虚拟现实技术在建筑工程中的应用分析

虚拟现实技术在建筑工程中的应用分析
摘要:随着我国社会经济的发展,建筑信息化技术越来越引起人们的重视。如何高效解决建筑工程设计、施工、管理中存在的信息协调问题,是一个值得深入研究的课题。虚拟现实技术是一门崭新的综合性信息技术,它极大地推动了建筑行业的发展,因其特有的沉浸感、交互性和构想性,在建筑工程表达方面有独特的优势。本文介绍了虚拟现实技术的概念、特点及其优势,探讨虚拟现实技术在建筑工程中的应用。
关键词:虚拟现实技术;建筑工程;应用
1虚拟现实技术及其特点
1.1虚拟现实技术简介
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虚拟现实技术(Virtual Reality,简称VR),是一种交互式视景仿真技术,是由美国科学家在20世纪80年代初提出的,也称为灵境技术或人工环境,主要是借助计算机技术的发展,融合数字图像、传感器技术等信息技术来模拟现实场景,通过人机交互,将一些非具体的、复杂的计算机数据采用虚拟的情景展现出来,为非专业人员所理解和接受。VR技术所
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生成的图像或画面是虚拟的,并非真实的实际环境,但通过人机交互进入VR界面时,在感官体验上和现实环境类似。VR技术改变了传统人与计算机之间单调的输入输出关系,将一个生硬的计算机界面变成为一个虚拟的现实信息空间,增强了人机交互性和体验性。
1.2虚拟现实技术特点
VR通过对现实建筑工程的虚拟化,将建筑工程模型采用多维手段来显示,既体现现实因素,又超越现实,借助人机交互模式,形成一种良好的体验模式,使得一些非建筑工程专业人员能对建筑工程有一个较好的了解,达到“身临其境”的感受,最后形成一种“人能沉浸其中、超越其上、进出自如、交互作用”的多维信息空间。VR技术是建筑信息化进程的综合反映与具体体现,它具有3I特性,即沉浸感(Immersion)、交互性(Interaction)、构想性(Imagination)。
2虚拟现实技术在建筑工程中的应用
2.1虚拟现实技术在建筑设计中的应用
2.1.1构建虚拟的三维环境空间
想要利用虚拟现实技术构建出虚拟的环境空间,首先就要能够对与建筑物有关的数据信息进行采集,例如建筑物的平面图、立面图以及剖面图等,这样就能够使得建筑物的各方面内容以图像的方式更加真实的呈现出来,使得建筑的空间关系与空间参照物更加的直观。之后,还要应用3DSMAX对建筑三维模型进行制作。在建模的过程中,要在满足设计要求基础上,尽量减少模型的点、段数。在对其视觉进行设计时,也不需要其有极高的精度,从而避免工作效率的降低。伺候,则需要对适当的光场景及背景进行创设,使得建筑三维模型更加的真实。光线对于三维虚拟环境的作用也极为重要,若缺少光线,就不能使得建筑所具有的通透感与形状呈现的中真实性。因此,对于设计人员来说,就要对真实的光线和虚拟光线进行明确的区分,掌握光线变化对于场景的影响,使用3DS-MAX软件使得虚拟光线能够真实的呈现出来。因为材质的设计对于视觉效果也有着一定的影响。所以,在对其进行材质设计的过程中,就要对可能影响视觉效果的多种因素进行考虑。并且,要能够有效的模拟多种视觉效果的,从而保证虚拟场景真实性的增强。
家用管道疏通机2.1.2互动优化设计以及方案的选择
在建筑设计过程中应用虚拟现实技术,能够使建筑设计的互动性提升。在对其进行设计的
过程中,相关的设计人员要利用虚拟现实技术所具有的交互系统功能,对于计算机系统所具有的软件优势进行充分的应用,同时与自然条件、经济条件以及社会背景等结合,对客户对于设计的实际需求,对于多种设计方案进行制定后,通过有效的对比分析,及时的对于相关数据进行调整,并对部分特定局部开展修改工作,把修改以后的方案和之前的方案进行对比,确保其能够满足客户的实际需求。其次,在对设计进行不断深化的过程中,通过对于虚拟现实技术的应用,能够避免有关专业间发生较大的设计冲突,优化空间设计工作。
2.1.3充分展示建筑物整体的信息
当前,在进行建筑设计的过程中,很多设计方法是无法将建筑信息全面的呈现出来的。但在对虚拟现实技术进行建筑设计的过程中,由于其所依托的是计算机技术,因此通过计算机的应用,能够将真实性较强的虚拟建筑物展现在人们眼前,使得人们产生一种置身于建筑中的感受。而利用虚拟现实技术,不论是谁都可以清楚建筑模型的设计内容,使得用户与设计人员间的沟通也更加的便利,用户也能够更加有效的参与到建筑设计工作中。
卢允忠2.2虚拟现实技术在建筑施工中应用
VR利用虚拟技术,对施工的重点部位或重要构件进行施工动画模拟,使具体施工更为细节化、形象化、可视化,可使施工人员更加具体了解施工工艺流程,避免施工错误的发生。VR技术将以往单调的施工安全教育借助虚拟的三维场景形象化展示,使得体验者感觉如同亲临现场,感受和体验事故发生的危害,深刻理解安全教育的本质,从而使安全教育更加深化,工人安全知识掌握更加牢固。在施工工序上,VR技术可以进行施工流水碰撞,当不同的施工工序存在碰撞时,系统将会提示出现碰撞的工序,这样方便施工技术人员及时调整,从而减少施工工序干扰,提高生产效率。通过VR技术对建筑工程施工全过程或关键工序进行模拟,促进了施工方案的保证性和可行性;对重要结构进行计算机模拟承载实验或破坏实验,可以出影响构件质量的主要因素,从而达到质量控制和优化施工的目的。这彻底改变了传统的施工过程不可逆,以及施工组织设计不可视的状况,能大大提高工程的实施和管理效率。
2.3虚拟现实技术在建筑工程安全管理中的应用
2.3.1建筑工程安全的预防远程教学系统
建筑施工现场的安全事故主要有以下几种:高处坠落,触电事故,物体打击,机械伤害,
坍塌,中毒。主要原因如下:①建筑施工从业人员素质不高。②建筑安全法制不健全,执法不利。③建筑市场秩序混乱。施工单位越级承包工程,一个项目有多个分包商。④违反安全操作规程。⑤施工机具质量不合格。⑥防护设施不齐全。由于问题多样原因多种,因此在实际施工中,防止安全事故发生异常难料。利用虚拟现实系统,可以在虚拟现实的环境中模拟各种事故发生过程及可能造成的后果比如高空落物问题,我们可以在虚拟现实中模拟其下落的情况,包括其下落过程中的风速、方向、遇到阻碍时轨道的变化等,甚至是被碰撞物的运动轨迹,以及碰撞造成的不同的危害;对于各种安全防护网的架设材料、高度、连接方式等,都可以通过在虚拟现实系统中的各种测试来完成,而不用通过真实的物体去测试,根据模拟结果,施工方可以采取相应措施预防和制止这些事故。
2.3.2建筑工程安全事项的解决
尽管在施工前以及施工中,施工方想到了许多预防事故的事项,然而在现实中总有百密一疏,危险总是不可避免,这时我们可以在施工过程中借助虚拟现实系统真实再现客观环境。对于施工中坍塌事故,是很难提前做出判断的,我们通过虚拟现实技术将施工进程进行模拟,设计出各种可能发生的危险,并对其危险程度、应急处置顺序、人员安全庇护等
做出反应。当工程施工中一旦出现可能发生的坍塌事故,系统首先做出警示,如根据等级出现坍塌模拟、建筑物损坏、危险警告信号等,同时启动相应的预案、各级防护措施生效,人员撤离路线指引,以及各种求生方式的成功率。
3结语
虚拟现实技术是一项新兴的建筑信息化技术,符合建筑工程专业的时代发展进程,体现了建筑工程专业的时代特征,促进了建筑工程行业长远发展。在建筑工程的设计、施工、管理等各个方面,虚拟现实技术有着广阔的应用前景,是实现建筑工程行业信息化,高速化发展的有效途径。
参考文献
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