设计特点,提出修改意见,使设计过程更加顺利。3.4 积累建筑经验通过游历建筑来积累设计经验对建筑师是非常重要的。一个项目从设计动工到落成需要数年时间,这使得建筑师想检验设计是否合理会历经很长时间。使用 Virtual Reality 技术,建筑师可以足不出户游历世界各地优秀建筑积累经验,也可以在方案设计完后,就即刻进入建筑模型检验自己设计方案是否优秀,缩短试错验证周期,为建筑师积累经验提供了捷径。4 Virtual Reality 的视觉搭建4.1 Virtual Reality 视觉搭建案例介绍以安藤忠雄的水之教堂为例,简要介绍Virt
8、ual Reality(以下简称 VR)在视觉传达中运用的过程。水之教堂是位于日本北海道星野的一座著名的现代主义教堂。它由著名的日本建筑师安藤忠雄设计,于 1988 年完工。教堂坐落在一片小湖边缘,周围是森林,营造出宁静沉思的氛围,空间富于节奏感。通过 VR 视觉搭建,我们可以通过动态视角感知空间的氛围和质量、通过搭建大师方案模型身临其境游历水之教堂积累设计经验。VR 视觉搭建所需器材和软件主要有 Oculus 设备、电脑、USB3.0高 速 数 据 线、CAD 软 件、Sketchup 软 件、Enscape 软件。4.1.1.方案模型建立首先处理简化 CAD 文件,并在 Sketchup
9、中导入 CAD 文件,使用 Sketchup 中直线、矩形、推拉、移动、缩放、偏移等体块命令建立出建筑方案模型,并附带建立周围环境配景如周围建筑、植物等增加真实感,用材质命令为模型赋予在设计好的材质,在建模完毕后按照 CAD文件对模型细节进行逐一检查,用模型还原设计(图 1)。酒钢科技 2023 年第 4 期-28-在 Sketchup 中选择材质,打开 Enscape 材质编辑器,将高度贴图和反射贴图类型调整为法线贴图,并设置法线贴图参照图。按照不同材质的不同性质调节高度贴图、粗糙度、光泽度、反光度数值。玻璃材质需更改透光率中的不透明度、折射率。调整完每种材质后使用 Enscape 自带的配
10、景模型增加配景丰富环境。在 Enscape 界面-视觉设置-图像菜单中调节高光阴影饱和度和环境色温至舒适,调节太阳方位和太阳高度角,也可以在使用 VR 头戴设备时更改一天中的时间以查看光线对建筑的影响,并调整云层类型数量至符合建筑环境风格。最后对照 CAD 文件检查模型细节是否与 CAD 完全一致,调整细节,结束模型准备工作(图 2)。4.1.2 客户端安装和串流准备使用电脑在 下载 Oculus安装包,并安装程序,打开安装好的 Oculus 客户端,左边栏选择设备。开机 Oculus 头戴设备,用USB3.0 数据线将其连接电脑,此时电脑 Oculus客户端设备状态栏会显示 Oculus 头
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