摘 要 虚拟现实与多媒体、网络一起被认为是三大最有发展前途的计算机技术。虚拟现实系统最大的特点在于它与用户的直接交互性。在系统中，用户可以直接控制对象的各种参数，而系统也可以实时的向用户反馈对应的信息。虚拟现实技术将对建筑设计、建筑展示、设计检测产生深远的影响。
关键词 虚拟现实技术；建筑设计；设计检测
1 虚拟现实技术概述
虚拟现实又称为虚拟实境（Virtual Reality），简称VR。虚拟现实设计是利用计算机图形技术对设计图纸进行图形显示和建模，再用计算机仿真技术和传感技术对模型进行模拟使观者更具有直观的感受。在此过程中，配合人工智能技术、计算机网格并行处理技术使模拟出来的虚拟世界更为真实，让观者体会到视觉、听觉、触觉等感官上的真实模拟，实现现实世界不可实现的物理上或功能上的环境[1]。
虚拟现实技术具有四个特征：交感性、沉浸性、构想性和多感知性。交互性是指观者能在构建的虚拟世界中实现和环境事物之间的互动，在虚拟环境进行操作，感受环境中事物的物理特性，甚至在可以通过输入设备对建筑形态、环境等进行改变；沉浸性是指观者在虚拟世界中的感官体会与在现实世界的感官体会相差无几，虚拟现实所构建的环境并非是通过显示器二维展现的，而是系统通过眼球跟踪器捕捉观者的视觉信息，使观者身临其境的真实感；构想性是指虚拟现实技术不仅能模拟现实世界，还能模拟一些不存在于现实世界的场景，使模拟更具有广泛性和隨意性。多感知性是指给观者听觉、视觉、触觉、嗅觉等多方面的体会，使模拟更加直观，让观者真实感受模拟世界中的现实感。
2 虚拟现实可能对建筑设计产生的影响
无独有偶，舍曼和犹金斯将虚拟现实的特征归纳为五个“I”，即Intensive、Interactive、Immercive、Illustive、Intuitive。下面我们将对这些特性可能对建筑设计产生的影响展开讨论。
2.1 Intensive （密集性）
虚拟现实系统可以在单位时间内向用户提供大量的、多方位的信息。假定我们在虚拟现实中设计建筑物，我们通过电子手套输入一个建筑中厅的参数，包括尺寸、材料、光线。系统就会实时产生相应的虚拟实境。虚拟现实系统的密集性保证了这种实时反馈，从而加强了感觉的真实性。假使我们对生成的中厅不满意，重新输入参数即刻就能产生修改后的中厅。这种实时性就得益于虚拟现实系统强劲的计算能力。虽然我们在用PC机画建筑效果图慢得像乌龟，这样的系统简直是梦中的奢望，但计算机的发展也是10年前人们始料未及的。《侏罗纪公园》里的恐龙不是已经很逼真了吗！相对来说，建筑物的计算量比有机体来得少，它的设计会更早地运用虚拟现实方法。
2.2 Interactive （交互性）
在虚拟现实中，用户与计算机通过人机界面实现对等的交流和互动，这种人机界面使用户更自然、真实地与系统进行交流，并获得各种感觉刺激，从而实现与虚拟现实里的实体的互动。我们可以把建筑CAD看作是最为简单的虚拟现实系统，其人机界面就是键盘、鼠标和显示器，刚开始还没有鼠标，用键盘控制CAD指针的移动是件很痛苦的事，有了鼠标就方便多了。而在虚拟现实中设计建筑物，我们完全有理由相信操作是这样的：我戴上头盔式显示器、电子手套，我写下一些参数，建筑物生成了，我转动眼球，建筑透视实时变化，就像在现实场景中一样。我觉得建筑高度太矮了，我甚至只向上一指，这幢建筑就长高了。
这样的交互性将给建筑设计带来极大的方便性，这种方便性将给设计方法带来质的飞跃。CAD使我们甩掉了图板，但它本质上还是一种抽象的绘图，而虚拟现实却使我们在三维空间中建造。设计思想直接作用于异常真实的虚拟建筑，并能得到实时的回馈。我们仿佛回到了搭积木的时代，又仿佛成了上帝。
2.3 Immercive （沉浸感）
在虚拟现实中，我们是在虚拟环境内部向外观察，而不是现在坐在电脑桌前窥探显示器里边。我们沉浸其间，所以感觉更真实。从技术角度讲，眼球跟踪器捕获了眼球运动的信息传给系统，系统把对应的虚拟场景反馈给用户，使用户获得与现实中相同的视觉影像。这个特性对于建筑形态设计是至关重要的。在传统设计中，我们很难精确预见建筑建成后的效果，而现在，我们只要在虚拟现实中兜上一圈，就一目了然了，甚至可以把甲方也带上，从而跨越交流上的障碍。
2.4 Illustive （清晰性）
虚拟现实提供的信息是清楚的、详尽的。我们一旦在虚拟现实中建造好一幢建筑物，相关的数据就会详细准确地出来，而不是现在的一个个地算，甚至包括造价。
2.5 Intuitive （直观性）
在虚拟现实中，人机界面的富有想象力的设计将使用户的数据输入和获得信息更具人性化。比如在建筑设计中，要改变一幢建筑物的高度，我可以用手向上指，也可以说：“增高10m。”甚至只需抬一下头。这里分别用到了电子手套、语音识别和眼球跟踪器。技术的进步带来了操作的舒适。
从以上的分析可以看出，虚拟现实技术将彻底改变以往建筑设计平立剖模式，代之以建筑师虚拟观察、修改的模式，在这种模式里，建筑师将“走进”他的设计中，身临其境地感受建筑的空间、形态、声光，并实时修改，从而使设计更为完美。
3 虚拟现实技术在建筑设计中的作用
虚拟现实技术在建筑设计中可以实现多种场景转换，使观者置身于虚拟现实技术构造的整个建筑环境中，通过操作输入设备对整个建筑进行全方位的了解。比如，通过方位跟踪器对建筑尺度范围进行精确的测量，通过装置物件摆放检测其安全通道的合理性，或者置身于建筑物任何角度对建筑进行设计。系统说来，虚拟现实技术在建筑设计中的作用有：
（1）虚拟现实技术的一个重要作用是能够全方位展现建筑物的整体信息。计算机制图软件设计出来的建筑只能通过其二维、三维空间构造来展现建筑物参数信息。这种信息的展示，只是基于静态结构上的尺寸数据信息的展现，停留于平面和屏幕中，这种建模过于单调、不够直观。而虚拟现实模拟技术是将设计图中的建筑再现，实现虚拟世界的现实模拟，让设计者可以进入建筑内部进行观察和完善设计。这不仅有利于提高建筑设计的效率，而且使建筑设计变得更为直观，设计者可以通过全方位、各视角的观察建筑物，提高建筑设计的质量。
（2）虚拟现实技术能实现建筑设计的远距离浏览。也就是说，不仅是设计方能够实现建筑的虚拟模拟，通过网络传输给工程单位，实现双方的及时交流，更有利于建筑的设计和修改，及时看到设计中可能存在的问题，进行数据改动，方便的同时也提高了效率。
（3）虚拟现实技术通过对建筑设计的现实模拟可以实现多种方案的实时比较。建筑设计时通常不会只有一个方案设计，而是多种方案设计，再在其中选出既能实现美观，又能符合实际用途的设计方案。在建筑设计的过程中，设计者可以置身于建筑中，通过视角的变换，通过某一点而达到细节上的设计。
4 结束语
无疑，虚拟现实技术将对建筑设计、建筑展示、设计检测产生深远的影响。不过，当前它在建筑设计领域里的运用却远远不如航空航天、军事、核工业、娱乐领域。其主要原因有：高昂的价格、技术的不完善，还没有开发出完整的虚拟现实建筑设计体系，另外还包括，建筑师观念的转变和社会对它的接受程度。但愿它能早日到来。
参考文献
[1] 艾华.虚拟现实来了吗[J].科技潮，2003，（11）：16-19.
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