虚拟现实技术在建筑施工中的应用与实例

虚拟现实技术在建筑施工中的应用与实例

郑涌林

（华侨大学土木工程学院　福建　362021）

【摘　要】介绍了虚拟现实技术的概念以及在建筑施工领域的应用情况，解析了工程实例的计算机虚拟制作流程，探讨虚拟现实技术应用的基本思路和发展前景。

【关键词】虚拟现实；建筑施工；应用

中图分类号：TP391.9　　　文献标识码：A　　　文章编号：1009-6833（2013）11-008-02

An Application and Case Study of Virtual Reality in Construction

Zheng Yonglin

Abstract: This paper introduces the concept of Virtual Reality and its applications in building construction, and analyzes the virtual production procedure of projects. It aims to conclude the process and prospect of this technology.

Keywords: Virtual Reality；construction；application

0　引言

虚拟现实（Virtual Reality，简称VR），是一种伴随多媒体技术发展起来的计算机新技术，它通过三维图形生成技术、多传感交互技术以及高分辨率显示等技术，生成三维逼真的虚拟环境，并综合利用计算机图形学、仿真技术、多媒体技术、人工智能技术、计算机网络技术、并行处理技术和多传感器技术，模拟人的视觉、听觉、触觉等感觉器官功能，使人能够沉浸在计算机生成的虚拟境界中，并能够通过语言、手势等自然的方式与之进行实时交互，创建了一种适人化的多维信息空间，随着计算机软硬件技术的快速发展，虚拟现实技术应用前景越来越广阔。

虚拟现实技术中以虚拟原型取代物理原型，虚拟原型指的是可用于观察、操纵、装配、拆卸的三维数字模型。建立虚拟原型（即建立几何模型与物理模型）成为建筑施工过程中的重要环节，虚拟施工就是建立系统的模型，并在模型上进行实验和研究一个存在的或设计的系统。

施工虚拟现实技术能使工程技术人员通过计算机试验施工新工艺和革新思路，激活人员的创新思维，也能真实展示新技术的效果，缩短建筑业新技术的引入期和推广期，降低新技术、新工艺的实验风险。

1.3 施工管理方面

施工虚拟现实技术能事先模拟施工全过程，对于提前发现施工管理中质量、安全等方面存在的隐患有极大的帮助，以便及时采取有效的预防和强化措施，提高工程施工质量和提升施工现场管理效果。

1.4 安全生产培训方面

施工虚拟现实技术能实时、直观地显示施工过程的实际状况，有助于操作人员全面了解操作流程，在进入实际操作环节之前进行模拟培训，有利于在实践生产中优质安全地完成施工生产。

1.5 大型工程设计

施工虚拟现实技术可以通过建立计算机模型考察建筑设计是否合理，方便地对设计不合理的部位进行修改或比较，从而得到满意又直观的设计结果，该技术的应用也有利于设计单位与业主、施工单位进行设计交底。

1　虚拟现实技术在建筑施工中的应用

建筑施工是复杂的大型的动态系统，它通常包括模板、绑扎钢筋、浇捣混凝土、拆模、养护等多道工序，其主要特点是：（1）建筑工程的主体是固定的，而生产是流动的，这就要求建筑施工过程中的空间布置与时间排列要合理有序；（2）建筑工程的生产周期长、工序多、综合性强，工作地点多样性，不少工序要在高空或地下进行；（3）在建筑施工任务中，人员关系具有复杂性，因而他们之间的配合关系也较为复杂，这主要是因为建筑施工生产任务较为复杂，其完成必须通过专业相异、工种不同的人员之间的交流、合作，再加上各种材料、机械和设施。建筑施工的这些特点，无疑给施工方案的设计、施工现场的管理和施工操作带来相当的复杂性和困难。通过虚拟现实技术模拟施工过程可以提前发现实际施工中存在的问题或隐患，并及时给予解决处理，因此虚拟现实技术在建筑施工中有着多方面的应用。

1.6 建筑市场管理

施工虚拟现实技术在招投标过程中能直观对比各方的施工方法和成效，增加评标的透明度和公正性，有利于建筑市场的规范化管理。

2　虚拟现实技术应用实例2.1 主要内容

本案例模拟泉州市龙宫商住楼的施工过程，该建筑为框架结构。结合施工进度计划表，使用三维软件及音视频编辑软件分别模拟出相应进度的施工过程和现场。主要内容有：基础工程，包括土方开挖、混凝土垫层、扎基础钢筋、浇混凝土、回填土；主体工程，包括扎柱钢筋、支柱梁板模、浇柱混凝土、扎梁板钢筋、浇梁板混凝土；其他工程包括拆模板、砌墙、内地面、外墙面、天棚、内墙、、屋面等。使用三维互动软件模拟模板实体，实现一定的三维动态人机交互，并使用图形影像展现该栋大楼完工后的全貌。

1.1 建筑工程施工方案的选择和优化

建筑工程施工的施工方法及施工组织的选择和优化主要是建立在施工经验的基础上，但是现代的建筑基本都追求独具一格，建筑工程施工成为不可完全重复的过程，因此这种模式存在一定局限性，使用施工虚拟仿真技术就可以直观、科学地展示不同施工方法和施工组织措施的效果，可以定量地完成方案的对比，有助于施工方案的选择和优化，真正实现最优施工。

2.2 基本工作流程

（1）运用AutoCAD软件进行精确制图，通过现有的平面图纸，根据正、立、剖面，在AutoC …… 此处隐藏：2968字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……