郭秀娟 曹 东 吴岩金

(1:吉林建筑大学计算机科学与工程学院，长春 130118； 2:吉林建筑大学电气与电子信息工程学院，长春 130118)

虚拟现实(Virtual Reality,VR),又称为虚拟环境(Virtual Environments)、人造空间(Cyber space)、人工现实(Artificial Reality)、仿真技术(Simulator Technology)等.它集成了计算机图形学、多媒体、人工智能、多传感器、网络、并行处理等技术的最新发展成果[1].以模拟方式为使用者创造一个实时反映实体对象变化与相互作用的三维图像世界[2].虚拟现实技术是当今世界应用非常广泛的一项新技术，特别是在娱乐、教育、艺术及军事与航空等领域，VR技术的应用已经给人们带来了巨大的社会效益和经济效益.

在建筑领域，虚拟现实作为一种独特的技术手段，可以有效地解决抽象思维与其所产生的实体间的联系问题.建筑与城市规划行业关联性和前瞻性要求较高，一直对全新的可视化技术需求最为迫切.本文以实际范例为基础，对建筑虚拟现实模拟技术的实现进行研究，针对目前建筑行业对虚拟现实技术缺乏尝试的情况以及其他主客观的问题，探讨虚拟现实技术应用于建筑领域的方法，用实例来解答虚拟现实技术在建筑领域应用中的疑惑.

1 虚拟小区规划流程

建立一个小区虚拟现实系统，使参与者仿佛置身于一个虚拟的世界中，实现交互式的全方位漫游[3]，需要完成以下工作：

(1) 制作模型. 首先需要简化CAD图纸，删除CAD图纸中的图框、辅助线、数字、文字、填充图形及小品等不属于建模的部分.

将简化后的CAD图纸导入3DMAX，注意单位和位置，让图纸中心在坐标原点.根据导入的图纸创建模型.在制作地形时，要注意挤出的高度需根据真实情况确定，如人行道会略高于道路.

(2) 为创建的模型指定材质. 动画中的模型一般由团队共同制作，所以应尽量避免同类型材质出现不同名称.

(3) 根据脚本制作各镜头的摄影机运动动画. 选择音乐很重要，每段音乐都有其自己的内容、含义和要表达的情感，它是否与这部动画相匹配也是需要考虑的问题，配好音乐后完成预演动画制作.

(4) 根据要求细化场景. 细化场景并非单纯地将花草、树木、人物等放置在场景中，而是需要人们在一定的空间中表达一定的思想、情感和意境，从而用画面具体表现文案的思想和甲方的要求.

(5) 布置灯光与渲染各镜头序列. 根据所要表现的时间赋予场景白昼、黄昏、夜晚等光效，再渲染序列帧文件.

(6) 对渲染完成的每个镜头进行合成、剪辑，配上音乐后加上所需的字幕和特效，最终输出动画为成片.

2 项目分析及方法

首先要分析这个项目的类型，看它是属于建筑设计表现类、城市规划类，还是房地产宣传类等，在确立类型之后对项目做出正确的评估，从而确立项目风格、内容表现等.本项目属于城市小区规划项目，在场景的制作中也多以写实为主，在影片的处理手法上，也有不错的广告效应.本项目需要在建筑、室内及园林等规划设计方面进行表现，将楼盘外观、室内结构、物业管理、小区环境、生活配套等未来建成的生活场景进行演绎展示，让人们轻松、清晰地了解家园的品质[4-5].

影片分为以下5部分来表现.① 从宏观角度传达产品的开发理念.传达项目在山水之间，繁华之上；② 讲述项目的区位.主要通过优美的环境、完善的周边配套，传达享有盛世的繁华，生态人居理念；③ 运用镜头推进的形式，将优美风光、完善的配套和悠闲生活展现出来，强调建筑的韵律，厚重而尊贵，突出建筑的风格；④ 介绍商圈，体现浓郁的社区文化风情及商业街的节奏，带出缤纷的商业色彩；⑤ 整体节奏变换，最后以夜景将整个社区以真正富有视觉感染力的城市亮点的形象展现在客户眼前.

本文是通过建筑漫游的演示来展现建筑的真实存在感，通过3DMAX来构建虚拟的场景，后期加入AE特效及音效等，增加视觉和听觉的效果.

具体实现步骤为：① CAD场景导入3DMAX中重复和复杂的地方使用MAX SCRIPT建模；② 场景材质的添加和调整；③ 加入灯光和摄影机；④ VRAY渲染器参数调整；⑤ 动画场景关键帧的设置；⑥ 分镜头序列帧渲染；⑦ AE较色与特效的添加；⑧ VEGAS片头、分镜和音效的整体合成.

3 后期合成

(1) AE片头制作. AE片头的制作分为三个部分，第一部分是一个个人logo的制作，photoshop制作分成的图层，after effects的插件Trapcode Shine制作一个移动的光效；第二部分是一个个人logo的特效展示，用了after effects的插件Trapcode Shine，Trapcode Particular和Light Factory来制作光效和粒子特效；第三部分是建筑物logo的展示部分，利用AE做了一些动态的特效.

(2) AE分镜头较色处理. 场景都使用after effects的插件Magic Bullet Looks来制作的.

项目完成后要测试镜头的速度，检测镜头的快慢是否有让人产生熏晕感.播发几次视频后，如果测试没问题，项目就完成了.部分镜头截图如图1所示.

图1 部分镜头截图

4 结语

利用计算机系统提供的人机对话工具,同虚拟环境中的物体交互操作,使人达到一种虚拟境界,但其感觉却具有真实的效果.虽然制作建筑虚拟现实模拟技术的实现过程繁琐，但最终的视觉效果还是令人满意的.建筑虚拟现实的前景是广阔的，它以新颖的立体传播方式展示小区的规划.建筑领域应充分发挥其虚拟现实强大的潜在功能.

虚拟现实动画本身阐述的场景与建筑，很大程度决定着动画的表现手法，最终为建筑服务.目前来看，无论是政府部门还是房地产开发商，越来越多不同领域的客户早已意识到，建筑虚拟现实未来发展前景是美好的.

目前，建筑动画虚拟现实技术在建筑工程领域的应用尚处于研究阶段，相信随着这方面技术的进一步发展，将会得到更广泛地应用.

参 考 文 献

[1] 张 涛.多媒体技术与虚拟现实[M].北京：清华大学出版社，2008:220.

[2] 郭葆锋.建筑三维动画技术[J].华侨大学学报(自然科学报)，2002,23(3):278-282.

[3] 方小峰.基于虚拟现实的城市规划三维仿真设计系统[J].计算机仿真，2007,24(3):230-234.

[4] 李 芾,张行彪.三维动画在建筑设计中的运用——建筑动画[J]，华中建筑，2007:25(8):53-54.

[5] 章海涛,林 海.基于几何和图像的建筑物建模方法的实现[J].小型微型计算机系统,1998,19(8):56-62.