二級建筑師《建筑結(jié)構(gòu)與設(shè)備》輔導(dǎo)4

1、二級建筑師建筑結(jié)構(gòu)與設(shè)備輔導(dǎo)（4）2虛擬巡游系統(tǒng)的形成過程 以動畫及虛擬系統(tǒng)的形成過程為例，介紹如何將虛擬現(xiàn)實輔助于建筑設(shè)計方案中。2.1 數(shù)據(jù)采集 包括平、立、剖面與透視圖。包括能充分反映建筑物的特點、立面效果，以及重要建筑物的空間關(guān)系的規(guī)劃區(qū)域?qū)嵕皥D像，諸如多角度、多距離觀察的錄像與攝影圖片。還包括空間參照物，如周圍建筑物，相關(guān)的圖紙和文本。2.2 用三維建模軟件建模 依據(jù)方案設(shè)計圖在三維圖形系統(tǒng)中構(gòu)造建筑物，常用建模軟件有AutoCAD和3DSMAX.使用3DSMAX制作動畫。將其以VRML（VirtualRealityModelingLanguage）文件格式輸出。2.3 優(yōu)化虛擬系統(tǒng)

2、 （1）使用LOD（Levelofdetail）算法替代模型的不同版本，以減輕VRML瀏覽器的負擔(dān)。通過這種算法，對于遠處的或者是不重要的物體，用較少的多邊形表示。對于近處的或較重要的物體用較多的多邊形來表示，從而在保證圖像質(zhì)量的基礎(chǔ)上減少多邊形的數(shù)目。（2）在場景中放置足夠多的攝影機，以供用戶選擇。（3）使用USE，對原始節(jié)點進行重用，以減少文件長度。（4）使用超鏈接節(jié)點Anchor，Inline等，鏈接其它虛擬空間。Anchor使場景中的對象與另一空間造型鏈接，或與場景中另一相機連接。InlineObject可合并另一虛擬現(xiàn)實文件。（5）通過AudioClip，Sound算法提供虛擬的聲音

3、效果。2.4 使用javascript語言擴展虛擬世界的動態(tài)行為 Javascript語言是用于VRML各個節(jié)點的一種描述語言。它使*.WRL文件所模擬的世界，具有較強的真實度。拙政園名冠江南，是中國的四大名園之一，亦是世界文化遺產(chǎn)之一。其空間蜿蜒曲折，藏露掩映，欲放先收，達到小中見大的效果。我們?yōu)樽菊@最精彩部分（中部水院的小飛虹、小滄浪、得真亭、松風(fēng)亭等），建立了虛擬巡游系統(tǒng)。3 對建筑設(shè)計思維的影響 傳統(tǒng)建筑設(shè)計以紙和筆進行草圖設(shè)計。據(jù)此，建筑師按自己對實際尺寸的把握進行設(shè)計。因此，設(shè)計者無法融入所設(shè)計的空間中，其觀察與想象均受到限制。虛擬現(xiàn)實，提供了其它傳統(tǒng)表現(xiàn)方式所無法比擬的、嶄新的

4、信息交流界面。建筑師可從任意角度，觀看虛擬物體的三維效果（空間的形狀、大小，物體的色彩、材質(zhì)等）.可通過實時三維場景調(diào)整、信息查詢以及多媒體信息集成等技術(shù)，為方案的比較推敲，為設(shè)計風(fēng)格、造型特點，以及相關(guān)信息的展示，提供了強有力的支持。在虛擬現(xiàn)實環(huán)境中，虛擬環(huán)境開拓建筑師的想象力，提高創(chuàng)造力，有助于建筑師產(chǎn)生多樣化設(shè)計方案，提高設(shè)計質(zhì)量。美國Iowa大學(xué)開發(fā)出新型設(shè)計工具VRDet2。設(shè)計者可直接在該系統(tǒng)中設(shè)計，整個設(shè)計過程可被錄制并回放。設(shè)計者還可觀察他的思維過程，對于了解建筑師的設(shè)計方法具有重要意義。VADet采用23D語言系統(tǒng)提供固定聲音，有4個C2環(huán)繞屏幕顯示系統(tǒng)，可使用LCD立體眼鏡

5、。C2輸入設(shè)備基于CAVE系統(tǒng)（Cruz2Neira，Sandin&DeFanti，。993），能直接處理對象，對用戶反應(yīng)有快速的立體的顯示。VADet系統(tǒng)也可應(yīng)用于配備有C2的跟蹤及輸入設(shè)施的頭盔浸入裝置。VADet使用一個面向?qū)ο蟮姆椒ㄔO(shè)計。它強調(diào)交互性能，可擴充性及獨立的顯示界面。系統(tǒng)的核心是一組C+類。3個主要的類為環(huán)境類、控制類與形類。VADet使得設(shè)計者在任一設(shè)計階段可探索整體尺寸的虛擬物體。系統(tǒng)有精確的風(fēng)格，可修改尺寸。虛擬設(shè)計尺寸比C2系統(tǒng)的物理尺寸大。物體能在實際尺寸內(nèi)產(chǎn)生、復(fù)制、刪除、移動、縮放或再生。該系統(tǒng)可被視為一個三維草圖工具。虛擬現(xiàn)實發(fā)展前景十分誘人。從某種意義上說

6、，它改變了人們的思維方式，改變?nèi)藗儗κ澜?、對自己、對空間和時間的看法。虛擬現(xiàn)實不斷發(fā)展，將成為建筑應(yīng)用軟件的主流。INTELMCGRAWHILL公司所出版的VirtualReality：ThroughTheNewLookingGlass一書，提出虛擬現(xiàn)實是21世紀的工具的說法。Vrnews也認為虛擬現(xiàn)實是最有發(fā)展?jié)摿Φ氖箨P(guān)鍵技術(shù)之一。虛擬現(xiàn)實具有完善的交互作用能力，能幫助和啟發(fā)進入虛擬境界的參與者的構(gòu)思的信息環(huán)境。利用計算機系統(tǒng)提供的人機對話工具，同虛擬環(huán)境中的物體交互操作，使人達到一種境界虛擬，但其感覺卻具有真實的效果。我們應(yīng)充分發(fā)揮虛擬現(xiàn)實強大的潛在功能于建筑領(lǐng)域。計算機技術(shù)用于建筑設(shè)計

7、已有多年，計算機輔助設(shè)計（CAD），主要是幫助設(shè)計者把設(shè)計、計算、畫圖、數(shù)據(jù)存儲和處理等繁重工作交給計算機完成，而設(shè)計者把主要精力用于創(chuàng)造性構(gòu)思。計算機產(chǎn)生的設(shè)計結(jié)果，可通過圖形設(shè)備向設(shè)計者展示，并可模擬，允許設(shè)計者作出修改。虛擬現(xiàn)實（簡稱VR）技術(shù)能創(chuàng)造身臨其境的感覺。虛擬現(xiàn)實也稱虛擬環(huán)境或虛擬真實環(huán)境，是迅速發(fā)展的一項綜合性計算機、圖形交互技術(shù)，它集成了計算機圖形學(xué)、多媒體、人工智能、多傳感器、網(wǎng)絡(luò)并行處理，利用計算機生成的三維空間形象實現(xiàn)的目標合成技術(shù)，通過視、聽、觸覺，以圖表及動畫方式呈現(xiàn)，讓觀看者“眼見為明”。它改變了傳統(tǒng)的計算機輔助設(shè)計被動靜態(tài)的信息傳遞方式。它的特性包括：（1）交互性（interactive）；（2）想像性（imagination）；（3）沉浸性（immersion）.虛擬現(xiàn)實就建筑視覺模擬的可行性而言，應(yīng)用領(lǐng)域可包括：建筑物模擬、室內(nèi)設(shè)計模擬、城市景觀模擬、施工過程模擬、物理環(huán)境模擬、防災(zāi)模擬、歷史性建筑模擬等。在建筑設(shè)計中既要進行空間形象思維，又要考慮到以用戶的感受為核心，是一連串的創(chuàng)新過程，包括規(guī)劃、設(shè)計、建設(shè)施工、維護等。巨大的成本和不可逆的執(zhí)行程序，不能出