建筑规划中虚拟技术的应用研究

建筑规划中虚拟技术的应用研究
摘要：从建筑规划的发展历程看，它经历了一个从静态到动态，
从最初的二维平面图、到三维规划效果图，再到虚拟技术应用的过
程。虚拟技术使人在虚拟环境中不仅可以体会到身临其境的逼真感
觉，还可以根据自己的喜好做决定, 虚拟的环境可以随着自己的要
求而临时生成。在建筑规划中，人利用虚拟技术可以自主地把握自
己的行为，体验时间与空间转换的神奇效果，实现现实中无法体验
的感受，而不再是接受千篇一律的被动经历。与前面的那些建筑规
划技术相比，虚拟技术具有绝对的优势，它是未来建筑规划发展的
方向。本文概述了建筑规划的发展历程和虚拟技术，论述了建筑规
划中虚拟技术的应用。
关键词：建筑规划；虚拟技术；应用
建筑规划发展是一个从静态到动态的过程。它从最初的2d平面
图、再到3d的三维规划效果图，再到现在具有交互式效果的4d虚
拟技术应用的发展过程。虚拟技术在建筑规划中的应用，使人在虚
拟环境中不仅可以体会到身临其境的逼真感觉，还可以根据自己的
喜好做决定, 虚拟的环境可以随着自己的要求而临时生成。在建筑
规划中，人利用虚拟技术可以自主地把握自己的行为，体验时间与
空间转换的神奇效果，实现现实中无法体验的感受，而不再是接受
千篇一律的被动经历。与前面的那些建筑规划技术相比，虚拟技术
具有绝对地优势，它是未来建筑规划发展的方向
一、虚拟技术的概述
虚拟技术是虚拟现实技术( virtual reality, vr)的简称，又
叫做灵镜技术，是20 世纪末才兴起的一门综合性信息技术。虚拟
技术是一种用虚拟的信息世界代替客观世界中的客体, 使人获得
与某一客观世界中一样的感受和知觉的技术。
虚拟技术是一门综合性非常强的技术，它融合了计算机图形学、
多媒体技术、仿真技术、人工智能等技术。首先生成一个模拟环境,
再通过头盔或手套等先进的传感技术和声像技术,用户可以直接与
该环境进行自然的交互。它不仅能带给用户如同在真实世界里身临
其境的逼真感, 而且还能不受时间、空间的的限制，体验在真实世
界中无法实现的感受。
虚拟技术具有3 个基本特征: 沉浸、交互和构想。
二、虚拟技术的在建筑规划中的应用
20 世纪80年代, 虚拟技术开始应用于城市规划、机械制造、
特种作业培训等实践领域, 但目前仍属于应用开发的初始阶段,
还远不够成熟。
虚拟技术在建筑规划中非常容易进行空间效果的推敲，其快速
性和及时性是传统的规划设计工具无法相提并论的。在水立方项目
里面，曾经有过一个数据库，在项目里面能够把所有项目的材料信
息全部抽取出来，也试图用图块，甚至包括某些三维技术关联都已
经深入研究过了，但是觉得研究进行得非常困难。这是工具上的不
足，使得没有办法使这件事情更进一步。但是，规划设计人员在虚
拟技术的支持下获得了成功。
（一） 应用虚拟技术，解决时空制约
传统的二维、三维，不能实现空间、时间的转换，而虚拟技术
从根本上解决了空间、时间的制约。想要真正体验建筑规划的内涵，
仅靠二维、三维静态的图片是无法达到这个要求的。只有靠人在时
间的运动中, 人处于不同的状态才能完整地体会空间的转换魅力。
虚拟技术的应用可以真实地令你从踏入空间入口的第一步开始,
你每走一步，都和置身于真实的建筑空间一样，体验从狭小到宽阔、
从明处到暗处、从低处到高处的不同空间转换, 体会如音乐般的序
曲、过渡、高潮以及结束的空间节奏, 从而体验建筑规划中的本质
因素。
在虚拟的世界里，你可以观看、可以根据自己的喜好选择路线，
可以根据大脑的指挥完成现实中的动作，能真正深刻地感受到空间
大小的变化、方位的转换，甚至可以触摸，可以修改。我国在建筑
规划领域成功应用虚拟技术已经初见成效。例如：故宫文化遗产数
字化应用研究所，利用虚拟技术开发了一个虚拟的紫禁城 , 用户
只要通过控制遥控器, 就可以从不同得视角欣赏到故宫内外宏伟、
庄严、瑰丽的景观，能给人的感官带来极大地冲击效果，让人实现
在现实中无法达成的愿望; 上海为了浦东新区更好更快地建设和
发展，运用了超级unix 虚拟现实图形工作站城市模拟系统,。这一
虚拟技术支撑的城市模拟系统，可以让你实时、交互地在上海浦东
这个模拟的城市中进行漫游, 其中的交通路线、高楼大厦、工业园、
政府机关、学校、医院、商场等城市实体一应俱全，具有高度的仿
真效果，这为上海浦东新区城市的规划合建设提供了一个非常好的
工具。2008年的奥运会令世人瞩目，充分展示了我国现代社会主义
国家的国际形象。特别是鸟巢、水立方等奥运场馆其奇特的构思、
高超的技术在世界建筑史上留下了浓墨重彩的一笔。当我们惊叹于
水立方复杂的泡泡墙的结构时，你可曾想过虚拟技术是功不可没
的。虚拟技术在水立方的规划、建设中发挥了极其重要的作用，使
水立方得以建设成功，创造了我国建筑史上的奇迹。
（二）应用虚拟技术，提高业主的认识
从目前对建筑规划方案的沟通方式来看，通常是设计师先按照
自己的理解设计出建筑规划效果图, 然后再让业主查看。但因为这
些规划图都需要一定的专业素养，一般的业主又不具备这样的素
养，所以在查看的时候难免会产生认知和理解的困难，甚至并不认
同设计师认为高明的地方。因此，一旦业主不同意，则需要按照业
主的需求，设计师重新操作、渲染建筑规划效果图, 进一步补充说
明。这样不但增加了设计师的工作强度和劳动成本，而且还需要耗
费业主的时间和精力。在建筑规划中应用虚拟技术，可以令业主在
场景中按任意路线自由行走，边走边观察，边感受边思考，能够清
楚地了解到规划设计中的每一个细节, 准确地判断规划设计中的
尺寸是否合适，建筑所发挥的功能是否合理。虚拟技术建立的建筑
规划模型，具有高仿真性能，业主可以毫无阻碍地全方位了解和把
握建筑规划的所用情况，可以随时与建筑规划设计人员交流建议，
设计师可以根据协商内容随时调整和修改。对于业主和设计师来说
都极易沟通，操作也省时省力。
（三）应用虚拟技术，降低规划风险
由于虚拟技术是基于真实数据建立的数字模型, 它具有高度仿
真性，能够对大限度地实现对预期目标的真实再现。首先, 对于设
计师来说, 可以在建筑规划设计时，在虚拟技术支撑下建立的数字
模型场景中随意漫游, 自我观察、体验作品, 在这样的观察、体验
的过程中，非常容易发现在二维图纸和三维场景中不容易察觉的漏
洞、缺陷,。因此，由于规划时考虑不周全，加上自我检查时无法
发现问题而造成的失误和损失就会大大减少。其次, 对于业主来说,
在虚拟场景中亲身查看、感知，对于建筑规划的尺度、功能、材质
等了解得更为详尽；通过漫步其间身临其境的感受，对于建筑规划
的整体色彩与风格的体验会更加真实。从而，业主可以毫无任何障
碍地实时与设计人员交流想法，完善方案, 从而避免了双方沟通不
善、业主认知有误带来的不必要的麻烦和损失。因此，应用虚拟技
术，大大减低了建筑规划的风险。
（四） 提供人性化服务，最大限度满足人的需求
在现有的建筑规划的表现方法上，也有基于三维技术的动画制
作软件制作出的建筑漫游 。这种动画只按设计人员设定的模式下
播放出路线场景，如果要求多条路线和多方位体验不同的场景，则
需要重新制作、渲染, 耗费人力、物力、财力。更重要的是，用户
在其中只是动画的被动观察者，不能进行交互地体验。然而，虚拟
技术却完全能弥补这些不足。它的交互特征使生成的场景活了起来,
用户可以根据需要利用鼠标、键盘、数据手套等交互设备进行操作。
每一次操作都能及时进行计算和渲染，生成相应的图像。虚拟技术
在建筑规划中的应用，用户从中体验到的是完全自由随意的浏览、
操作，整个服务流程更具备人性化的特点。
结语：
当然，目前虚拟技术在规划中的应用还处于初步发展阶段，需
要我们不断探究，使其发挥更大的作用。