建筑虚拟现实技术十篇

建筑虚拟现实技术篇1

【关键词】建筑表现;虚拟现实;三维设计

1.虚拟现实的概念及运用领域

虚拟现实(VirtualReality)也称虚拟环境或虚拟真实环境,它利用计算机生成的三维空间形象实现的目标合成技术,通过视、听、触觉,以图表及动画方式呈现,让观看者“眼见为明”。

虚拟现实的概念在计算机发展的早期就被提出了,但当时的运用并不算广泛,那个时候构建一个虚拟现实系统,需要昂贵的外部设备。除了在一些专用领域使用以外,普通用户只能望而却步。

随着计算机硬件技术的飞速发展,让普通计算机上运行和显示复杂场景有了可能。以前高不可攀的虚拟现实系统也就可以在随处可见的普通计算机上构建起来了。

除了以前的军事、航空航天领域之外,在娱乐、教育、医学、商业、制造业等都有不同程度的运用。

2.虚拟现实在建筑行业中的运用范围

虚拟现实在建筑行业的应用领域可包括:建筑物模拟、室内设计模拟、城市景观模拟、施工过程模拟、物理环境模拟、防灾模拟、历史性建筑模拟等。

在建筑和规划领域,使用虚拟现实演示单体建筑、居住小区乃至城市空间,可以让人以不同的俯仰角度去审视或欣赏其外部空间的动感形象及其平面布局特点。

设计者可将自己的设计方案动态形象地展示,以充分表达自己的方案,提高中标率。中标后对甲方、乙方而言,可通过虚拟现实方式审视。双方可逼真快捷地进行设计数据的修改,使设计臻于完善,直至满意。

在商品房交易中,消费者可以亲身体验小区建成后的三维虚拟环境,了解室内空间、周边环境、固定设施的配套情况。动感十足的虚拟现实可刺激用户的购买欲,有助于销售,缩短售房周期。

3.虚拟现实在建筑表现领域中的运用现状

当然,技术的运用是需要跟市场需求紧密相关的。一个功能完善,交互性强,设计合理的虚拟现实系统由于涉及的技术较广,需要专门的开发平台,如Multigen Vega、Virtools、Quest 3D等软件,需要辅助建模的工具如3dmax、maya等,需要较多人员分工协作,开发周期较长,从而成本也比较高,很难符合更广泛的市场需求。所以为了顺应市场的需求,在运用的初级阶段,建筑表现领域更多的采用以下几种更便捷,更容易实现,成本更低的方式来达到比较简单的虚拟现实表现。

1)模型浏览器

比较有代表性的是中视典公司(省略)开发的VR-Platform、创图科技(省略)开发的WEBMAX。这些软件适用性强、操作简单、功能强大、可视化程度较高、所见即所得,所有操作都是用设计师可以理解的方式(不需要程序员的参与),可以让设计师将所有精力投入到效果制作中来,从而有效降低制作成本,提高成果质量。比较适合建筑行业设计人员使用。而它们能实现的功能也比较简单,仅仅是把现成的三维模型场景打包,实现简单的路径浏览或行走浏览功能。对于一般的需求,比如楼盘展示、单体建筑展示已经基本够用了。但如果客户提出更多要求,比如样板房展示当中经常需要体现出来的更换家具、更换材质等功能就难以实现了。

2)360全景

当我们希望简单方便的重现某一场景,基于图像的360全景技术就成为最好的选择。360全景技术虽然在交互性和多感知性上并不能与三维建模技术相提并论,但是由于是基于图像,使用者看到的是真实场景,视觉沉浸感要比三维建模的方式强。在并不要求很强的交互性和多感知性时,360全景实现的虚拟现实是完全足够的,而且随着技术的发展,360全景的交互性和多感知性只会越来越强。更重要的是,360全景虚拟漫游实现起来不但非常方便,而且技术门槛和成本都很低。

目前,业界对全景图的基本制作方法是:在固定的视点用照相机或者摄像机按照一定的方式(通常是按照均匀角度绕轴旋转360度)采集图像,采集之后的图像输入计算机进行图像拼接、整合等处理,生成无缝全景图像,最后再用计算机经过投影展示出来,并且提供局部的有限的漫游功能。虽然全景视图有其自身的局限性,比如视点单一,只能在场景内部实现漫游等,但是由于该技术具有极强的可操作性,而且技术也相对成熟,已经成为应用最为普遍的基于图形绘制技术之一。目前全景视图主要应用在:虚拟环境、游戏设计、电影特技效果、虚拟博物馆等等。在商用领域比较著名的有Apple的QuickTime VR、IPIX Viewer、Live Picture、IBM的Hot Media等系统。

4.虚拟现实在建表现领域中的发展方向

当然,随着技术的不断成熟和普及、硬件的日益发展,随着客户要求的越来越精益求精,虚拟现实技术当中更加丰富的功能也必将越来越多地投入到市场化运用当中。

比如笔者曾和我市一家地理信息技术公司合作,在某个规划项目里,将虚拟现实技术与地理信息数据的运用结合起来。我们采用现有的卫星影像数据产生的三维地形,将其运用地理信息处理软件ArcGIS输出为3dmax软件支持的网格模型,并在其基础上创建规划项目当中的建筑群、道路、桥梁等三维模型,从而实现了更加接近真实环境的规划方案表现。

在建筑规划以及市政建设的领域,对虚拟现实的高层次要求也比较突出,在这样的项目里,对于场景的细节真实感程度并无过高要求,而是需要具有辅助市政规划、帮助政策决策、信息查询的功能,所以需要实现不同系统的现实和隐藏及信息检索,比如新旧建筑、水电煤气管线、交通枢纽、通讯网络等。这样全方面的运用和实现就不再是简单的模型浏览器或全景技术能够胜任的了,这方面的运用也有所发展,但真正投入市场化也还需要一定时间的研究和优化。

5.结语

虚拟现实技术本身就是一个正在不断发展的新兴技术,而怎样将虚拟现实技术运用在建筑表现领域中也将是一个不断深入的课题,虽然在现阶段还不能非常完善地将最新技术运用到市场当中,但随着技术的不断发展,市场的不断成熟,我们相信虚拟现实在建筑表现当中将会成为更重要的表现手段。

参考文献

建筑虚拟现实技术篇2

    1 　前言

    计算机技术用于建筑设计已有多年，计算机辅助设计（cad） ，主要是帮助设计者把设计、计算、画图、数据存储和处理等繁重工作交给计算机完成，而设计者把主要精力用于创造性构思。计算机产生的设计结果，可通过图形设备向设计者展示，并可模拟，允许设计者作出修改。虚拟现实（简称 vr） 技术能创造身临其境的感觉。

    虚拟现实也称虚拟环境或虚拟真实环境，是迅速发展的一项综合性计算机、图形交互技术，它集成了计算机图形学、多媒体、人工智能、多传感器、网络并行处理，利用计算机生成的三维空间形象实现的目标合成技术，通过视、听、触觉，以图表及动画方式呈现，让观看者“眼见为明”。它改变了传统的计算机辅助设计被动静态的信息传递方式。它的特性包括： （1） 交互性（interactive） ； （2） 想像性（imagination） ； （3）沉浸性（immersion） .虚拟现实就建筑视觉模拟的可行性而言，应用领域可包括：建筑物模拟、室内设计模拟、城市景观模拟、施工过程模拟、物理环境模拟、防灾模拟、历史性建筑模拟等。在建筑设计中既要进行空间形象思维，又要考虑到以用户的感受为核心，是一连串的创新过程，包括规划、设计、建设施工、维护等。巨大的成本和不可逆的执行程序，不能出现过多的差错，虚拟现实是一种可以创造和体现虚拟世界的计算机系统，虚拟世界是整体虚拟环境或给定仿真的对象的全体，充分利用计算机辅助设计和虚拟现实，可减轻设计人员的劳动强度，缩短设计周期，提高设计质量，节省投资。虚拟现实技术在建筑设计中应用广泛。

    2 　展示建筑物的整个信息

    现阶段的二维、三维的表达方式，只能传递建筑物部分属性的信息，并且只能提供单一尺度的建筑物信息，使用虚拟现实技术可展示一栋活生生的虚拟建筑物，使人产生身临其境之感，设计不仅仅是设计者的事，住户、管理部门都可起到辅助决策的作用。

    3 　远距离浏览

    设计者设计的建筑物与工程单位可以相互沟通交流，通过万维网达到远距离浏览，也可以以计算机语言开发与虚拟现实造型语言整合，虚拟现实用于internet 网中提高其普遍性与实用性。

    4 　实时多方案比较

    在建筑设计过程中，一般都会对设计的建筑物提出不同的设计方案，对未来建筑物的形象做多种设想，在虚拟的建筑三维空间中，可以实时地切换不同的方案，在同一个观察点或同一个观察序列中感受不同的建筑外观，这样，有助于比较不同的建筑方案的特点与不足，以便进一步进行决策。事实上，利用虚拟现实技术不但能够对不同方案进行比较，而且可以对某个特定的局部作修改，并实时地与修改前的方案进行分析比较。

    5 　专用的人机接口交互

    人机接口是使用者与计算机沟通的桥梁，它是代表使用者意图的转换及计算机程序的执行，良好的人机接口的建立，可减少使用者对系统的学习时间和增强系统的使用效率。在虚拟现实技术建筑设计中，必须有特定的人机接口模式：

    （1） 使用者模式。使用者直接进入虚拟现实中，进行观测与互动操作，以第一人称的观测方式，进行虚拟现实的沉浸观察，隐藏的接口，只有在使用时才出现；

    （2） 者模式。在虚拟现实中，常因沉浸环境与现实环境的感性差距，而造成空间迷失现象，以至于使用者无法掌握虚拟现实中的状态，以空间者的虚拟环境信息的提供，以第一和第二人称的观察方式，进行虚拟环境中的观测；

    （3） 监控模式。使用者以第三人称的方式，监控虚拟现实中所有的现实状态，并进行虚拟物的监视与控制，而接口的产生与虚拟现实的种类并无绝对的关系；

    （4） 浸入操作模式。将控制虚拟现实物的接口，置于虚拟现实中，以进行仿真式的操作模拟，使用者以

    第一人称的操作方式，对虚拟物进行控制。从系统整合的观点来分析建筑设计，系统的接口连结不当，影响设计质量和施工程序。

    虚拟现实系统基本上有两种：模型式和图像式。以模型式虚拟现实，以虚拟现实造型语言（简称vrml） 为主要描述语言，使得建筑设计可用计算机进行三维建模，利用效果图和三维施工图与资料库，并利用虚拟现实技术连结到资料库作为实时模拟操作。虚拟现实造型语言，可用来在万维网（3w） 中定义与更多信息相关联的三维世界的布局和内容，使之能够在一个交互的三维空间中很容易地被表达出来。当虚拟现实造型语言浏览器启动后，它会将虚拟现实造型语言中的信息解释成虚拟现实造型语言空间中的建筑物的几何形体的描述，一旦vrml 空间被用户的浏览器解释，它将提供实时显示，一秒钟可以显示多次，这样，用户的机器上将会有一个活动的场景。

    6 　应用实例

    荷兰的虚拟现实技术起步较快，eindoven 大学的calibre研究院已用虚拟现实技术进行设计和咨询，他们开发的软件包由一组类cad 的函数组成，称为caad 软件，为建筑结构的创建、修改和可视化提供了工具包， 它支持auto caddxf 文件的输入输出，而且能够用于虚拟环境中增加动画和对象的动态行为。已用该系统模型化了一座小城市，具体目标是在河中小岛上设计一栋博物馆。这座城市由好几百栋建筑物组成，坐落在河边斜坡上，可以俯瞰小岛。首先，数字化该城市的地图，创建基本的auto cad 模型；其次，按真实三维位置安排每栋建筑物，同时也考虑山坡的轮廓；再次，加上建筑细节，如门框和窗框设计，以便标准地表现该城市的美学特征。该应用实例让人们领略了该领域和他们所取得的成果。

    在美国洛杉矶和费城的虚拟建筑三维模拟系统被认为是全球最成功的虚拟建筑模拟系统之一。各国对虚拟现实技术都在研究和应用，我国也一样，在虚拟世界建筑方面，都已制作和展示了复杂的虚拟世界模型。虚拟现实技术所涉领域十分广泛，技术潜力巨大，在建筑设计中应用前景广阔，但软硬件投资巨大，可重复性低，如计算机辅助设计/ 制造数据库/ 计算机辅助工程，多媒体/ 台式视频，图形艺术，形象/动画制作，科学可视化，实时模拟等的硬件价格很高。

建筑虚拟现实技术篇3

【关键词】虚拟实境 虚拟现实技术 建筑设计

虚拟实境（也称虚拟现实）是计算机与使用者之间的一种更为理想的人-机界面模式。使用者通过头戴一个头盔，手上戴着传感手套，就像在一个虚拟世界中，在虚拟环境中漫游，并可以操作其中的“物体”。

一、虚拟实境

（一）虚拟实境（也称虚拟现实）的定义

英国学者Jelena Petric和Tom Maver 曾经试定义虚拟实境相关名词，包括：1.真实的（Real），就是真实存在的、非想象的、实事上有的；2.虚拟的（Virtual），相对而言，和实际存在的物体有区别，是想象之产物；3.虚拟实境（ Virtual Reality）：曾经存在、目前存在，或未来将存在于真实建筑造型或功能中之电子模拟；在这里加了时间的因素。4.Real Virtual：从来不存在。称其为不存在，是它为虚拟的，想象的。

（二）虚拟实境的特点

虚拟实境应具有以下特点。一是通过计算机生成一个非常形象的足以让我们认为是真实的一个人类视觉的虚幻的世界。我们不仅可以看到而且可以听到、还能摸到及闻到这个虚拟世界中发生的一切。这种感觉很真实，至于我们能在这个虚幻的世界中而感觉不到是虚拟的。这就是虚拟实境的第一个特点，即浸没感（Immersion）或临场参与感。一般来说，虚拟系统的输出设备应尽可能面向使用者的感觉器官以保证良好的浸没感。使用者在虚拟的环境中可以通过跟踪使用者的身体的运动来完成，与虚拟物体的接触通过戴在手上的传感装置检测来实现。

虚拟现实与通常CAD系统所产生的模型是不一样的，它是一个动态的世界，一个开放的环境，它可以对使用者的指令作出响应。比如你可以拿起一根尺子就可以在虚拟现实中画图一样，你甚至可以用虚拟的手感触到虚拟物体存在，虚拟现实环境可以通过控制与监视装置影响或被使用者影响，这是VR的第二个特征，即交互性（Interaction）。

所以，虚拟现实是人们可以通过视觉、听觉、触觉等感受到设计者思想的一个高级界面。

二、虚拟现实技术的概念及其在建筑设计中的应用

虚拟现实技术这一名词是由美国VPL公司创建人拉尼尔（Jargon Lanier）在20世纪80年代初提出的，也称灵境技术或人工环境。作为一项尖端科技，虚拟现实集成了计算机图形技术、计算机仿真技术、人工智能、传感技术、显示技术、网络并行处理等技术的最新发展成果，是一种由计算机生成的高技术模拟系统，它最早源于美国军方的作战模拟系统，90年代初逐渐为各界所关注。

建筑活动具有实际操作性，所以，建筑业主都希望在设计时能比较形象化地知道建成是什么样子的，而设计者也希望在设计的过程中，就能真实地表现建筑建成以后的样子。

计算机运用ALV（Advance Lighting Visualization）语言，可以给设计者提供一个逼真的环境。目前Lightscape， 3DS MAX等这类软件就能够建立复杂的数据模型并完成光线效果的模拟。但是这些都是静态的。如果进一步把场地及环境的信息输人计算机，使用计算机处理之后，把这些因素合成在一起，就能得到比传统画图方式要真实得多的仿真效果。

建筑设计及教学中虚拟现实系统的应用可以使设计者感受时间与空间的转变，输人不同的变量参数能够预测不同种类的情况。例如变化室内光线、温度、及其他一些物理环境，通过虚拟现实系统可以使设计者和参观人进行交流和评价。

（一）设计方法

传统的建筑设计基本上是采用二维的绘图和简单的实体模型来表达三维的空间，但是真实的建筑是三维及其环境组成的。所以这种方法一直制约着建筑师和建筑学的发展。

使用计算机技术在虚拟空间中建立的三维数据模型，可以从各个角度观看、研究，而且可以快速、真实地表达各设计要素，如材质、光线、高度、比例等，有利于设计者进行推敲和修改。

（二）设计成果

传统的设计成果主要是以图纸来以及实体模型、动画来表达。而计算机的应用则创造了新的成果形式：模拟空间数据。这种方式所传递的信息大大多于传统方式，同时具有传递快捷、保存方便等优势。

计算机技术的发展和应用，使得三维方式的成果表达将占据越来越重要的地位，目前在一些发达国家的建筑行业，已经尝试利用计算机来制作三维线框模型来绘制建筑施工图，虽然这种方法的在实施过程中还有许多问题，主要就是与多年来建立的建筑制图的规范和标准之间存在矛盾。但是也可以考虑建立一些电子化的三维标准。

（三）设计环境

建筑设计不只是一个简单的平面体现，而是系统化三维甚至加上时间因素的一个过程。从设计开始的资料收集到设计的深人、表达和成果的展示、存贮，因为应用了信息技术，而变得更加连贯和系统。设计者之间，以及设计者与业主、设计者与公众、设计与施工之间可以更好地交流和沟通，大大提高工作效率和质量。

三、结语

而在信息时代，信息传递的手段大大增加，建筑设计也必然走入这个信息高速发展的环境。“空间”不再局限在传统的城市广场、公园、街道等，还包括电脑空间、网络空间、虚拟空间等。这种交往方式的改变，要求我们必须重新定义以往所熟知的建筑设计观念。

建筑虚拟现实技术篇4

【关键词】虚拟现实技术；建筑设计；应用

虚拟现实技术又可称为灵境技术，是一项高新技术，是可构建三维虚拟世界的计算机系统，该系统构建虚拟环境，能让用户产生身临其境之感，用户通过计算机到该环境内并且实现交互，逐渐沉浸在里面。虚拟现实技术的三个基本特点为：沉浸感、交互性以及构想性。虚拟现实技术是一项实用技术，其在建筑设计中应用广泛。虚拟现实可以是三维电脑模型实现自然进化后的结果，该技术的交互性与混合性使其成长为虚拟空间的表现媒介。

1．拟现实技术运用到建筑设计领域的价值

虚拟现实理念从提出到现在大面积使用已经取得了一定进展，为人与机器之间的交互打开了广阔的应用天地，与此同时，其也产生了巨大的经济效益与社会效益。当前世界上很多国家在进行专门的研究，积极开发使用这一技术，已经运用在多个领域之内，它在建筑设计领域内的使用，也能展示其独有的优势：

（1）既能展示真实世界，也可展示虚拟世界。使用虚拟现实技术在展示真实世界的时候，能突破时空的限制；在展示虚拟世界的时候，还能在虚拟的建筑物中表现出三维空间效果，达到身临其境之感，形成人机三维交互空间，能让参与者切实感受到模型是存在的，并且对参与者来讲，其运动与操作可以实现准确响应。

（2）能表现视觉、听觉以及触觉。虚拟现实技术完全可以利用计算机的计算和图形处理能力，重现原来物质，并作为表现视觉、听觉以及触觉的技术手段、参照调查数据，虚拟并展示不存在或损坏的建筑群。

（3）可为建筑师提供验证设计的可行性。虚拟现实技术完全可以创造并展现出虚拟世界计算机系统，其将VR技术放置在建筑设计的整个进程中，使其能在整个设计的进程中变得可视化，让建筑师仿佛置身于将要建设的场地之内，并感受到建筑物的内部功能布局以及外部环境设计方面的优点与缺点，切实为建筑师提供验证设计的可行性与准确性。

（4）将规划设计方案置于现实环境内进行考察。使用虚拟现实技术后，能够将多种城市规划方案定位到现实环境内，研究加入相关的规划方案之后其对现实环境造成的诸多影响，评价方案是否科学合理。政府相关职能部门、项目开发人员以及社会大众能从多个角度，全方位观察建筑师设计规划的实际效果，能掌握设计的意图以及设计形态。所以，使用虚拟现实技术为进一步实践创造出一定条件，虚拟现实技术能提升建筑规划的设计科学性，降低规划设计的开发成本，与此同时，还能大大缩短计划以及设计的时间。

（5）复杂机构施工方案以及施工结构计算中可使用虚拟现实技术。在虚拟现实环境内，创建结构构件、场景、机械设备等三维模型，形成具有特定功能的系统，在系统内的模型具备动态性能，对系统内的模型展开虚拟匹配，按照虚拟装配结果，在实现电脑与人的可视化环境内对设计方案进行适当修改，采用虚拟现实技术对不同方案加以分析，确保施工方案达到最优。

2．拟现实技术在建筑设计中的具体应用

建筑设计既需要考虑空间形象思维，还需要充分关注用户感受，是一个需要一系列创新的过程，其包含规划、设计、施工以及维护等多个环节。建筑工程的资金大量耗费以及不可逆的运作程序，不允许存在差错。虚拟现实技术是能创造与展现虚拟世界计算机系统，虚拟世界则是整个虚拟环境或者对确定仿真对象的整体，可以使用计算机进行辅助设计与虚拟现实，能大大减轻建筑设计人员整体劳动强度，并能做到缩短建筑设计时间，提升建筑设计质量，节约投资。

一般来讲，虚拟现实技术在建筑设计中的实际应用主要包括以下三个方面：一是，全方位展示建筑物基本信息。在建筑设计中采用虚拟现实技术，能在人们面前展示虚拟建筑物，确保人能产生身临其境的感觉，确保设计不仅是设计者个人的事，并且能使相应的管理部门、客户等也能对决策起到一定的辅助作用。二是，可实现远距离浏览。经由虚拟现实技术设计的建筑模型，能让设计者和工程单位间实现科学沟通与交流，并采用因特网实现远距离浏览该建筑物。三是，可以进行多个方案之间的比较。在进行建筑设计竞标的整个过程中，往往会对建筑物设计不同的备选方案，对建筑物形象设计多个构想。从现实出发，采用虚拟现实技术不只是能对多种方案开展比较，还能对某一特定方案进行局部性修改，并将确定前的方案和修改之前的方案开展综合性分析比较。由于在虚拟建筑的整个三维空间内，不仅能实现对不同方案之间的切换，还能用同一观察点或者是同一观察序列去感受各种不同外观，对不同方案的优缺点，做出进一步决策。

3．虚拟现实技术在建筑设计中的实现方法

（1）模型式虚拟现实

模型式虚拟现实指的是将虚拟现实造型语言当成是主描述性语言，确保建筑设计能使用计算机进行三维建模，充分利用三维施工图、效果图以及资料库，使用虚拟现实技术实时模拟操作。此外，模型式虚拟现实还能首先采用3DsMax对建筑进行建模，主要是因为3DsMax能提供帧动画的基本功能。比如旋转、平移、缩放操作，再加上3DsMax能开展的变形命令，能让几何体表现出任意几何形状，可以出现在任意的位置。3DsMax能在连续性参数设定按钮中建立动画。比如，不同的时间内完全可以对几何体实现椎化、融化、扭曲等多个命令来制定不同参数，几何体能在时间变化中出现不同形状。在某些材质的编辑器内还能设定动画以及不同时间上物体的颜色差别。此外，3DsMax的粒子以及粒子流系统、导向器等，能模拟出大楼爆破后从底部成为碎片并逐渐坍塌的一个过程，有些散乱的粒子还可以渐渐堆积形成任意形状几何体。

（2）图像式虚拟现实

图像式虚拟现实主要功能是实现对实体建筑物进行360度的全景拍摄，之后再使用软件将拍摄到的图像拼接，获得虚拟现实环境。

4．虚拟现实技术应用举例

当前，超写实电脑透视效果在某种程度上已经代替了传统的水彩等创作的图画，诸多设计单位倾向于采用数字化工具制作效果图来呈现给客户。不管是设计观念分析还是在空间表达上，虚拟效果技术打破原先的专业化与非专业化间存在的沟通障碍，并为学科兼容实现交叉合作。数字化虚拟技术逐渐激发人的想象力，使较为复杂建筑形式和构造成为现实，其结构形式和组织构建都依靠计算机做出准确的判断。建筑师在进行设计实践的时候，虚拟技术能将设计理念转变为现实，经由建筑模型体现设计结果。比如，库哈斯央视办公大楼、水立方、安德鲁国家大剧院等建筑设计创作，都与数字化技术有很大关系，虚拟现实技术在建筑设计中的应用非常广泛，其发展前景极其广阔。

5．结语

总之，虚拟现实技术在建筑设计中有广泛的适用范围，建筑师应在掌握虚拟现实技术基础上，掌握虚拟现实技术在建筑设计中的应用及虚拟现实技术在建筑设计中的实现方法，推动建筑设计再上一个新台阶。

参考文献：

[1]龙桃娥.虚拟现实技术在建筑领域中的应用论述[J].　广东建材.　2011（03）

[2]黄明.虚拟现实技术在建筑施工中的应用[J].　硅谷.　2010（08）

[3]高建华.虚拟现实技术在建筑设计方面的实践应用[J].　电脑开发与应用.　2010（05）

建筑虚拟现实技术篇5

【关键词】虚拟现实技术；建筑行业；应用分析

虚拟现实技术得以实现的基础是计算机技术，以计算机技术为依托，实现对现实环境的模拟。而且这一技术可通过网络实现远距离的传输，不受时间与空间上的限制。广义上来说，这一技术可以将现存或存在过的环境、事物等进行物理意义上的还原，使其以数字化的形式存在于计算机系统之中，其模拟出的环境或事物可能在现实中得以实现，如房屋建筑设计等；也可能无法实现，如赛伯空间、历史遗迹等。

一、虚拟现实技术的分类与特征

虚拟现实技术（VR）得以实现的两个关键因素是硬件技术与软件技术，当前虚拟技术中的视觉设备与听觉设备较为完备，但味觉设备与嗅觉设备却仍需进一步研究。虚拟现实技术可以按照不同的依据分为不同的类型：①交互以及浸润程度：叠加式、分布式、浸润式、桌面式；②运用特点：全景图式、二维模型式。

VR技术的特点主要有三个。第一个是沉浸性，用户在系统中的身份为主导者，可以真实的感知模拟环境，如果系统设置较高，那么用户在虚拟环境中的感受就会与现实世界无差别。举例来说，三维技术给人以单一的感觉，用户只能被动接受，而VR技术中用户可以主动将视角或者移动速度等方面加以改变。第二个特点为交互性，即用户与VR系统的作用是相互的，系统为用户提供真实的环境，用户对系统予以操作并进行反馈，实现人机的互动。例如VR系统中会为用户提供虚拟的头盔、手套等作为道具，用户将自己的行为于计算机中实现，使虚拟环境内的事物受到影响，让用户感觉到自己的行为使虚拟世界得以改变。第三个特点是想象性，军事、医学、科技等多方面的问题都可以通过VR系统来解决，很多现实中并未发生的情况都要考虑到其中，因此想象力与创造力是VR系统设计的基础与依据。例如在虚拟环境中用餐，食物是由系统虚构出的，但是用户通过嗅觉与触觉等感知到食物的存在。

二、虚拟现实技术在建筑行业中的具体应用

总的来说，VR技术可以对建筑物的平面景观图进行绘制，然后利用数据建模，与以往的计算机技术相比，它更为直观与全面，给人以最为真实的感受。近年来涌现的VR技术实现方法包括VRP、VRMAP、jJAVA3D等，其应用的领域也较为广泛，包括地质监测、遥感测绘、石油化工以及城市规划等。

（一）建筑设计

1、展示建筑物全貌

传统的计算机技术在建筑设计中仅能将建筑物的二维图像或三维图像进行构建，所展示的信息并不完全，每次显示的仅是部分参数，因此相关人员难以对建筑物有着直观与全面的了解。VR技术就可以很好的解决这一问题，它可以将建筑物的全貌立体的展现出来，建筑物模型、建筑物的基本参数都能够被展示出来，相关人员可以真实的感受到该建筑物的存在，设计人员可以根据自己的感受对建筑物的设计加以改进，这对建筑设计水平与质量的提升是有很大的帮助的。当前我国所应用的VR建筑设计系统由建筑科学研究院所研发，这一系统能够实现参数化与三维建模，模拟建筑可以利用配景、光源、材质等进行渲染与制作，实现了动态的模拟与展示。

2、实现远距离浏览

VR系统可以将画面进行远距离传输，施工单位可能距离设计场所较远，因此为了便于施工方了解建筑的实际构造设想，可将图像进行远距离的传输与浏览。设计方与施工方可以同时对虚拟建筑物进行浏览，然后针对设计中的问题展开交流与讨论，利用网络传输可以使VR系统被广泛的应用。

3、多方案进行比较

建筑设计之初可能会同时存在多种方案，为了择取最优方案需要对方案予以比较。文字化的设计方案表达单一，无法令相关人员感知到方案的优缺点，传统技术也很难将设计方案的全面展现出来。而VR技术可将方案中的设计用模型的方式展现出来，既可以观察建筑物的全貌，又可以切换到不同的角度或部位，对建筑方案的细节进行考量。另外，VR系统还可以实时的对建筑方案进行修改，对比前后的效果，这种情况极大的简化了建筑设计的过程，提高了设计效率与质量。

（二）结构可视化

建筑物的内部结构也是可视的，这一系统利用有限元方法对建筑物结构进行模拟，可以分析当前建筑物结构的承受力等。美国某工程大学就曾设计出了一款VSAP软件，用于对建筑物结构的模拟与分析。这一系统可以设定地震、滑坡等虚拟环境，观察建筑物在这种环境下的受力反应，如果建筑物的受力情况较差，设计人员可以及时对其进行改进，然后再进行模拟实验，对其予以考察。

（三）城市规划

1、实时浏览

城市规划是一件相对较为复杂的工作，具有较强的区域性、政策性、科学性以及系统性。建筑物、交通、产业等布局需合理化设置，将各方关系加以协调。VR系统的应用可以对城市规划工作予以简化，它能够将城市规划的全貌完整的展现出来，既可以从全局发展进行布局，也可以从某一小块区域的布局开始进行逐步完善。对不合理的规划布局可以在系统中进行实时修正，并对前后规划布局的参数进行列举加以对比。目前应用这一系统进行城市规划的有衢江新城规划、三峡工程规划、奥运工程等。

2、空间分析

城市规划中应用的VR系统能够对城市建筑、地形与道路进行三维建模，在三维模拟中的浏览模式包括驾驶、行走与飞行等，用户可以自主对路径进行设定。该系统不仅可以对现阶段的城市空间布局进行模拟，也可以对城市的未来发展做出预设，探究城市未来发展的空间变化，对空间布局进行分析，探究其在未来几年中的发展价值。

3、信息查询

VR系统可对现实的空间规划状况进行模拟并储存，当用户需要对某一区域信息进行查询时，可以将该区域的规划布局三维模型调取出来，对其进行浏览与查询，如调查某地住宅区的分布就可以利用这一系统迅速地找到实时布局情况，简化了搜索的程序与时间。

（四）虚拟重建

虚拟重建技术主要应用于历史遗迹等古代建筑的重建。以古籍资料为依据，对残缺或者已将消失的古代建筑进行三维建模处理，将其保存与计算机中，并传输到网络实现共享，将文物古迹永久性的保存。用户在网络中看到的建筑物是直观的，能够营造出一种身临其境之感，产生一种互动。目前很多国家都应用VR这一技术对本国的古代建筑进行建模留存，例如秘鲁就将Chavín de Huántar这一古代遗址进行三维建模，用户可以在神殿内漫游观赏其全景。我国利用这一技术将紫禁城与圆明园等历史遗址进行数字化的还原重建，用户可以在网络上进行游览，漫游方式多样，包括导游漫游、受限漫游以及自由漫游等。通过这样的方式可以使更多的人看到古代遗址的全貌，同时又不会使建筑物受到人为的破坏，解决了保护与重建之间的矛盾。

结语

VR技术具有沉浸性、想象性以及交互性等特点，这一技术在建筑行业中的应用较为广泛，它可以对建筑物的景观进行平面设计，然后利用相关的参数信息对建筑物进行建模，并对其进行渲染，使建筑物及其环境充分的融合，带给人真实的感受。它还能够对建筑物的结构进行分析，对可能发生的事故进行预测与模拟。另外在城市规划与古代遗址的虚拟重建中也体现出了巨大的优势。

参考文献

[1]李文.基于EON的虚拟现实技术在建筑设计中的应用研究[D].西安建筑科技大学，2012.

[2]钱婧.虚拟现实技术对建筑景观设计的时空重构[D].浙江师范大学，2012.

[3]陈嵘.虚拟现实技术在建筑景观设计中的应用研究[J].数字技术与应用，2014（10）.

建筑虚拟现实技术篇6

关键词：虚拟施工 虚拟现实 建筑施工

中图分类号：TU7 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）05（a）-0057-01

为了解决返工成本和管理成本这两个关键问题，期望提升建筑业的生产力水平并且以制造业的生产管理经验为参考，引入了虚拟模型技术机理即“虚拟施工技术”，将此技术应用于建筑施工项目管理当中。

1 虚拟施工的概念

虚拟施工（Virtual Construction，简称VC），是通过计算机建模、分析，虚拟现实计算机仿真技术将实际施工过程在计算机上模拟出来。此技术在制造业当中应用较多，在建筑施工当中应用较少。通过虚拟施工技术，业主单位、设计单位和施工方在策划、投资、设计和施工之前都能够清楚的看到施工的过程和结果。沉浸虚拟现实（Immersive）和桌面虚拟现实（Desktop）是虚拟现实的两种形式，但在建筑业当中应用较多的是桌面虚拟现实（Desktop）。国外在建筑施工中应用的是开发漫游系统（Walkthrough）主要包括场地的外形和设计，施工过程的计划和管理施工方案的预算等等。虚拟施工技术可以进行干涉分析、可靠性检验、内力计算、工序的确定等不仅表现为一种技术手段而且提供一种全新的管理模式使得施工的质量、成本、工期都得到最优化，另外还保证施工环保安全。

2 虚拟施工的技术支撑体系

虚拟施工技术涉及到了很多领域，主要包括以下技术：

（1）计算机仿真技术

计算机仿真技术在施工技术与管理、内力计算、结构计算等土木工程领域当中。虚拟施工的核心是计算机仿真技术，它通过建模分析能够从理论上保证结构的稳定和安全。

（2）建模与优化技术以及相关的软硬件技术

从建筑工程的规划、设计、施工、管理等方面，应用优化原理，使得建筑项目质量高、工期短、造价低，实现企业的利益最大化。

（3）虚拟现实技术

虚拟现实技术能够为人机交互对话提供三维界面，使用户能够沉浸在一个创建在多维信息空间上的虚拟信息环境里，具有身临其境的感觉，这为虚拟施工开发提供可视化的交互环境。

3 虚拟施工作用

虚拟施工技术实施的指导思想以及作用的集中体现是“先试后建”。“先试后建”能够保证项目在理论上成功，而且能够保证结构物的稳定与安全，可以检测任何阶段的性能，模拟任何荷载情况下结构物的抵抗能力。虚拟施工的主要作用归根到底是优化建筑项目设计、施工过程以及施工管理活动等。

3.1 优化建筑项目设计

建筑项目能够顺利实施的前提和保证是要有一个完善的设计方案。由多个设计方参与完成的建筑项目设计即建筑设计、结构设计、建筑设备设计等，在施工过程中成为聚在一起的建筑构件，由于由多方设计所以经常发生冲突比如建筑结构和设备之间的冲突等。这直接导致返工不仅增加成本而且延误工期。另外，好多项目从设计角度可行，但实际施工当中不可实施，导致设计失败，必须变更设计，同样会增加成本和延误工期。以上问题的原因就是设计方、施工方在设计阶段缺少沟通和协作，缺少一个检测平台。针对这些问题应用虚拟施工技术可以得到解决，采用虚拟施工技术优化设计，建立相关3D模型提供了一个有效的平台，包括建筑、结构及建筑设备等用于设计冲突、可施工性的检测，及多方沟通。

3.2 优化施工过程

施工过程的顺利实施的保证是有一个正确的施工方案作为指导。当前，主要由项目经理及项目组凭借施工经验来编制施工方案。但是由于工程的复杂性和项目经理经验的不足，施工方案的编制存在很多漏洞。而且它的可行性有时候也会受到质疑。施工方案必须保证项目实施的可行性、低成本，高质量、短工期同时环保安全也很重要。在虚拟施工技术出现之前，这一问题几乎找不到有效的解决方案。虚拟施工技术可以实现多方案比选，对不同方案进行检测，选择一种最优的施工方案。基于上述建立的3D模型，采用虚拟施工技术可模拟和分析相关施工方案。建筑业在施工当中的返工率越来越高，将虚拟施工技术应用于建筑业施工过程中，通过虚拟现实和计算机仿真以实现对施工过程的事前控制和动态管理达到施工方案优化和降低成本的目的。

3.3 优化施工管理活动

管理成本占据建筑项目成本的很大一部分。为了降低管理成本，配备少量管理人员，采用虚拟施工技术，它可以清晰地展示整个施工过程就像栩栩如生的“施工操作说明书”。

4 虚拟施工技术在建筑业的应用实践

在国外对于虚拟施工技术一系列相关的研究和试验正在进行。Clasgow Strathclyde大学土木工程系和信息科学系联合研究一种能够协同施工的可视计划。它包括一个可以对全程进行监视并且可以交互的进行的非沉浸虚拟现实接口。针对几种不同的施工顺序和现场组织它允许用户以交互协同方式进行调查研究，同时优化施工过程。一个3D粗样软件包和一种Pangea系统由Bartlestt建筑学校和University College London计算机科学系的研究人员共同开发研究，是测试城市设计和建筑设计的早期原型。Dundee大学正在进行Naives项目，能够将一个构件元素在任何方向的挠度或内力可视化。建筑设计虚拟环境系统在英国IES公司推出了。在1995年日本清水建设公司采用虚拟系统使施工生产情报例如在计算机屏幕上显示施工组织计划。

从国内看应用虚拟施工技术的工程实例不是很多。有一个业内人士都知道的例子那就是上海正大商业广场。上海正大商业广场属于钢结构施工。它结构庞大，有着类型复杂的构件而且数量非常多，还有一点就是个吊装空间以及运输通道都不宽，所以施工难度比较大。为了保证优质、安全和高效地完成该工程的钢结构安装，大胆采用了虚拟施工技术，而且非常成功。虚拟施工技术分三个阶段进行：

（1）优化钢结构施工方案。应用虚拟现实和结构仿真成功实现了结构图由二维向三维跨越。在钢结构施工之前，在计算机上模拟构件装配、吊装，将施工过程可能出现的各种问题充分暴露出来，并经过优化得以解决。（2）模拟分析钢构件内力焊接变形以及桅杆起重机。为了保障吊装的安全，利用虚拟施工技术模拟吊装过程，并分析相关构件的内力。另外对焊接时的应力场和应变场以及温度场进行模拟，保证焊接的质量。（3）模拟建筑场地和周围的环境。就是在计算机模拟当建筑物建成后周围会出现怎样情景。这项技术的成功应用，能够清楚的了解到建筑物对周围环境的影响，为此我们提前做好防护措施。

参考文献

建筑虚拟现实技术篇7

虚拟技术能够有效解决工程技术领域及相关行业由于资源紧张所带来的一系列问题，从单机虚拟仿真和网络虚拟建模两个方面综述国内外虚拟实验室在工程管理领域的应用。研究结果发现，工程管理虚拟实验室主要应用于工程管理专业教学和建筑施工两个领域，其对于革新工程管理教学理念，创新工程管理实践教学与人才培养方式，提升建筑行业管理水平具有重要的意义。然而，在工程管理虚拟实验室建设过程中也存在互动性不强、可扩展性弱、网络化层次低、平台搭建不够完善、工程管理教育领域应用不足等问题。

关键词:

工程管理;虚拟实验室;工程教学;建筑施工

虚拟实验室的概念最早由美国弗吉尼亚大学(UniversityofVirginia)威廉•沃尔夫(WilliamWolf)教授于1989年提出，其以计算机网络为核心，利用网络将虚拟器连接起来，实现数据的采集、分析和远程操作［1］。和传统实验室相比，虚拟实验室具有透明性、资源共享性、互动操作性、用户自主性、扩展性以及安全性等特点，能够在科研、教育领域得到良好的应用。随着计算机技术、多媒体技术、通讯技术和数字化信息技术在工程管理领域的不断推广和应用，建立基于虚拟仪器技术、虚拟现实技术的工程管理虚拟平台，能够有效解决工程技术及相关行业由于资源紧张所带来的一系列问题。按照构建虚拟实训平台实现方式的不同，工程管理虚拟实验室可以分为单机版和网络版两类［2，3］。

1单机版工程管理虚拟实验室建设现状

采用仿真技术构建的单机版虚拟实验室非常多，例如Erlangen-Nuremberg大学的虚拟教室就是基于HTTP协议与HTML语言构建的学习VHDL(VeryHighSpeedIntegratedCircuitHardwareDescrip-tionLanguage，超高速集成电路硬件描述语言)的仿真综合实验系统［4］。然而，作为一种全新的技术，国内外对其的研究主要集中在军事、航天、汽车等领域，在工程管理实验方面的研究较少。2002年美国亚利桑那州立大学的MuniramBudhu建立了土体试样虚拟实验，可以使学生与虚拟实验交互操作，实现土体采样、荷载的施加，并虚拟实验中的各种操作，可在必要时给予学生以适当的提示［5］。而西安建筑科技大学土木工程虚拟仿真教学中心统筹协调理论教学和实验教学、虚拟教学与实体教学、虚拟技术与现实技术，构建多层次、立体化、开放式、虚实结合的虚拟仿真实验教学体系，促进学生知识、能力、素质的全面发展，实现虚拟仿真实验教学的新发展，为实验教学的发展做出新的贡献［6］。汪德江和叶志明针对目前高校土木工程专业结构工程实验匮乏的问题，提出了以结构工程虚拟实验室代替真实实验的方法，讨论了虚拟现实技术建立结构工程虚拟实验室的可行性，并对在PC机上实现虚拟实验室的关键技术进行了研究，提出了结构工程虚拟实验室的基本开发框架［7］。目前，单机版工程管理虚拟实验室主要应用于工程教学和建筑施工中。

1．1工程教学领域

工程技术教学领域，Mukherjee使用MultiA-gents(多重智能)技术构建建筑管理教育框架，学习者可以通过该框架概括性的掌握建筑管理中各类因素的特点和相互关系(比如:建筑装饰材料、设计工艺、劳动力、工程预算、项目规划等)，从而直观的统筹整个项目管控流程［8］。部分学者利用3DMax对建筑施工进行动画演示，或是把教学课件当作三维游戏来开发，如Hans-Joachim根据不同的业主需求，模拟房屋建筑的施工，从中发现问题，并不断的修改和优化施工方案，模拟施工方案要求每个细节都与现实施工过程一致(如工人砌墙时需要什么工具，需要什么标号的水泥砂浆等)［9］。许多专家和学者偏向于虚拟实验室的应用研究，如岳建伟和张大伟以河南大学的教学改革项目为例，通过四维CAD模型(三维模型和时间)与虚拟现实技术，使学生主动变换施工进程和方法，对比不同实验结果，从而增加学生施工方法、施工顺序、场地设计和优化、工程安全等方面的经验［10］;刘峰利用虚拟现实技术，采用Photoshop处理贴图、3Dmax建模，在Virtools中进行互动编辑的方式，对如何解决建筑技术中传统教学的难题进行了探索性的研究，开发了“柱模安装互动课件”［11］。许晓莉结合虚拟现实技术、教育技术等方面的理论和方法，设计房屋建筑虚拟教学系统，在四川师范大学工学院建筑装饰工程技术专业一年级学生中得到了具体实施［12］。

1．2建筑施工领域

上海正大商业广场的建设是虚拟仿真技术在我国建筑领域的首次尝试，仿真系统在施工过程中通过对各种实际构件的相对位置及相互关系进行分析，采用多种施工方法，虚拟相应的情况，并计算出应力以供参考，从而对吊装方法和顺序进行优化。通过上海正大广场的实际论证表明，将虚拟现实技术应用于建筑工程实际具有重要的价值，能够取得良好的实际效果。而杨明玉则将虚拟现实技术应用建筑结构设计，提出了建筑结构虚拟设计的方案和流程，基于实际工程项目，开发了应用虚拟现实技术的钢结构施工虚拟现实仿真系统，该系统不仅解决了一些传统施工组织设计中的瓶颈问题，还清楚的表达钢构件与机械空间关系等［13］。国外在工程管理领域开发应用虚拟系统比较多的是在漫游系统(Walkthrough)方面。如Retik和Shapira将虚拟现实技术应用于规划施工现场，根据施工现场的实际情况，提出了具体的虚拟实验室的构建方法［14］;Dawood等人将4D/VR技术应用于施工过程的仿真方面，以构建仿真的综合信息资源，综合信息资源涵盖了整个建筑的方方面面，在虚拟实验室构建的理论方面有了较先进的认识［15］。Mo-hammed则使用AutoCAD，3DMax和VRML虚拟了钢结构的立体模型，模型可以显示钢结构的全部构造顺序，可以旋转观看，或把接头处放大后观看模型的构造［16］。其他类应用主要依赖于施工过程简化框架而实现，如Teicholz发明的节点模型(LinkNodeModel)被认为是施工仿真的雏形，随后，Halpin将其发展成循环操作网络(CycleNetwork，简称CYCLONE)，CYCLONE遂成为仿真系统的基础［17，18］。单机版工程管理虚拟仿真主要应用于工程教学和建筑施工两个方面。教学方面，虚拟技术可以使学生与虚拟模型交互操作，实现土体采样、荷载的施加，虚拟实验中的各种操作，可在必要时给予学生以适当的提示;而建筑施工方面，通过分项施工过程的仿真模型，可有效解决传统施工中遇到的瓶颈问题。

2网络版工程管理虚拟实验室建设现状

网络版虚拟实验室可以允许学生或研究人员通过Internet对实验室仪器、设备进行远程控制，用户可以远程设置和修改实验数据，观察实验结果并下载实验数据等。一方面，将单机虚拟实验室和网络相结合，可实现继续教育网络教学，突破时空限制，节约现实教学资源，以弥补实践教学条件的不足［19］;另一方面，网络虚拟技术诞生于应用，使得城市建筑布局、区域建筑及室内建筑的浏览从抽象变得生动，使得数字化多媒体城市地图、旅游景观的虚拟浏览、网上购房、样板间看房等等成为现实［20］。和单机版工程虚拟技术一样，学者们对于网络版工程虚拟实验室的研究也主要集中在实践教学和建筑施工领域两个方面。

2．1工程实践教学领域

随着网络教学的不断深入，网络教学对提升院校教育的现代化、信息化水平具有重要的作用［21］。李玲和王非指出，基于网络和虚拟现实技术的虚拟实验室是对传统实验室教学模式的创新，它将促进教学观念和教学形式的变革，其能够营造一种生动活泼、轻松愉快的教学氛围，为学生提供丰富的感性认识，加深对教学内容的理解，提高学生学习的主动性、互动性和创造性，从而有效弥补传统实验室及实验器材难以灵活使用的缺点［22］。姚奕等人［23］从网络虚拟实验室教材、操作流程，网络虚拟实验室理论教学模块，网络虚拟实验室的日常维护，网络虚拟实验室故障分析，网络虚拟实验室案例分析，网络虚拟实验室专业试题库教学模块6个方面探讨工程专业网络虚拟实验室的建设问题。而张丽萍则主要利用目前比较成熟的WEB技术、多媒体技术、虚拟仿真技术构建一个基于网络的土工虚拟仿真实验室，实现了实验相关知识的辅助学习，实验过程的模拟仿真操作，实验记录表的提交，试验后的教师批改评语，学生成绩查看等网络化的虚拟试验教学和管理功能［19］。梁博等利用网络计划软件、施工方案图库软件、三维现场平面软件等施工系列软件系统和辅助评标软件系统共同开发了土木工程学科虚拟实验室系统，该系统已得到了国内几十家高校的应用，为国内土木类学科的实验教学提供了新思路［24］。而卞步喜在CAI设计原则的指导下，使用3DMAX软件、虚拟现实建模语言和网络多媒体制作工具对工程力学网络多媒体教学进行了设计制作，并VR了工程力学轴向拉伸实验，扩展了针对工程力学网络教学的VRML节点类型［25］。国外虚拟实验教学已经有许多成功的案例，如美国的MIT微电子网络实验室(麻省理工大学)，卡内基梅隆虚拟实验室(Carnegie-Mellon大学)，虚拟工程与科学实验室(JohnsHopkins大学)，虚拟自动化实验室(汉诺威大学)，电子仪器虚拟工作平台(西班牙大学)，自动控制实验室(新加坡Si-ena大学)等等。部分学者也开始关注工程管理领域的网络虚拟实验技术的应用问题，如瑞士Bern大学的www．virtual-organization．net网站，它组织专家进行讨论，系统研究工程虚拟组织理论，如组织的特征、文化理念、组织环境、合作模式及虚拟组织的信息技术工具等［26］。

2．2建筑施工应用领域

叶雯通过对B/S和C/S两种网络结构的特点进行分析，最终选定B/S模式进行建筑工程实训平台的开发设计，以建筑力学实训单元中的金属拉伸破坏为例，对虚拟实训平台系统的功能、模块、系统流程等进行了分析［27］。通过这种计算机网络系统，施工人员将不受时空的限制，能随时查看施工状态。邱瑛提出P2P与虚拟建筑漫游相结合的思想，并构架了一个基于P2P的虚拟建筑漫游网络模型及其原型系统。张金镝利用X3D虚拟现实技术的几何节点、复杂节点技术、建筑技术等计算机科学的前沿技术开发和设计基于X3D虚拟现实技术的虚拟校园信息系统，其开发的系统能使用户通过网络浏览器体验虚拟校园［28］。国外专门研究网络虚拟技术应用于建筑施工领域的研究较少，其主要集中在辅助能力设计上，如JohnsHopkins大学建立了基于WWW面向教育的虚拟工程/科学实验室，可完成逻辑电路、节点机器手控制、热传递过程、声波传播过程以及桥梁设计等多种实验［29］;美国加州海军研究院(NPS)建立的大型虚拟环境(Large-ScaledVirtualEnvironment，LSVE)具有包括建筑穿行、带活动关节的人、互操作性、联网能力、地形数据库集成等功能，其建筑、地貌虚拟能力很强，能有效的提高美军作战水平。国内关于工程网络虚拟教学的研究主要集中在继续教育的网络教学上，重点帮助学生进行工程实践相关知识的辅助学习和实验过程的模拟仿真操作;而建筑施工方面，关于工程网络虚拟技术的研究主要集中在网络模型和网络数据的传输等方面。

3总结与展望

总结各类文献中关于工程虚拟实验室的研究成果可知，虚拟实验室的建设无论对于工程实践教学或建筑施工领域都具有重要的意义。然而，受开发者观念、虚拟技术等的限制，现代工程虚拟实验室也存在很多问题。

3．1工程虚拟实验室建设不足分析

工程虚拟技术虽然在信息、互联网、三维立体等技术的推动下，不断进行革新，但其在实际应用中还存在很多不足，主要体现在以下几个方面。

(1)互动性不强。不论是平面虚拟还是空间虚拟，虚拟实验室都需要紧密结合用户需求。而现有的工程虚拟软件，大多数只能满足用户特定的功能，很少有能根据用户需求调整软件功能的虚拟实验设计软件。

(2)可扩展性弱。目前用于工程虚拟的电脑辅助软件众多，不同的使用者可以根据功能或是需求选择合适的虚拟软件，进而构建虚拟实验室。然而，当多个项目虚拟设计人员合作时，合作人员必须使用相同的软件，或相同的设计规格和思路，这会造成设计人员习惯上的困扰。此外，不同的工作平台，需要不同的软硬件支持，文档的转换问题也需要考虑。所以，利用现有的标准规格，制定一个通用的虚拟实验设计方式，以达成虚拟实验设计的模块化、标准化是非常有必要的。

(3)网络化层次低。工程虚拟教学方面，大多数虚拟实验室只局限于一个学院、一个小型的局域网或一个学校的校园网，很少有能实现多个高校协作的虚拟实验室，这造成了工程管理资源的浪费;而在建筑领域，网络虚拟也存在下载浏览器插件和打开虚拟建筑场景等待时间长，虚拟场景模型逼真度较低、真实感交差，以及三维虚拟漫游场景用户交互操作不直观等问题。加上绝大多数虚拟实验工具都需要经过安装、注册的过程才能使用，设计者需要考虑软件价格、操作平台、硬件运算能力，以及相容性等因素。

(4)平台搭建不够完善。适用于工程领域的虚拟技术有很多，如3DMax，AutoCAD，ArchitectStudio3D等等，每种技术都有各自的优缺点。全球范围内已经出现利用这些技术构建的工程领域虚拟实验室。不同的机型、操作系统、汇编语言，开发分布式系统软件十分困难，不同的虚拟实验室很难移植到不同的网络平台，虚拟实验室平台的功能重复开发工作十分频繁，容易增加虚拟实验室构建成本，造成资源浪费。

(5)工程管理教育领域应用不足。目前虚拟教学多数应用在物理、计算机、化学、航空航天以及军事领域，工程管理领域应用的较少;教育领域，虚拟实验除了在物理、计算机和化学专业外，其他专业如工程管理专业的教学应用较少。部分学校虽然建立了工程管理专业虚拟实验室，但主要通过键盘和鼠标完成仿真实验，所接触的工程要素主要是一些平面符号，这些符号和实际的建筑材料、施工过程等还有很大的差距，虚拟实践效果不强。

3．2工程虚拟实验室未来研究方向

通过对国内外研究现状进行详细的分析可知，未来工程管理虚拟实验室的研究将主要集中在以下几个方面:

(1)工程虚拟仿真技术已经非常成熟，未来的研究重点主要集中在如何实现工程虚拟数据的网络共享、数据极速传输等方面。

(2)目前出现的工程管理虚拟平台相互之间不存在很强的兼容性，如何利用网络技术、虚拟仿真技术，构建互动性、可扩展性强的工程网络虚拟仿真平台是未来研究的另一个重点。

(3)随着3D、交互式Flash等技术的发展，未来学者将更多的关注于如何利用这些技术在其它领域应用的成功经验，构建可视化、立体化、动态化的工程网络虚拟平台的构建，这不仅能提高工程管理专业的实践教学效果，也能帮助施工单位更迅速发现建筑施工过程中存在的问题，从而制定相关的解决措施。

作者：赵吉坤 郑哲 朱小春 单位：南京农业大学工学院 江苏省智能化农业装备重点实验室 中国水利电力对外公司

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建筑虚拟现实技术篇8

关键词 数字虚拟技术 民国建筑 历史文化街区

中图分类号：TU984 文献标识码： A

*作者：李璐平 1993年01月金陵科技学院建筑工程学院城市规划专业三年级学生 ；通讯作者：刘志峰副教授 金陵科技学院建筑工程学院教学院长，副教授，硕导，从事建筑与景观规划设计教学与研究工作。

*项目资助：2013年部级大学生创新创业训练计划项目(201313573009)“三维建模技术在数字城市规划中的应用研究”提供经费支持。

早在上个世纪60年代，虚拟技术就开始萌生。克里斯托弗在名为《大型高速计算机的时间共享》的学术报告中提出了虚拟化的基本概念。数字虚拟技术是基于图像的网络虚拟技术，实现真实再现的能力超越三维建模。在科学技术飞速发展的今天，数字虚拟技术的应用已经成为了一种无可置之的必然要求。这种技术可以实现观赏者收获360度的感官体验，是在博物馆或美术馆中应用的极佳选择。当然在建筑保护以及开发的过程中，已经有人进行了数字虚拟博物馆建设的探索，希望借助科技平台使博物馆更加开放化、人性化、融入更多的历史感。

此外虽然历史文化建筑的保护和建设一直都备受瞩目，但是尚未形成相关的模式和统一化的管理。历史街区的建设更是历史文化保护领域的一个薄弱点和忽视点。利用三维数字虚拟技术，建立历史街区，推动零散化的建筑保护向体系化发展，弥补在现有城市规划体系下，建筑所在基地无法拓展的局限以及历史进程中建筑受损不可恢复的缺陷等问题。

1、数字虚拟技术简介

1、1数字虚拟技术的含义与理解

对于数字虚拟技术理解可以用生物上的术语“杂交”来解析比较清晰明了。数字虚拟技术即“数字技术”和“虚拟现实技术”的结合。“杂交”的前提是两者同源或同科，而这两种技术都是基于电子计算机的技术。“杂交”的过程的往往伴随着筛选步骤，为了达到预期的结果。[[1] 李文钿，马丰山 .木本植物有性杂交生殖生物图谱[M].科学出版社.2011-3-1.][1]那么数字虚拟技术就是这两种技术杂交后的优等品。将我们所需的数字技术的长久性和虚拟现实技术的仿真性结合。

数字技术是一项是伴随着电子计算机技术而产生的科学技术，具有抗干扰能力强，精度高的特点，并且能保证大量的信息资源长期保存。除此以外数字技术是依托电脑发展的一项新型技术，所以它一般都采用二进制。

虚拟（visual）技术，也被称作是“虚拟现实技术”。这种技术是利用电脑模拟出一个虚幻的三维空间，与此同时也充分考虑到观赏或者使用者的视觉、听觉和触觉等感官的感受，让人仿佛置身其中，亲身经历画面中的场景一样。它的应用和实施。比如：医学上利用虚拟现实建立虚拟的人体模型，从而很清晰也很容易的让研究者或者学习者了解人体内部各个器官的结构；在娱乐方面，日本的“任天堂”公司很虚拟现实技术 [[2] 胡小强.虚拟现实技术[M].北京邮电大学出版社.2005.07.][2]作为一项新生且应用范围广、前景好的现代科技手段在很多领域都早就利用此技术发明和推出了虚拟游戏，让游戏爱好者足不出户就能享受好似在实际场地运动的。而在建筑方面，三维虚拟技术也常被用于房产推广的宣传中，几乎现实的场景让买家如临其中。

1、2数字虚拟技术的特点

数字虚拟技术的成品是具有三维的效果，而3D建模技术是虚拟现实技术中的关键技术之一，[[3] 郑付联.3D MAX建模技术及其优化的研究[J].大众科技.2010年第2期][3]所以在综述的时候难免会将这两项技术进行比较。具体的区别如下：

①数字虚拟技术是以数字影像为基础的，所以在表现的时候要比3D建模技术更有真实感。鼠标、键盘的操作和控制都可以使得画面实现全方位的观看效果。②该技术在鼠标和键盘的操控下能够轻松地更换观看的场地，让观看者更加真实无障碍的漫步在相应的环境中。更能够很清晰的观察到一些珍贵收藏品的细节。

③相对于3D建模技术，该项技术的效率大大提高了，这在实际工程中可以大大地缩减成本。

④能够进行长期保存的同时也可以支持多个终端和多个媒介同时展示。

2、南京民国建筑现状分析

南京民国建筑的保存很大程度上尊重了原建筑的面貌，以原建筑残存的部分作为基础进行了恢复和修缮，并且结合地理位置和当前需要物尽其用，例如英国驻中华民国大使馆就是现在的南京双门楼宾馆。其中使馆办公楼即现在的“小白楼”，使馆住宅楼即现在的“小红楼”。 [[5] 叶皓.南京民国建筑的故事下[M].南京出版社.][5]美国驻中华民国大使馆旧址（美军顾问公寓）现为西苑宾馆和华东饭店。颐和路公馆区是民国建筑保护的典范。在政府的统一规范下，整个片区的建筑风格、色彩形式都有了很好的统一。

就目前南京民国建筑的保护状态来看，可以分为两个部分，一是“旧房新用”如南京的军区医院；二是“片区规划治理”如南京的颐和路公馆区。并且这些建筑的保护符合了古建筑保护过程中的“原真性”原则。

好的典范值得宣扬和继承。颐和路公馆区案例值得借鉴与复制。生物学中会提到单个生物生存的最后结果必然是灭亡，而以种群存在的生物才能有条件长时间的生存和繁衍。建筑也有生命，所以南京民国建筑的保存不应以独立个体的形式出现，历史街区的建立很有必要。历史街区是一个流动的生存空间，它可以承载该片区的历史和文化，在与其他的片区进行区分的同时也可以进行交流。最终促进该城市经济文化的发展。

3、数字虚拟历史街区的建构

3、1数字历史街区含义

数字虚拟历史街区是数字虚拟技术在历史建筑保护方面的一个具体利用。是在现实的历史街区建立基础之上的一个发展与飞跃。它能在不占据现有土地和破坏原有城市规划布局的前提下，根据历史资料的记载真实的还原现有建筑缺失的部分；还能将零散存在的建筑单体灵活、协调的拼接在一起。使其自然生动的成为一个风景片区，既能使游客享受身临其境般的游览效果，又能实现历史街区的长久保存。之前，也有人曾经利用该技术对已消失的庞贝古城进行了复原，使人在虽双脚驻足现如今荡然无存的古城旧址上，但是却感觉置身当年这座城池繁华和热闹的景象之中。

3、2数字虚拟历史街区建立的必要性

历史文化街区的建立已经成为了一个城市保护和宣传其城市历史文化的一个趋势化的手段，例如扬州的东关街历史文化历街区已经成为了扬州一个不可或缺的城市名片。[[6] 姚迪.朱光亚.历史文化街区保护规划的规范性和适应性研究---以扬州东关历史文化街区保护规划为例[J].建筑历史与理论第九辑(2008年学术研讨会论文选辑).

*省级及部级大学生创新训练项目支持*][6]

现代科学技术的不断创新与发展的最终目的就是应用于实践，以其快捷方便的操作满足人们的需求和弥补现实生活各项生产活动的不足。

数字虚拟历史街区建立就对现有历史文化街区建立时的缺陷而言的。现如今的历史建筑的保护存在很所多的问题，比如建筑的维护和保存只注重单个建筑体本身忽略了其与周围环境的联系进而阻碍了建筑长远的发展；有些历史遗产的破坏程度较大，由于技术条件的限制，建筑的修复和重建受到局限乃至停滞。

城市高速发展，加快了土地资源的紧张，单独的片区只用来保存历史文化建筑显得有点奢侈。此外，中国当今的城市规划尚未形成一个成型的体系，进行历史街区的建设可能会破坏原有城市的规划格局；街区建立的过程中对环境造成的污染和周围居民带来的生活的困扰都是值得堪忧的问题，这与科学发展观的理念也是相违背的。

3、3数字虚拟历史街区建立的要点与目标

数字历史文化街区建立的目标是在现有城市规划条件下，利用现代数字虚拟技术对不可修复和还原的历史文化建筑进行再现，并将无法移动和组装的建筑组合在一起形成一个有机自然的整体，使其作为能够体现这座城市特色的风景点长久存在并广为传播，从而促进改城市历史的传承以及城市自身的发展。

数字历史街区建立的要点有以下几个方面：

①对风格不同的城市保护区，因地制宜，细致真实的展现街区的特点②保证该历史街区的历史建筑、历史环境的完整性，延展性、和开放性。秉承添加式的原则，尽可能的丰富该虚拟街区的环境，弥补已有城市格局下无法拓宽以及历史原因下建筑无法恢复原貌的遗憾。③基于科技平台的保护手段，要能推动街区的历史文化开放化，乃至国际化，从而促进历史文化的传播和传承。

4、数字虚拟技术在南京民国建筑三维复建中的实践探索

数字虚拟历史街区对缓解城市土地压力、解决城市环境问题乃至促进城市历史文化的传承、推动城市间的交流和发展都具有深刻的意义。通过对历史街区复建的探索的创新训练，不仅能锻炼学生的思维创造能力，动手能力，更能对该技术在现实中的应用和实践做出尝试。

4、1南京民国建筑三维复建的具体过程和步骤

在创新训练的过程中，我们以建立数字虚拟历史街区为目的，将整个训练计划分成了五个部分：①查找相关的文献资料和实地调研，借此对民国建筑的分布以及现状有了进一步的了解，并确定了建模和复原街区的对象和范围。我们选取并创建了九个相关民国建筑的三维数字模型，分别是英国大使馆、美国大使馆、苏联大使馆、加拿大大使馆、墨西哥大使馆和日本大使馆。②学习建模相关的技术软件，包括cad、3dmax、sketch up以及lumion等软件。③完成以确定目标内的单体建筑的模型建构和渲染。④进行模型的组合、街区构造以及动画的渲染。⑤总结分析阶段。

创新小组训练的初衷是通过我们对民国建筑的调研和单体建筑的复建训练加强我们对旧时期建筑风格、特色的了解，锻炼我们利用三维数字技术的操作能力和熟练度。在此基础之上，我们根据现有建筑的情况设想出动态的保护手法----数字虚拟历史街区的建设。其具体的建构过程如下：

首先根据建筑进行分类（造型简单易能获得实际照片的建筑和造型复杂或难以获得实际形体的建筑），对于前者可以直接在sketch up中根据照片建立模型，而后者则可以现在cad软件中画出建筑的立面图再导到sketch up中创建模型。最终利用3d max软件进行渲染操作。鉴于建筑保存的不完整性以及实地调研时对建筑接触的局限性，在此过程中可能会由表及里，由现有的推及未知的。

其次是街区的动画制作，该过程是使用的lumion(能实现3d可视化的工具)先建立环境、地形，最后把分散的单体建筑放置到预先设置好的环境中，调节环境气候，编辑场景并出动画视频。并根据人们游览的视觉感受调节动画变化的方式和画面呈现的角度。

4、2对数字虚拟历史街区实际建构过程的建议

该技术在实际应用和操作的过程中，主要是借助数字技术的可操作性和长久保存的优势和三维虚拟现实技术的仿真性。具体的可以进行以下的操作步骤：①进行实地调查，确定哪些建筑需要还原，哪些建筑可以进行整体化布置②对现有的建筑进行模型创建，已破损和丧失的部分可以根据历史资料的记载进行最大程度的还原复建③创建一个虚拟的街区场景，将已建好的建筑归类和有秩序的排列，保证建筑的采光以及片区的整体效果能够体现民国时期的特色④绿化尽管的设计以及公共基础设施的布置要能体现民国时期人们的习惯和潮流⑤街区建立完成后的动态效果设计，做到移步换景给观赏者如临其中的真实享受⑥最终成品可以放置于南京的历史博物馆中的民国馆展区、南京的城市规划馆乃至网络博物馆，从而达到利用该技术进行复建的意义和目的。

5、总结

建筑虚拟现实技术篇9

关键词：虚拟现实技术；城市规划；设计；应用

城市规划是一项综合性工作，其保护的工作内容很多，而且需要利用多项技术，其对美化城市有着重要的促进作用。在城市规划中应用虚拟现实技术，是一项创新的行为，而且具有一定的进步性，其利用多媒体技术可以给人一种身临其境的感觉，使人感受到更加逼真的城市规划效果。在体验的过程中，不单是视觉效果，人们还可以从听觉与触觉方面进行全方位的体验，而且这项技术还具有互动的功能。虚拟现实技术可以更加直观的展示城市规划中的建筑，也可以得到更加真实的信息反馈，促进城市规划质量的提高。

1 虚拟现实技术简介

虚拟现实技术体现了科技的进步，这项技术可以为使用者提供更加真实的体验环境，所以，也称作灵境技术。这项技术需要借助计算机实现人机互动的界面，其在城市规划的应用中，可以提高城市规划的质量。虚拟现实技术涉及多项学科，其综合了计算机图形技术、仿真技术、传感技术、互联网技术以及多媒体技术等等，而且还涉及到了心理学、认知学科以及信息科学等多项新兴知识。这项技术可以为用户带来视觉、听觉以及触觉的感受，使人进入多媒体虚拟环境，并与人机界面进行互动，实现人机交流与沟通，其创造出了一个多维的信息环境，而且应用的范围比较广泛。虚拟现实技术在城市规划中的应用，可以有效的提高这一行业的发展速度，还可以为美化城市作出重大的贡献。

虚拟现实技术不同与多媒体技术以及可视化技术，其可以给人带来身临其境的体验，而且更加真实，体现者在计算机营造出的虚拟环境中，可以有立体三维的视觉体验，还有着听觉的体验效果以及真实的触感，这种效果比起模型观摩有着较大的进步，而且为城市规划人员提供了更大的发挥空间，也创建出了虚拟的思维空间，体现了数字化、智能化的科技技术，这也给体验者带来了全方位感受环境。另外，传感技术对构建虚拟仿真环境有着重要的贡献，传感网技术也是虚拟现实技术的重要组成，可以人更好的投入到模拟的环境中，并利用人机界面更加的真实的记录体验者的逼真反映。

2 虚拟现实技术的应用领域

虚拟现实技术的兴起引起了各领域的广泛关注，其应用前景与科学价值也逐步得到认可，其中涉及军事、教育、工程、建筑、医学等各个领域。虚拟现实技术的早期实验起源于MIT，最早是开发军事作战的虚拟环境，用于模拟战场的各种突发状况的变化等。随着这项技术的逐步成熟，开始由军事领域向民用领域逐步转变，应用范围不断扩大，著名的飞机制造商波音公司就曾经用虚拟现实技术成功的设计了波音747的座舱。此外，研制基于虚拟现实技术的解剖模拟器，可供外科医生进行模拟解剖练习。而对于我们日常生活中所接触到的，莫过于各类科幻电影中的应用，例如“侏罗纪公园”就大胆的应用了该项技术，给人们耳目一新的视觉冲击感。在建筑领域中，人们可以通过逼真的行走方式，徜徉在虚拟的建筑中，感受环境、街道，甚至是进入建筑内部，对其内部结构进行观察等。

3 虚拟现实技术在城市规划中的应用

随着社会的发展与进步，人们对城市规划的要求也越来越高，在城市规划中，设计者加入了很多生态环保理念，这也有利于构建出绿色、和谐的城市环境。将虚拟现实技术应用在城市规划中，可以使设计人员更加真实的体验到设计效果，这项技术具有综合性，其不但综合了计算机技术、还利用多媒体技术、仿真技术以及人工智能技术，其对城市规划的发展有着一定促进作用。

3.1 虚拟城市规划与建筑设计

现代化的城市规划必须符合可持续发展的原则，所以，设计人员一定要在城市规划设计中加入环保的理念，并优化城市建筑的布局，使街道设计以及景观设计更加合理与和谐，为居民创造更加健康的环境。传统的城市规划需要反复验证，这样才能达到城市建设发展的要求，而利用虚拟现实技术，可以对旧城区进行合理的改造，还能通过真实的体验，客观的评价城市规划设计的合理性。此外，街道绿化的景观效果，四季的植物色彩变化和搭配等等，都可以通过虚拟现实技术来给出重要的参考依据。在建筑设计方面，建筑空间的合理性也同样可以依靠虚拟现实技术来反应出来，从用户身临其境的反映可以得出最直接的反馈，对建筑的功能与空间布局给出合理的结论。在城市整体规划的大背景下，建筑的空间感与周围景观的结合程度，都可以依靠虚拟现实技术给出的反馈来得到解决。

3.2 街区重建与小区规划

城市是由多个细化的街区与居民生活的小区构成的，因此，城市规划既是全局行为也是局部行为。虚拟现实技术可以将街区改造设计进行模拟，显示该地区内的街道重建结构与道路的功能性，该项技术特别是在一些地震重建城市将得到更有价值的应用。修复损毁道路、重建街区功能使城市的街区与城市整体结构紧密契合，将是虚拟现实技术在城市规划中的典型应用。对于居民小区规划不仅要考虑到周边的交通，同时也要充分考虑到自然环境的影响，小区与周边的协调性等等，将拟建的小区虚拟模型放置在完成的周边环境中进行综合评价，将大大提高小区公共设施的利用价值与绿化的景观价值与整体布局的合理性。应用虚拟现实技术，可以将街区改造与小区建设的效率性进行提升，从而构成城市规划的整体布局的完整性。

结束语

虚拟现实技术是一项新型的技术，是科技不断发展的产物，这项技术在城市规划的应用中，提高了工作人员的效率以及规划设计的质量。虚拟现实技术具有较强的体验性，可以为用户带来更加真实的体验，其利用传感器技术，不但提供了视觉效果，还具有较强的听觉以及较真实的触感。在计算机营造出的虚拟环境中，技术人员还可以利用人机界面与用户更好的交流，更加及时的受到信息的反馈，从而改进城市规划方案。通过仿真技术，使用者可以更加真实的感受到城市建筑的布局，通过效果的对比，设计人员也可以选择出更加优质的城市规划方案。

参考文献

[1]朱卫军，邹峥嵘，邹杰.虚拟现实技术在城市规划中的应用研究与实践[J].测绘与空间地理信息，2006（02）.

建筑虚拟现实技术篇10

1.1 来源于以虚拟现实（VR）等为核心的现代计算机技术在建筑业的应用

虚拟现实技术起源于美国，是包括图形/图像处理、人体器官位置跟踪、音响处理、交互传感、网络通讯及建模技术在内的综合性极强的高新信息技术，“它为人机交互对话提供了更直接的真实的三维界面，并能在多维信息空间上创建一个虚拟信息环境，使用户具有身临其境的沉浸感”[1].

虚拟现实技术在军事、工程建设等领域得到了广泛的应用，我国 863 高新技术计划将 VR 技术列为关键技术进行研究，此后 VR 技术在我国得以发展。以下是建筑业应用 VR 技术取得的一些成果：

Graphisoft 公司开发了以“虚拟建筑”为核心的 Archi CAD 软件，对设计项目的三维计算机模型可视、可编辑、可定义。Ahmed F. Waly 等人利用虚拟现实建模技术（VR modeling techniques）和面向对象的 CAD 技术开发了集成虚拟计划工具——虚拟建设环境（VCE），该工具可以经济而逼真地模拟主要施工过程，并可检验各种行动方案[2].

二滩电站的展示部分采用了虚拟现实技术，用户可以轻松浏览二滩环境及大坝的任意一个部位[2].国内在对施工过程中结构的仿真和可视化计算方面取得了一些成果，可以模拟各种施工过程[3].上海正大广场工程是我国首次将虚拟现实技术应用于建筑工程的项目。

虚拟企业又称为虚拟组织、虚拟公司等，本文对此不加区分。

“虚拟企业”一词由肯尼斯。普瑞斯等人于 1991 年在向美国国会提交的一份报告中首先提出。“虚拟企业可以视为一些相互独立的业务过程或企业等多个伙伴组成的暂时性联盟，每一个伙伴各自在诸如设计、制造、销售等领域为联盟贡献出自己的核心能力，并相互联合起来实现技能共享和成本分担，以把握快速变化的市场机遇。”[4]自此以后，关于虚拟企业的理论研究成为管理科学中一个研究前沿和热点，并已经在实际中得到广泛应用[5].

虚拟建设的概念由虚拟企业引申而来，是虚拟企业理论在工程项目管理中的具体应用。美国发明者协会于 1996 年首先提出了虚拟建设的概念。

国内外在这一方面的研究成果如下：（1）欧美发达国家近年来的研究主要集中在如何增强建设项目全寿命周期中各组织间的沟通和合作问题上[7]，即研究如何利用 3-D CAD、4-D CAD、VR 等计算机技术将建设项目管理的各项职能进行集成。主要研究项目有：OSCON 项目、ATLAS 项目、SPACE 项目、CAVALCADE 项目、WISPER 项目、OSMOS 项目、DIVERCITY 项目，不少项目已有成果报道等。

（2）目前国内的研究成果有：徐友全做了题为《虚拟建设模式（Virtual Construction）的研究》的博士论文，论文从虚拟企业理论出发研究了虚拟建设模式的思想、组织、方法和手段。论文研究的主要创新点是：虚拟建设模式的思想；虚拟建设模式的组织设计原则；虚拟建设模式的组织模型、组建步骤及协调中心的组织和任务；虚拟建设模式信息系统（PIS/NT）的概念和功能[5].何清华在《虚拟组织在建筑业中的应用——虚拟建设》一文中总结出虚拟组织必须具备的特点，然后提出将虚拟组织应用于建筑业的可行性及挑战性；最后提出虚拟建设的组织模式、特点及对建筑业所带来的意义。彭勇在《虚拟建设——新型的工程项目管理组织模式》中分析了虚拟建设产生的背景，提出了虚拟建设的概念和内涵，并概述了虚拟建设实施过程中信息分类的方法等。

2 、虚拟建设内涵

3 、发展建议

针对上述情况，虚拟建设的实现可以从技术层面入手，进而过渡到组织管理层面，最终实现技术和管理的集成。短时期内，我国建筑业企业应从技术层面入手，加大现代科技特别是计算机技术在工程项目建设中的应用，推进工业化和信息化；同时在企业发展方面，着力发展培养核心能力，特别是要学习、借鉴先进生产和管理的思想方法，不断提高管理水平。这是企业发展的必由之路，也是实现虚拟建设的关键所在。

[1] 梁民、刘珍平、张培仁等。虚拟现实在水坝系统中的实现。计算机应用，1999，19（8）。

[2] Ahmed F. Waly， Wslid Y. Thabet. A Virtual Construction Environment for preconstruction planning. Automation in Construction， 2002 （12）： 139-154.

[3] 袁向荣、高勇利、卜建清。结构工程及虚拟现实技术。石家庄铁道学院学报，2000，13（3）。

[4] 陈剑、冯蔚东著。虚拟企业构建与管理。北京：清华大学出版社，2002（13）。

[5] 陈剑、冯蔚东著。虚拟企业构建与管理。北京：清华大学出版社，2002（9）。