建筑室内设计中VR技术的应用

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［摘要］随着科技的发展，VR技术在建筑室内设计中得到了有效应用。vr技术相对于其他建筑技术具有多种优势，既能提高设计的效率，又便于用户直观的了解整个建筑环境的设计情况，并随时与设计师进行沟通调整。本文介绍了VR技术的概念和特点，分析了VR技术在建筑室内设计中的应用现状及优势，希望能对建筑室内设计行业在利用VR技术时有所参照和启发。

［关键词］VR技术；建筑室内设计；探讨应用性

目前VR技术已应用于室内设计、房产开发、文物古迹修复、桥梁铁路建设、工业模拟、旅游行业和教育事业等多个领域，在建筑室内设计中的应用效果尤为明显，它具有许多其他建筑技术没有的操作特点和优势，如应用优势、空间体验优势、建筑环境优势、实时更新优势等，避免因建筑实际施工后与客户的想象不符造成的返工和重新设计现象，大大优化了设计流程、减少了建筑成本、提高了施工效率。

1VR技术的概念

VR（VirtualReality）技术，即虚拟现实技术，是一种计算机仿真技术。由美国VPL公司的创始者在上世纪八十年代首次提出，初期是通过计算机图形数据系统和多种控制设备接口的共同配合在计算机上进行的可交互三维环境技术。VR技术利用跟踪器、视觉生成器等硬件技术，模型驱动、基础模型储备库、功能编程系统等软件技术，营造充满真实性的建筑环境，便于客户直观的了解整个环境设计情况，并随时与设计师进行沟通调整。

2VR技术的特点

2.1沉浸性

VR技术通过建模仿真对现实世界进行互动式三维动态图景的模拟，并利用VR手柄、VR眼镜等工具增强真实感和观看细节，给使用者创造身临其境的体验，这就是VR技术的沉浸性。客户使用VR观看建筑设计成果，能直观具体的对比设计成果与自身构想的差异，将抽象的想象转换为仿真空间，为客户了解建筑设计的实际空间环境提供了便利。

2.2交互性

交互性是指在VR技术中利用传感设备、力量反馈系统、跟踪器等工具带给体验者真实的感知。当体验者在模拟翻阅、移动物品等动作时，物品会随着人手的动作移动和形变；触碰空间中的物品时，会产生真实的触感，能够感受到物体的重量和形态，还可以通过视景、色彩、结构等元素的变化满足用户的要求，发挥交互作用。

2.3想象性

VR技术不仅可以依据当下现有的可操作施工技术进行建筑的室内设计，还能够设计目前无法实现的理想型建筑，在理论上创造设计的可行性。对设计者创新探索能力的开发和新技术观念的形成起着重要的作用，能够促进未来建筑产业的科技化发展。另外VR技术还具有时间和空间上的延伸性，用户可以通过VR技术模拟自己未来若干年内的变化。

3VR技术在建筑室内设计中的应用现状

3.1对计算机设备的要求高

传统建筑室内设计效果图是对室内的房间或部分单独进行建模、渲染，因此对计算机设备的要求不是很高。而用VR技术进行建模是对整个空间进行统一构建，交互设计对模型的需求量大大增加，在后期的材料选择、灯光颜色设置等细节方面需要更强大的计算编程能力。所以，使用VR技术进行室内建筑设计对计算机设备有较高要求，许多设计机构不具备这样的物质基础。

3.2资金投入大且耗时较长

用VR技术构建虚拟的室内设计模型需要设计师花费较长的时间才能完成，与传统的手绘或电脑画图效率差别显著。另外，由于工期的延长和新型技术的使用都会增加设计的资金投入。

3.3VR技术有其副作用

VR技术的传感性质在为用户带来真实的体验的同时也会导致人身体上的不适，因为虚拟场景的复杂性较高、运动速度快、灵敏性过强，与人正常的观感体验十分不同，可能会由于眩晕引发头晕等副作用，令人身体不适。

3.3.1对前庭系统的影响VR交互建立手和眼部之间的映射与现实中不同，VR会影响人的手眼协调，使用者从现实世界进入VR适应它的交互和从VR出来适应现实世界都需要一段时间。VR也会影响人的平衡系统，许多人使用后，会产生头晕恶心等不适，这是因为人们失去了现实中的平衡感，在使用VR设备后开车、驾驶任何交通工具都是比较危险的行为。3.3.2对人视觉的影响使用VR设备时人们相当于长期盯着一块与人眼距离很近的屏幕，会产生眼压升高或眼睛肌肉异常颤动的情况，对眼睛的健康十分不利。当然影响最大的还是癫痫的发作，有癫痫病史的人不能使用VR设备。目前我国缺乏对VR使用规范的科普，且我国的癫痫疾病患者较多，形成了很大的安全隐患。

3.3.3对人听觉的影响VR设备要从视觉、听觉、感知各方面模拟现实环境，尤其是为了追求沉浸感而不由自主将声音设置的很大，可能会对听力造成损伤。在实际生活中，空间环境的声音不会距离人耳这么近且分贝也不同，更严重的是VR设备给人带来的听觉损伤是不可逆的。

3.4普及力度不到位

VR技术在中国的发展处于初始阶段，是一项新型技术，一些大的设计项目使用较多，许多小型公司企业和科技欠发达地区并未运用，仍以过去的设计效果图作为户主参考资料，VR技术的普及力度依然不到位。

4VR技术在建筑室内设计中的主要运用方向

4.1三维模拟技术

三维模拟技术是运用在建筑室内设计中的主要VR技术之一，通过模拟构建整个虚拟场景，使客户能够直观感受到环境效果，方便布置和调整。三维虚拟空间是参照真实空间环境创造的，能够为客户呈现建筑室内设计的整体结构和具体的规划布局，帮助客户全面了解建筑室内设计的情况，客户在提出问题时，设计师能够直接对照模拟场景进行处理和改造。

4.2立体声合成与立体显示技术

人们在实际生活中听到的声音由于人耳距声源远近不同，因此声音到达人的两只耳朵的速度和强度都不同。VR技术中的立体声合成技术模拟了人在正常生活环境中的听觉特点，客户在使用VR设备观看建筑室内设计时，听觉效果与实际情况无明显差别。操纵手柄、VR眼镜、VR头盔、触觉传感器等工具也为人们提供了一种三维立体的感知，增强了虚拟空间在视觉、听觉、触觉各方面的真实感。

4.3触觉反馈技术

VR技术在建筑室内设计中通过应用触觉反馈技术，可以使客户与虚拟的室内设计环境直接进行接触，带给客户真实的触觉体验。客户可以通过使用设有触点装置，具有震动功能的手套触碰虚拟空间中的物体，令客户产生身临其境的感觉，真实地感受到室内建筑的存在。

4.4交互技术

传统的计算机交互技术主要通过鼠标、键盘和显示器来完成。在建筑室内设计的虚拟环境中，VR技术通过数字头盔和手套等穿戴工具、三维立体眼镜、智能式操纵手柄之间的交互完成传感任务。除了上述的VR设备，语音动作识别、智能沟通等也属于交互技术的范畴。4.5系统环境集成技术利用VR技术模拟构建规模庞大且设计布局复杂精密的建筑室内环境，需要采集大量的建筑空间数据信息，然后通过分析和自动运算构建出具体的虚拟室内建筑环境。其中，系统环境集成技术在数据的收集计算上起着重要的作用。它能够进行数据信息的精确导入、科学建模的设定、数据参数的转换、信息的识别合成等多种操作，在建筑室内设计的模拟构建中承担着无法替代的职能。

5VR技术在建筑室内设计中的应用优势

5.1空间体验优势

VR技术在空间的体验效果上具有很大优势。VR技术对室内建筑空间的设计不仅限于视觉上的体验，还能够满足人听觉和触觉的上的需求，使虚拟的场景更加真实。在体验室内设计效果时，人的运动速度、视野范围、行走轨迹等体验都模拟实际的感知，空间的高度、光照等参数也会有所变化。

5.2建筑环境优势

建筑环境通常是指建筑的气候环境，例如当两栋建筑物距离过近时，气流的流速会变快，流速变快则会带来环境污染、生活不便等问题，还会造成部分范围内的温度变低、地表和屋顶的损坏等安全隐患。VR技术能有效解决这个问题，结合实际的建筑环境和气候数据，通过计算机编程的方式设置气流模型，并能随时调整，优化建筑的通风条件，改善建筑的气候环境。

5.3实时更新优势

VR技术的设计元素较为细密且在实际应用中的变化性较大，结合用户实际需求可以对建筑设计中的各项元素进行更改，例如色调、高度、层次上的改变。VR技术这种能够进行实时更新的优势，对室内建筑设计的科学性和可调节性都起着有利的支持作用。

6结束语

综上所述，VR技术在建筑室内设计中的应用虽然还存在着种种问题，但总体来讲它是一项十分有效且有巨大发展空间的技术。能够帮助设计师设计出符合客户要求的建筑环境，展现出设计师的审美水平和设计能力，并有效降低了建筑室内设计的成本，简化了建筑设计的修改环节，为客户与设计者之间创造了一种沟通交流的载体，建筑室内设计师还能够在观察设计成果与倾听交流中发现自己的问题，增进对客户的理解，提高自己的设计水平。总之VR技术的应用改变了建筑行业的设计方式，对建筑行业未来的科学化发展起着重要的作用。

参考文献

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作者：李莉 单位：渤海船舶职业学院