虚拟现实用于建筑施工过程的模拟与应用实例
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般 情 况 下 采 用 3 MA 和 Mut e Cetr 建 立 模 D X lG n rao 来 i
型 , 者 在 虚 拟 现 实 建 模 语 言 V ML中 直 接 编 程 建 模 , 数 或 R 多
软件都具 有 以下三种 建模方 法:多边 形建模 、面片建 模和
『B R S建 模 。 4 2 建模 .
4 1 软 件 平 台 的选 择 .
一
2 .虚 拟 现 实 技 术
虚 拟 现 实 ( r a R ai -VR , 时 也 称 为 灵 境 , 一 Viul ely t t )有 是
种 可 以创 建 和 体 验 虚 拟 世 界 ( r a W ol) 计 算 机 系 统 。 Viul r 的 t d
建 模 就 是 指 建 立 对 象 实体 的 几 何 模 型 , 要 包 括 两 方 面 主 的 内 容 : 先 是 基 本 几 何 建 模 , 要 是 用 多 边 形 或 三 角 形 拼 首 主 构 成 对 象 的 立 体 外 形 ; 后 是 物 理 建 模 , 对 基 本 几 何 建 模 然 即 的结 果 进 行 纹 理 、 色 、 照 等 处 理 。 颜 光 建造模 型的首要工作是收集模 型的数据资料 , 同时 为 了
用
建 筑 工 程 施 工 是 一 项 将 设 计 图 建 成 实 物 的 复 杂 性 工 作 。 施 工 方 法 和 组 织 程 序 都存 在 多 样 性 、 变 性 。 今 , 其 多 迄 对 施工方 法和 施工组 织 的优化 主要 建立 在施 工经 验基础 上 , 具 有 一 定 的 局 限 性 。 特 别 是 在 全 新 结 构 或 复 杂 条 件 下 的 施
过 程 的 控 制 等 方 面 的 分 析 ,可 能 会 由 于 思 维 惯 性 而 忽 略 重 要 结 果 或 由 于 力 不 从 心 只 能 分 析 局 部 和 少 量 结 果 ,更 无 法 开 展 定 量 分 析 。而 依 靠 虚 拟 现 实 技 术 这 一 高 效 节 省 的 实 验
方 法 , 够 跟 踪 施 工 过 程 的每 一 个 环 节 , 施 工 生 产 全 过 程 能 对
虚拟现实技术具 有沉浸性 、 交互性 、 想性 、 构 多感 知性 、
自主 性 等 几种 基 本 特 征 。
一
般 的虚拟现 实系统主要 由 V R发动 机 ( 业图形处 理 专
计 算 机 ) 应 用 软 件 系 统 、 入 设 备 和 演 示 设 备 等 组 成 , 图 、 输 如
工 , 靠 经 验 对 工 程 施 工 的 可 行 性 、 工 方 案 的 选 择 和 施 工 依 施
建筑 施工是复杂 的大型的动态系统 ,它 通常包括立模 、
绑 扎钢筋 、 注混凝土 、 捣 、 模 、 护等多道工序 , 这些 浇 振 拆 养 而 工 序 中涉 及 的 因 素 繁 多 , 间 关 系 复 杂 , 接 影 响 着 混 凝 土 其 直 浇 筑 的 质 量 。模 拟 施 工 过 程 是 为 了 通 过 仿 真 手 段 , 发 现 实 去 际 施 工 中存 在 的 问题 或 可 能 出现 的 问题 , 就 需要 对 实 际 施 这
虚拟世 界是 全体虚 拟环 境( iu l n i n n) 给定 仿真 V r a E v ome t t r 或
对 象 的 全 体 。虚 拟 环 境 是 由计 算 机 生 成 的 , 过 视 、 、 觉 通 听 触 等 作 用 于 用 户 , 使 之 产 生 身 临 其 境 的 感 觉 的 交 互 式 视 景 仿 真 ,因 而 一 个 身 临 其 境 的 虚 拟 环 境 系 统 是 由包 括 计 算 机 图 形 学 、 象 处 理 与模 式 识 别 、 能 接 口技 术 、 工 智 能 技 术 、 图 智 人 多 传 感 器 技 术 、 音 处 理 与 音 像 技 术 、 络 技 术 、 行 处 理 语 网 并 技 术 和 高 性 能 计 算 机 系 统 等 不 同 功 能 、 不 同层 次 的 具 有 相 当 规 模 的子 系 统 所 构 成 的 大 型 综 合 集 成 环 境 , 所 以虚 拟 现 实技术是综合性 极强的高新信 息技术 , 军事 、 学、 计 、 在 医 设 艺术 、 乐 等 很 多领 域 都 得 到 了广 泛 的应 用 。 娱
只 是对 进度计划起 到了一定作用 , 并没有对施 工过程起 到真
正 的作用 。 基于 以上原因 , 对施 工过程建立合 适的模型 , 需
以达 到模拟仿真 的效 果。例如 , 大型水利枢纽混凝土在运输
浇 筑 系 统 的 模 拟 仿 真 模 型 , 由运 输 子 系 统 和 浇 注 子系 统 构 是
工进行仿真 。 目前施 工过 程的模拟只是从几 何形体方面模 而 拟 施工 的过 程 , 即按楼 层关 系 由下而 上 , 每一层 按柱 、 、 梁 板
的 几 何 形 状 加 以着 色 来 实 现 对 施 工 过 程 的模 拟 。 有 的 模 拟 现
进行监 控、 证和优 化施工技源自和施工组 织。 验 成 的, 模型是 按进程交 互 的仿 真策 略建立 的, 这种条件 建 按 立 的模 型能与仿真程序 间保持紧密 的对应关 系, 程序所要模
图 1 虚拟 现 实 系统 的组 成
仿 的行 为 比 较 直 观 、 晰 。程 序 流 程 直接 与 模 型 结 构 和 系 统 清 状 态 相 对 应 。 如 果 在 其 中 引入 虚 拟 现 实 技 术 其 实 现 对 施 使 工 过 程 的仿 真模 拟 , 且 通 过 人 机 接 口( 盔 、 体 眼 镜 以及 并 头 立 数 据 手 套 等 ) 得 决 策 者 处 于 这 一 虚 拟 的 环 境 之 中 , 达 到 使 则 了模 拟 施 工 过 程 、 现 问 题 的 目 的 。 发 4 .施 工 过 程 的 模 拟 实 现