增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)仿真中的應(yīng)用研究

郭琦

摘 要 近些年來(lái)，隨著新興技術(shù)的不斷推廣與應(yīng)用，以增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)為首的新興技術(shù)逐漸在各大行業(yè)領(lǐng)域中得到了良好應(yīng)用，尤其是建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域中。針對(duì)于此，可能主要以增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)為研究對(duì)象，通過(guò)深入分析增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的內(nèi)涵本質(zhì)，闡明增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)仿真中的應(yīng)用實(shí)踐問(wèn)題，以期可以給同行業(yè)人員提供一定的參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞 現(xiàn)實(shí)技術(shù);建筑設(shè)計(jì);仿真分析;應(yīng)用

1增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的內(nèi)涵分析

所謂的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)，主要是以虛擬技術(shù)為重要依托，通過(guò)不斷創(chuàng)新與發(fā)展延伸而來(lái)的一種全新技術(shù)類型。應(yīng)用過(guò)程中主要利用計(jì)算機(jī)等設(shè)備生成虛擬物體以及場(chǎng)景等信息，并將畫面疊加到真實(shí)場(chǎng)景當(dāng)中，促使真實(shí)場(chǎng)景畫面感更加真實(shí)、具體。結(jié)合以往的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)來(lái)看。合理應(yīng)用，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)，不僅可以將虛擬畫面投入到真實(shí)場(chǎng)景當(dāng)中，同時(shí)還可以將真實(shí)場(chǎng)景圖像畫面變得更加具體、生動(dòng)。如此一來(lái)，虛擬與現(xiàn)實(shí)基本上可以保持協(xié)調(diào)統(tǒng)一的狀態(tài)，使得人們可以用肉眼觀察到真實(shí)場(chǎng)景[1]。

一般來(lái)說(shuō)，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)涉及的主要原理為利用攝像機(jī)等設(shè)備將真實(shí)場(chǎng)景拍攝下來(lái)。技術(shù)人員通過(guò)根據(jù)真實(shí)場(chǎng)景進(jìn)行操作分析，利用跟蹤算法實(shí)現(xiàn)對(duì)視頻流中各種場(chǎng)景的針對(duì)性處理，以確保模擬場(chǎng)景與真實(shí)場(chǎng)景無(wú)論是在位置，還是在形態(tài)方面都保持一致。并在此基礎(chǔ)上利用科學(xué)計(jì)算分析功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)虛擬場(chǎng)景的模擬分析過(guò)程，以確保虛擬場(chǎng)景與視頻流之間可以互動(dòng)融合。

2增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)仿真中的應(yīng)用實(shí)踐

結(jié)合當(dāng)前發(fā)展情況來(lái)看，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)已經(jīng)在建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域中得到了廣泛推廣與應(yīng)用，且在應(yīng)用成果反饋效果方面表現(xiàn)良好。針對(duì)于此，下文主要針對(duì)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)仿真中的應(yīng)用實(shí)踐問(wèn)題進(jìn)行總結(jié)與歸納，以供參考。

2.1 增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)仿真分析中的構(gòu)思應(yīng)用

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)仿真分析中的應(yīng)用原理主要為：實(shí)現(xiàn)建筑設(shè)計(jì)虛擬模型與實(shí)際拍攝建筑周邊環(huán)境視頻流表現(xiàn)結(jié)果情況的充分融合功能，確保虛擬漫游場(chǎng)景得以確立形成，并以視頻流形式輸出來(lái)。結(jié)合實(shí)際應(yīng)用情況來(lái)看，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)仿真系統(tǒng)一般不需要針對(duì)周邊環(huán)境進(jìn)行建模處理，只需要利用建筑設(shè)計(jì)方法就可以實(shí)現(xiàn)建模處理過(guò)程。與此同時(shí)，根據(jù)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的真實(shí)反饋情況，實(shí)現(xiàn)對(duì)跟蹤注冊(cè)技術(shù)的實(shí)時(shí)處理，以確保虛擬建筑模型與真實(shí)環(huán)境之間始終保持協(xié)調(diào)統(tǒng)一的關(guān)系。

在此基礎(chǔ)上，技術(shù)人員應(yīng)該利用建筑設(shè)計(jì)虛擬模型功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)場(chǎng)景的定位以及投影處理等工作處理過(guò)程。如此一來(lái)，建筑與周邊環(huán)境基本上可以得到完美融合，并達(dá)到良好的仿真效果。最重要的是增強(qiáng)技術(shù)，在建筑設(shè)計(jì)仿真系統(tǒng)應(yīng)用過(guò)程中，不需要對(duì)周邊建筑環(huán)境進(jìn)行建模處理，就可以實(shí)現(xiàn)建筑設(shè)計(jì)與周邊環(huán)境的互動(dòng)仿真過(guò)程。這不僅可以解決以往仿真局限問(wèn)題，同時(shí)還可以針對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行科學(xué)評(píng)估，具有一定的應(yīng)用價(jià)值[2]。

2.2 增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)系統(tǒng)中的技術(shù)應(yīng)用效果

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)系統(tǒng)應(yīng)用中可以實(shí)現(xiàn)對(duì)真實(shí)目標(biāo)位置的跟蹤處理。如操作人員可以根據(jù)虛擬目標(biāo)表現(xiàn)情況，針對(duì)真實(shí)場(chǎng)景定位注冊(cè)問(wèn)題進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃與合理落實(shí)。根據(jù)具體反饋結(jié)果，明確當(dāng)前虛實(shí)結(jié)合情況。系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程，操作人員可并用標(biāo)記卡真實(shí)目標(biāo)位置實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)事物的狀態(tài)跟蹤處理。以往的技術(shù)相較而言。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的建筑設(shè)計(jì)技術(shù)基本上可以實(shí)現(xiàn)對(duì)。任意一幅圖像的跟蹤處理，并根據(jù)標(biāo)記卡狀態(tài)反饋情況確定良好的攝像機(jī)位置。如此一來(lái)，不僅可以規(guī)避以往操作失誤問(wèn)題，同時(shí)，還可以進(jìn)一步提高增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)系統(tǒng)中的應(yīng)用效果。

2.3 增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)仿真系統(tǒng)中的結(jié)果分析效果

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以在建筑設(shè)計(jì)仿真系統(tǒng)中針對(duì)某一結(jié)果進(jìn)行分析，并根據(jù)結(jié)果分析反饋情況，明確建筑設(shè)計(jì)仿真效果表現(xiàn)。以某廣場(chǎng)涼亭設(shè)計(jì)為參考依據(jù)，針對(duì)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)建筑設(shè)計(jì)仿真系統(tǒng)的應(yīng)用問(wèn)題進(jìn)行研究與分析。

在軟件系統(tǒng)的應(yīng)用方面，建議操作人員可以優(yōu)先利用3D Max建模軟件。究其原因，主要是因?yàn)?DMax建模軟件可以針對(duì)涼亭模型整體情況進(jìn)行適當(dāng)修改與優(yōu)化。在建筑仿真系統(tǒng)的應(yīng)用方面，應(yīng)該優(yōu)先利用基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的見(jiàn)證仿真系統(tǒng)。結(jié)合以往的經(jīng)驗(yàn)來(lái)看。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的建筑仿真系統(tǒng)主要利用OpenGL等新興軟件進(jìn)行自主研發(fā)設(shè)計(jì)的。正式運(yùn)行管理期間，可以根據(jù)標(biāo)記卡位置狀態(tài)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)跟蹤過(guò)程。并根據(jù)實(shí)時(shí)跟蹤狀態(tài)反饋結(jié)果，針對(duì)涼亭虛擬模型以及建筑周邊環(huán)境涉及的數(shù)據(jù)問(wèn)題進(jìn)行模擬分析。

利用三模軟件設(shè)計(jì)完三維模型之后，設(shè)計(jì)人員可以利用攝像頭設(shè)備實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑周邊場(chǎng)地任意角度的拍攝過(guò)程。并根據(jù)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)建筑設(shè)計(jì)仿真系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)標(biāo)記卡位置狀態(tài)的針對(duì)性處理。并在此基礎(chǔ)上，根據(jù)標(biāo)記卡反饋情況確定相機(jī)具體位置。利用幾何變換方式實(shí)現(xiàn)對(duì)涼亭模型與建筑周邊環(huán)境的模擬分析過(guò)程。其中，輸出的結(jié)果就是我們所說(shuō)的結(jié)合視頻流。相關(guān)設(shè)計(jì)人員可以根據(jù)視頻流反饋情況，利用不同拍攝視角對(duì)建筑周邊場(chǎng)地的場(chǎng)景進(jìn)行隨意切換，呈現(xiàn)出良好的建筑模型設(shè)計(jì)效果[3]。

3增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的建筑設(shè)計(jì)仿真與虛擬仿真的對(duì)比應(yīng)用分析

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)建筑設(shè)計(jì)仿真與傳統(tǒng)虛擬現(xiàn)實(shí)建筑設(shè)計(jì)仿真相較而言，具備以下幾點(diǎn)應(yīng)用優(yōu)勢(shì)：一方面，設(shè)計(jì)人員可以根據(jù)建筑周邊環(huán)境表現(xiàn)情況實(shí)現(xiàn)建模處理過(guò)程。這樣一來(lái)，不僅可以縮短設(shè)計(jì)人員仿真所需的工作時(shí)間，同時(shí)還可以減輕仿真工作量。另一方面，設(shè)計(jì)人員可以根據(jù)最后輸出結(jié)果表現(xiàn)情況，對(duì)周邊環(huán)境問(wèn)題進(jìn)行分析處理。明確正式施工期間可能遇見(jiàn)的風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題，并加以規(guī)避。如此一來(lái)，不僅可以為建筑設(shè)計(jì)效果提供良好保障，同時(shí)還可以為建筑施工質(zhì)量提供良好保障。

4結(jié)束語(yǔ)

總而言之，建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域通過(guò)合理應(yīng)用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)，不僅可以實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑設(shè)計(jì)的仿真分析過(guò)程，同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)實(shí)與虛擬的有機(jī)結(jié)合過(guò)程。鑒于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的重要性，建議相關(guān)設(shè)計(jì)人員應(yīng)該準(zhǔn)確把握增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的原理機(jī)內(nèi)涵本質(zhì)，盡量從多個(gè)方面針對(duì)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用問(wèn)題進(jìn)行貫徹與落實(shí)，以確保建筑設(shè)計(jì)目標(biāo)得以進(jìn)一步深化。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉劍峰.增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究[D].開(kāi)封：河南大學(xué)，2018.

[2] 趙文斌.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)前期的應(yīng)用研究[D].長(zhǎng)春：吉林建筑大學(xué)，2018.

[3] 張濤.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用初探[D].重慶：重慶大學(xué)，2019.