1、土木建筑工程管理中的虚拟现实技术研究摘 要:通过对虚拟现实特征的分析，探讨了这一新技术可能对建筑设计产生的影响，作者通过自身的体会，展望了虚拟现实在未来建筑设计领域的运用。虚拟现实技术是高新信息技术，在土木建筑工程管理中，有广阔的应用前景。介绍了其在项目可行性研究和投资经济性评价、房地产、招标投标、施工管理、物业管理等方面的应用并证明之。 关键词：虚拟现实技术建筑设计工程管理应用 中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号： 前言 对于虚拟现实，只要稍微对新事物有点兴趣的人都不会太陌生。它与多媒体、网络一起被认为是三大最有发展前途的计算机技术。它的英文名字是“Virtual Reality
2、“，简称 VR。也有人翻译成灵境、虚拟空间、人造现实、仿真技术等，但最为通用的还是虎拟现实。关于虚拟现实的定义也不尽相同。 虚拟现实可能对建筑设计产生的影响 无独有偶，舍曼和犹金斯将虚拟现实的特征归纳为五个“I“，即Intensive Interactive， Immercive， Illustive，Intuitive。下面我们将对这些特性可能对建筑设计产生的影响展开讨论。 1.1Intensive(密集性) 虚拟现实系统可以在单位时间内向用户提供大量的、多方位的信息。假定我们在虚拟现实中设计建筑物，我们通过电子手套输入一个建筑中厅的参数，包括尺寸、材料、光线。系统就会实时产生相应的虚拟实境
3、。虚拟现实系统的密集性保证了这种实时反馈，从而加强了感觉的真实性。1.2I nteractive(交互性) 在虚拟现实中，用户与计算机通过人机界面实现对等的交流和互动，这种人机界面使用户更自然、真实地与系统进行交流，并获得各种感觉刺激，从而实现与虚拟现实里的实体的互动。 1.3 Immersive(沉浸感) 在虚拟现实中，我们是在虚拟环境内部向外观察，而不是现在坐在电脑桌前窥探显示器里边。我们沉浸其间，所以感觉更真实。 1.4 III ustrative(清晰性) 虚拟现实提供的信息是清楚的、详尽的。我们一旦在虚拟现实中建造好一幢建筑物，相关的数据就会详细准确地出来，而不是现在的一个个地算。甚
4、至包括造价。 1.5Intuitive(直观性) 在虚拟现实中，人机界面的富有想象力的设计将使用户的数据输入和获得信息更具人性化。 从以上的分析可以看出，虚拟现实技术将彻底改变以往建筑设计平立剖模式，代之以建筑师虚拟观察、修改的模式，在这种模式里，建筑师将“走进”他的设计中，身临其境地感受建筑的空间、形态声光，并实时修改，从而使设计更为完美。 第二章 虚拟现实技术在建筑设计领域运用的概况 1989 年，虚拟现实领域的先驱，美国人 Jaron Lanie 使用了“VirtualReality”，同时，科学家发明了头盔式三维显示器、能提供6 个自由度的数码手套等虚拟现实设备以及软件。90 年代后，
5、虚拟现实技术被广泛地应用干实体模型制作、信息交流和管理、艺术及娱乐等领域。 在欧洲、日本和美国，虚拟现实日益广泛地被家具商和房地产商们用作展示方式和促销手段。 第三章 工程项目管理与虚拟现实技术 随着我国经济的稳步增长和基础建设规模的加大建设项目的规模越来越大、结构形式日益复杂对工程项目管理的科学性、精确性要求越来越高实现工程项目管理的信息化、智能化、可视化和集成化成为土木建筑工程项目管理现代化的要求和本领域的研究热点。工程项目管理作为土木建筑工程的新兴分支学科贯穿整个建设项目和生命周期从项目构思、规划、设计到项目立项、施工等，虚拟现实技术为工程项目管理提供了更有效、更直观、交互式的工程项目管
6、理方法和途径。现代 VR 技术把工程项目的可行性研究、方案、设计、施工、运营的各个阶段展示在管理者、实施层、用户和业主的面前。 虚拟现实技术在工程项目管理中的应用主要有以下几个方面:（1）建设项目经济评价与可行性研究中的应用；（2）在房地产工程项目中的应用；(3)在工程项目招标投标中的应用；(4)在工程施工管理中的应用；( 5)在物业管理中的应用。 第四章建设项目经济评价与可行性研究中的仿真与建摸 虚拟现实技术从工程项目的可行性研究和经济评价阶段就有广阔的用武之地。计算机仿真技术解决虚拟现实技术用于可行研究的方案优化，减少了工程造价及所需的时间，对多种方案进行优化使投资和战略决策更具有科学性。
7、 一般认为传统意义上的计算机仿真分析是虚拟现实技术的初级阶段。系统、模型和计算机是仿真( Simulatio)系统的三要素。仿真技术应用的关键是模型的建立。系统模型是将实际系统抽象成物理模型、数学公式或方块流程图。然后，将系统模型转变成计算机能接受的逻辑流程图，称为仿真模型转变成计算机接受的流程图，即计算机仿真模型。 第五章 房地产中的虚拟现实技术 目前我国房地产中虚拟现实技术可以把开发项目的规划设计、景观设计、建筑设计、室内装修的文化理念和主题充分展示出来。采用虚拟现实技术，可先用计算机建造一座虚拟房屋，在设计人员与建设方讨论设计方案时，让建设方到虚拟建筑物里看一看建筑的各个角落，可以打开建
8、筑物内的门、窗，体验一下建筑物的采光、环境等，建设方可以很容易地提出修改意见或造择方案在推销房屋时，一般的购房者一通过虚拟环境浏览系统可以领略到小区建成后的全貌，也可以模拟各种可能的情况，体会智能建筑的奥妙。这对房地产的营销、广告策划和整个项目的成功起到推波助澜的作用。虚拟房地产必将带来房地产营销和广告推广手段的重大变革。 第六章在工程项目招标投标中的应用 建筑业是我国的支柱产业，我国建筑市场的过度竞争已是长期的事实。现代建筑工程项目的运做，业主处于绝对有利的地位，业主和承包商在信急的占有上是不对称的，业主和承包商需要互相了解通过互相了解，业主造择有技术、有资金保证、有信誉的承包商，承包商造择
9、有实力的业主在有限的时间内，如何使业主和评标的专家很好的了解投标文件的招投标文件的编制和被认可的程度直接关系到承包商有没有入造的机会。因此，承包商在注重投标文件的技术可行、报价合理的同时，也非常注重投标文件的包装尤其是大型工程、国家重点工程和国际工程的招标投标，往往在项目企划阶段就已经开始这方面的运做。虚拟现实技术为在短时间内，充分的展示本企业的形象和项目运做的技术路线和方法提供了有效的途径。 第七章在工程施工管理中的应用 现代土木建筑工程的结构新颖，追求建筑整体环境的个性如预应力结构创造的大跨度空间，超高层建筑、复杂地质条件下的地下结构等地下结构开挖、大体积混凝工、超高结构转换层的施工、大跨
10、度钢结构的吊装和就位都是需要进行严密的设计和计算的；在必要时，还要对员工进行培训。 7.1 在虚拟施工过程和施工结构计算中的应用 在虚拟现实的复杂结构施工方案设计是指利用虚拟现实技术，在虚拟的环境中，建立周围场景、结构构件及机械设备等的三维 CAD 模型(虚拟模型)，形成基于计算机的具有一定功能的仿真系统，让系统中的模型具有动态性能，并对系统中的模型进行虚拟装配，根据虚拟装配的结果，在人机交互的可视化环境中对施工方案进行修改。 7.2 在施工控制和管理中的应用 土木建筑工程的施工控制和管理是复杂的、动态的、集成的，贯穿每一个工程项目的全生命周期。尤其是现代的大型工程项目，工期长工程量大，甚至由
11、一个项目产生一系列的企业，如三峡工程它涉及到各工种协调、大量的资金和材料调度、施工机械和设备的管理工程得进度、质量、成本以及合同、信急的管理如何有效的实现，通常的工程经验和甘特图、平面布置图是难以作到的。4D 项目管理信息系统有效的整合整个工程项目的信息并加以集成，实现施工管理和控制的信急化、集成化、可视化和智能化。 7.3 在现代物业管理中的应用 城市化进程和房地产业的迅猛发展带来了物业管理的兴起和繁荣。随着社会经济的发展，人们对居住社区的要求越来越高，居住社区的发展和建设呈现了如下特点；大型化；智能化；设施复杂化；园林化；现代居住社区的这些特点，使得物业管理工作内容多样化、复杂化，基于空间
12、数据的管理内容增多，即管理工作很多时候要在图纸上进行，而查找图纸的繁杂和图纸内容表达的片面、陈旧难以满足人们对物业管理快速、实时性的要求。物业管理可视化、信急化是业主和从业人员的共同要求。 结束语 无疑，虚拟现实技术将对建筑设计、建筑展示、设计检测产生深远的影响。 虚拟现实技术是一项新兴的技术，建筑业是传统技术的行业，在当今高新技术时代应当接受高新技术的改造。当今的工程管理是全生命周期的，包括项目立项到下程的试运营，甚至全使用期的维护。虚拟现实技术在上木建筑工程管理的每个专业中都有着广阔的应用前景，虚拟建筑、虚拟房地产和虚拟物业构建了的工程项目管理的美好未来，是实现信急化、智能化、空间可视化、全生命周期的工程管理有效途径。实现从概念设计或工程可行性方案一建筑设计一结构设计一工程量清单一工程造价一施工方案选择的全程智能实现系统是广大工程设计人员和工程管理人员的共同理想。 但愿它能早日到来。 参考文献 1来守林，虚拟现实来了吗?电脑报，(总 399) 2凌泊，虚拟现实一一建筑设计的新思维建筑学报，1998 （12) 3张金序，等.多媒体技术在建筑工程投标中的应用J.施工技术，31 (12). 4张孟林，吕康银.论“数字城市“J建筑管理现代化，2002 I . 5高中贵.基于 CIS 的住宅小区物业管理系统研究J.住宅科技，2001，1
