建筑虚拟仿真技术精选(九篇)

第1篇：建筑虚拟仿真技术范文

【关键词】虚拟仿真技术建筑工程工程施工

中图分类号：TU198文献标识码： A

工程建筑的信息技术研究与开发，包括工程信息化技术和括管理信息化技术。在建筑工程生产的过程中加强信息化技术的开发，不仅可以提高工程建筑的生产效率，还可以有效提高工程的生产力，提高建筑企业的管理水平。从建筑企业施工应用的需要，结合信息化技术的发展，对虚拟仿真技术实际应用于工程建筑施工中的现状进行分析。

一、虚拟仿真技术概述

仿真是基础学科，通过对理论和相似原理及模型、信息等相关技术作为基础，借助计算机设备作为工具，进行实际的或者设想的动态的综合实验技术研究。有着可控性和无损坏性等优势，而且耗费小，可以多次重复试验，具有强大的生命力与潜力，是目前比较经济有效的综合技术集成法，可以推动科学技术的进步与发展[1]。

仿真是系统模型的创建，通过对模型的试验与研究，进行各种技术的设计，系统的创建可以是机械、土木、电子等类型，也可能是社会、经济与管理非技术的系统类型。虚拟仿真技术已实现了深入的研究也发展，并且和控制、系统及计算机的发展有着十分密切的关系。控制、系统等工程技术的发展推动了虚拟仿真技术发展的脚步，计算机技术则为仿真技术的实现提供了基础的工具和表现方法。

仿真模型可以类似预测器，通过系统的运行，为用户提供系统运行的信息与资料，使用户更好的进行项目的更改与决策实施效果分析。仿真模型就是一种训练器，通过系统的操纵，实现对技术人员或者管理人员的控制。尤其应用于建筑工程领域，虚拟仿真技术能大幅度降低系统研制的成本，使系统保证安全、可靠的运行[2]。

二、建筑工程施工中虚拟仿真技术应用的意义

虚拟仿真技术应用于建筑工程施工中，可能使工程施工前对工程实际的结构位置进行了解，对多种工程施工方法进行尝试，计算出详细的工况应力，使工程设计方案进一步优化，对于工程施工来说具有重要意义。

1、优化施工方案

建筑工程施工中选择何种施工方案，如何对施工方案进一步优化，是工程施工中一直难以解决的问题，这是由于工程施工的鲜明特点决定的，工程施工具有不可重复性，所以，只是凭借工程施工经验，对施工方案的选择进行预估就具有十分明显的局限性。

2、技术革新与引进

建筑工程施工的虚拟仿真技术可以使施工的技术人员实现低成本的施工工艺试验，为新工艺的创新提供了广阔的发展空间，使工程设计人员更好的发挥设计的优势，设计出真正具有实际效果的新技术，使建筑工程施工能够对技术进行大胆的革新，对新技术更快的引进，降低由于使用新技术为工程施工带来的风险。

3、工程施工及建筑市场的管理

工程施工的虚拟仿真技术可以通过预前的模拟仿真施工，对工程施工管理中管理质量、管理安全等进行隐患的排查与预防，强化管理使工程施工质量得到进一步的提高。

建筑市场需要建立规范的标准，虚拟技术可以应用于建筑工程的招投标过程中，通过仿真施工对评标起着重要的参考作用，也可以实现评标的透明化与公正化。

4、安全与生产的培训

建筑工程施工过程中，通过虚拟仿真技术的直观显示，可以更好的应用于工程生产技术流程的培训与安全生产的培训，使施工人员更好的了解工程施工，保证施工安全。

5、虚拟仿真技术带动建筑行业的发展

建筑工程施工行业引入虚拟仿真技术，可以使建筑工程行业全面的发展与进步，使城市规划与市政规划进一步的完善，实现投资意图，更好的开展市场营销。

三、建筑工程施工中虚拟仿真技术应用的现状

虚拟仿真技术作为新兴的学科，并没有形成体系。目前为止，对虚拟仿真技术的应用与研究主要在三方面开展：

虚拟仿真技术建造理论研究，通过建造理论研究，为虚拟仿真技术提供了坚实的理论基础。为建筑工程领域实现可视化的仿真再现，使工程建筑实现更精益的建造、更敏捷的建造等研究方向。这些研究方向，组成虚拟建造核心的技术。

虚拟仿真技术应用于建筑工程中，一般应用于软件研究与系统的开发，例如：CAD技术与虚拟仿真技术的应用结合等方面如对虚拟技术于建筑的设计、建模与仿真中的研究与应用。我国对虚拟仿真技术建筑工程的应用也有了很大的发展，例如：上海正大广场，通过创建虚拟仿真系统，实现了商业建筑与城市场景的虚拟和温游，在建筑物真正建成前，就实现了建筑物建成后的环境虚拟显示。对正大广场钢结构的施工方案，也进一步的选择与优化，通过虚拟仿真技术的应用，为工程施工带来了十分重要的资料与信息经验[3]。

四、虚拟仿真技术在我国建筑工程施工中应用的展望

虚拟仿真技术可以在建筑工程行业取得重大的发展和进步，与计算机行业的发展有着重要的联系，可以说是计算机技术的发展，带动了虚拟仿真技术在工程施工中的应用。

1、虚拟仿真系统对于开发与应用的硬件要求比较高，所以，有必要建造专业的实验室进行虚拟系统的研究，这需要从国外进口设备与软件，需要投入大量资金。而且系统实验的演示效果受研究设备限制，并不适合到处移动。

2、我国对建筑工程的单项开发，也需要国外进口的VR软件平台。我国缺少建筑工程施工中的虚拟仿真系统集成软件，建筑工程施工受很多条件的限制，如果开发项目需要提高工程成本，满足建筑工程集成的软件系统，可以使单项的工程开发提供开发的平台。

3、建筑企业需要引进大量专业的软件人才，进行培养，使软件人才成长为建筑企业发展的主力，但是，专业人才的引进，需要建筑企业投入大量的资金。我国很多大型的建筑企业都有自己企业的设计研究院，这就为技术骨干的培养创造了条件。而且我国建筑工程技术人员已经掌握了一定的软件开发能力，高等院校与技术研究院也对工程中计算机设计软件进行了开发与研究，为计算机集成技术进行了深入的探索与实践，取得了重大的成果。可以说，我国的建筑工程施工行业伴随着计算机技术的发展逐渐完善，使仿真技术获得了实际推广的可行性。

虚拟技术中应用了并行计算的新方法，使仿真平台与编程技术得到更大的开发性，可以应用于更广阔的领域。

建筑企业可以和专业研究院进行合作，对高校与科研机构的专业人才进行合理利用，对虚拟仿真系统进一步的开发与应用。当前社会发展是高新技术的发展，也是信息技术的发展，建筑工程企业一定要对新信息和新技术进行吸收和利用，使工程施工技术实现更大的进步与发展，使建筑工程企业早日实现现代化的管理与施工，使建筑企业提高经济效益，获得更大的市场竞争力。

参考文献：

[1]张利,张希黔,陶全军,等.虚拟建造技术及其应用展望[J].建筑技术,2013, 34(5).

第2篇：建筑虚拟仿真技术范文

1.采用虚拟仿真技术是解决教学改革难题的重要和有效的手段。

高职院校注重培养学生实践操作技能和勇于改革创新的能力，要求学生能够较快地适应生产第一线的岗位技能工作，是高职学院毕业生在人才市场竞争中所必备的条件，所以搞好实践教学，并为学生创造一个发挥想象空间的氛围是很必要的。随着虚拟仿真技术的在教学中的应用和发展，实训教学内容、实训教学手段、实训教学设备逐渐发生变革。传统的校内、校外集中或分散实训基地模式将转向校内外与虚拟仿真实训相结合的实训模式方向发展。通过传统实训和虚拟仿真实训的融合，相辅相成，相互补充，融入信息化要素的实训基地建设，符合现代职业教育教学技能的发展要求，使学生由浅入深、循序渐进地掌握工程施工的施工工序及工艺流程等施工方法和技能，从而满足学生在不同培养阶段的需要，为促进教学质量和人才培养质量的全面提高起到积极的作用，为高职院校课程改革提供了重要支撑。

2.利用虚拟仿真技术构建建筑工程技术教学中虚拟实训室的优势。

依托校园网，利用现代教育技术构建的建筑工程类虚拟实训室，能够对建筑工程类核心课程的教学起到真正的服务作用。虚拟实训室的构建过程同时也是一个现代信息技术在职业教育教学中运用的过程，其建立在一定的教学理论基础上，依托专业理论知识同时也可以促进理论知识学习。教师通过形象生动的三维数据模型，可以让学生更好的理解施工各阶段的工艺流程，将单调的理论学习上升为可激发学生学习兴趣、思考热情，激发三维空间想象能力和创新思维的学习，让学生更快更好的掌握专业知识。其次，通过计算机网络传输，教师的授课也不局限于传统教室，而是延伸到无限的互联网终端，最大限度提供了课堂的开放度。同时，虚拟实训室的开发构建也在一定程度上缓解了高职实训基地建设条件有限的实际困难。总之，运用现代教育技术进行建筑工程类专业的信息化资源建设，特别是虚拟仿真实训室的建设将是克服人才培养瓶颈，节约办学成本、解决师资力量不足，提高人才培养质量，促进教学手段和教学内容改革的不二选择。通过该虚拟实训室的建设可以改变传统意义上的课堂授课模式，是构建在新型信息化环境下的高职院校现代教育技术教学新模式。

二、建筑工程技术课程虚拟实训室的构建与开发

1.虚拟实训室的系统组成。

建筑工程技术课程虚拟实训室的构建主要以《建筑工程技术》课程中的核心内容为主体进行设计，包括土方工程、地基处理、桩基础工程、砌体工程、钢筋混凝土工程、预应力混凝土工程、结构安装工程、防水工程、装饰工程、脚手架与运输设备、冬期与雨期施工等共十一个知识模块，根据课程的主要内容和实施重点进行归纳合并，以及考虑工程实际情况，主要开发构建砌体结构工程、砼结构工程、钢结构工程三个虚拟实训项目子系统。各个子系统再进行细化，包括相关设计规范、技术标准、施工准备、工程图纸、技术交底、安全交底、联系单、工作记录等具体实训内容。系统以互动式三维动画为主，视频、图片、文字为辅，将施工现场的真实环境展现在眼前，让学生自己动手操作进行仿真模拟实训，了解掌握施工过程中主要工艺流程、技术要点、管理过程，从而掌握相关建筑施工专业技能。

2.虚拟实训室系统软件技术开发。

在建筑工程技术施工组织等专业理论的支撑上，选择LAMP作为开发平台。LAMP网站架构包括Linux操作系统、Apache网络服务器、MySQL数据库和PHP编程语言，是一组常用来搭建动态网站或者服务器的开源软件，具有资源丰富、通用、高性能、低价格等优势。根据建筑工程技术课程教学的实际情况，本着内容强调科学性、准确性，设计风格突出艺术性，设计技术力求简单性、实用性的思想，采用LAMP构建一个基于Web的虚拟实训室，以三维仿真模拟出不同的施工现场模型，以此作为建筑工程技术课程教学的虚拟实训基地，将传统的文字讲授变为直观易懂的可视化教学。

三、虚拟仿真技术在课程教学应用中存在的问题及对策

1.科技含量高，但系统开发所需专业技术型人才较为稀少。

虚拟现实仿真技术，是近年来出现的高新技术，目前被开发应用用于军事、医学、工业、地理、教育等各个行业领域，而该技术在教育上的应用，尚处于起步阶段，特别是建筑工程类专业的虚拟现实软件及技术尚十分缺乏。随着虚拟仿真技术的研究和推广，越来越受到政府等相关职能部门的关注和重视，这将有利于该项技术的发展和应用研究。同时也可以通过企业与高校长期合作进行科研互利，有利于早日解决虚拟仿真技术应用问题。

2.建设项目施工环境多变且复杂，学生进行虚拟仿真实训与传统实训存在一定的差别。

建设工程项目一般建设周期长、工序多，在建设期间环境较为多变和复杂，具有一定的随机性和不确定性，且现场实训能让学生更加全方位了解掌握知识内容，因此虚拟仿真实训与传统实训存在一定的差别。为了更能促进教学和学习效果，在专业理论学习的基础上，将虚拟与传统实训相结合，相互补充，弥补传统教学实践中的不足，真正培养出优良的满足社会需要的技能型人才，为建筑施工企业输送优秀的技术人员。

四、结语

第3篇：建筑虚拟仿真技术范文

关键词：虚拟仿真实验；实验教学；土木工程；实验室建设；

作者简介：徐明(1972—)，男，黑龙江大庆，博士，研究员级高级工程师，实验教学中心副主任，主要研究方向为实验教学及实验技术

1土木工程专业的实验教学特点

土木工程专业的实验与实践教学具有行业的特殊性。

(1)空间体量巨大。土木工程的服务对象是建筑物、桥梁、隧道，一般体量巨大。现在世界最高的建筑物高度超过800m，桥梁的最大跨度达1991m，超高层建筑物的单根柱子、单根桩基的承载能力上万吨。进行这些结构或构件的实体实验几乎是不可能的，即使是缩尺实验，也存在实验构件及加载设备体量大、实验环境恶劣、实验费用高的问题，限制了学生的参与。

(2)施工周期长。土木工程的建设周期一般比较长，世界最高建筑物———迪拜塔的建设历时6年，通常一幢普通的住宅楼施工工期也需要1年以上。由于时间的限制，学生的认识实习和生产实习无法得到工程建设全过程的体验。

(3)工程参与方多。土木工程存在不同的建设参与方(建设方、设计方、施工方、监理方等)，在学生认识实习和生产实习过程中，往往只能体验其中某一方的工作，无法从不同参与方的视角去感受和经历工程。

(4)危险性高。土木工程实验很多是破坏性试验，并且是脆性破坏，具有一定的突然性，学生在实验过程中的安全问题十分突出。同时，由于施工现场工序复杂、人员众多，而很多学生又缺乏施工经验和对危险源的判别能力，这使得很多施工单位在安排学生的认识实习和生产实习时存在顾虑。

(5)实验难度大。在土木工程的实验中，灾害环境(如台风、火灾、地震、滑坡和泥石流等)的模拟设备造价高(大型地震模拟振动台的造价上亿元、大型风洞的造价几千万元)。灾害环境实验难度大、危险性大、费用高。

为解决土木工程传统理论教学与学生工程化培养之间的矛盾，拓展实验及实践教学的深度和广度，提高实验教学的实效，实现理论教学与实践教学的紧密结合，特别是进行灾害环境对土木工程影响的分析、解决重大工程的防灾问题，尽可能减少实验成本和潜在危害，东南大学在课堂理论教学、原有实体实验、认识实习和生产实习的基础上，利用专业的仿真软件，采用多媒体技术以及网络通信平台，构建了具有高度真实感、直观性和精确性的虚拟仿真实验教学平台，作为实体实验及实践教学的有益补充和创新［1－5］。

2实验教学资源建设

早在2005年“工程结构设计原理”与2006年“建筑结构设计”国家精品课程建设期间，东南大学就开始组建土木工程计算机辅助结构设计实验室，此后结合“土木工程施工”、“工程合同管理”、“结构力学”及“工程结构抗震与防灾”几门国家精品课程和其他相关课程的建设，又相继成立了土木工程施工虚拟仿真实验室、土木工程管理信息化等实验室。2013年通过资源整合，依托部级土木工程实验教学示范中心，成立了东南大学土木工程虚拟仿真实验教学中心。

中心面向土木工程、建筑学、交通工程及其他相关专业，形成了“三层次、四模块、五结合”的教学体系。

(1)三层次：按照人才培养需求与教学规律，将实验教学内容划分为基础训练、提高训练和创新训练；

(2)四模块：按专业知识体系与工程实践规律，搭建土木工程设计、施工、管理、创新实践4个虚拟仿真实验平台；

(3)五结合：与理论课程相结合、与实体实验相结合、与科研项目相结合、与实际工程相结合、与企业实践相结合。

其中，四模块的18门实验课程支撑8门专业主干课程与12门实体实验实践课程，辐射其他16门专业课程，基本覆盖了土木工程专业的主要专业课。

2.1土木工程结构分析与设计虚拟仿真模块

模块主要包括：(1)基本构件虚拟仿真、楼盖设计虚拟仿真及单层工业厂房设计虚拟仿真等基础训练层次的虚拟仿真实验项目；(2)建筑结构抗震虚拟仿真、高层建筑结构设计虚拟仿真、大跨空间结构设计虚拟仿真及桥梁结构设计虚拟仿真等提高训练层次的虚拟仿真实验项目；(3)复杂结构虚拟仿真、基于MTS混合实验、大跨桥梁抗风虚拟仿真、结构构件抗火虚拟仿真等创新训练层次的虚拟仿真实验项目，是“工程结构设计原理”、“建筑结构设计”与“工程结构抗震与防灾”这3门部级精品资源共享课的重要建设内容。

结构分析与设计虚拟仿真实验项目充分体现了CDIO(conceive-design-implement-operate)的工程教育理念［6－7］，是从工程的构思到概念设计，再进行仿真分析，根据仿真分析结果对概念设计进行优化调整，最后按优化后结构进行施工图设计的全过程虚拟仿真实验，实现虚实结合的实践教学。

以特色实验项目“基于MTS系统混合模拟实验平台”为例，传统的建筑物抗震防灾实验大多数是对整个结构进行的，由于整体实验成本较高且实验项目较多，导致实验场地和实验时间安排紧张。为了提高实验项目的实际效果和设备的有效利用，将结构的大部分替换为数值子结构并采用计算机进行仿真，而只有小部分结构在实验室进行足尺实验(见图1)。仿真实验具有参数可调、实验方案可扩展、不存在硬件损耗的特点，能够加深学生对实验的理解；实体实验具有真实可靠、直观性强的特点，能够提高学生的动手能力和观察能力。采用计算机仿真实验与实体实验相结合的手段，可以有效提高学生综合应用所学知识的能力。同时，实时混合实验作为目前最先进的抗震防灾实验手段之一，有助于培养学生的创新意识，提高学术水平。

2.2土木工程施工虚拟仿真模块

该模块主要包含基本施工技术虚拟仿真、复杂工程施工技术虚拟仿真及关键施工技术仿真分析3部分。基本施工技术虚拟仿真主要包括土方、桩基础、模板、钢筋工程等施工过程的虚拟仿真，是模块的基础训练部分；复杂工程施工技术虚拟仿真主要是针对超高层建筑结构、大跨空间结构、大跨桥梁结构等典型工程施工全过程的虚拟仿真，向学生介绍最新的施工技术和复杂工程的施工组织，它是模块的提高训练部分；关键施工技术仿真分析部分主要针对全新的施工技术，通过对施工过程中关键部分的仿真分析，确保施工的顺利和安全，它是模块的创新训练部分。

以典型实验项目“大跨桥梁结构施工虚拟仿真”为例，该实验项目以铜陵长江大桥工程为案例，与中铁大桥局集团和柳州欧维姆机械股份有限公司合作完成。对该工程的施工全过程进行了虚拟仿真，包含桩基础施工、沉井施工、主塔施工、钢桁梁吊装施工、斜拉索施工等子系统(见图2)。通过该项目的学习，学生可以了解大跨斜拉桥施工的主要步骤、施工工艺、技术措施等。

2.3土木工程管理虚拟仿真模块

该模块包含工程项目管理、工程造价管理、工程合同管理和工程管理BIM综合4个部分。传统的信息技术类课程教学模式比较注重信息系统管理知识的介绍和基础软件操作，但是存在信息技术类知识体系在不同部分之间的割裂问题，使学生难以形成结构化、模块化的专业信息技术能力和素质。土木工程管理虚拟仿真实验平台对传统课程设置模式进行了改革，根据多学科对信息技术的应用需求，注重学生专业核心能力的培养，形成信息技术类实验课程平台。

以典型实验项目“工程管理BIM综合虚拟仿真”为例，该项目根据给定的工程项目设计(包括建筑、结构、设备等)方案、相应的城市规划条件以及有关的地理环境数据，从施工单位、设计单位或咨询单位的角度进行项目建筑设计方案的多维可视化仿真(见图3)，并利用BIM模型进行辅助施工管理，包括项目的日照分析、建筑能耗分析、绿色建筑评价、建筑体量计算等。

2.4土木工程创新实践虚拟仿真模块

本模块主要分为基于创新训练计划的虚拟仿真和基于学生参加科技竞赛的虚拟仿真两部分，以满足学生课外研学课程的需要，在实验项目的设计上充分体现CDIO的工程教育理念。学生根据项目的要求，利用已学的专业知识，对结构进行概念设计，然后运用仿真分析软件进行模型计算分析，根据仿真分析结果对模型设计进行优化，完成实体模型的制作，将制作好的模型进行加载或让其完成特定功能。通过本模块实验项目的训练，可以加深学生对各类结构体系、设计分析的理解和认识，使学生在知识运用能力、创新能力、动手能力、团队协作精神等方面得到全面提升［8－9］。

以典型实验项目“创新结构体系虚拟仿真实验”为例(见图4)，要求学生设计并制作创新结构模型，以反映学生的力学概念、结构概念和创新思维。实验项目鼓励节能减排、循环经济的创新思路，旨在通过指导学生对结构概念设计、基本构件受力状态、空间结构体系及特点、典型工程案例分析等内容的学习，培养学生勤于观察与思考，并动手制作结构模型的能力，使学生能够从结构整体上把握建筑物的结构体系及受力特点，并通过学习报告、制作模型及加载体验的方式提高学生的动手实践能力和创新意识。

3教学特色

3.1依托优质教学资源建设虚拟仿真实验平台

土木工程虚拟仿真实验教学中心长期坚持实体实验项目建设和虚拟仿真项目建设相结合，通过部级教学团队的规划，完善了实验教学体系，并将学生实验训练的学时数比例由总学时的19%增加到25%。中心依托部级土木工程实验教学示范中心，与理论教学紧密结合，进行虚实结合的实验教学资源建设，有力地支撑了6门国家精品课程、5门部级精品资源共享课程和1门部级视频公开课的建设，提升了课程建设和专业建设的水平。2013年，土木工程专业以优秀成绩第4次通过住建部高等教育土木工程专业评估委员会的评估，在2012年的全国学科评估中，东南大学土木工程学科名列全国第三。

3.2来源于科研项目，面向创新能力培养

中心依托“国家预应力工程技术中心”、“混凝土与预应力混凝土教育部重点实验室”等国家和部省级科研基地，不断地将最新科研成果转化为虚拟仿真实验项目。通过把科研成果转化为实验教学内容，把科研方法融入实验教学活动，向学生传授科研理念、科研文化、科研价值，使学生了解科技最新发展和学术前沿动态，激发科研兴趣，启发科研思维，培养科研道德，提升学生科学研究和科技创新能力。

3.3来源于工程实践，面向工程实践能力培养

中心的大量虚拟仿真实验项目来自于真实的工程实例，是以实际工程为背景，解决工程实际问题为目标的“实战型”项目。通过真实项目的演练，指导学生综合运用专业知识，进一步培养学生的工程素质和实践能力，为社会输送合格的“来之能战”的毕业生。

已将典型重大工程转化为实验项目的实例有：

(1)山东博物馆屋盖薄壁箱型结构虚拟仿真；

(2)广州南站大跨空间结构温度应力虚拟仿真；

(3)广州白云机场复杂铸钢节点虚拟仿真；

(4)润扬长江大桥大跨桥梁抗风虚拟仿真；

(5)深圳大运会体育馆钢结构安装施工虚拟仿真；

(6)沪通长江大桥桥梁沉井施工全过程虚拟仿真。

3.4面向防灾减灾，开展灾害虚拟仿真

现代土木工程的最大威胁来自于各种自然灾害和人为灾害———地震、台风、海啸、火灾、爆炸、泥石流等。各种灾害因其巨大的时空尺度而难以再现，因其复杂的生成原因而无法重复，所以要借助现代虚拟仿真技术进行演示。中心依托云计算中心每秒37万亿次峰值浮点计算能力，运用大型虚拟仿真分析软件，开展地震、台风、火灾及爆炸等灾害的模拟，提升学生防灾意识和减灾水平。

第4篇：建筑虚拟仿真技术范文

【关键词】 建筑美学；鲍德里亚；真实；仿真；虚拟

[中图分类号]J59 [文献标识码]A

我在《鲍德里亚：建筑美学关键词》（《现代哲学》2013年第2期）一文中，主要介绍了鲍德里亚论及的与建筑有关的三组关键词，即空间与本源性、秘密与诱惑以及错觉与诗意。写完之后，感觉意犹未尽，因此，在这里再介绍几个关键词，我相信，这会帮助那些对建筑美学有兴趣的读者对鲍德里亚的建筑美学观获得更全面的了解。

真 实

真实（vérité，形容词性réel， vrai，e）是鲍德里亚理论中极其重要的概念。

在鲍德里亚的著述中，真实所指涉的对象和范围远远不限于建筑，举凡社会、文化、历史、艺术、政治等等，都无不与真实相关。

一般人很难想象，建筑这种直观、具体、实实在在的东西，怎么还存在真实不真实的问题呢？但是，如果认真阅读鲍德里亚，你就会明白，建筑这种与国家政治、经济和文化密切关联的东西，确实存在着需要我们认真思考和严肃对待的真实性问题。

鲍德里亚曾经在多篇（部）文章（著作）中论及建筑的真实性问题。在《感性的自杀》一文中，鲍德里亚问道：

当我们面对最本源的空间（即空无—译者）时，我们还有可能创造一种真实（truth）的建筑吗？（1）

鲍德里亚一直对社会进化论和人类进步观抱着谨慎的怀疑态度。从原则上说，他认为当代科技与文明的进步大大超过了人类所应享受或所能承受的限度，也就是说，超过了正常的、自然的需求。另一方面，他对当下的各种理论，包括建筑和艺术理论都表现出强烈的怀疑甚至不屑。因此，他总是劝说人们，回到最原初的状态来考量我们的生活、建筑和艺术。

在考量空间和建筑时，鲍德里亚认为，我们首先就应该回到空间的原初现场，回到文明之前，回到宇宙还没有被人类打上自己的印记时的那种原始的自然状态，在此前提下，再考量如何规划空间和设计建筑的问题；另一方面，他又要求在抛弃所有建筑理论的前提下，回到建筑的原初现场，回到原始人类最初建立的那种最原始的棚屋状态。他认为，在这种情况下所规划的空间，所设计的建筑，才有可能是真实的，才有可能是合乎人类本真需求和建筑的本质的。否则，则很有可能是虚假的（fausse）（2）。

这样，我们就不难判断，鲍德里亚所谓建筑的真实，其实就是建筑与人性和环境的自然的契合，建筑与美学规律的自然的，甚至是先验的契合。现代与后现代的建筑，一无例外地体现了“多”与“过”。正是这种不断增值的“多”与“过”，加剧和激化了建筑的不真实（这里还包括不务实与不切实，缺乏针对性和效率的问题）。

受到鲍德里亚严厉批评的许多建筑，如巴黎蓬皮杜中心和拉维莱特公园、纽约世贸中心、亚利桑那生物圈2号（3），甚至迪斯尼乐园等，都属于鲍德里亚所厌恶的需求过剩从而产生了不真实效果的建筑空间。

鲍德里亚虽然承认自己对上述建筑确实抱有比较浓厚的兴趣，但是却对它们的真实性提出了质疑：

我们这个伟大时代的大多数建筑物——这些类似于天外坠落物的建成物，它们有何真实性（truth）？如果我考虑像世贸大厦这样的建筑的真实性，我会想，即使在20世纪60年代，那时的建筑就已经在生成那个超级真实社会和时代的侧影了，尽管那时实际上还没有数字化，这座建筑就已经有了两条极像计算机的穿孔纸带（punched tape）的双塔了。但就其双晶形式而言，我现在可以说，世贸双塔早就被克隆过了，因此这座建筑确实有点像一个“原创性”死亡的预言。那么，这个双塔会不会是我们时代的预言呢？莫非建筑师们不是居住在现实里，而是生活在社会幻梦中？莫非他们生活在某种预期的错觉中？或者说，他们只不过表达了我们这个世界已经初露端倪的东西？正是在这个意义上，我才问“建筑存在真实性吗”这个问题，我这么问的意思是想知道，建筑和空间中是否存在着某种靠超感觉设定的目的呢？（4）

鲍德里亚认为，我们时代大多数建筑物都类似于“天外坠落物”，是一种异形，这种异形的东西，对我们的时代来说，就是一种不真实。因为它们不符合时代的功能需求和审美需求。它们只片面体现了夸张和过剩，或者说体现了某种耸人听闻的“事件性”或广告性；另一方面，从原创性角度来说，尤其是就世贸中心来说，那种自相缠绕的自我复制和自我克隆，在克隆技术尚未为世人所知之前，就已经预先透露出这种克隆与复制的负面讯息。因此，鲍德里亚有理由断言，纽约世贸中心既是原创性死亡的预言，又是真实性衰亡的预言。

建筑真实性的衰亡，与建筑中的仿真和虚拟紧密相关。为了不至于出现过多的重复，我将在下述关键词——“仿真”与“虚拟”的讨论中，对真实（或真实性）问题作进一步论述。

仿 真

“虚拟”（vrituelle）是鲍德里亚批判理论中的一个非常重要的观念，其所指和真实的概念一样，也比较广泛，但重点是用来指称信息技术、新媒体、克隆和人工智能等现象。鲍德里亚原本把人类自文艺复兴以来的整个社会经济活动（主要体现为图像的生产）划分为三个大阶段，即模仿（simulation，一作拟像）、生产（production）和仿真（simulacre）。又称为三大序列，仿真被称为第三序列；虚拟则被称为“第四序列”或“积分现实”（integral reality），类似于后仿真阶段，或最新的阶段。（5）

鲍德里亚说，“模仿”是文艺复兴到工业革命的 “古典时期”的主要模式，遵循的是价值的自然规律，即以真实的模型为摹本，以真实性为原则，按需产出仿造品；生产是工业时代的主要模式，它遵循的是价值的商品规律，即争取利润的最大化；它虽然似乎也有模型，但是它决不追求与模型的相似性，而是等价性。因此，它主要是批量生产；第三阶段的仿真干脆就彻底抛弃了模型；它遵循的是价值的结构规律。鲍德里亚在《仿真与模仿》中讲述了博尔赫斯小说中的地图测绘员完成的那幅令人叫绝的完美的国家地图在沙漠上朽烂之后，对仿真作了非常精彩的论述：

……现在，被抽象出来的不再是地图、副本、镜子或某种概念。（仿真）所仿的也不再是国土、指涉物或实物。仿真是用一种没有本源或现实的真实模型生成东西：即超真实。国土不再先于地图，它没有地图长寿，故此地图先于国土，仿真先行，地图生成国土。如果今天必须重回这则寓言之中，那情形就颠倒过来了：是国土的碎片在地图上慢慢腐烂了。烂掉的是真实，而非地图。残存在沙漠中的是我们的遗迹，是真实自身的沙漠，而非帝国的废墟。

在这里，鲍德里亚指明了模仿和仿真之间的一个重大区别：模仿是先有原型或模型，后有摹本；仿真正好相反，是先有仿真，后有原型；在模仿中，是摹本模仿原型；在仿真中，却是原型模仿仿真。换句话说，在模仿中，摹本（或艺术）模仿真实；在仿真中，真实（或现实）模仿仿真（或艺术）。

鲍德里亚说：

在迈进一个不再存在真实曲率也不再存在真理曲度的空间时，当所有的参照物都被清除时，仿真时代就开始了。更为严重的是，由于这些参照物在符号系统中被人为复活，材料（matériau）比意义更具可塑性了：它能适应所有的对等系统、所有的二元对立和所有的组合代数。这已不再是模仿或复制问题，甚至也不是戏拟的问题，而是一个关于用真实符号代替真实本身的问题，就是说，用双重操作阻止一切真实过程。这是一个程序化的、亚稳态的、完美的描述机器，提供一切真实的符号，阻隔一切真实的变化。真实永远不再有机会生产自身了，这是模型在死亡系统里的根本功能，甚至是预期的复活系统的致命功能，但是不会给死亡留下任何复活的机会。因而，超级真实离开了想象的庇护，离开了真实与想象之间的全部差异的庇护，只为模型的轨道重现和仿真的差异生成留出空间。（7）

按照鲍德里亚的观点，唯有在真实和相关参照物消隐之际，才是仿真粉墨登场之时。仿真“已不再是模仿或复制问题，甚至也不是戏拟的问题，而是一个关于用真实符号代替真实本身的问题”。仿真犹如物体的影子，它完全抹除了物体本身，却用物体的影子来代替物体的真身。

鲍德里亚认为，迪斯尼乐园就是仿真序列中最完美的样板。它引以为骄傲的、最具有吸引力的篇章——迷幻村、魔山、海洋世界、海盗、边界和未来世界，作为愉悦儿童的魔法世界和幽灵游戏，其关键要素就是异度空间的仿真和陌生体验的仿真（游戏）。迪斯尼创造的所有这些仿真空间和仿真境遇乃至仿真游戏，全都没有来源，没有历史。虽然是失去了真身的影子，却比真身显得更真实，更让人兴奋和更具有刺激性。

迪斯尼不仅创造了完美的仿真空间，创造了系列性的横跨全球的仿真宇宙，最终把它变成了全球化的仿真空间，而且，也是更重要的是，它创造了仿真的经验和仿真的激情。鲍德里亚不无反讽地说：

迪斯尼乐园这个想象的世界既非真也非假，它一个延宕机器，试图以逆反的形式恢复虚构现实的活力。于是便有了衰微的想象力，童稚性的退化的智力。它要成为一个儿童世界，它要使我们相信，成年人的世界在别处，在“真实的”世界里。它试图掩盖孩子气无处不在的事实；有些成年人自己尤其想到迪斯尼乐园当一回孩子，以便激活自己童心未泯的幻觉。（8）

当儿童以自己的方式进入迪斯尼乐园的仿真境遇的时候，成年人也没有闲着，他们也试图到这里来唤醒自己已经沉睡了的童心，来体验一下迪斯尼世界特有的仿真激情。鲍德里亚在评价巴黎蓬皮杜中心时，曾经说过，大众进入蓬皮杜中心这一行为本身，就具有某种仿真性。那么，我们同样可以说，无论是儿童，家长以及其他成年人，他们来到迪斯尼乐园，来到这个巨大的仿真空间，其行为本身是否也具有相当大的仿真性呢？

虚 拟

虚拟即虚拟现实（Virtual Reality），是人们利用计算机对复杂数据进行可视化操作与交互处理的一种全新方式。虚拟现实利用电脑模拟生成一个三维虚拟空间，可以使观者或使用者通过视觉、听觉、触觉等感官的模拟，体验身历其境的感觉。

鲍德里亚很早就注意到，虚拟使我们进入了一个完美的克隆和拷贝我们世界的过程。虚拟的技巧预示了无止境地复制的前景。（9）虚拟在某种意义上说是一种终极控制系统，因为它不是试图控制世界，而是试图生产一个替代品，复制品或克隆物以便抛弃世界。（10）

鲍德里亚承认，虚拟具有某种潜在的积极意义，它至少会给人们带来新的自由。（11）

但是，另一方面，鲍德里亚也注意到，虚拟使人类面临着巨大的危险。虚拟作为一种以“高清晰度”为特征的“单纯消失的加速运动”，“在启动世界自动消失码时也耗尽了所有可能性。”（12）虚拟“是对思维、场景、爱情的原始幻觉的结束，对世界及其幻象（而不是其表现）的幻觉的结束，对他者、对善、对恶、对真和对假的幻觉的结束，对死或不惜任何代价生存的原始幻觉的结束：所有这些都在远距离实在中，在实时，在最新技术中消失了。”（13）“带着虚拟的实在及其所有的后果，我们走到了技术的尽头”，“在星辰熄灭之前，我们就会在实时和虚拟的实在之中被分裂。”（14）

在鲍德里亚看来，虚拟已经成为人类用最先进的技术终结自身的完美形式。

虚拟对建筑与空间设计会产生怎样的影响呢？

对此，鲍德里亚的态度有时候显得有些暧昧。

比如，当他在论及弗兰克·盖里设计的西班牙毕尔伯鄂古根海姆博物馆时，似乎并没有一味地反对。他认为，这座建筑完全可以称为虚拟建筑的原型。“建筑师把许多备选的元素和模度汇聚在计算机上，以便通过微调程序或改变计算比例，创造出上千个同样的博物馆。它同它的内容，即艺术作品和收藏的联系完全是虚拟的。这个博物馆既有着令人惊奇的动感结构和非逻辑的线型，也有毫不出奇的、几乎是常规的展示空间，它只不过象征了一种机械表演，象征了一种应用性的脑力技术。现在，不可否认，它绝非仅仅是任何一项旧技术，也绝非仅仅是物（object）的奇迹，而是一种实验奇迹，可以与那种探索身体奥秘的生物遗传学匹敌（这种科学探索将会造出一大堆克隆物和妖怪）。古根海姆博物馆就是一个空间妖魔，是一种以技术优势战胜建筑形式本身的机械产品。”（15）

至少在盖里的这个设计中，鲍德里亚承认了虚拟手段给建筑带来的多种可能性，它包含了一些“令人惊奇”的东西，“是一种实验奇迹”，但是，他同时指出，这件作品是“一个空间妖魔，是一种以技术优势战胜建筑形式本身的机械产品”，是一种有可能根除原创性的“机械表演”，正如他自己谈及这座博物馆之前所坦言的，“所有建筑形式也可以通过电脑储存的图片库或以常规形式或以别种形式‘复活’，剩下的唯一要做的，就是为这些复活的建筑形式配上功能。结果，建筑不再与任何形式的真实性或原创性相关，只不过是一种单纯由形式和材料拼合而成的技术效能。”（16）

但是，从总体来看，鲍德里亚对建筑中的虚拟，同他对建筑之外的虚拟的看法是一致的。他认为，虚拟不仅会使真实终结，世界终结，同样也会使建筑走向终结。

鲍德里亚说：

我们在现时代面临着另一种维度，在这个维度里真实性和本源性的问题不再出现，因为我们已经进入了虚拟现实（virtuality）。然而这里存在着极大的危险：这个危险是，建筑不再存在，根本不再会有建筑这个东西。（17）

鲍德里亚认为，艺术，建筑，这些东西之所以能够存在，并且能够健康地发展，最重要的原因有三点：

第一是它们具有原创性。原创性是艺术和建筑的生命；

第二是它们有秘密，有秘密就是有魅力，能诱惑，能给人带来审美的享受；

第三是真实，没有真实，原创和秘密就没有存在的价值和意义。

运用虚拟技术的所谓虚拟建筑之所以“存在着极大的危险”，其主要原因即在于它与上述三个要点的冲突。也就是说，由于它是一种可以被无数次调用的数据形式和编码形式，它已经完全丧失了原创性魅力，它有的只是充满惰性的重复，丧失的却是创造的活力；由于“只是视野中一种运算符（operator）”，只是“一种屏幕建筑（screen-architecture）”（18），因此，它已经“是一种不再有任何秘密的建筑”（19）；而由于它过多地运用科技手段，以提前预支的形式过早地兑现承诺，以虚拟的真实取代事实或现实，因此，它包含着深刻的不真实和不诚实。如此一来，它就已经变成或堕落为一种没有存在的根据和理由的建筑了。

虚拟建筑到底是否存在着鲍德里亚所说的这么严重的问题和危险，今天我们暂时还无法作出准确的判断或结论。但是，我们必须承认，建筑和艺术中过多的科技的侵入，确实形成了技术对艺术（包括建筑）和审美的剥夺。科技在为艺术和建筑带来新的活力和美的风格的同时，也确实极大地削弱了艺术和建筑固有的品质——文化与艺术的品质，也极大地削弱了人性的东西，甚至也从消极的方面改变了艺术与建筑创作的方式。鲍德里亚对虚拟建筑，包括仿真手段，也许有一点反应过敏或反应过度，但是，他对当今艺术和建筑创作中技术过剩的担心，对建筑的真实性和针对性缺失的担心，对我们今天的建筑设计乃至城市设计和艺术创作，还是很有警醒意义和启示意义的。

第5篇：建筑虚拟仿真技术范文

关键词：3DMAX软件；虚拟现实技术；概述；分析；应用

0 引言

目前，我国利用3DMAX软件实现了虚拟现实技术在各行业的运用，为我国各行业的发展提供了助力。因为3DMAX软件是一种三维呈现信息的方式，所以基于3DMAX软件所建立的虚拟现实环境，能够通过广角全方位地呈现环境的信息和特点，这有利于行业相关人士对某一技术发展情况的了解和应用。因此，本文主要针对3DMAX软件的虚拟现实技术的应用进行详细的分析和研究，以期为我国的虚拟现实技术的应用提供更为广阔的思路，使其在不同领域起到更多的作用。

1 3DMAX软件概述

3DMAX软件是基于PC系统的三维动画渲染和制作软件，最初主要应用于游戏创作，后期逐步运用于电影创作。3DMAX软件的特点是上手容易、性价比高，同时因其具有可堆叠的建模步骤，所以进一步得到了广泛使用和发展。尤其是3DMAX软件在虚拟现实技术和环境的模拟建立中的特点和作用，进一步推广了3DMAX软件的虚拟现实技术在不同领域的应用。本文正是基于3DMAX软件，探讨虚拟现实技术在不同领域的应用。

2 虚拟现实技术以及相关技术的概述和分析

虚拟现实技术主要是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统，它利用计算机生成一种模拟环境，是一种多源信息融合的交互式的三维动态视景和实体行为的系统仿真，能够使用户沉浸于该环境中。目前，我国各行业都使用了虚拟现实技术，有效地推进了行业经济的快速发展。主要是通过对模拟环境、感知、自然技能和传感设备等的建立，完成自身对周围环境的认知和了解。目前主要有力觉、听觉、视觉，未来的发展方向还会有嗅觉和触觉，同时可以依据使用者的数据进行分析，完成使用者下达的命令。3DMAX软件的虚拟现实技术，即通过三维展现信息的方式，让虚拟世界的物体按照现实世界的物理规律运动。

3 3DMAX软件的虚拟现实技术的应用研究

3.1 3DMAX软件制作虚拟现实场景的方法和技术

（1）基于实景的虚拟现实技术的运用。利用3DMAX软件基于实景实现虚拟现实场景，主要是通过对现实的数据以及实地的景物的获取，利用3DMAX软件进行建模，同时在场景的材质选择以及建设真实感的过程中，可以选择贴图模式。并且，可以在虚拟现实系统初始化的过程中导入模型对象化，实时呈现，从而全方位地展现虚拟现实的技术和环境，为后期的三维场景的完善和建立奠定基础，进而有助于3DMAX软件制作虚拟现实场景。因此，基于实景的虚拟现实技术的形成过程是离不开3DMAX软件的支持和帮助的。

（2）基于虚拟环境的虚拟现实技术的运用。虚拟现实技术中，利用3DMAX软件除了可以使用基于实景的虚拟现实技术以外，还可以使用基于虚拟环境的运用。而目前基于虚拟环境的显示技术主要可以从两方面进行分析：第一种是基于图像的方法进行技术运用和分析，第二种是基于模型的方法进行技术运用和分析。我国目前使用3DMAX软件的虚拟现实技术，主要就是以基于模型建立为主的技术运用方式。因为基于模型的技术运用是以几何实体为基础的，可以利用计算机通过统一的数据输出和几何图形绘制技术，构建一个实体的立体几何图形，然后使用3DMAX软件进行建模，这样能够快速地建立现实虚拟场景。在加入虚拟现实模型后，通过实现交互式虚拟环境，可以完成使用者对场景的移动、推动，以及旋转等动作的实现和感触，从而呈现一个三维立体的现实虚拟环境，达到具有真实触感的要求。而且，基于虚拟环境的虚拟现实技术，主要涉及的相关技术有三维实体几何模型建立的技术、实时渲染技术以及碰撞检测技术，需要具有物理属性。

（3）3DMAX的虚拟现实技术的工具使用。使用3DMAX软件实现虚拟现实环境，需要选择不同的技术工具作为支持。经过多年的经验和技术的总结，主要需要四种工具，分别是VR软件技术、3DMAX软件、图像处理软件和GIS软件。这四种工具的选择，能够全方位地呈现3DMAX软件的虚拟现实技术，符合虚拟环境中物w所需遵循的现实世界的物理规律，并且能够根据科学的比例，建立1U1的数据模型。VR软件主要是对虚拟现实技术中的场景进行仿真还原，对视景仿真、声音仿真，同时因为VR软件能够支持多种数据模式，兼容性较高，所以应用范围极广，减少了时间的浪费。此外，Multigen Creator软件主要是因为实时三维建模软件能够利用数据的特点，对场景进行真实的还原，通过地理信息系统得到的数据构造相关地形的特点，从而达到城市仿真、环境仿真以及模拟仿真的技术和要求。最重要的是，其具有的交互式感应技术和可视化技术，是目前虚拟现实技术中最为先进的技术，能够达到目前对虚拟现实技术的全部要求。

3.2 3DMAX软件制作虚拟现实场景的具体实施办法

（1）首先，3DMAX软件制作虚拟现实场景需要收集数据。因为利用3DMAX软件建立虚拟现实环境，需要对模拟的场景进行数据收集，所以应该通过相关部门获取需要模拟的数据。比如模拟长安古城，首先需要通过有关部门获取长安古城的原始资料，通过了解图纸资料、GPS和GIS获取最新的资料和数据比例，并且在获得原始数据以及最新数据的过程中进行对比以及校正，同时依照相关的比例，对长安古城进行等比例缩小，然后把照片做成地形贴图，这样能够为以后的建模提供方便。其次，需要准备好贴图资料，与地形贴图做好对比。贴图资料主要有两种模式：第一种是透明的纹理，主要是通过相关的图像处理软件处理后得到的，是非常简单的一种贴图资料处理方式。同时也可以对现场场景进行拍摄。第二种则是不透明的纹理，主要是通过数字化相机得到的数字化图片，可以使用PS软件进行修图，建立一个模型纹理库。

（2）需要三维实体建模。利用3DMAX软件建立虚拟现实技术，其中较为基础和重要的环节就是建立三维实体建模的过程，因为这一过程关系到虚拟现实技术的仿真以及呈现的关系。同时，需要根据不同的物体建立不同的模型，主要可以通过三个方面进行三维实体建模的构建：第一，合理减少模型的面数。因为在虚拟现实技术中，建筑模型的面数是可以塑造的，在一定程度上会影响虚拟现实场景的效果，所以应该在保证建筑数据和模型真实性以及有效性的基础上，合理地调整和减少面数，只有在必要的情况下，才可以选择使用或者细致化面数。第二，纹理的形成对图形的质量和画质会产生一定的影响，易造成画面失真。因此，应该尽量减少和压缩纹理的存在空间，但是一定要保证模型纹理的像素是2的n次幂，这样才可以保证显现的模型纹理是正确和准确的，才不会对虚拟现实模型造成一定的影响。

4 3DMAX虚拟现实技术建模过程中技术问题的解决办法

4.1 选择科学的方式读取数据

利用3DMAX软件建立虚拟现实环境，其中最重要的环节就是对数据信息的读取和存储。并且，在读取的过程中不能丢失数据信息，要确保在导入模块的时候不会受到阻碍。因此，在这一过程中，首先需要使用的工具就是3DSMAX软件，同时通过使用Export软件，导出模型的有关数据和模块，将其转变为3DS格式的文件。然后在读取信息的时候，需要处理信息转化过程中多余的信息面，一般采用的是面合并以及点合并的形式和方法。这样不仅可以让图像更加清晰、立体感觉更强，还符合虚拟现实技术的要求和标准，达到了3DMAX软件对虚拟现实三维成像的要求。

4.2 使用细节层次模型建立技术

虚拟现实技术在3DMAX软件中的实现不仅仅是由小建筑构成的，而是由大量的大型建筑和环境构建的。因为小建筑更容易是画质流畅的实时漫游的特点，所以在实现3DMAX上更容易。但是大建筑因为需要构建的模型较大，数据较多，不能确保建筑的每一个面都是画质流畅的，并且是否能够实现全面实时漫游的状态也不能确定，在不同角度和背景下选择的工具和使用的数据不同，也会产生不一样的效果。因此，需要使用LOD技术，这样可以实现在不同层次之下，同一物体具有不同的视角、不同的精细度，呈现出物体的立体状况，最终实现实时交互的目标。同时，手工建模可以实现以及焦距拉远的时候就可以选择简单的模型，这样便于拍摄（下转第页）（上接第页）和管理，能够减少虚拟现实技术对场景和建筑还原的时间。

4.3 使用自由度技术

虚拟现实技术在3DMAX环境中的呈现，不仅仅需要动态的视觉环境，还需要静态的建筑。因此，应该使用自由度技术，这样可以有效地掌握虚拟现实环境中动静结合的关系。比如人和建筑之间的动态关系、人和车之间相对静态的关系等，这些都需要使用自由度技术。先设定一个坐标，然后虚拟现实技术中的所有场景都围绕这个坐标运动，从而达到动静结合的目的。

5 结语

我国对3DMAX软件的虚拟现实技术的应用起源于20世纪，经过20多年的发展和运用，目前3DMAX软件的虚拟现实技术已经广泛应用于我国的各行各业。我国的3DMAX软件的虚拟现实技术逐渐成熟，无论是在建筑、医疗、电影，还是环境模拟等方面都起到了重要作用。因此，P者简单地对3DMAX软件以及虚拟现实技术的运用进行了分析，论述了3DMAX软件在虚拟现实环境建立中的技术和方法，进一步加深了对3DMAX软件和虚拟现实技术内容的理解。

参考文献：

[1] 郎毅. 3DMAX软件的虚拟现实技术的应用[J].青春岁月，2014（08）：123-125.

[2] 贾子维，张哲 . 3Dmax技术在虚拟变电站设计中的研究与应用[J].农业科技与装备，2014（07）：111-115.

[3] 夏蕾 . 3Dmax在城市虚拟现实建模中的应用[J].电子测试，2013（06）：156-158.

[4] 黄海.基于3Dmax软件的虚拟现实技术在建筑和设计中表现的应用[J].江苏交通工程，2015（08）：167-169.

第6篇：建筑虚拟仿真技术范文

关键词：虚拟仿真；历史教学；影像史学实验

1虚拟仿真技术及其发展

虚拟现实技术(VirtualReality，VR)是利用计算机模拟产生1个三维空间的虚拟世界，提供关于视觉、听觉、触觉等感官模拟，让使用者如同身临其境，可以及时、没有限制地观察三维空间内的事物。虚拟现实技术已经成为信息领域中继多媒体技术、网络技术之后广泛开发与应用的热点。美国是世界上最早应用虚拟现实技术的国家，于20世纪40年代开展虚拟现实技术研究。北卡罗来纳大学(NorthCarolinaUniversity)计算机系是进行VR研究最早最著名的大学，目前，他们的研究主要是在4个方面：分子建模、航空驾驶问题、外科手术仿真、建筑仿真。日本东京大学的原岛研究室也开展了人类面部表情特征的提取，三维结构的判定和三维形状的表示，以及动态图像的提取。美国、英国、意大利和德国的专家利用数字技术虚拟重建罗马古城(被称为世界上规模最大最完整的虚拟古建筑)。这项名为“罗马重生”的工程重现了公元320年康斯坦丁皇帝统治时期的罗马古城，其中包括斗兽场等大约7000座建筑。在虚拟的古罗马城中，借助虚拟仿真技术，观看者可以身处虚拟斗兽场内部并在其中漫步，不仅如此，虚拟仿真技术还再现了城内30多座建筑的内部情况，细致还原壁画与古代装饰，甚至恢复了一些后来遭到破坏、污损的雕像和纪念碑原貌及一些几乎已完全毁坏的建筑。通过虚拟动画场景，不仅可以让使用者“亲临”古罗马城，还可以鸟瞰罗马城中的著名建筑，来一场视觉盛宴。虚拟仿真技术得益于其优异的模拟能力，迅速对社会现实完成了正向反馈。2019年巴黎圣母院不幸遭到大火事故，在之后的重建工作中，有公司利用虚拟仿真技术提供了详细的模型与相关数据帮助巴黎市政府完成重建工作，历史类虚拟仿真技术的开发对社会产生了正向回馈。

2虚拟仿真技术在国内的研究和应用

近年来，随着我国计算机学科的飞速发展，虚拟现实技术也得到了极大的补充，但大部分资金和研究方向都导向影视与游戏等娱乐行业，在文化教育领域的发展极为有限。2016年被视为我国的“虚拟仿真元年”。在这一年国务院印发的《“十三五”国家信息化规划》[1]明确指出要强化战略性前沿技术超前布局。2017年，中共中央办公厅、国务院办公厅印发的《关于促进移动互联网健康有序发展的意见》提出要求：实现核心技术系统性突破。其中，加紧人工智能、虚拟现实、增强现实、微机电系统等新兴移动互联网关键技术布局，尽快实现部分前沿技术、颠覆性技术在全球率先取得突破[2]。2018年国家发展和改革委员会、财政部、银保监会等多部门联合《关于发展数字经济稳定并扩大就业的指导意见》要求：创新人才培养培训方式，新工科背景下环境工程专业学生实践创新能力培养与改革探索。这是虚拟现实技术进一步融入教育、文化的重要标志。2019年《产业结构调整指导目录(2019年本，征求意见稿)》文件中提到，将虚拟仿真纳入2019年“鼓励类”产业。这意味着在国家的产业结构调整中，虚拟现实技术与产业的发展将成为重点，国家将该项技术作为新一轮世界科学技术与产业变革之中的重点发展技术。

3虚拟仿真技术在高校历史教学中的应用

“图像的重要性向来被知识采集远征的组织者所认同”[3]。受到历史情境复原技术新技术的影响，近年来，历史学尤其是考古学在研究方式、研究路径、研究工具上均有显著改变。虚拟仿真技术是历史学研究者、考古工作者与博物馆工作者经常会接触到的现代技术手段。虚拟仿真技术具有沉浸性、交互性、构想性的特点，能够使历史问题的研究变得更加便捷与可视化。这一技术在历史学领域的应用与融合不仅转变了研究者的视角、拓宽了科研手段，更为研究者提供了多样化、全面化、细节化的材料，以帮助研究工作的展开。在高等教育领域，多所知名高校纷纷建造自己的虚拟仿真实验室，其中以北京师范大学、清华大学、上海交通大学、北京航空航天大学等为代表，用于教育与学术研究。北京师范大学于2010年成立了影像史学(虚拟仿真)研究中心，从硬件到软件不断完善、建立“中华古文明起源—古代中国与世界”历史学虚拟仿真实验系统，对历史学与虚拟仿真技术结合进行了有益尝试。并于2019学年秋季学期与春季学期分别开课。以下是北京师范大学历史学院开设的本科课程—历史学虚拟仿真实验课程步骤。

3.1实验与技术方案准备

虚拟现实技术工作内容繁多、操作复杂，在集中展开技术工作之前，根据历史内容，查阅文献资料，整理出一个尽可能可操作的详尽策划案，如图1所示。

3.2根据已完成策划案

开展技术准备3dsmax系列三维建模软件功能强大，通用性较强，配合vary等一系列渲染插件，呈现效果极佳。相比于Maya，CINEMA4D等三维软件，在国内具有更好的产业基础，有利于本项目及时取得有效帮助与长期发展。根据商代城墙遗址还原工作的特点、实际需要与项目组成员目前所掌握的资料状况，在综合比较之下，本项目选取3dsmax2020作为建模软件，Unity3D5.5作为场景搭建软件，V-ray4.1为渲染插件。虚拟现实技术借助三维软件技术制作而成，“3I”是虚拟现实技术的主要特点，用户可借助鼠标、键盘、游戏手柄等外部设备操纵场景中的虚拟对象，用户图像“实时”渲染，这一性质使得用户和虚拟场景中的物体具有一定的可交互性。如在虚拟现实产品中的郑州商代城墙布局设计及其内部构造，都可以给用户以自由的体验和探索，并且生成一定的环境效果。即用户可以在郑州商代城墙遗址的虚拟现实“空间”之中进行自由的行动，根据自己的意愿探索环境，选择倾向于体验的环境。在使用本项目时，其时间不受限制；观看体验角度也无限制，但其有明确的既定路线，避免使用者漫无目的地观看。

3.3建模

虚拟现实技术与三维动画技术相互关联、有机统一。如：建立商代城墙遗址的虚拟场景需要在三维软件系统中设计相关模型。遗址中的实体对象有如下几种：空间中的古城墙建筑(主体)、绿草地、古街道、树木、公共场所等，可通过三维软件制作完成。在本项目的商代城墙遗址复原中，场景中包含了各种各样的模型，如最主体的城墙建筑、建筑各个构件的制作、城墙的具体形制、周围的树木以及人物模型的制作。由于这些模型的造型较复杂，所以将采用目前成熟的三维设计软件3dsmax2020。

3.4渲染

三维动画软件中的场景或模型区别于虚拟仿真技术中的模型建立。由于虚拟仿真系统是实时渲染的(见图2)，其对模型面数具有一定的要求(如过多会造成卡顿)。因此，在模型制作中应尽可能减少不必要的面，避免超过规定面数。商代城墙遗址整体形制相对简单，用土建造而成，表面粗糙、大致呈土黄色，这些特征为建模与渲染工作提供了巨大便利。考虑到目前大多数高校的信息设备状况，为确保项目产品有更强的适用性、更流畅的运行效果，设计原则上只要在视觉上有一定的真实效果即可，制作过程中通常用简单的模型框架替代复杂的模型，避免影响虚拟模型与虚拟场景的运行速度。在这一条件下，为了使简单模型也具有一定真实效果，贴图制作就显得尤为重要。Vray是目前搭配3dsmax2020系列软件最为常见、最为实用的插件，其内置多种材质贴图与灯光效果，使用者可根据需要对贴图、灯光进行调整。前期工作的重点是：设想以何种形式展现最直观、最能达到效果，从而追求具有沉浸感的体验。工作前的尝试、设想(如画草图、初步建模等)极为重要，要对最后所要呈现的效果有清楚明确的认识。

3.5虚拟场景搭建

虚拟场景的搭建是虚拟现实工作的核心内容。模型无法脱离场景而独立存在，优秀的场景很大程度上可以直接决定模型的最终效果与使用体验感。除虚拟场景自身需尽量细致、真实外，还应与虚拟模型相协调，如商代城墙遗址还原模型中，城内、城墙周边注定不是草木丛生的，因为这是当时的都城，有一定的人口规模；而远处的植被(根据历史研究)也应该是偏湿润气候下的南方品种。在场景搭建的过程中要从整体出发，而非孤立的完成这一模块工作，如图3所示。Unity3D5.5是一款极易上手的3D制作软件，其自身也有一定的建模功能，但无法生成复杂模型(3dsmax2020无法制作场景)，需要与3dsmax系列相配合。初学者仅一周左右即可相对熟练地掌握其各项操作，缺点是目前市面上没有中文版，项目组成员需具备较好的英语基础。Unity3D5.5内置多种地图资源包、植被资源包，使用者可以根据需要进行修改或调整，针对还原工作中的特殊地形(如深沟等)则需自主制作。为保证商代城墙遗址还原工作的最终效果，同时提高工作效率，本项目将使用功能强大的最新版本Unity3D5.5。3.6软件操作与漫游视角经过3dsmax2020完成建模工作后，将模型导入Unity3D5.5所搭建的场景中，设置软件操作方式。操作设置中将以简单、便利为原则进行调整输入，增强其适用性，服务于商代城墙遗址的虚拟漫游，如图4所示。为增强虚拟现实场景漫游的真实感、沉浸感，本项目采用第一人称的漫游视角，使用者可在项目产品中自由选择观察角度。在各项工作完成后，进行软件。为保证软件具有更为普遍的适用性，项目产品选取平台为PC(计算机)，校内免费使用(项目开展后期会根据实际开发状况决定是否更新为头戴设备)。

3.7评估与完善

“机器视觉的功能与人眼相似，即判断和测量。”[4]针对本项目的研究成果引入“考评—反馈—完善—应用”的评估完善机制。在完成项目产品的后，由项目组成员进行内部评估，完成初步排查。随后，项目成果接受(以商代与考古方向为主的)历史学与计算机科学的教授(专家)评估，纠正存在的历史(技术)问题、获取知识技术经验指导，探索下一步改进方向，推进项目完善更新。下一步，通过“自主分析+被试考评”的考评方式：历史学方向为主的被试(包括学生、教师、专家等)体验项目漫游效果并填写调查问卷、接受访谈，本项目组成员根据调查结果(见图5)，整理收集项目反馈如BUG、历史错误、体验感差等，并书写反馈报告，最终依据反馈结果对项目成果进行修改完善(或根据实际需要再次进行商代城墙遗址的实地考察、史料查阅整理)。在历史学研究领域引入实践调查与评估分析改进的方式，较之以往史学研究多以文本史料分析等理论化方式进行，本项目研究方法紧切实际，统计信息及研究结果具有较强科学性与说服力。

4课堂效果评价

历史教学中的虚拟仿真运用应当趋于灵活多样。而不只局限于还原或复原某个历史情节、人、物。如果只是纠结将历史情节与人物呈现于教学之中，其实质只是对原有教育模式的继承，对于虚拟仿真技术的运用并非真正的使用，而只是单单用到了虚拟仿真技术的产品。历史教学既需要坚持历史学的主体地位，也需要不断改进教学方法。无论方法与内容如何变化，历史学科的教学永远都需要从历史学的主体出发，强调其历史性。虚拟仿真只是一个工具，作为一种视角、一种可能性而存在，还原出的并非历史本身，不能只关注其中的技术而忽略其历史性。坚持不懈了解与时俱进改革历史学的教学方式，是历史教学方式变革的必然要求。

参考文献

[1]国务院关于印发《“十三五”国家信息化规划》的通知[EB/OL].

[2]中共中央办公厅国务院办公厅印发《关于促进移动互联网健康有序发展的意见》[EB/OL].

[3][英]彼得伯克.知识社会史(下卷)[M].陈志宏,王婉旎,译.杭州:浙江大学出版社,2016:50.

第7篇：建筑虚拟仿真技术范文

关键词：虚拟现实技术 城市设计 应用

一、什么是虚拟现实技术

虚拟现实技术，是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统。它利用计算机生成一种模拟环境，是一种多源信息融合的交互式的三维动态视景和实体行为的系统仿真然后通过各种摄像头、传感器等O备，来让用户体验一种比较贴近于现实的场景，使用户沉浸到该环境中。

二、分析城市设计中常规方法与虚拟现实技术的不同

（一）常规方法存在的不足

相对于城市规划的抽象性和数据化，城市设计更具有具体性和图形化，以协助于以后的日常规划管理工作。传统城市设计由于技术手段的限制，设计师仍通过二维图形来展现设计方案，仅在小群体设计中才使用三维建模；传统的GIS系统只结合了地理信息系统及经济技术指标的二维模式；3DMAX三维建模耗时耗力，不提倡用于大规模场景中；建筑沙盘仅能鸟瞰全景，制作较为繁琐。以上几种方式并不能在应用中实现人机交互的动态传感的效果，不能完整的表达出设计者的想法和思路，存在一定的局限性。

（二）在城市设计中采用虚拟现实技术的优势

虚拟现实技术融合了二维GIS、多媒体等技术，它继承了GIS系统地理信息系统的优势，可对建筑密度、容积率、选址可行性，地理周边环境等进行分析，以达到最有效果；它将网络、遥感等技术加入其中，以达到实时更新与浏览的效果；它具有交互式动态传感等技术，以便更直观地对场地对象、日照、视点、路径等做出反应；相比于3DMAX建模，虚拟现实技术已实现了全景拍摄，即虚拟建模结合全景拍摄技术使视图三维化更方便快捷。

三、虚拟现实技术在现实中的应用

虚拟现实技术的完整实现应包括城市设计、城市设计单体三维化及场景渲染、实现人机互动几部分。

（一）虚拟现实技术在城市设计中的运用

城市设计对要求城市的特定区域、土地利用、功能要求、建筑物外形与高度、交通流线、公共空间分布、景观造型、街景风格等要素实现相互配合和协调，使综合效益最优化。在对设计目标和经济技术指标要求进行分析后，将全部信息纳入空间坐标系中（GIS和CAD都可实现，但要注意后期软件的兼容性），然后在系统中将每个空间实际面积、方位、建筑的整体风格及布局等按照比例要求来进行调整；运用虚拟现实系统辅助完成城市的土地利用、空间分割、道路交通、建筑布局等设计方案。

（二）实现对虚拟场景的城市设计

在实现虚拟现实技术的虚拟场景中，可将整个城市设计的方案按照不同街坊分割成若干个小的空间场景，然后借助OpenGL技术或Muligen系统和计算机来进行对系统中的场景进行三维化渲染，以此来设计出更加逼真的效果图。在分割时如果计算机的虚拟内存还没有达到设计的要求，我们可以采用进行对场景的对动态分割。然后通过SiteBiulder或其它虚拟动画软件实现三维空间的虚拟动画。

（三）实现城市设计的人机交流和互动

利用虚拟现实技术设计好整个空间场景后，然后我们利用专业的输入设备以及跟踪设备来实现对虚拟场景的感知。在虚拟现实技术的系统中人际接口为人机的交互提供了一个非常重要的路径，它可以使体验者真实的体会到人体的感官享受和形象的三维空间环境，并且还可以与其互动。所以说，虚拟现实技术的人机交互有效的提高了人们对设计环境的感知，可以使人们真实的体验到当中去。

四、虚拟现实技术对城市设计后期管理的意义

（一）从管理功能的角度来分析

城市设计服务于城市规划的管理，为了能在城市规划的模板上展示最新的虚拟现实规划的主要内容且将各个模板与周边的环境相融合起来，虚拟现实技术将实现技术与规划管理同步作为发展的目标。虚拟现实技术属于一种城区规划与量化的一种管理工具。而城市设计的空间信息与属性信息的仿真系统主要是通过3D的方式来构建成的，然后将设计的好的规划方案通过三维技术来进行仿真优化，从而为城市空间的管理工作提供有效的真实数据。虚拟现实技术，可以在规划管理中轻松实现空间定位，即快速导航定位三维场景数据；实现数据管理功能，即对虚拟现实中的三维场景数据进行更改和修正；实现空间量算，即对虚拟三维场景中的空间距离、水平距离、高差、地表面积、地形坡度等进行量算；信息查询，及对建筑、植物等属性进行查询；实现日照分析，按照空间坐标信息，结合太阳光照时间及建筑物方位，对日照时间及建筑物遮挡情况进行分析；实现城市设计方案比较，通过改变输入数据对多套设计方案进行虚拟比较，以选取最优方案。

（二）从系统的扩展角度来分析

VR技术的一体化操作平台具备足够的软硬件接口以及功能的扩展模板，所以可以将各部门集中起来同时运作，并且还可以利用虚拟现实技术来优化城市的整体空间布局，疏通城市的交通网络，构建城市的安全服务等等，非常有利于提高城市的整体管理效率，带动城市发展。

五、结语

本文主要分析了虚拟现实技术在城市设计中如何应用起来，它采用三维模拟仿真技术，让观众更直观详细的了解到整个城市的具体规划设计和发展前景，同时，也利于开展各种项目的实地的调研及招商引资等等。从目前虚拟现实技术的发展情况来看，采用VR技术来完成城市设计的方案越来越多，尤其在人机交互的领域中显得尤为突出。这种现象也充分说明在城市设计当中采用虚拟现实技术的效果是显而易见的，若能够按照这个道路一直发展下去，那我国的建筑、景观设计以及未来的城市设计将会有更广阔的前景。

参考文献：

[1]亓传伟，段新华.虚拟场景建模技术研究[J].价值工程，2011，（13）.

[2]谢波，李利军，林岚.基于GIS和VR技术的三维城市规划系统的研究[J].微计算机信息，2004，（10）.

[3]郑卫民，曹文.虚拟现实技术在城市设计中的应用[J].中外建筑，2005，（01）.

第8篇：建筑虚拟仿真技术范文

[论文摘要]配送中心是 企业 生产和流通领域以及整个供应链的一个重要组成部分，物流合理化是提高供应链生产率最重要的方法之一。对配送中心的设计和仿真的研究，也日益受到人们的重视。本文主要介绍了以automod为代表的虚拟现实技术在配送中心设计中的应用。

1．引言

配送中心是对货物进行储存、保管的重要场所，是构成整条供应链和物流 网络 的重要环节，在 现代 城市和企业物流体系中发挥着非常重要的作用。配送中心设计不合理，不仅会影响企业的物流效率，增加企业的运营成本，而且会加重社会的运行成本，导致资源利用效率的下降。因此，对配送中心进行 科学 、合理的设计是增强企业竞争力的关键环节。配送中心设计具体指通过对货物种类、存储量、周转率以及相关数据的分析，确定配送中心的类型和面积、所需的作业区面积和相对位置、所需的人员人数和设备型号与数量。配送中心设计的最终目标是有效利用空间、设备、人员和能源，最大限度地减少物料搬运和缩短作业流程，实现进货、储存、拣货、出货四个主要功能协调配合，以提高运营效率，降低物流成本。

配送中心物流系统的设备及人员的配置、场地布局评价、工程计划以及物流系统工艺的设计论证是一个空间、时间与随机变量交错的复杂课题，难以用方程式或简单的表达式来解决。wWW.133229.coM并且随着物流行业生产自动化水平的不断提高，物流系统越来越复杂，生产节奏越来越快，管理者对生产改进的每一决策，都需谨慎考虑。决策不当，往往需要付出高昂的代价。传统的配送中心设计方法主要是基于二维的设计模式，设计者通常以绘制建筑的平、立、剖面图作为设计过程中的主要手段，对于方案的思考、推敲也更多的是在二维平面内进行草图的修改。直到以3dmax为代表的三维建模软件在建筑设计中的应用，标志着建筑设计进入了三维的时代。但是无论是二维建筑效果图还是三维建筑效果图，只能提供静态局部的视觉体验，不具备实时的交互性，不能有效预知设计的不合理性。正是由于物流系统的复杂性、快节奏和柔性，要想预测每一个决策给系统带来的后果，已经是人的火脑无法胜任的了。虚拟现实技术正是弥补了这一不足，不仪成为物流系统管理者的有用工具，而且成为配送中心设计人员的得力助手。

2．虚拟现实技术概况

虚拟现实(virtualreality，简称vr)一词是80年代初美国vpl公司的创建人之一jaronlanier提出来的，当时主要应用于美国宇航局和国防部。虚拟现实是一种可以创建和体验虚拟世界的 计算 机系统，它是借助计算机技术及传感装置所创建的一种崭新的模拟环境。虚拟环境是由计算机生成的，通过视、听、触觉等作用于用户，使之产生身临其境感觉的交互式视景仿真。一个好的虚拟现实环境是由计算机图形学、图像处理、模式识别、多传感器、语音处理、网络等技术所构成的大型综合集成系统环境。

虚拟现实技术具有以下特征：

(1)多感知性(multi．sensory)——所谓多感知是指除了一般计算机技术所具有的视觉感知之外，还有听觉感知、力觉感知、触觉感知、运动感知，甚至包括味觉感知、嗅觉感知等。理想的虚拟现实技术应该具有一切人所具有的感知功能。由于相关技术，特别是传感技术的限制，目前虚拟现实技术所具有的感知功能仅限于视觉、听觉、力觉、触觉、运动等几种。

(2)浸没感(immersion)——又称i临场感，指用户感到作为主角存在于模拟环境中的真实程度。理想的模拟环境应该使用户难以分辨真假，使用户全身心地投入到计算机创建的三维虚拟环境中，该环境中的一切看上去是真的，听上去是真的，动起来是真的，甚至闻起来、尝起来等一切感觉都是真的，如同在现实世界中的感觉一样，典型的系统为虚拟现实大屏幕立体投影系统。

(3)交互性(interactivity)——指用户对模拟环境内物体的可操作程度和从环境得到反馈的 自然 程度(包括实时性)。例如，用户可以用手去直接抓取模拟环境中虚拟的物体，这时手有握着东西的感觉，并可以感觉物体的重量，视野中被抓的物体也能立刻随着手的移动而移动。

(4)构想性(imagination)——强调虚拟现实技术应具有广阔的可想像空间，可拓宽人类认知范围，不仅可再现真实存在的环境，而且可以随意构想客观不存在的甚至是不可能发生的环境。

根据用户参与虚拟现实系统的形式及沉浸的不同程度，虚拟现实系统可以分为四类：桌面虚拟现实系统、沉浸虚拟现实系统、分布式虚拟现实系统、增强现实系统或混合现实系统。

在虚拟现实技术应用中，人们能够在一个虚拟的三维环境，用动态交互的方式对未来的建筑物进行身临其境的全方位审视，可以从任意角度和距离观察场景，可以选择切换多种运动模式，如行走、驾驶、飞行等，并可以自由控制浏览路线，并且在漫游过程中，还可以实现多种设计方案、多种环境效果的实时切换比较，这是传统的建筑效果图与三维动画所无法达到的。

3．虚拟现实技术在配送中心设计上的实现方法

虚拟现实技术在配送中心设计上的实现就是利用三维建模技术，构建现实世界中配送中心的三维场景并通过一定的软件环境驱动整个三维场景，响应用户的输入，根据用户的不同动作做出相应的反应，并在三维环境中显示出来。虚拟现实技术的关键技术主要有动态环境建模技术、实时三维图形生成技术、立体显示和传感器技术、应用系统开发工具、系统集成技术等。该技术的实现可分为硬件系统和软件系统。

3．1虚拟现实硬件系统

简单的虚拟现实系统不需要太多复杂的设备，只要具有输入、输出功能的设备即可，简单的计算机桌面互动系统就可以构成一个简单的桌面虚拟现实系统。如果要充分实现虚拟现实系统带来的多感知性、浸没感、交互性和构想性，就需要专业的信息输入、输出设备，信息输入设备包括键盘、鼠标、数据手套、力反馈方向盘、手柄等，信息输出设备包括高性能显示器适配器、单通道或多通道投影仪、立体眼镜、头盔显示器等。

3．2虚拟现实软件系统

建立可视化三维模型从技术实现上可以分为三个步骤：第一步为几何建模，主要建立所需三维场景的几何构型；第二步为形象建模(也称物理建模)，主要对几何建模的结果进行材质、颜色、光照等处理；第三部为行为建模，主要处理物体的运动和行为描述。目前，用于建立可视化三维模型的物流系统仿真软件主要有automod、flexsim等仿真软件，现主要介绍automod仿真软件。

automod是由美国brookautomation公司开发的产品，它是目前市面上比较成熟的三维离散性事件仿真软件，广泛应用于制造系统、仓储系统、物流处理、 企业 内部物流、港口、车站、配送中心，以及控制系统等的仿真分析、评价和优化设计等。automod主要包括了四大模块：automod模块、autostat模块、autoview模块以及一些辅助模块。

automod模块提供给用户一系列的物流系统模块来仿真现实世界中的物流自动化系统，该模块主要包括输送机模块(辊道、链式)，自动化存取系统(立体仓库、堆垛机)，基于路径的移动设备(agv等)，起重机模块等，用户可以选择适当的模块组建自己的相应模型。autostat模块为仿真项目提供增强的统计分析工具，由用户定义测量和实验的标准，自动在automod的模型上执行统计分析。主要特点是：基于 发展 策略运算法则的最优化分析，多cpu并行 计算 等。其仿真结果输出形式有多种，如表格、饼图、曲线和数据文件等。autoview模块可以允许用户通过automod模型定义场景和摄像机的移动，产生高质量的avi格式的动画。用户可以缩放或者平移视图，或使摄像机跟踪一个物体的移动，如叉车或托盘的运动。该模块可以提供动态的场景描述和灵活的显示方式。automod辅助模块包括模型间通讯模块、三维图形生成模块等等，通过这些模块运用可以实现一些特殊功能。例如，通过mcm模块，automod可以实现半实物仿真。

应用automod进行建模，首先从系统层定义模型所包含的子模型，然后在每个子系统内部定义或者声明实体，再编辑实体的属性，包括图形等等，并对物理单元进行布局设置，最后编写资源文件，控制整个仿真模型的运行逻辑。应用automod进行仿真分析，一般说来主要有以下几个步骤

(1)建立模型文件夹，定义模型的名称；

(2)建立模型的子系统，绘制子系统模型，例如对配送中心的仿真，要建立自动化立体仓库、输送系统(conveyor)系统等等；

(3)创建process系统中的资源(resources)、载体(1oads)、队列(queues)等单元，导入相应的3d模型；

(4)定义prates：主系统和其他子系统的实体单元和逻辑单元以及属性；

(5)编写资源文件，即编写系统控制程序；

(6)定义模型控制、输出等事项；

(7)运行模型，确认校正模型；

(8)分析、优化模型。

4．结语

在配送中心设计中应用虚拟现实技术，不仅可以形成直观立体的三维仿真动画，避免了建立物理试验模拟系统的投资，减少了设计成本，而且可以通过计算机技术进行精确计算和验证分析物流系统的生产量，确定瓶颈位置，报告资源利用率，从而校验物流系统设计的合理性，提高系统方案的可行性和 科学 性。虚拟现实技术必将在今后配送中心的设计中发挥着越来越重要的作用。

[ 参考 文献 ]

第9篇：建筑虚拟仿真技术范文

关键词：计算机仿真；三维模型；排水施工；应用

中图分类号：G623文献标识码： A

前言

排水工程是我国经济和社会发展过程中的一个重要的项目，不仅关系到我国的经济发展，还关系到百姓的生活，是一项利国利民的工程项目。排水工程施工过程十分复杂，为了保证施工质量，应该要与时代接轨，引入更多先进的技术和手段。传统的排水施工过程中，进行方案的设计，主要是依靠人工的设计方式，出错率较高，效率比较低，随着计算机技术的发展以及普及，计算机仿真技术的应用越来越广泛，计算机仿真技术与排水工程领域之间的结合，推进排水工程建设的进度，也提高了施工的效率以及质量。随着计算机仿真技术的不断完善，在排水工程中的应用也会越来越普遍。

一、计算机仿真技术的特点以及优势分析

随着互联网以及计算机技术的不断发展，各种先进的科学技术在我们的生产生活过程中的应用变得越来越广泛，计算机仿真技术就是其中的一个重要方面。计算机仿真技术是借助于计算机技术及硬件设备，实现一种人可以通过一定感知方式所感受到的虚拟环境，它集成了计算机图形技术、仿真技术、人工智能技术、传感技术、显示技术、网络并行处理等技术的最新发展成果，由计算机图形构成三维数字模型，提供给人们通过计算机对复杂数据进行可视化操作与交互的一种全新方式。这种技术在应用过程中最大的一个特点就是能够实现用户与虚拟环境之间的一种交互，人类传统的认知方式主要是通过亲身接触大自然来实现的，计算机仿真技术的应用，扩大了人们对自然环境的认知的范围。

计算机仿真技术具有十分明显的优势特征，第一，利用计算机仿真技术可以快速地对多种施工方案进行比较和分析，计算机仿真技术在排水工程施工中的应用，一个最重要的方面就是能够快速地对各种方案进行比较分析，从而选出最合适的一个设计方案进行施工。在仿真阶段，基于仿真的结果，可以进行相应的探讨，从而决定出哪些因素对施工过程有较大的影响，哪些施工阶段的影响最大，从而采取政策的预防措施。第二，计算机仿真技术的成本较低。与传统的真实的原型实验不同的是，计算机仿真技术是利用软件的开发以及应用实现的一种模拟实验方式，其中需要支出的费用主要是计算机硬件以及软件的费用，相对于真实的模型实验而言，成本比较低。第三，计算机仿真技术的可靠性比较高，计算机仿真技术的效率主要取决于系统模型以及软件的正确性，在系统模型以及软件编制是正确无误的前提下，排水工程施工过程中的计算机仿真技术的应用，会对各种约束条件进行分析和考虑，与传统的人工操作过程中的可靠性进行比较而言，可靠性和稳定性更高。第四，计算机仿真技术的实用性更强。计算机仿真技术在很多方面都可以应用，只要是可以通过数学进行描述的模型，都可以利用计算机仿真技术进行仿真，比如在排水工程施工过程中的应用，可以对各个过程进行预测，对成本进行预测等，提高排水工程施工管理过程中的效率。

二、计算机仿真模拟技术在排水工程施工过程中的应用

（一）计算机仿真模拟技术的实现步骤

计算机仿真模拟技术是以数学理论为基础的，就计算机本身而言，是不能对施工过程中的问题进行分析和处理，需要建立一个能够反映出事物的本质特征的模型，在排水工程施工过程中的应用，主要分为四个步骤。

1、建立相应的模型

在建模的过程中，应该要对排水工程的实际问题进行分析，将施工过程中应该要注意的各种问题、限制条件、约束内容等进行考虑，然后利用数学、力学等理论将谁理工本工程施工过程中的数字模型描绘出来，利用计算机软件技术，将各种预定的数据输入到系统中去，对于各种数据应该要保证建模的精确性。此外，还可以通过人工干预的手段在建立的模型中进行数据的修改，保证各种数据的完整性。各种数据应该要涉及到施工阶段的总体场地布置情况、施工进度、材料用量等情况。

2、输入模型

输入模型指的是将建立起来的模型输入到计算机系统中进行处理的一种方式，计算机仿真模拟的模型就是最终体现出来的模型内容，这个步骤是计算机模拟仿真过程中的一个十分重要的步骤和环节，模型就是把建立的模型通过计算机进行系统的处理，这种形式所体现的模型内容也就是计算机仿真模拟模型，同时也是进行计算机进行仿真模拟计算的关键环节。

3、计算机仿真模拟

将模型放置到计算机模块中，从而可以实现对排水工程方案的模拟分析，是排水工程施工过程中的一个十分重要的步骤，这个环节是将排水施工过程中的各种数据进行分析的一个过程，通过对各种数据进行模拟，得到相应的模拟结果，从而为施工过程中的各种问题的预测奠定基础，确保施工过程中的精确度。

（二）计算机仿真系统的设计

计算机仿真系统首先需要建立排水工程的虚拟环境，这是进行仿真的第一步，比如地形、施工场地、电站建筑物、挡水地下建筑物等，都需要进行模拟，同时还要对各种排水工程的设备进行模拟，当前的排水工程模拟过程中，三维仿真技术的应用，对于排水工程施工过程中的各种运行状况进行动态监控，有助于进行智能化以及可视化管理。

计算机仿真系统的设计过程中，需要建立相应的三维模型。建立三维模型，主要是以排水工程为研究的对象，利用对应的模拟软件以及实时驱动软件，将各种数据进行转换，形成逼真的三维模型。三维几何模型是整个工程虚拟场景中的一个基础，模型的建立包括三维地形的建模以及建筑物的建模，比如在排水工程施工过程中会遇到很多挡水地下建筑物、管道等，模型建立的过程中应该要对各种建模任务进行划分，建立一个比较完整的仿真系统，还需要对各种植物、桥梁、公路、码头等场景进行描述，利用仿真实验，对各种参数进行设计和优化。计算机仿真技术的虚拟建模软件会根据二维平面文件，建筑物的立面图、剖面图建立三维模型，然后建立与模型相关的数据库，将数据与数据的各种属性进行有机结合，促进三维模型的完善。

结语

随着计算机和互联网的普及，各种信息技术在我们的生产生活中应用越来越广泛，计算机模拟仿真技术就是一种比较常见的计算机技术，对排水工程施工具有十分重要的意义。在模拟过程中，通过模型的建立、仿真以及仿真结果的分析，有助于对排水工程的施工进行高效管理，从而实现节约成本、提高施工效率的目的。

参考文献

[1] 程鹏军，李海燕.计算机仿真模拟技术在水利工程中的应用[J].东北排水水电，2010（09）

[2] 齐兆春，马刚琳.计算机三维仿真技术在水利工程中的应用[J].吉林排水，2007（01）