虚拟现实技术在建筑景观设计中的运用论文(精选18篇)
1.虚拟现实技术在建筑景观设计中的运用论文 篇一
摘要:虚拟现实技术在城市规划设计中的使用,大大提升了设计工作的效率及质量,能够使设计师在城市规划中设计初出优化且完善的设计方案。主要是因为虚拟现实技术具有沉浸感和交互作用两个基本特征,其关键技术有3D建模技术、实时动态绘制技术、人及自然交互技术以及立体显示和传感器技术,这些技术是实现虚拟世界创建的关键。在城市规划设计中,依靠虚拟现实技术进行实时辅助,首先需要获取城市规划设计的具体信息,然后选择合适的VR系统,将具体数据信息转化为图像,进行虚拟场景建模及渲染,最后进行合成调试及漫游,确保场景能给人以真实感受。
关键词:虚拟现实技术;实时辅助;城市规划设计
虚拟现实技术(VR)是一个可以根据使用者提供的信息创建虚拟世界的计算机仿真系统,能够实现多源信息的融合,创建出交互式的三维动态视景和实体行为,让使用者融入其中亲身体验[1]。一个城市的规划设计是否科学合理,关系到这个城市在未来数十年的发展态势,因此必须确保规划方案的科学合理性,在城市规划设计的过程中,采用虚拟现实技术验证设计方案的质量,是一种极为便捷且高效的方式,能够让设计师及相关审核人员亲身直观全面地感受整个设计,提出具有建设性的修改意见,不断优化城市规划设计方案。
1虚拟现实技术简介
虚拟现实技术的应用,必须满足两个基本要求,其一为沉浸感,即能够让使用者有身临其境的感觉,这要求该系统必须通过一定的技术措施创造出逼真的具有视觉、触觉、听觉、嗅觉等感官形式的虚拟世界;其二为交互作用,就是使用者的行为会对虚拟世界产生影响,并且将这种影响反馈给使用者[2]。目前虚拟现实技术在城市规划设计中的应用,还不能达到预期的效果,需要不断改进不断磨合,且随着城市的不断发展,不断调整规划方案,不断改变构建的虚拟世界。虚拟现实技术在城市规划设计中的应用效果显著,设计师能够直接在虚拟世界中进行体验和考察,感受空间设计的合理性,同时结合其他审核人员及城市居民的感受及建议改进设计方案,大大提升了城市规划设计质量及其工作效率。在虚拟现实技术实时辅助城市规划设计的过程中,主要应用的技术有:①3D建模技术,包括几何建模和行为建模两种,是实现虚拟世界创建的基础,根据设计部门提供的信息建立大量的三维模型;②实时动态绘制技术,这一技术能够根据使用者的方位创建出相应的画面,并且随着其方位的变化改变其所体验到的环境,这一过程数据处理量极大,且难度较高;③人及自然交互技术,能够消除人与虚拟世界之间的界限,以视觉、触觉、听觉等多种形式让使用者真实感受到虚拟世界,并且对其产生真实的影响;④立体显示和传感器技术,利用全息技术能够真实还原物体的三维信息,逼真效果更佳,再通过传感器技术让使用者获得真实的感知。
2虚拟现实技术实时辅助城市规划设计的具体流程
2.1获取城市规划设计信息
一般情况下虚拟现实技术在城市规划中的应用,都是以相关设计院与专业的VR技术公司合作的形式进行的,所以首先VR技术部门需要先了解虚拟世界创新的一些基本信息。以广州珠江新城的城市仿真系统为例,珠江新城连接着广州越秀区、海珠区和天河区,地理位得天独厚,交通便利,在规划设计方案中,该地区被划分为以居住为主的东区和以商务办公为主的东区。在了解这些信息时,需明确该区域城市规划的空间设计,以及相关标志建筑物的地理位置,然后结合当地的地形地籍信息、规划设计方案建立三维模型。
2.2选择合适的VR系统
在城市规划设计中应用的虚拟现实技术系统的组成部分为:①硬件系统,包括服务器、工作站等形式的计算机平台,头盔、立体眼镜等形式的显示系统,以及虚拟音效系统、交互设备系统等虚拟外设;②软件系统,包括建模软件和演示软件。根据城市规划设计质量的要求选择合适的VR系统,配置合适的开发工具,一般为了保证虚拟世界的运行效果,会选择较高的配置。
2.3具体数据信息的采集转换
虚拟世界的创建,其实就是将真实的场景转化为数字化信息,再将这些信息转化为仿真场景的过程。因此,在城市规划设计中建立虚拟世界,首先需要获取大量的真实测绘信息,采用航拍等方式获取真实影像并通过相关测绘软件转化提取出模型数据信息,包括各个区域的建筑模型地理位置及相关属性数据,然后将这些信息分门别类,输入VR软件技术系统中。
2.4虚拟场景建模及渲染
在收集到足够的建模信息后,就可以开始建立虚拟的场景,利用专业的虚拟形式建模语言VRML解决实景建模问题,制作大量的以建筑物为主体的是三维实体模型,然后利用MultiGenCrestor软件生成实体的纹理、质地、光影变化等三位效果,让实体模型在视觉效果上更加真实。三维效果是确保场景真实性的必要因素,而且随着使用者视角的变化这些效果也应该随之改变,这样能够提升虚拟世界的沉浸感,消除使用者与虚拟世界之间的隔阂。
2.5虚拟环境的合成调试及漫游
在最终阶段,需要对虚拟世界的漫游系统进行调试,然后再调整相关的使用设备,比如说投影屏幕和头盔等。在这一阶段,技术人员通常会让设计师或者是找一些群粽体验一下,抗是否在感官上有异常的或者不真实的感觉,不断调试,设置最佳的感官路线,确定最佳的创建方案。
3结语
一个城市要想长期稳定地发展,必须要找准城市发展的定位,制定符合城市发展现状的长期战略,同时做好规划设计工作,确保各项城市基础设施的建立及相关区域划分的科学性[3]。虚拟现实技术在城市规划设计中的应用,能够让设计师及其他使用者真真切切地感受到设计方案实施之后整个城市的模样,全面而直观感受到设计方案是否科学合理,做出真实的评价,这对于设计部门而言是最大的帮助,能够大大提高其工作效率,确保规划设计方案的质量,给人民交出一份满意的答卷。
参考文献:
[1]王琼.多媒体DLLs在数字城市规划设计中的应用[J].四川建筑,2012,01:29-30.
[2]马妍,沈振江,高晓路,党安荣.城乡规划支持服务资源聚合现状及发展趋势[J].地理科学进展,2013,11:1670-1680.
2.虚拟现实技术在建筑景观设计中的运用论文 篇二
计算机技术用于建筑设计已有多年, 计算机辅助设计 (CAD) , 主要是帮助设计者把设计、计算、画图、数据存储和处理等繁重工作交给计算机完成, 而设计者把主要精力用于创造性构思。计算机产生的设计结果, 可通过图形设备向设计者展示, 并可模拟, 允许设计者作出修改。虚拟现实 (简称VR) 技术能创造身临其境的感觉。
虚拟现实也称虚拟环境或虚拟真实环境, 是迅速发展的一项综合性计算机、图形交互技术, 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, 利用计算机生成的三维空间形象实现的目标合成技术, 通过视、听、触觉, 以图表及动画方式呈现, 让观看者“眼见为明”。它改变了传统的计算机辅助设计被动静态的信息传递方式。它的特性包括:交互性 (interactive) ;想像性 (imagination) ;沉浸性 (immersion) .虚拟现实就建筑视觉模拟的可行性而言, 应用领域可包括:建筑物模拟、室内设计模拟、城市景观模拟、施工过程模拟、物理环境模拟、防灾模拟、历史性建筑模拟等。在建筑设计中既要进行空间形象思维, 又要考虑到以用户的感受为核心, 是一连串的创新过程, 包括规划、设计、建设施工、维护等。巨大的成本和不可逆的执行程序, 不能出现过多的差错, 虚拟现实是一种可以创造和体现虚拟世界的计算机系统, 虚拟世界是整体虚拟环境或给定仿真的对象的全体, 充分利用计算机辅助设计和虚拟现实, 可减轻设计人员的劳动强度, 缩短设计周期, 提高设计质量, 节省投资。虚拟现实技术在建筑设计中应用广泛。
2 展示建筑物的整个信息
现阶段的二维、三维的表达方式, 只能传递建筑物部分属性的信息, 并且只能提供单一尺度的建筑物信息, 使用虚拟现实技术可展示一栋活生生的虚拟建筑物, 使人产生身临其境之感, 设计不仅仅是设计者的事, 住户、管理部门都可起到辅助决策的作用。
3 远距离浏览
设计者设计的建筑物与工程单位可以相互沟通交流, 通过万维网达到远距离浏览, 也可以以计算机语言开发与虚拟现实造型语言整合, 虚拟现实用于Internet网中提高其普遍性与实用性。
4 实时多方案比较
在建筑设计过程中, 一般都会对设计的建筑物提出不同的设计方案, 对未来建筑物的形象做多种设想, 在虚拟的建筑三维空间中, 可以实时地切换不同的方案, 在同一个观察点或同一个观察序列中感受不同的建筑外观, 这样, 有助于比较不同的建筑方案的特点与不足, 以便进一步进行决策。事实上, 利用虚拟现实技术不但能够对不同方案进行比较, 而且可以对某个特定的局部作修改, 并实时地与修改前的方案进行分析比较
5 专用的人机接口交互
人机接口是使用者与计算机沟通的桥梁, 它是代表使用者意图的转换及计算机程序的执行, 良好的人机接口的建立, 可减少使用者对系统的学习时间和增强系统的使用效率。在虚拟现实技术建筑设计中, 必须有特定的人机接口模式:
使用者模式。使用者直接进入虚拟现实中, 进行观测与互动操作, 以第一人称的观测方式, 进行虚拟现实的沉浸观察, 隐藏的接口, 只有在使用时才出现;
代理者模式。在虚拟现实中, 常因沉浸环境与现实环境的感性差距, 而造成空间迷失现象, 以至于使用者无法掌握虚拟现实中的状态, 以空间代理者的虚拟环境信息的提供, 以第一和第二人称的观察方式, 进行虚拟环境中的观测;
监控模式。使用者以第三人称的方式, 监控虚拟现实中所有的现实状态, 并进行虚拟物的监视与控制, 而接口的产生与虚拟现实的种类并无绝对的关系;
浸入操作模式。将控制虚拟现实物的接口, 置于虚拟现实中, 以进行仿真式的操作模拟, 使用者以
第一人称的操作方式, 对虚拟物进行控制。从系统整合的观点来分析建筑设计, 系统的接口连结不当, 影响设计质量和施工程序。
虚拟现实系统基本上有两种:模型式和图像式。以模型式虚拟现实, 以虚拟现实造型语言 (简称VRML) 为主要描述语言, 使得建筑设计可用计算机进行三维建模, 利用效果图和三维施工图与资料库, 并利用虚拟现实技术连结到资料库作为实时模拟操作。虚拟现实造型语言, 可用来在万维网 (3W) 中定义与更多信息相关联的三维世界的布局和内容, 使之能够在一个交互的三维空间中很容易地被表达出来。当虚拟现实造型语言浏览器启动后, 它会将虚拟现实造型语言中的信息解释成虚拟现实造型语言空间中的建筑物的几何形体的描述, 一旦VRML空间被用户的浏览器解释, 它将提供实时显示, 一秒钟可以显示多次, 这样, 用户的机器上将会有一个活动的场景。
6 应用实例
荷兰的虚拟现实技术起步较快, Eindoven大学的Calibre研究院已用虚拟现实技术进行设计和咨询, 他们开发的软件包由一组类CAD的函数组成, 称为CAAD软件, 为建筑结构的创建、修改和可视化提供了工具包, 它支持Auto CADDXF文件的输入输出, 而且能够用于虚拟环境中增加动画和对象的动态行为。已用该系统模型化了一座小城市, 具体目标是在河中小岛上设计一栋博物馆。这座城市由好几百栋建筑物组成, 坐落在河边斜坡上, 可以俯瞰小岛
首先, 数字化该城市的地图, 创建基本的Auto CAD模型;其次, 按真实三维位置安排每栋建筑物, 同时也考虑山坡的轮廓;再次, 加上建筑细节, 如门框和窗框设计, 以便标准地表现该城市的美学特征。该应用实例让人们领略了该领域和他们所取得的成果。
在美国洛杉矶和费城的虚拟建筑三维模拟系统被认为是全球最成功的虚拟建筑模拟系统之一。各国对虚拟现实技术都在研究和应用, 我国也一样, 在虚拟世界建筑方面, 都已制作和展示了复杂的虚拟世界模型。虚拟现实技术所涉领域十分广泛, 技术潜力巨大, 在建筑设计中应用前景广阔, 但软硬件投资巨大, 可重复性低, 如计算机辅助设计/制造数据库/计算机辅助工程, 多媒体/台式视频, 图形艺术, 形象/动画制作, 科学可视化, 实时模拟等的硬件价格很高。
结语
3.虚拟现实技术在建筑景观设计中的运用论文 篇三
随着科学技术的迅速发展,计算机技术也随之取得了重大进步,虚拟现实技术也日趋完善。根据我国目前建筑工程领域的教学情况来看,科学合理的将虚拟现实技术应用于建筑设计教学之中,能够最大程度的适应当前的教学情境与教学目标的要求。同时,教师还可以化简现实社会中过于繁杂的一些细节,最为关键的是,学生能够体会到逼真的环境,并观察到传统教学方式难以观测到的现象。所以,培养技术型、操作型的复合虚拟现实人才具有巨大的发展前景。因此,针对虚拟现实技术在建筑设计教学中的应用研究是十分必要的。
当前我国建筑设计教学中存在的主要问题
1.师生之间不能有效沟通
传统的建筑设计教学,教师最为常用的教学方式就是运用抽象的定义对建筑领域的丰富知识进行表述,例如,通过立面图、剖面图以及平面图等一些二维图形,组成具有规定性的符号对三位立体建筑内容进行表示,运用抽象性强的图形与直观性强的语言对建筑物的复杂场景进行描述,以此方式传达大量的、丰富的建筑物相关知识。然而,这种教学方式有一定的局限性,因为学生的理解力以及知识储备等还十分有限,因此,教师通过抽象方式对教学内容进行描述,往往会让学生产生误解或者完全不理解,这就使得师生之间很难进行沟通与交流。
2.学生的主体地位不能突显
传统建筑设计教学的抽象性使得教师与学生之间的沟通存在着很大的障碍,学生在教学过程中的主体地位难以得到保证。而将学生真正的放置到一个虚拟的教学环境之中,使其能够完全体会到建筑全部完工后的直观感受,才能让学生充分了解与掌握老师所讲的内容,激发学生在建筑设计方面的学习积极性与主动性,才能够逐步引导学生产生探究式学习的愿望与动力,才能确保学生的教学主体地位。
3.创设建筑设计的情境工具缺乏
传统建筑设计教学中,教师是以二维或三维图形向学生展示现实生活中建筑物的环境与功能的,此种教学模式的最大瓶颈问题就是缺乏相应的建筑设计情景创设工具,无法让学生对实际建筑的设计环境与要求等有着深入的认识与理解,对一些术语或理论等没有清晰的认知,与教师的设计理念相差甚远。所以,在建筑设计教学领域,教师急需一种能够对建筑情境进行创设的工具, 从而解决课堂上学生的理解偏差问题等。
虚拟现实技术在建筑设计教学中的应用
1.展示立体空间
立体空间主要指存在于现实世界或存在于历史中的真实空间。在建筑设计教学过程中,教师有需要向学生们展示出这些立体空间,但是因为教学条件的制约,无法让学生真正的进入到这些空间中,因此,只能通过教师的语言描绘激发广大学生的丰富想象,让学生在脑子中想象出一个虚拟的空间。而虚拟现实技术的应用,不但能够促进学生在脑海中建立立体空间,而且能够让学生听得见、看得见、摸得着。因此,虚拟情节的教学模式是不可替代的,更是对传统教学模式的重大革新与挑战。
2.构造虚拟情境
虚拟情境主要指在社会现实中曾经或者可能出现过的一些情境,通过虚拟现实手段在不同的地点或者时间展现出来。其具体应用可以通过实例加以说明,比如,圆明园场景的虚拟,让学生进入到虚拟空间中,对园林中的亭子、楼阁、长廊、书斋等进行游览,馆的建筑形态总共有十二种,然后再与教科书进行对照,这样就能够使得教学效果最大化。另外,如果教学条件具备,运用沉浸虚拟现实技术则效果更好,即让学生佩戴装有显示器的头盔,这种体验更加的逼真,也更能深化学生对所学内容的理解与掌握。
3.开展教学实训
在目前诸多学校自身条件有限的情况下,部分教学实验是无法正常操作的,但虚拟现实技术中的VR技术,却能够有效地处理实验所需条件与效果这两者之间的矛盾。同时,很多价格昂贵的教学器材也能够用VR技术加以替代,即在计算机上构建一个虚拟性的实验室,学生能够通过多种途径进入到这个虚拟实验室,然后进行逼真的仪器操作,实验结果还能够及时的反馈给学生,让学生了解自己操作的规范性与问题所在,从而更有利于学生学习效果的提升。另外,VR技术的应用既不损耗器材,也不受外在条件的限制,还能够重复性的操作,直至符合建筑设计的真正要求。尤其是其最大的优点——绝对安全性,避免了因实际操作不当而出现的各种事故的发生,能够确保所有参与实验的学生都平安无事。
结语
随着当今计算机技术的迅猛发展,虚拟现实技术正以日益增加的发展速度进入到建筑设计的教学领域。通过虚拟现实技术的应用,使得学生在课堂学习过程中有身临其境之感,从根本上突破了传统刻板的平面图形、剖面图形以及立面图形的教学模式,使得建筑设计教学进入到了一个更为生动直观的层面。然而,因为VR技术起步时间晚,因此,在技术应用方面还存在着很多不成熟的问题,这也严重制约了建筑设计教学中对虚拟现实技术的普及应用。但是,随着虚拟现实相关系统的市场价格不断下调,软件的适用性不断提升,这种全新的教学模式必将更为广泛的应用到教学之中。
(作者单位:广州南洋理工职业学院建筑工程系)
4.虚拟现实技术在建筑景观设计中的运用论文 篇四
1.1虚拟现实技术概述
虚拟现实技术简称VR技术,是现代化科学技术应用发展实施之后形成的一种新型技术,在其技术的应用形成中,借助电脑模拟产生三度空间折叠的虚拟世界,能够在视觉、听觉以及触觉上进行感官模拟,让其使用者,能够如临其境一般的感受到其技术应用带来的冲击。按照虚拟现实技术在现代化社会发展中的技术应用表现来看,其整体的技术应用和现代化三维立体整合技术相关,也就是在三维立体整合技术应用实施中,将整体的技术应用控制和现实技术应用结合,保障在现实技术应用结合处理中,能够为整体技术应用控制性能转化奠定基础。从虚拟现实技术应用的技术表现形式来看,其整体技术应用中的表现形式共分为以下几点:一是对于显示技术的应用,主要是建立在三维立体展现技术实施之上,将三维立体化技术展示作为整个技术应用实施中的关键性技术展现。二是对于声音技术的应用展示,借助虚拟现实技术应用,能够按照声音的特性化分析进行对应的信号传达转变。三是对于语音技术及感官技术的应用,整个技术应用中采用的是自然语言,将自然语言和技术应用结合,从而发挥出其技术应用中的整体性技术控制能力,实现技术应用的智能化发展[1]。
1.2现代环境艺术设计概述
5.虚拟现实技术在建筑景观设计中的运用论文 篇五
徽州建筑受到徽州文化和当地地理气候因素影响,形成了富有特色的徽派建筑风格,是我国封建社会晚期遗留下来的宝贵文化财富。建筑多倚山筑室,择水定居,因地制宜,遵循中国古代天人合一的哲学理念,经过长期的发展,形成了一系列具有徽州特色的特征符号。建筑外观宛如水墨晕染的黑白色调,马头墙、天井、坡屋面的传统建筑形式,美轮美奂的徽州雕刻装饰,这些久经传承的古徽州建筑式样符号被设计师大量引用、提炼、创新应用到建筑设计、室内设计、视觉传达设计等设计领域。
文字是人类传播信息、记录语言的书写符号,是将语言这种听觉符号准确转换成人类可以认知的视觉符号的重要媒介,使人类的语言、思想得以传播、继承。而汉字这个表意的文字符号系统,本身的结构、造型就具有视觉图形的意义,汉字造字仿自然万物之形,将具象的物形提炼抽象化后融合在汉字方方正正的字体结构中。字体设计是现代视觉传达设计中的重要组成元素。当今信息高度发展,国际交流愈加频繁,信息交流更加依赖简洁图形传递。这样一个读图时代,汉字字体设计也有了新的形式和发展趋势。
黑格尔说过:建筑是用材料造成的一种象征性的符号。“四水归堂”的天井,“五岳朝天”的马头墙以及遍布建筑内部精美的木雕、砖雕、石雕艺术,都已成为徽州特有的地域建筑图形符号,是徽州建筑文化的体现。汉字起源于绘图,具有图案设计的特征,这使徽州建筑图形应用到汉字字体设计中成为可能,本文通过分析徽派传统建筑中的马头墙和砖雕中的装饰图案来研究徽州传统图案与汉字字体设计的结合方法。
一、徽派建筑元素马头墙
马头墙,又称封火墙,是徽派建筑山墙所采用的建筑形式,特指高于两山墙屋面的墙垣,远看一堵堵风火墙高耸云天,像似奔马昂首嘶鸣,故称马头墙。马头墙高低错落,一般为两叠式或三叠式,高出屋顶,成为临近建筑高低、进退的过度,同时也可隔离火灾。明朝晚期,村庄建筑越来越密集,所以将马头墙加高增多,有的甚至多至五重山墙,状如屏风,俗称“五岳朝天”。
(一)马头墙的实用功能
马头墙是徽派建筑的重要特征,在设计之初作为防火措施的建筑构件使用。因徽州多山多树,建筑中多采用砖木结构,砖木结构最大优点是承重与围护构件分离,但是这种木制建筑,最大的缺点是防火性能差。徽州村落建筑密集,一旦发生火灾,大火可能会蔓延到整个村落,建在相邻两户建筑之间的马头墙,可以在相邻建筑发生火灾的情况下,隔离火源,避免火势蔓延。
此外马头墙高大坚固,覆盖面广,夏季可遮挡烈日暴晒,冬季可挡住寒风吹入室内,在寒暑换季中起到一定的降暑御寒的调节功能。
(二)马头墙的艺术装饰功能
马头墙不仅具有实用价值,经过古代设计师的精心设计也具有很强的形式美感。徽州建筑色彩质朴简淡,白墙黑瓦,与徽州地区的青山绿水互相映衬,构成一幅静谧恬淡的水墨画。马头墙线条流畅,时?m时纵,起伏跌落,与屋顶形成黑、白、大、小、横、竖的对比,组成变化多样的格局,具有很强的韵律感,犹如“万马奔腾”,为原本恬静的山村增添几分生趣动感。
(三)现代图形设计中的马头墙元素
从几何学意义上讲,马头墙形象可以归纳为“一”字的线条形象,与屋顶坡面、建筑墙面以及墙面上小小的窗口组成了徽州建筑特有的点线面构成方式。几何学意义中的点与线是不存在,点只是表示位置,不具有大小、形状的意义。线只是点的运动轨迹,可表示长度而没有宽度和厚度。但作为造型元素使用,点与线必须具有了物质化的意义后,才能变为可视的形,为眼睛所感知,达到视觉传达的目的。
在2010年的安徽世博馆的标志设计中,设计师选用了徽州建筑中“五岳朝天”的马头墙形象配合徽州民居中常见的门罩,利用简练的线条勾勒出整体外观,配合大气的书法字体,展现出安徽的地域建筑特征和深厚的文化底蕴。
二、徽州建筑装饰中的砖雕
(一)风格多变的雕刻艺术
与徽州建筑外观的朴实、简练相比,徽州建筑内部的雕刻装饰则显得精巧多变、华丽壮观。徽州古建筑雕饰以木雕、砖雕、石雕见长。砖雕,是徽州三雕中最具魅力的种类,工艺精细,雕刻工整,主题突出,层次多变。主要见于门罩、门坊、影壁、八字墙、马头墙等处,其中门罩是徽州砖雕重点装饰的地方。
砖雕一般采用特殊技艺烧制的青砖为材料,由于质地松脆和功能性等多方面原因,不可能像具有韧性的木雕能够精雕细凿,多采用镂空或浮雕的方法。但青砖材料造价低廉,使工匠敢于自由创造,也使砖雕相对木雕、石雕有着更加随意多变的风格。
(二)徽州砖雕图案
徽州砖雕图案内容很广泛,人物、山水、花鸟、走兽、戏剧、生活场景、八宝博古、几何形体、文字、吉祥图案等,这些传统图形多蕴含着吉祥如意、平安多福的美好意蕴,百姓用借形、借音、表号等手段,来寄托对福、禄、寿、喜、财等的期盼。字体设计师在提取运用这些传统图形时,要建立在对传统吉祥图案深层含义深刻理解的基础上,进行抽象化的提取、概括,运用传统与现代互相借鉴结合的方式,创作出既带有传统徽州文化特征,又符合现代审美需求的图形文字设计。
三、徽州建筑符号与汉字字体设计的结合(一)图字结合
图字结合的字体设计方式是现代字体设计中常见的方法,在文字标志、包装字体、字体招贴海报中常常见到。徽州砖雕中吉祥文字图案也常见到这样的文字装饰方法,吉祥文字图案以文字的寓意为主导,由各种图像组合成吉祥的装饰艺术图案。常见到的吉祥文字与图案有双喜纹、寿字纹、福字纹等等。例如《五福捧寿》中,蝙蝠的“蝠”与吉祥意义的“福”同音,借用蝙蝠象征“福”装饰寿字,寄托了福寿安康的美好意愿。这些吉祥文字雕刻图案,注重装饰的形式美与字图内在寓意结合的方法,可为现代字体设计所借鉴。图字结合的字体设计方法,文字的笔画、结构都未做大的变动调整,注重文字字体形式风格与装饰图案的形意切合,强调字图和谐搭配、具象和抽象相结合的方法传达信息。是一种“半文半图”的字体设计方法。例如安徽旅游形象标志,就是用传统写意的手法,用简练的笔触勾勒出黛瓦粉壁的马头墙图形配合书法体写成英文和汉字,文化意味浓厚,写意的黑白马头墙图形与彩色字体搭配呼应,不失美感,又较好的体现了安徽地域文化特色。
(二)文字的图案化
图字结合的字体设计方法,仅仅停留以图饰字的单一形式中,字体笔画基本不作修改,因此不能满足现代设计追求形式多样化审美要求。字体设计,更应从文字本身构成设计,创造更为丰富的创意图形字体。
1.文字局部图形化设计。在字体设计中可以将文字的个别笔画用图形替换,原笔画被置换为与文字字义相关的图形,达到强化突出的目的。使原本抽象造型的方块字具象化拥有了图形传播的功能,能一目了然的传达文字信息。徽州建筑砖雕中,有着丰富的图案造型,祥云就是砖雕中常见的装饰纹样,在众多的字体标志设计、包装字体设计中,常见到设计师采用云纹替换文字笔画,来渲染企业文化内涵,提升品牌气质。这种字图同构的设计方法使文字更能形象直观的体现字义,传达文字感情。
2.文字整体图形化设计。文字是从象形文字发展而来,汉字起源之初就是图形。文字的整体图形化设计,可借助“六书”的汉字造字理论,其中象形、指事、会意是汉字字体设计最为核心的方法。象形就是对现实事物的直接性描摹,具象的文字与事物图形结合,简明易懂。如“日”“月”;会意是在象形的基础上,加入抽象的符号,一般加在表示具象概念的象形文字中。例如在“刀”字中加入一点成“刃”,使原文字具有了新的意义;会意则是两种以上的图形组合表示新意义的造字方法。如“从”字就是一个人跟着一个人,表示跟从的意思。
徽州传统图形繁复、细腻、精美,设计师在将徽州图形运用到字体设计中应在保持图案原有寓意的基础上进行精简,去除不必要的细节,再运用到字体的笔画搭配设计中。上文中提到,徽州砖雕吉祥图案中丰富的图形元素为字体设计提供了众多的素材。除了图案的主体部分,吉祥图边缘装饰的连续纹样往往也带有吉祥的寓意。表示富贵的钱纹,祈祝长寿安康的“寿”字纹,而云纹、回纹、卷草纹、盘长都可表示富贵绵长。这些图案常常作为徽州雕刻中边框或者装饰图案使用,有极强的装饰特征。这些装饰纹样线条化的几何特征,可很好的运用到方型框架的汉字字体设计中。
图中笔者借用了砖雕中方直简练的万字纹和回形纹,根据字体结构将纹样和字体笔画按照一定的比例结合在一起,使文字具有了砖雕的装饰意味,并且较好的保留了字体本身的识别性,达到了字中有图、字中有意的创意效果。
在世界文化多元化的今天,重视对传统文化的保护、创新,使民族文化复活再繁荣显得尤为重要。徽州建筑符号以其独特的文化性、地域性艺术性特色决定了其在现代设计中的珍贵意义。我们在对徽州建筑符号进行提炼设计时,必须以对徽州文化的深入研究和深刻理解为前提,才能设计出真正具有生命力和创新意义的现代徽州图形形式。
6.虚拟现实技术在建筑景观设计中的运用论文 篇六
建筑能耗的增加扩大了我国的能源压力,制约着国民经济的发展。在建筑工程中采用节能技术,使用更加清洁便利的太阳能、风能,有利于提升居住质量,降低住户使用成本。
施工过程中项目经理应该协调好生产经理、技术负责人和项目工程总监的工作。其中生产经理负责协调节能生产与质量控制的关系;技术负责人对建筑工程的质量和技术全面负责;项目工程总监对建筑活动中安全文明施工负责。项目经理应该指导编制和检查节能技术方案,并且保障建筑节能方案的高效实施。材料部工作人员应该认真做好材料的入库、出库管理,并且对材料的节能效率进行抽检,检查监督施工质量,严格控制建筑施工的质量标准,严把材料的进厂检验关,确保节能材料合格。技术负责人还应该主管项目质量体系的运行,深入到施工一线中去,与施工人员同吃同住,认真收集工程技能材料。
3.2建筑门窗的节能设计
在建筑节能工程施工中,积极采用绿色低碳环保的设计方案,显著提升建筑物的节能效率。门窗既是能源得失的主要位置,又关系到采光、通风、隔声和立面造型。在房屋建筑门窗节能施工技术应用中,选择实用、经济的材料。严格控制其传热系数和隔热效果。建筑物采用百叶窗遮阳等方法,提升房屋的隔热保温性能。采用光线及空气循环天井设计,提升室内采光的效率,提升建筑区域的通透性能,并且用户可以简便调节,该方法具有较强的推广价值。厨房区域采用光线覆盖的天井设计方法,并且在屋顶种植绿色植物,起到良好的降温增湿效果。使用墙面遮阳板遮阳的设计方法,避免阳光直射屋内,配合使用景观水冷却的施工方法,提升夏季室内的降温效果。
根据自然通风的原理设置风冷系统,使建筑能够有效地利用夏季的主导风向,为夏季风的流通循环打造良好的渠道,利用自然风降温,降低电能的消耗量。建筑物应该采用适应当地气候条件的平面形式和总体布局方法,在建筑工程设计活动中,设计师应该认真进行建筑环境的考察,确定房屋朝向设计标准。门窗是节能施工技术应用的重要组成部分,也是提升建筑整体节能效果的基础,要选择实用、经济的建筑材料。外门窗是建筑房屋能耗散失最薄弱的地方,它的耗能占房屋建筑总耗能的比例最大。其中,冷风渗透为1/3,传热损失为1/3,所以在保证采光、通风、日照和景观的条件下,尽量减少房屋建筑中门窗洞口的面积,提高外门窗的气密性,提高外门窗自身的保温作用,设置“温度阻隔区”,减少冷风的渗透,减少外门窗本身的传热量。
3.3外窗和墙体表面的节能设计
采用外窗隔热的施工方法,选用6mm-12mm-6mm的LOW-E低辐射玻璃,控制太阳能量对于室内环境的影响,有效调节室内冷热能量值。在建筑工程中,使用外墙保温技术,在混凝土墙体表面加装外悬挂面砖,并且采用空气层隔断的方法,配合聚苯板保温材料的使用,体现外墙结构的保温效能。
使用复合材料,能够显著提升建筑物的节能效率。在混凝土墙体表面进行20CM厚度的1:1.4混合砂浆找平,采用聚合物改性胶黏剂粘结层对复合节能材料加固。采用30mm厚度的EPS保温板和耐碱玻璃纤维标准的网格布,对墙体进行保温施工。墙体保温系统的施工是墙体技能的关键环节,采用高质量的砖墙体材料作用于墙体的内侧和外侧,能够达到更好的节能效果。建筑绿色节能施工常用的EPS(XPS)板材,质量监督人员可以采用复验其厚度、表观密度、尺寸稳定性、抗拉强度、导热系数的方法,由监理人员对材料进行进场检查,并且建立完善的检查记录。对于建筑施工用的.硬质泡沫聚氨酯材料,除了要检查其表观密度、抗压强度和导热系数是否符合节能施工的需要,还应该对于其压缩强度进行测试,从而用于屋面建设时增加材料的吸水率。使用水泥基复合保温砂浆和胶粉EPS颗粒保温浆料,在建筑工程中做好屋面保温结构的建设工作。在保温装饰板的建设中,不仅要重视屋面外观的打造,还应该考虑保温层厚度和热阻效率的提高。使用抗裂砂浆和界面砂浆材料,提高常温状态下建筑材料的耐水拉伸粘结强度。在墙体施工中广泛使用建筑密封膏,配合PU发泡剂填充料和细石混凝土材料,提升建筑墙体的隔热保温性能。在墙体的外层使用耐碱玻璃纤维标准的网格布,配合防水涂料和细石混凝土填充。
3.4聚苯板等能材料的应用
在建筑节能的分步工程中,采用外墙外保温板粘贴的施工方法,进行房屋墙体结构的基层处理,在保温板粘贴之后进行抹面,加装饰面层。采用有网现浇的施工方法,用聚苯板钢丝网对架板进行固定,并且采用聚苯板局部找平的方法,进行抹面层的施工处理。
在墙体结构中,加入现喷硬泡聚氨酯外保温材料,打造兼顾的喷涂式硬泡聚氨酯保温层结构。屋面板块保温材料质量标准应该符合节能施工的要求,挤塑聚苯板墙体的表观密度控制为20-35kg/m?,另外,在70摄氏度以上时,聚苯板会发生变形,48小时候其尺寸变化率应该不低于2.0%,吸收率小于1.5%。加气混凝土砌块的表观密度控制为400-600kg/m?屋面保温材料的压缩强度控制方面,挤塑聚苯板墙体的压缩强度控制为大于250MPA的标准,加气混凝土砌块的压缩强度控制为大于300MPA的标准为宜。屋面保温材料的导热系数控制方面,挤塑聚苯板墙体的导热系数控制为小于0.030w/m-k,加气混凝土砌块的导热系数控制为小于0.16w/m-k.为宜。在建筑节能材料选用的过程中,施工人员应该对材料的外观进行认真检查,屋面保温材料板材表面基本平整,无严重凹凸不平的现象。发现材料有明显质量缺陷的,应该及时报请工程项目负责人处理。
4结语
在建筑工程施工中贯彻节约能源的理念,运用节能施工技术时,应重视节能建造材料的选择,考虑资源的合理使用和处置。对于建筑工程留下的边角废料,及时地进行回收,集中进行处理建筑垃圾,避免污染环境。在满足用户居住舒适性要求的前提下,整体应用隔热保温的新型墙体材料,选用高能效比的采暖空调设备,从而达到节约能源、减少能耗、提高能源利用效率的目的。
参考文献
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7.虚拟现实技术在建筑景观设计中的运用论文 篇七
电气设计不仅是工程设计中不可或缺的一环, 还是保证电力系统正常运行的重要步骤, 它直接关系着建筑行业的生存与发展。随着社会经济的不断发展, 人们的各项需求增多, 虽然为建筑业的发展提供了一定的机遇, 但是, 也导致了能源短缺情况的出现。所以为了节约能源, 稳定企业的发展, 建筑行业采取了一些节能措施, 并将其应用到建筑电气设计当中来减少能源消耗量, 以起到节能的目的。如何将现阶段电气设计中出现的问题予以优化, 降低能源的消耗, 是建筑行业应该首先要思考的问题。
1 节能技术在建筑电气设计中的意义
能源在国家的生存和发展过程中起了相当重要的作用, 它是提高人民生活水平的重要条件之一。在国民经济逐步发展, 建筑行业也得到了长足发展, 因而使能源的消耗愈加严重, 导致我国的能源短缺现象越来越突出, 使国内经济发展受到了一定的阻碍。因此, 在建筑工程中, 要加强建筑电气中节能技术的使用, 扩大节能技术使用的范围, 以减少能源的消耗, 进而达到加快我国经济发展、提高人民生活水平的目的。
2 当前建筑电气设计中节能技术的现状分析
建筑电气设计是工程项目建设中的重要组成部分, 然而, 近年来, 人们对电气的需求呈逐年上升的趋势, 而大多数的设计人员始终没有注重电气设计中所涉及的各项标准, 从而引发电气安装不清、电气设计不能满足国家标准等现象, 甚至有盲目用电的情况出现。
上述原因的出现, 主要是因为设计人员只考虑到用户的用电需求, 没有将节能意识融入到建筑电气设计之中, 这样不仅增加了能源的消耗量, 也为建筑工程的安全埋下了隐患。除此之外, 在我国, 普遍存在不重视能源短缺情况的现象, 不论是企业还是个人, 都没有节约能源的意识, 政府也没有出台相应的政策和宣传节能的重要性, 进而导致了我国民众节能意识淡薄, 造成能源浪费严重。
现阶段, 我国有些地区还采取限电措施, 即在用电高峰时期采用停电措施来环节电能供应压力, 而这样一来给人们的日常生活带来了极大的不便, 由此, 建筑电气设计人员要特别注意电气节能设计, 并采取有效措施, 保证电气设备正常、安全运行, 推动节能技术的发展。
3 建筑电气设计中节能技术需要遵守的原则
(1) 功能性原则。对于一项建筑工程来说, 首先要满足的就是建筑本身功能, 例如:用电安全, 舒适性等方面。因此在建筑工程中要先满足其照明需要, 确保涉及到的相关数据符合建筑的使用标准;而建筑的内部空间温度以及风量都要达到舒适性能要求;建筑内的楼梯、走道路线要保证最优设计;较为特殊的场所则需要满足场所内部建筑结构, 例如:运动场、饭店等专用场所要安装电力管理系统;
(2) 经济性原则。建筑中电气节能装置的设计要与企业自身的发展相统一, 避免出现过分追求高标准节能技术的使用而忽视工程成本预算, 给建筑企业增加了过多的压力。因此, 在电气设计过程中, 设计人员要从多方面进行考虑, 在不超出工程成本预算的前提下选择节能材料, 以保证电气工程的施工质量, 提高电气工程的施工效率, 减少后期电气设备维修的费用支出;
(3) 降低损耗原则。建筑设计过程中需要对建筑里的每一环节进行了解, 以便于在实际施工中能够准确的找到建筑中各项电气设备, 并且还要对其功用进行了解, 然后将这些电器设备中过多以及重复性的环节进行删减, 达到降低能源损耗的目的。
4 建筑电气设计中的节能技术措施
4.1 暖通空调的节能设计
在现代设计中, 由于不能合理运用自动化控制, 使得暖通空调的能源浪费现象尤为严重, 其在能源消耗中占据的比例非常高。因此, 控制建筑工程中的暖通空调的能源消耗对电气节能有重要意义。在暖通空调节设计中, 暖通空调设计师要和弱电工程师进行交流, 优化暖通空调的接口处, 以达到电气节能的目的。除此之外, 在空调接口处要导入弱电传感器, 便于检测暖通空调的风速和温度等数据, 进行实时监控时要借助智能化的接口对空调进行控制, 从而节省电能。暖通空调的接口可以设计独立的通信控制口按季节对暖风空调实行调节, 对变风量和变流量系统进行优化设计, 控制暖通空调的风量, 并对机电设备采取汽艇的措施, 从而节约能源。
4.2 照明系统的节能设计
在建筑工程中照明系统会消耗大量的电能并且涉及面较广, 因此可以对照明系统中进行节能设计, 主要从以下几方面考虑:
(1) 采用高效光源。白炽灯虽然具有价格便宜、易拆卸等优点, 但是其发光率过低、不节能, 因此尽量不要选用白炽灯作为照明工具。因此在建筑电气设计过程中, 要减少白炽灯的使用, 推广细管径的荧光灯或者紧凑型的荧光灯在照明系统中的使用;要加强推广使用高效的LED灯。
(2) 采用高效节能灯。建筑设计过程中, 满足眩光以及配光要求下, 要采用效率高的灯具。其中荧光灯效率标准为:开敞式大于或等于75﹪;透明保护罩大于或等于65﹪;磨砂类的保护罩大于或等于55﹪;格栅大于或等于60﹪, 因此, 灯具的选择要根据建筑场所的不同采用合理的灯具。
(3) 照明节能控制。走廊、楼梯间、地下车库等公共区域, 照明系统采取分区、定时、感应照度调节等节能控制措施。
(4) 合理选用节能型电气设备。选用三相配电变压器能效等级满足现行国家标准《三相配电变压器能效限定值及节能评价值》的节能评价值要求;水泵、风机等设备及其他电气装置能效等级达到节能评价值要求。
(5) 设备节能控制。选用电梯和自动扶梯设置电梯时, 应具有集选控制、闲时停梯操作、灯光和风扇自动控制等节能控制措施;当2台及以上的电梯集中布置时, 应具有按规定程序集中调控的群控功能;地下车库设置与排风设备联动的CO浓度监测装置。
5 结束语
纵观全文, 资源短缺问题已经不仅仅是某一国家的问题, 而是全世界的问题。建筑行业作为一个能源消耗大的行业, 其快速发展势必会进一步加大能源消耗的程度, 在一定程度上阻碍了我国经济的建设和发展。因此, 建筑行业需要加大电气设计中节能技术的应用, 采买新型节能设备, 增加智能化的节能系统的使用等措施来提高电网功率水平, 达到节约电能的目的。除此之外, 电气设计人员要具备高超的专业技能, 并且相关的部门单位也要加大宣传力度, 让社会群众树立起节能意识, 在节约资源的同时推动电气节能技术的不断发展。
摘要:目前, 我国能源短缺问题日益严重, 其中属建筑行业能源消耗较多, 因此现有的能源已经远不能满足建筑行业的需求, 使得建筑行业的发展受到一定的威胁。为了让建筑行业持续稳定的发展, 需要提高建筑行业的节能意识, 以减少能源的消耗, 同时还要将节能技术应用到建筑建筑电气设计之中, 这样不但可以减少能源的损耗, 还能够确保电气设备正常运行, 并且在一定程度上还缓解了能源短缺的现状, 促进了建筑行业持续稳定的发展。本文简要阐述了节能技术对建筑电气设计的意义, 对建筑电气设计中节能技术现状进行分析, 并提出了相应的措施, 希望对日后节能技术的应用提供理论依据。
关键词:建筑行业,电气设计,节能技术,措施
参考文献
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8.虚拟现实技术在建筑景观设计中的运用论文 篇八
关键词 虚拟现实技术;建筑装饰教学;实验室
中图分类号:G712 文献标识码:B
文章编号:1671-489X(2015)22-0145-02
随着社会经济的迅猛发展,城镇化进程不断加快,建筑装饰行业也得到飞速发展,人们对建筑装饰提出更好的要求。但与之相对的是我国建筑装饰行业起步较晚,技术力量薄弱,无法满足人们日益增长的需要。虚拟现实技术在建筑装饰教学中的应用破解了我国建筑装饰教学的尴尬现状,适应了社会发展的需要。
1 虚拟现实技术概述
虚拟现实简称VR,又称虚拟实境或灵境,是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机系统。它利用计算机技术生成一个逼真的虚拟环境,可以使用户通过各种交互设备产生身临其境的感觉,具有多感知性、存在感、交互性、自主性等重要特征。虚拟现实技术并不是一项单一的技术,而是多种技术综合后产生的,其核心的关键技术主要有动态环境建模技术、立体显示和传感器技术、系统开发工具应用技术、实时三维图形生成技术、系统集成技术等五大项。
世界上最早关于虚拟现实的描述是由小说家Stanley G.Weinbaum于1935年在自己的小说中以一款虚拟现实的眼镜为基础,包括视觉、嗅觉、触觉等全方位沉浸式体验的虚拟现实概念;1962年,美国开发研制出一部名为Sensorama的虚拟现实原形机并将之应用到空军中进行模拟飞行训练,使虚拟现实技术成为现实。之后的20多年,许多科学家开始对虚拟现实技术进行研究,但从研究成果上看,仅限于相关的技术研究,研究领域主要集中于工业设计制造、军事航天的模拟训练等行业。直到1994年,日本游戏公司Sega和任天堂分别针对游戏产业而推出Sega VR-1和Virtual Boy,为虚拟现实技术的应用打开一扇门。但是该项技术设备成本高,并没有在大范围内得到普及。同世界欧美等发达国家相比,我国的虚拟现实技术起步较晚,技术还不够成熟,但也取得一定的成果。如武汉大学采用VR技术建设了虚拟现实实验室,成功研制了多项数码三维系统。
2 建筑装饰教学中存在的问题
开展建筑装饰教学是为社会培养专业的建筑装饰施工人员和技术管理人员,毕业生主要从事装饰装修等操作工作和装饰装修工程施工、质量控制、材料检验、编制概预算等基层管理工作。它要求学生从建筑的实际出发,但由于受到教学条件的限制,教师多是利用铅笔、尺子等工具来画出施工图纸,或是运用多媒体手段展现图片资料,通过多种方式让学生积累一定的感性认识,进而让学生发挥想象力,描述身临其境时的感受,从而总结出不同空间组合的特殊性。這种方法无法使学生亲自进入空间,因此也无法使学生能够更加直观地掌握和理解相关知识,无法提升想象力和创造力,不能将所学知识灵活地应用到现实生活中。
建筑装饰是一门复杂的学科,在传统的建筑装饰教学中,教师常运用平面图、剖面图、立面图等二维图形,形成一些规定的符号来表示三维的立体建筑,用比较抽象的图形和直观的语言来描述复杂的建筑物场景,以传递大量的建筑物信息。由于学生的知识结构和理解能力的差异,导致对教师传递的信息有着不同的理解。审美能力较高的学生能够准确理解与领会建筑装饰所蕴含的深层次文化内蕴,而审美能力较差的学生领会的知识与教师描绘的意义相距甚远,往往会影响学生创造性的发挥,影响师生之间或学习伙伴之间的信息沟通与交流。
建筑装饰课程内容丰富,知识点繁多。在传统的建筑装饰教学中,教师总是把大量的装饰构件、装饰与装修的设计方法等信息以填鸭式的教学方式传授给学生,学生处于一个被动接受的状态,觉得枯燥、乏味。当需要亲自设计作品的时候,很多学生感觉无从下手,在设计的过程中会遇到多种问题,而教师又无法对学生设计的过程进行全程跟踪,学生思维混乱,从而使作品出现错误,为作品留下遗憾。
3 虚拟现实技术在建筑装饰教学中的应用
通过虚拟现实技术提高学生对空间尺度、空间形态的感性认识 建筑装饰要求学生具有良好的空间尺度和空间形态的把握能力和想象能力,建筑装饰教学的目的在于培养学生对空间形态的观察、认识、感受和组合的能力,掌握和运用单个空间的组成方法和多个空间的组合方法去创造符合功能要求和具有一定魅力的室内外空间形态,为进一步学习打下坚实的基础。传统教学中受多种条件的限制,教师只能在课堂上通过二维的施工图纸向学生解释设计意图,无法使学生发现问题和解决问题的能力得到提高。如在对某建筑装饰设计作品进行介绍与讲解的时候,教师会向学生介绍该建筑的设计背景,并通过展示图片和视频的方式希望学生理解设计意图,并从中学到知识。但事实上图片和视频都属于二维图像,学生对该建筑的结构停留在表面的装饰设计上,对内部比例及设计者的设计意图没有更深层次的理解。运用虚拟现实技术对该建筑装饰进行模拟,就可使学生亲自进入建筑设计内部,面对面地感受该建筑。学生通过近距离观察该建筑,然后与设计图纸进行对照,可以大大提高对相关知识的认知,从而优化教学效果。
虚拟现实技术的应用成功实现了信息的可视化,使学生在实验室里通过虚拟环境就能得到项目运行全过程的实践操作,有利于启发学生思维,挖掘学生的想象力和创造力,使学生的各种能力都能实现提高。不仅如此,虚拟现实技术还可以模拟不能够在真实世界中进行操作的事物,使学生在设计阶段就能够对节能、紧急疏散、日照甚至施工等进行环境模拟,学到如何实现成本控制。同时能对项目后期运营阶段模拟日常紧急情况的处理,如地震模拟逃生等。
通过虚拟现实技术的临场感改进师生教学沟通 建筑装饰设计作品是考查学生学习成果的重要标准。传统教学过程中,教师先是为学生提供大量资料,让学生积累一定的感性认识后,评价作品的好坏,进而形成自己的设计准则,之后要求学生根据自身的知识和能力水平来创作设计作品。学生由于经验不足,在设计时对空间和尺度的把握不够到位,导致在设计时可能会犯一些错误,中途很难中止并修改方案;在经过教师的指导之后,学生发现错误并需要在图纸上进行修改,耗费较多的时间。虚拟现实技术通过三维空间的营造,为学生提供了更为快捷、直观的方式,使学生能更好地表达方案,在发现问题后能够及时进行修改,提高了设计作品的积极性和主动性,与教师的沟通、交流更加便捷,适应了建筑装饰的现状。
虚拟现实技术的应用为学生学习创设必要的自主探究的虚拟空间,激发学生的好奇心和求知欲,使学生学到如何提升项目生产效率、提高建筑质量、缩短工期、降低建造成本。同时也有利于学校开展工程管理类人才培养模式的创新与研究,不断提高人才培养水平及人才质量。
4 结语
综上所述,虚拟现实技术具备的多项功能,具有传统教学手段无法实现的优越性,为建筑装饰教学提供了一种全新的方法,对于培养学生的空间感,提高学生发现问题和解决问题的能力有着巨大意义。■
参考文献
[1]邹明,王忠雅.虚拟现实技术在建筑与规划设计中的应用[J].大连轻工业学院学报,2006(1).
[2]文铮.虚拟现实技术在景观设计教学中的应用前景[J].中外建筑,2006(5).
9.虚拟现实技术在建筑景观设计中的运用论文 篇九
摘要:以车门为例,采用三维激光扫描方式提取三维数据信息及进行数据化预处理,用UG软件实现模型重建,并对其中的关键技术作进一步的分析与研究。实践证明,基于逆向工程技术的产品重构可提高产品的研发速度,缩短产品上市的周期。
关键词:逆向工程;车门;数字化处理;UG软件;三维重建
1前言
传统的产品设计是从概念设计到产生工程图纸,通过工程图纸指导加工制造出产品,它是一个正向或顺向的设计过程。而逆向工程是相对于传统的产品设计流程提出的,它是先有实物模型(产品原型或油泥模型),通过相关的数字化技术采集到实物表面的点云数据,经过相关逆向软件处理后导入三维几何造型软件建立CAD数字模型,然后根据CAD模型仿造出相同的实物产品或在原有设计基础上制作出功能相近,但又不完全一样的新产品。随着计算机技术在制造领域的广泛应用,逆向工程技术在航天、汽车、电子产品、工艺品行业及医学等方面得到了较大程度的应用,特别适合具有复杂形状的零部件产品设计,它在提高产品设计的精度、修复还原损坏或磨损零件、检测产品、缩短新产品设计周期、加快产品的更新换代速度及减少企业设计开发新产品的成本等方面起到了举足轻重的作用。逆向工程技术被企业接受已有近十年左右的时间,历史虽短,但是它具有广阔的应用前景和抢占市场先机的优势,特别是对提高企业产品竞争力方面具有巨大的推动作用,已经引起了国内外众多企业的关注和应用。在产品开发过程中,逆向工程技术常被企业认为是消化、吸收先进技术的重要方法之一,是企业推进自身快速发展的一条捷径,更是企业实现新产品快速开发并迅速推向市场的一种技术手段。本文以某企业项目中的车门零件开发为例,通过对其产品原型进行数据采集、预处理、CAD模型重建及优化设计,详细分析了逆向工程在产品设计中的应用。
2数据采集与预处理
2.1数据采集
在逆向工程技术设计时,需要从样件中提取三维数据信息。样件表面的空间数据采集是逆向工程中的重要阶段,它是用一定的设备对样件进行测量来获取物体的空间表面数据,目前常用的采集方法主要分为接触式测量和非接触式测量两种。其中,接触式测量常用的设备有三坐标测量机和机械手等,主要依靠测头与模型表面相接触进行扫描获取零件的表面数据,其测量精度高、成本低,缺点是测量速度慢,接触扫描过程中因摩擦力和弹性变形的存在易引起模型产生变形从而导致测量误差,对细微部分的测量也受到限制,因此适合扫描材质为硬质且形状较为简单、容易定位的物体。非接触式测量方法有激光扫描、照片扫描和断层扫描,其中激光测量速度快、精度高,不会产生由测量摩擦力和接触压力造成的测量误差,获得的点云信息量大,精度高,能最大限度地反映被测表面的真实形状,适用于各种软硬材料的各种复杂曲面模型的三维高速测量。本文采用GOM公司生产的ATOS光学扫描仪来进行扫描,该系统采用的是结构光投影测量法,它被认为是目前三维形状测量中最好的方法之一。它拥有扫描速度较快,对于大曲面的扫描精度较高。由于测量设备有一定的测量范围限制,数据采集过程中不可能通过一次定位获取待测模型所有表面的数据点信息,必须经过仔细分析选择尽可能少的装夹次数进行装夹,分块测量。由于扫描是采用光学原理,为了反光,扫描前在可在模型表面均匀喷涂一层显影剂,并在平缓的样件表上上粘贴上参考点。参考点的布置应保证被测物转到任意角度后系统在此位置上能找到多于4个以上的参照点,保证测量系统在任意位置随机扫描时各次所扫得的数据能重合成一整体,保证测量坐标系的准确定位及分部分扫描的合并数据能构成整个样件的数值模型。对于大件物体,结合GOM公司的TRITOP照相技术,能够轻易扫描完整的零件表面。
2.2数据预处理
Imageware和Geomagic是著名的专用逆向工程软件,其中Imageware软件具有强大的点云处理和NURBS曲面重构功能,被广泛应用于汽车、航空和消费家电等领域,Geomagic软件具有NURBS曲面重构功能,人工参与较少,主要应用于玩具和工艺品等领域。根据软件的特点,本文选择Imageware软件对点云数据进行处理,具体步骤如下:
(1)首先导入由扫描仪处理后的数据。合并点云,删除多余点云,删除零件体外的杂点。
(2)本次扫描是车门内外板一起进行扫描,所以需要对点云进行分割。其中内板、外板的点云需分开单独进行存放,方便后续的模型重构。
(3)由于整个扫描数据是由一张张图像拼接而成,且在扫描过程中不可避免受到振动、镜面反射或零件粗糙的表面等因素的影响,测量中会产生数据噪声,噪声不仅会增加曲率或法矢的估算误差,影响数据分块,而且还会破坏曲面模型的光顺性,需对点云进行数据除噪。
(4)降噪后的点云有可能存在大量的冗余数据,过密的点云不但存在计算工作量大,而且可能影响其光顺性。因此,在曲面造型前需要按一定要求进行数据采样,减少测量点的`数量,以便后续建模的需要。
3实体造型重构和检查
3.1实体造型重构
实体造型重构是逆向工程的最关键、最复杂的环节,因为后续的产品加工制造、快速成型与虚拟仿真都需要CAD模型的支持。实体造型重构不仅需要设计师能熟练应用软件,还要尽可能地了解到原有产品的设计思想,分析模型的类型、品质与建模思路。好的逆向设计,需要对产品有足够的理解,需要了解零件及零件特征的使用功能、判断零件是否存在变形等多方面因素。比如,零件在焊接成总成后,原来是平面的地方会变形为曲面,因此就需要多方面评估此处是按照曲面构建还是按照平面构建。这样做出的逆向模型,才能符合原设计者的设计意图。在逆向设计时,首先了解其曲面是自由或初等解析曲面(如平面、圆柱面或圆锥面等),对自由曲面考虑具有方便调整曲线和曲面的模块,对初等解析曲面件则考虑直接利用旋转、拉伸、扫描、混合等简单的建模命令完成。其次了解样件曲面是A级曲面(如汽车、摩托车的车身外表件)、B级曲面(不重要的表面,比如汽车的内饰件表面)或其他要求更低的曲面,对于A级曲面考虑对曲面调整的同时动态更新检测结果。最后结合样件的特点选择合理的建模方法,必要时再进行改进实现创新设计,工作中尽可能地做到提高建模的质量与效率。常用的实体建模软件有Pro/E、UG、CATIA等,本案例主要采用UG软件创建三维实体造型。打开UG软件,选择“导入”――“STL”,将之前处理好的STL文件导入UG软件,使用软件中的“建模”模块进行逆向设计,可以方便而快速地创建曲面和特征。首先重构特征线并调整其光顺度,通过“扫掠”和“网格曲面”构建出产品的大体外观轮廓,其次构建细部特征,比如窗框等,最后进行适当的倒圆、裁剪,并将曲面进行加厚和实体化,得到车门零件的实体造型.
3.2模型检查
车门的造型曲面是由点云数据经过曲线提取、曲面构建、特征构建等逐步完成的,在各步骤中不可避免的会产生一些误差。所以利用点云分析功能,将最终逆向而得的产品表面与点云数据进行比较是很有必要的。通过云图将偏差显示出来,可直观地看到三维模型与点云之间的差别,如图5所示,最后由设计师根据设计经验并结合产品的特性,针对误差较大的区域进行分析,决定是否有必要进行修正和优化。
4结语
本文通过ATOS扫描仪对车门零件进行数据采集,利用Im-ageware软件对所获取的表面点云数据进行降噪和压缩处理,并利用UG软件强大的曲面造型和特征设计功能完成实体建模,整个设计过程需要多种设备和多种软件配合完成,软件集成化程度低,需要大量的人机交互工作,专业性很强,因此提高软件的智能化水平是今后逆向工程的一个发展趋势。其次,逆向工程技术与设计师的经验与水平有着密切的关系,但由于其蕴含着对已有科学、技术的继承和应用的借鉴,所设计的产品具有起点高、周期短、成效快、成本低等的优势。因此,在市场经济竞争机制日益激烈的未来,逆向工程将在制造业中必将得到更广泛的应用。
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10.虚拟现实技术在建筑景观设计中的运用论文 篇十
当it作形式主语,后面用形容词作表语,即在it is + adj.这样的句型中,当描述主语的表语形容词是advisable,critical,crucial,desirable,essential,imperative,important,incredible,inevitable,necessary,recommend,strange,urgent等形容词时,主语从句的谓语动词多用虚拟语气,如果是现在时,谓语动词用should/would +动词原形(should/would经常省略);如果是过去时,则用should/would + have done的形式。
It was inevitable that this primacy should have narrowed as other countries grew richer. Just as inevitably,the retreat from predominance proved painful.
这是一个含有主语从句的`复合句。句首的It是形式主语,真正主语是that从句,该主语从句使用了虚拟语气should+完成时。( TEXT1)参考译文:随着其他国家日益富裕,美国的这一优势地位逐渐下降是不可避免的。惟其不可避免,从优势地位上退出愈发痛苦不堪。
11.虚拟现实技术在建筑景观设计中的运用论文 篇十一
【关键词】 虚拟化技术 IP城域网 虚拟交换机 优化
为了能够更好的适应业务发展的需要,顺应社会发展的潮流,中国电信、中国联通、中国移动以及有线网络,每年都在对宽带IP城域网不断的进行扩容建设。而当前,随着虚拟化技术的发展,对于大容量的虚拟交换机产品已经相对成熟,并且在IP城域网中也逐渐得到了应用。
一、IP城域网的现状
1、核心路由层。IP城域网核心路由层主要负责的是高速转发城域网的各类进出流量,出口路由器分别与公用IP骨干网以及专用IP骨干网互联,公用IP骨干网主要是用于承载一般的互联网流量,而专用IP骨干网主要是用于承载运营商自有业务的流量,比如VPN、3G中继电路等等。另外,根据传输资源以及业务规模等各方面的情况,部分节点也设置了汇接路由器,从而对城域网的流量分片区的进行汇聚。
2、业务控制层。①业务控制层主要是用于实现对用户及流量的控制和管理,由SR以及BRAS组成,从而覆盖到主要的汇聚节点,以便能够给用户提供更好的业务控制能力和业务提供能力。②各地市根据业务片区,部署了大容量的BRAS,从而给用户量的快速增长提供了更多的保障,并且支持精确化的绑定功能。③现网的ME60-X16/8系列和7750BAS(采用IOM3),两者都能够作为综合承载的多业务网关MSE来使用。④用于专门承载IPTV、VPN专线以及封闭类自营性业务的BRAS。⑤用于专门承载IPTV、VPN专线以及封闭类自营性业务的SR。
3、宽带接入层。宽带接入层包含很多中接入方式,比如LAN、xDSL、GPON、EPON等,从而形成了一个覆盖广泛、接入方式多样化的宽带接入网。当前,大型城域网的POP点结构基本包括3种类型:①PPPOE上网类流量和专线VPN类流量分离,BRAS同时接入PPPOE类流量和专线VPN类流量,通过不同的端口或链路捆绑组,从而实现流量分离。②三类城域网汇聚局(汇聚交换机组网角色),A类汇聚交换机完全偏平化直连BRAS/SR;B类PPPOE链路扁平化,VPN专线有通过A类SW转接的主用或者备用链路;C类JSW二级汇聚。③三类POP点组网模型,PPPOE类流量和专线VPN类流量,能够基本的实现两类流量的双通道备份和保护。
二、IP城域网中存在的问题
1、网络结构不合理,设备功能定位不清晰。网络功能的层次模糊,二三层网络重叠在一起,BRAS旁挂三层交换机,从而导致网络结构的复杂化,使业务的开展增加了很大的难度。另外,由于以太接入网络所汇聚的层次过多,囿于802.1Q协议固有的4096个VLAN ID的限制,从而使相应的VLAN区分和识别无法实现,最终导致其城域网无法提供差异化的服务。
2、设备功能和性能不足。对于现有的实现业务,所提供的三层交换机其功能较差,从而无法提供差异化业务所需的差分转发和复杂的接入控制,还不支持MPLS、组播等功能。使交换机的三层转发机制和性能成为了网络发展的瓶颈。
3、缺乏业务几种接入和控制。除了宽带拨号接入业务是由BRAS来集中控制以外,其他的专线接入点比较分散,一般都是就近接入二三层交换机,其业务控制的能力比较薄弱,不方便对其进行管理和业务的提供。
三、虚拟化技术在IP城域网优化中的应用
1、引入“虚拟汇聚层”。新增两个交换机框虚拟成一台逻辑主机,从而作为城域网的虚拟汇聚层,使用高宽带端口上联业务控制层设备。通过虚拟汇聚层的统一汇接、调度以及收敛接入流量,从而能够有效的简化业务控制层的接入复杂性。
2、业务控制层的规划。①组网接口逻辑化:将BRAS下联端口进行逻辑化标识,能够屏蔽物理接口的变动对于业务层的影响,有效减少链路变动对于资源和业务开通系统的影响,从而提高网络管理和业务开通的便捷性。②汇聚层提供跨机框的保护:业务控制层同设备和不同设备之间提供不同的捆绑组间的业务备份和分流,从而能够是汇聚层能够提供跨机框的保护。
3、接入汇聚局规划。部分局点取消设置接入汇聚交换机,OLT等接入设备可以通过多链路分别与虚拟交换机的不同机框对接做链路捆绑,其他业务直接接入虚拟汇聚交换机。
三、结语
对于当前IP城域网中存在的问题,从而提出了引入“虚拟汇聚层”的网络结构,能够有效的解决IP城域网中出现的问题,也就是说,虚拟化技术能够有效的促进IP城域网的发展。
参 考 文 献
[1]周振勇. 虚拟化技术在IP城域网优化中的应用研究[J]. 现代电信科技,2013,04:57-60.
12.虚拟现实技术在建筑景观设计中的运用论文 篇十二
关键词:太阳能,建筑设计,能源
0 引言
能源是人类发展过程中不可缺少的部分, 其中石油, 煤炭等不可再生资源更是我国日常生产与人们生活中的基础能源, 但是, 随着人类社会的发展, 这些能源的消耗量会越来越大, 因此, 找到能够代替它们的新能源, 是目前我国相关工作人员工作中的重点。太阳能作为一种新型的可再生能源, 已经在我国有了广泛的应用和推广。应用在建筑上的太阳能技术可分为三大项目:第一项是太阳能光电板在建筑物上之利用。第二项是太阳热能在建筑上之利用。第三项为太阳光在建筑上之利用。本文对太阳能光电系统的构成作整理, 并对太阳能光电系统在建筑上应用的形式做一整理。
1 太阳能发电系统在建筑上之利用
太阳能光电系统依其系统组成和负荷种类可做如下的分类:市电并联型系统及独立型系统, 而市电并联型又可区分有回购电及无回购电, 而独立型系统又可区分为专用负荷 (如交通标志、街路灯等) 及一般负荷。
1.1 独立型系统
独立型系统是一种仅以太阳电池作为电源, 供应负荷耗电的系统。白天太阳能电池所发的电供给一般负载或家电使用, 如有多余的电力则储存在蓄电池内, 以作为夜间照明或电器等的电源使用, 所以其限制性须配合蓄电池使用。此外, 亦有仅在白天利用太阳电池直接驱动的形式, 其不与公共电力网衔接, 较大的独立系统通常与柴油发电机或水利涡轮机结合。
1.2 市电并联型系统
市电并联型系统是一种白天利用太阳电池所产生之电力供应设施负担, 雨天或夜间则由并联的商用系统经由变流器 (通常是与当地的电力网衔接) 获取电力的系统。当太阳电池发出的电多于设施内负荷所需的消费电力时, 可将剩余电力流回商用系统者称之为“有逆潮流 (回送电力) ”, 反之, 若在设施内负荷即耗用完的系统则称为“无逆潮流”。此为较具经济性的使用方式, 现今世界各国都在向此目标推动。
2 建材一体型太阳电池模板
所谓建材一体型太阳光电系统 (BIPV) 乃是开发具有建材功能之太阳光电模板 (PVmodule) , 然后以建筑设计手法将太阳能光电模板导入建筑物本体, 让BIPV的系统组件不止可以发电并且也是建筑外壳的一部分。因此BIPV是一种可反映风土气候之被动式 (passive) 绿色建筑设计手法, 其不仅具有发电及储能的经济效益, 更可进而替代既有建材, 降低初制成本, 并且结合遮阳处理、采光照明等设计手法, 以获得建筑节能效益。
太阳能光电板作为建筑面材或构材的一部分, 亦给予建筑物更深一层的定义, 即使建筑物活化、有机化。建筑物从传统的“被动式”构架走向“主动式”的格局, 建筑物的外表不仅是作为外壳, 亦有发电、储热等其他主动功能。BIPV在建筑物中, 主要应用在屋顶 (设置于屋顶上或直接作为屋顶之构材) 、外墙 (双层墙或直接作为外墙构材) 、遮阳板 (取代传统做法, 以太阳能光电板作为遮阳板) 。
3 太阳热能在建筑上之利用
太阳能热水系统的构造主要是由集热器、储水桶、管路和控制系统等四部分构成。
3.1 集热器
集热器为太阳能热水系统的心脏, 主要功能是将太阳能辐射能转换成热能, 再传给循环工作流体。太阳光穿过透明面盖到达吸收板, 经板面之特殊处理转换成热能由吸收管内之流体带出。整个吸收板、吸收管以及面盖以外框固定, 而中间填塞隔热材料以防止热损失。面盖的作用为防止对流热损失并可保护吸收板, 多使用高强度高透射率强化玻璃制成。吸收板一般的材料为铜板、铝板或不锈钢板, 也有使用有机聚合体制成者。另一种最近较为流行的集热装置为真空管集热器, 其基本构造为内外双层玻璃管套, 中间为真空层, 外层玻璃为透明, 内层玻璃镀有深色吸收膜, 太阳辐射光波经由外层玻璃进入, 经过真空层, 被吸收膜吸收进入内层玻璃管中, 并加热其中流通的热水, 而镀膜与真空层皆具有阻断热能散失的功能, 其所得到的热水温度比上述的板管式高, 所以适合高纬度的北部地区及高山地区使用。
3.2 储水桶
因太阳光并非随时稳定照射, 由集热器流出之热水需暂时储存, 以供使用需要。一般储水槽多用不锈钢桶加一层或数层绝热材料而成, 在正常情况下, 可保持水温一天下降3℃以内。储水槽可分立式、卧式两种, 其结构大致相同, 都是内外各一层水桶, 中间填塞隔热材料保温。一般而言, 直立效果较佳, 但市面上多使用卧式, 因结构上较易固定, 外表较美观, 且不占空间, 为减少冷热水之混合, 储水储内亦有种种设计, 如分层隔板, 进水挡板及进水喷管。
3.3 管路
管路的配置依不同装设环境、系统及需求而异, 一般用户如另装有瓦斯热水器, 可将太阳能热水器与其串联, 亦即以太阳能热水器之热水出口接于瓦斯热水器之冷水入口, 如果太阳能热水器出水温度够高, 则可直接使用, 如果水温不够, 可当成预热设备, 再经瓦斯热水器加热, 亦能节省部分燃料费。小型太阳能热水器的管路材质有镀锌钢管、不锈钢管、PB管、铜管。较常用的为铜管与PB管。集热器与储水槽之间的管路与往浴室之管路必须要有保温, 且须要有外覆材。
3.4 控制系统
控制系统包括温度控制及时间控制, 可依所选定时间控制储水槽内水温。大部分家用太阳能热水器如单独使用时, 都装有辅助电热器, 可在日射量不足时, 辅助加热达到所需温度。在大型强制式热水系统之储水桶与集热器间装有温差控制器, 如果温度差达到一定值, 将自动启动泵并将储水桶内较冷水打至集热器吸收太阳辐射能加热。
4 太阳光源在建筑物上的利用
4.1 无热量照明
利用设置于室外的集光机, 可不受方位限制的采光。并使用单透镜“色相差”技术来隔离太阳光中的紫外线、红外线, 获取无热量的照明。
4.2 自动追踪系统
利用自动追踪系统感应太阳方位, 以双轴马达驱动集光透镜动态捕捉太阳方向。阳光直射时, 以传感器捕捉太阳;云遮日时, 以程序计算太阳运行轨迹追踪之。
4.3 光纤传送太阳光
透过高性能透镜将太阳光能浓缩一万倍, 再将光纤入口端部对准集光透镜焦点。进入光纤内的太阳光以连续反射方式前进, 再由出口端将光线释放出来。以玻璃石英所制成的光纤可以有效率地传递可见光。针对各个空间死角, 光纤可随意弯曲将太阳光带到每一个需要照明的角落。
4.4 运转及维护均节约能源之照明系统
本系统运转仅耗双轴马达之电能, 可加装太阳能光电板作为驱动能源。系统其他部分均无需消耗能源, 故可说是名符其实“绿色”的照明系统。
5 结语
目前建筑物设计的趋势, 已从传统的“被动式”节能手法, 趋向采用“主动式”的节能设备。这种积极的态度, 除了受能源日趋短缺, 减少“碳”排放维护自然环境等观念影响外, 亦受再生能源或绿色能源技术开发成功之鼓舞。利用绿色能源先进技术, 来改善建筑物的物理环境, 达成建筑物节能减碳的目的。
参考文献
[1]王篧.太阳能技术在建筑上的应用研究[D].西安:西安科技大学, 2010.
[2]王启镔, 宋蕾, 李萍, 等.建筑设计中太阳能技术的综合利用[A].全国暖通空调制冷2010年学术年会资料集[C].2010.
13.虚拟现实技术在建筑景观设计中的运用论文 篇十三
关键词:民用建筑设计; 建筑防火设计; 应用;
1 引言
随着社会经济发展和人们生活水平的提高, 居民对建筑的防火技术要求越来越高, 特别民用建筑一般具有楼层高、占地面积广、人口密度大等特点, 一旦发生火灾, 火势会迅速蔓延, 对居民生命财产安全构成威胁的同时, 还会造成巨大的经济损失.引起民用建筑火灾的因素较多, 而控制民用建筑火灾发生的一个重要手段就是做好防火设计, 采取合理有效的防火技术和措施, 以提高民用建筑的防火能力, 可见加强对建筑防火技术在民用建筑中的应用是极为必要的.
2 民用建筑发生火灾的特点
目前, 我国民用建筑发生火灾的特点主要表现在以下几点:
14.虚拟现实技术在建筑景观设计中的运用论文 篇十四
一、虚拟现实技术优点
虚拟现实是将用户和计算机视为一个整体,通过各种直观的工具将信息进行可视化,形成一个逼真的环境,用户直接置身于这种三维信息空间中自由地使用各种信息,并由此控制计算机。对于传统的多媒体教学,虽然能通过声音、图像吸引小学生的眼球,提高兴趣,但这种平板的多媒体素材很难给没有数学概念的低年级学生提供直观的感受。采用虚拟现实技术,通过计算机及其相关软硬件生成一个虚拟世界,将低年级学生置身于这个虚拟世界,学生犹如亲身去经历,从而将自己遇到的数学问题一一解决,让孩子更深刻地认识到数学源于生活。
随着虚拟现实技术的日益成熟和虚拟现实产品的普及,普通学校配备虚拟现实设备已经不是什么难事。最简单的虚拟现实系统只要两台普通投影仪,一套软件或硬件双眼切换显示设备,配合3D眼镜和虚拟现实软件就能实现虚拟现实三维立体显示,将教案化为教学剧本,借助虚拟现实技术让学生融入这个创建的虚拟场景,亲身体验教学过程。最新的桌面3D显示器,不用3D眼镜直接就可以实现虚拟现实三维显示,这给在小学数学教学中运用虚拟现实技术带来了极大的便利。
二、虚拟现实技术在小学数学教学中的运用
1. 构建虚拟世界,激发兴趣
兴趣是学习的原动力,能够激发学生的兴趣,让他们主动地去钻研,这对教学来说已经成功了一大半。没有什么能比卡通剧更能激发孩子们的兴趣,通过构建虚拟世界,可以自由地设计和实现卡通世界,再配合三维立体显示,让他们融入虚拟世界,让枯燥的学习变为与虚拟世界中物体和人物交流,变被动的学习为迫切的需要,极大地提高学习的兴趣和质量。虚拟现实技术可以根据需要创建各种情景,让学生以亲身体验的方式置身于各种虚拟世界,融入虚拟世界,并与虚拟世界中的角色互动,从而激发他们的学习兴趣,并努力把学习的课堂变成学习的乐园,让他们乐于学,学中乐,从而极大地提高学习的效率。
2. 还原真实世界,抽象变具体
虚拟现实技术的特性是还原真实世界,将抽象的熟悉概念具体化,让孩子们从感性认识出发,轻松而高效地理解概念的内涵。传统的教学方法,无法清晰地展示或观察到展示过程,没有数的概念的学生很难理解具体的数的概念。运用虚拟现实技术,能够创建一个“真实”的认识数的环境,让孩子们融入其中,亲身体验数的概念,从而加深对数的概念的理解。通过虚拟现实技术和设备,让学生亲身体验,动手去做,从实践中把抽象的事物具体化,这既获得了对数学的理解和应用,也教给了其学习和思考的方法,这比传统的授课模式更能培养学生解决问题的能力,实现素质教育。
3. 虚实互动,具体到抽象
虚拟现实技术还有一个特点就是凭空在教室中生成虚拟世界,并能与虚拟世界中的物体进行交互,这为数学教学促进知识由具体到抽象的转化提供了方法。在一系列的动态过程中,学生还可以反复操作,抓住重点,从而得到正确结论,学会知识,完成学习任务。在这一环节,借助虚拟现实场景,让孩子们置身于大自然中,通过卡通人物、声音、动画和亲身体验,不仅能激起学生的学习兴趣,而且可以帮助学生形成表象,促进知识由具体到抽象的转化,启发思维,提高课堂教学效率。
在课堂教学时充分运用虚拟现实技术和设备,创新教学模式和内容,能使教学变得直观、生动,提高学习效率,同时也给学生提供了大量的动手和动脑机会,使学习成为发现问题、解决问题的旅程,提高学生的能力和素质。只要我们教师在充分发挥传统教育媒体优势的同时,推陈出新,创新地利用虚拟现实技术这一现代化的教学手段,创新教学方式和内容,让学生参与进来,更好地将其情感与认知、感受与理解、动手与动脑、学习的主体与教师的主导有机地结合起来,就能促进学生数学智能整体而和谐地发展。
摘要:21世纪是信息飞速发展的时代,计算机在教育上的应用,必将使得教学手段、教学方法、教材观念与形式等都发生变革,如何应用现代信息技术提高教学效率和质量,是现代教师教学中急需钻研的课题。本文通过将虚拟现实技术应用到小学数学教学中,探讨如何借助虚拟技术拓展小学数学教学方法,创新教学模式,提高教学质量。
15.虚拟现实技术在建筑景观设计中的运用论文 篇十五
【关键词】虚拟现实技术 艺术设计教学 特征 作用 应用
近年来,随着我国教育观念的不断更新,新世纪的教学模式已逐渐从传统的灌输式或者应试的方式朝着现代化的教学模式转变,即更为注重学生学习知识的方法与思维引导的教学,尤其是更为重视对学生创新能力的培养。同时,为广大学生提供融汇信息、跨越时间或者空间的个性化、智能化、现代化的教学环境与条件,进而提升学生判断、分析以及解决问题的能力,成为当前教育改革的重中之重。对于艺术设计教学而言,将虚拟现实技术引入其中,可以有效地激发学生身体感官的功能发挥,有助于学生接受更多的设计知识与内容,对于促进艺术设计教学质量的提升以及人才培养的革新,具有十分重要的教育价值与意义。
一、虚拟现实技术的定义及其特征
(一)虚拟现实技术的定义
虚拟现实技术是一门综合性较强的实用技术,集计算机技术、仿真技术、传感技术、测量技术和微电子技术等众多学科于一体,从而形成三维立体的逼真虚拟环境,目前已经广泛应用于各个领域。使用者借助一定的传感设备,利用一定的输入设备,进入一定的虚拟空间,使得自己成为虚拟空间的一员,以进行实时性交互,在感知虚拟世界的同时获得相关信息,最终达到身临其境的体验。
(二)虚拟现实技术的特征
参与感。用户作为虚拟现实技术的主体,身临其境虚拟环境之中,感受其真实性和趣味性。在虚拟现实技术中,用户将自己看成是虚拟空间的一员,并非是作为旁观者,而是作为参与者体验和感受虚拟环境提供的种种现象,在这样一种虚拟环境中,用户可以随意活动,与虚拟环境中的物体共同作用,恰似身在现实世界之中[1]。
交互性。交互性指的是用户对虚拟环境中物体的可操作性以及在虚拟环境中的反馈程度,一般有行为交互和视觉交互两种交互方式。行为交互指的是用户在行为肢体上与虚拟环境中的物体产生彼此感应互动的过程,可以充分感知到物体的软硬程度、重量以及运动变化发展的过程。视觉交互指的是用户在视觉方面与虚拟环境中图像的感应互动过程。也就是说,计算机可以根据用户的动作和视线变化,形成一些全新的图像实时地与其相对应,它有助于用户同步感知到图像变化运动的过程,就像处于现实世界中它们一样在不断地发生变化。
具体性。虚拟现实技术的具体性指的是设计师在进行设计时便能观看到设计效果,于设计产生最初就可以具体、形象、生动、全面地呈现出作品完成时的应用效果和实际现象,从而可以在完成之前就能够对设计做出直观的评价,最大限度地使设计达到预想效果[2]。
二、虚拟现实技术在艺术设计教学中的作用
(一)有助于化抽象为具体,提高专业知识的演示效果
在艺术设计教学过程中,教师可以通过借助虚拟现实技术再现出学生在现实世界中用肉眼无法察看的物体运动变化发展的过程,化抽象为形象、直观、具体,能够充分给学生提供学习资料,提高学生解决实际问题的能力。虚拟现实技术由于它的实用性和适应性,目前已经被大量应用于艺术设计的很多环节,不管是装帧设计、图形设计、文字设计、空间设计、结构设计抑或是在多媒体应用方面,都已经取得很大成效,教师可以充分利用这点优势制定完善、有创意性的教学课程计划,将理论与实践相结合,为学生提供一种身临其境的体验,从而能够提高教师对艺术设计专业知识的演示效果。因此,把虚拟现实技术运用到艺术设计教学中来,一方面提高了艺术设计专业的教学质量和教学效果,另一方面也增强了学生对专业知识的了解与掌握。
(二)有利于增强教师与学生的互动,促成一种新型的教学合作模式
教师在课堂上通过合理运用虚拟现实技术,充分发挥自己内在的主观能动性,引导学生根据自己的需求进行互动学习,针对问题相互合作、共同探讨,从而可以达到培养学生学习的主动性和积极性的目的;引导学生能够在一定的虚拟空间中相互合作共同完成教师布置的设计作业;有助于学生亲身参与到虚拟现实技术提供的虚拟环境之中,直观、形象地参与到虚拟环境物体中自然现象或是事物的运动变化发展过程,加深对理论知识的了解和掌握,提高自己的思维能力和创新能力。除此之外,教师还可以在虚拟现实技术模拟出来的虚拟环境中以学生的身份与学生进行合作,既能够充分调动学生学习的积极性,同时也有利于教师的教和学生的学在和谐友好的环境中完美结合,从而促成一种新型的教学合作模式[3]。
(三)有利于激发学生的创意兴趣,把握创意内涵
从艺术设计专业的角度来看,使学生的设计创意最大限度地发挥出来是非常重要的问题,然而这就需要借助一定的方式来表达,虚拟现实技术恰好提供了这样一种可能性。教师在艺术设计教学过程中运用虚拟现实技术,能够通过对各种物体形象、生动、直观地进行模拟,可以帮助学生从原来固有的空间和时间的束缚中解脱,充分依据自己头脑中的想法和创意进行虚拟和再现,一步步地修改、完善自己的艺术设计创意,进而有助于学生找到一个适合自己的、最优的视觉设计效果,同时也使学生本身能够对艺术设计具有比较深切、逼真的体验。
三、虛拟现实技术在艺术设计教学中应用的具体方法
运用虚拟现实技术所开展的艺术设计教学方法,具有较强的灵活性、实践性、创造性。在艺术设计教学过程中,通过一定的虚拟环境,其他各种教学方法随之而来,依据艺术教学的典型性、相关性、真实性、具体性、形象性的教学原则,在艺术设计教学过程中教师可以采用演示型教学方法、情景模拟教学方法、计算机仿真教学方法等开展教学活动。
(一)演示教学
演示型教学方法指的是教师在当前存在的教学方式上,借助多媒体技术演示教学内容,整理出知识的重难点,使学生能够感知理论知识的规律,加深学生对知识点的理解与掌握,促进学生对艺术设计知识的发展规律有着明确的认知,构建科学、系统的艺术知识结构,不断提高学生的艺术设计技能[4]。
(二)情景模拟
情景模拟教学方法指的是通過模拟再现自然现象或者事物运动变化发展的过程,让学生从旁观者转变为参与者,最大限度地帮助学生理解艺术设计教学内容,从而能够在短时间内掌握知识、提高能力、学习技巧的一种教学方法。这种教学方法可以有效地突破传统教学模式过于抽象化的瓶颈限制,通过理论知识的仿真性模拟,让学生更为直观、透彻地理解所学的知识与内容,提升艺术设计教学的成效。
(三)计算机仿真
计算机仿真教学方法指的是教师借助文字、图像、声音等多种元素说明事物或者现象的相关信息的一种教学方法,具有教学效率高、信息量大、学生可参与性强等优点,已经成为现代化教学中一种非常重要的教学方法。比如民族艺术考察课程,众所周知中国有五十六个民族,民族艺术更是多种多样,要在课堂里带领学生走进所有民族之中去亲身体验是不可能完成的任务,然而教师可以借助计算机仿真教学方法,运用计算机仿真技术充分展示这丰富多彩、地域广阔的民族风俗、宗教信仰等各个方面,帮助学生最大限度地理解他们的民族艺术,运用虚拟现实技术制作多媒体课件,有助于学生处于一种身临其境的感受去欣赏这些艺术特色和表现形式[5]。
综上所述,虚拟现实技术在艺术设计教学中的引用,可以有效地增强教学内容的直观性与仿真性,帮助学生更好更快地掌握比较抽象的艺术理论知识。同时,虚拟现实技术在艺术设计教学中的应用还可以极大地丰富教学内容,促进艺术和技术的高效融合,易于学生对理论知识的理解与掌握,以及理论联系实际能力的提升,确保学生实际操作技能的锻炼,从而实现教学过程的优化、教学质量的提高以及实用性人才培养的最终教学目标。
【参考文献】
[1]王兆丰.高校艺术设计专业学生虚拟现实设计课程教学研究[J].科技信息,2011(07):132,397.
[2]曹琎.让设计“动”起来——虚拟现实技术在艺术设计教学中的应用[J].画刊,2006(04):43-44.
[3]高飞.虚拟现实在艺术设计领域里的应用——以交互展示和交互设计为例[J].美术大观(艺术与设计),2013(03):100.
[4]陈莹.当中国电影爱上民族器乐——兼论美术片《三个和尚》的电影音乐[J].大舞台,2010(03):112-113.
16.虚拟现实技术在建筑景观设计中的运用论文 篇十六
虚拟现实技术在安全宣传教育中的应用与研究
摘要:虚拟现实技术是一项综成技术,涉及计算机图形学、人机交互技术、传感技术、网络技术、人工智能等领域,它利用计算机生成逼真的三维视、听、嗅觉等感觉,使人作为参与者通过适当的装置,自然地对虚拟世界进行体验和交互作用.作 者:张斯伟 作者单位:北方工业大学 期 刊:中国科技信息 Journal:CHINA SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION 年,卷(期):, “”(14) 分类号:X9 关键词:计算机系统 虚拟 应用17.虚拟现实技术在建筑景观设计中的运用论文 篇十七
摘要:绿色建筑实际概念在目前的建筑中越来越受到关注,它可以从低消耗,环保等等方面进行考虑,给现代人创造健康、高效的活动空间,是一种可持续发展理念。本文在分析传统建筑设计的缺点基础上,对绿色建筑概念进行探讨,并且对绿色设计实施进行重点介绍分析。
关键词:绿色建筑;建筑设计;绿色
绿色建筑是现在建筑设计发展的趋势,其理念为将节能环保作为建筑的主要目标,强调可持续发展,我国土地面积较大,人口数量较大,但是人均资源占有率比较低,资源利用低效率,能源成为社会关注的焦点,所有我们必须真正的提高建筑资源的利用率,降低建筑的能耗,建筑形式和其功能协调一致,实现可持续发展。
1传统建筑设计的弊端
随着国内建筑业的飞速发展,较快的步伐让我们没有更多的时间去思考如何优化设计。传统的建筑设计方案,已经不能满足现代建筑设计的要求,存在着相关问题有待解决。
1.1建筑质量问题
质量是产品的根本,对于建筑产品也不例外,所以建筑设计的质量是关键。设计起着重要的作用,如果设计方案不合理,则会对后续的工程建筑质量严重的影响。以往的建筑设计,考虑较多的是企业的利润空间。比如在建筑面积,空间利用等等没有全方位的考虑,最终使得建筑设计方案与实际过程产生偏离,对建筑产品的质量产生不好的影响。
1.2污染浪费问题
目前我们对节能减排,降本增效大力宣传,这也对建筑行业提出的相关的要求,督促建筑行业提升改造。在目前的制造生产大环境下,很多建筑设计会忽略了污染问题,造成对环境的破坏,影响人们的生活。比如建筑居民小区,需要占用相关土地,如果设计方案不进行仔细的研究,会对土地利用不够充分,从而大大的浪费资源。
1.3建筑成本问题
成本问题一直是建筑设计考虑的.重中之重,无论是大小建筑项目,都需要投入较大额度的成本资金。建筑设计是首要关系到成本消耗的方面,加入建筑设计人员对方案设计成本意识不够加强,没有在整体上进行全方面考虑,则会影响到资金的投入,造成不必要的浪费。另外,建筑设计人员对建筑结构设计不恰当的,会在施工过程中出现返工的情况,额外增加建筑项目的成本。
2绿色建筑设计
2.1绿色建筑的概念
绿色建筑,通常指的是建筑在自身的寿命周期内,最大利用资源、保护环境、降低污染、减少能耗,给现代人更加科学的生活空间,享受与自然和谐相处的建筑。绿色建筑,在充分利用先天条件下,通过建筑设计创造良好的居住环境,借鉴自然环境,不去进行破坏,从而达到人和自然的平衡状态。
2.2主要内容
现代绿色建筑,主要以绿色环保为根本宗旨,在环保、节能等方面进行全方面的深入分析,进而做出更优的建设设计方案,建造出更好符合绿色的建筑。(1)环保、节能。绿色建筑设计的根本宗旨是保护环境,减少污染,建筑设计人员应该更具建筑设计的标准,结合以往设计数据分析,拟定绿色环保的建筑方案,力争做到环保。节能也是绿色建筑最为关注的一项,绿色建筑设计的理念包括节能设计和节能材料两个方面要求。另外对建筑在朝向设计、自然风应用、阳台设计、水资源利用等等方面,都可以进行节能的优化设计。(2)除污。高性能的除污水系统在建筑设计中也尤为重要,可以提升设备的实用效率,在绿色建筑设计方案中,必须在建筑物中提供自动除污系统,保持建筑物内部的气流正常,以免相关污染情况的出现。(3)高效率。以往的建筑设计没有真正地对能耗问题进行有效的改善办法,现在的绿色建筑设计,将以“高效率”为目标,对建筑物相关处的能耗进行监管。
3绿色建筑实施
最近几年,我们的建筑行业大范围内进行了绿色改革,绿色建筑设计思想已经成为流行趋势,更多的体现出“绿色、环保节能”的新概念内涵。
3.1施工优化
按照绿色设计的方案,施工单位对建造过程中的工艺,可以进行优化改进,最终符合绿色施工的目标,通常可以选取简化施工工艺,当然必须保证建筑设计质量要求的基础上,对以往的施工工艺进行优化,从而达到高效、节能的建筑设计要求。
3.2新型材料
伴随着工业技术的发展,新型绿色材料的诞生,为我们建筑节能提供的必要的基础条件。在建筑中使用最多的是混凝土材料,建筑设计人员可以在此方面进行绿色优化,采用新型混凝土,来达到高性能,低成本的目标。另外,在建筑物室内材料,可以选用绿色环保型的,比如地面用材料、墙体用材料等等。
3.3除污系统
通常,建筑设计人员要考虑在工业建筑的除污系统,通过集成在自动控制系统,对污染进行控制。在厂房的合理位置,配备排烟系统,使得空气保证在合理的指标范围内。另外,工业污水的处理,也是绿色建筑设计必须要关注的,可以配备排水系统,及时对污水进行排放并处理。
3.4结构优化
建筑物的主要结构有单层、多层之分,整体结构形式都在逐步优化,建筑设计人员要充分考虑建筑物的空间利用率,提高单位建筑的使用率,降低结构承载。同时也要在关键部位备有加强件,达到抗震的功能。
4结语
绿色建筑设计在绿色节能建筑起着重要作用,其设计里面是给使用者提供一个健康、舒适又环保节能的工作场所,符合我国绿色建筑发展的方向。所有要进一步提高建筑设计水平,推动节能建筑,让建筑和自然和谐共处,实现社会的可持续发展。
参考文献:
[1]祁会祥.谈绿色建筑和建筑节能设计[J].山西建筑,(11):198-200.
[2]申川.建筑设计中绿色建筑设计要点分析[J].科技创新与应用,2014(26):255.
18.虚拟现实技术在建筑景观设计中的运用论文 篇十八
1 建筑遗产保护存在的问题
中国有着丰富的建筑遗产、悠久众多的名胜古迹,虽然政府加强了对建筑遗产的保护,投放大量资金来对破损的建筑进行修复,并建设博物馆供人们参观传承中国古代文明,但问题还是多种多样、层出不穷。比如第一,自然灾害的影响、运输过程中对部分建筑构件的破坏、甚至参观的游客的不良举动,这一系列问题表明在展示过程中有些人为的破坏是不可避免的,不管多么困难,我们都应该努力把对建筑遗产的伤害降到最低。第二,由于我国在遗产保护方面的技术还有所欠缺,在保护建筑遗产的方法上还相对落后,仅仅从传统的人工保护入手已经无法达到对建筑遗产有效保护的要求。而且人工修复存在对建筑的伤害较大、时间较长、工作效率较低等问题。第三,虽然已经有大量的博物馆、名胜古迹可对外开放,但是仍有许多建筑古迹无法向世人展示,无法让全人类分享古人的劳动成果。综上所述的种种问题表明,建筑遗产保护工作者必须要提升保护文物的技术,用先进科学的方法在保护、修复建筑遗产等方面做出更大的贡献,这样才能不断满足人类社会对建筑遗产的要求,把成果分享展示给全人类。
2 虚拟现实技术应用的优势
虚拟现实技术是多种技术的综合,是利用电脑模拟产生的一个虚拟的三度空间的世界,即一种纯粹的模拟[2]。这种技术不仅可以为我们提供视觉、听觉、触觉等感官上的模拟,让我们有身临其境的感觉,还会随着我们位置的不断移动,来进行复杂的计算。利用虚拟现实技术实现建筑遗产的全方位呈现。
2.1 保护建筑遗产
虚拟现实技术对保护建筑遗产来说至关重要,利用虚拟现实技术可避免一些自然灾害,如长期裸露在外面的建筑墙体会风化、褪色等;避免了在运输过程中对建筑带来的破坏;也避免了一些游客在建筑上乱写乱画、随地乱扔果皮纸屑、随地吐痰等不文明行为。虚拟现实技术不仅可以把建筑遗产以很好地方式保存下来,还可以通过一些其它的技术把建筑遗产的不同角度呈现给参观者。这样既保护了建筑遗产,又可把古人的智慧结晶拿出与世人分享。大型的建筑群通过虚拟现实技术来建成立体模拟景区,让人们体验身临其境的感受,让人乐在其中。
2.2 增加展示频率
由于虚拟现实技术是一种数字化的保存手段,因此没有时间和空间的限制,这就使建筑遗产的显示有了更大的发展空间,展示功能的增强为我们带来美的享受。这项技术将建筑遗产变为观赏的影像,让观赏者有身临其境的感觉,其显示效果大快人心。而且虚拟现实技术为人们带来便利,如建筑遗产由于位置偏远、交通不便等条件限制让人们无法走近,这就可以利用虚拟现实技术向人们显示,即使没有走近,也可以通过影像,达到和现实几乎相同的感受。因此虚拟现实技术增加了建筑遗产的显示频率,满足了更多人的观赏要求。虚拟现实技术把建筑遗产最好的角度显示给大家,使人们对建筑遗产有了更好地更全面地认识。
3 虚拟现实技术的重要意义
虚拟现实技术在一定程度上对我国的建筑遗产保护工作有着极为重大的意义。虚拟现实技术将静态的建筑动态的反映出来,再现真实的环境。但是在技术等方面上仍有欠缺,仍需要我们去探究。通过不断地进行技术创新,让虚拟现实技术更好地为我们服务。在不久的将来,虚拟现实技术将会成为保护、修复并复原建筑遗产的最得力助手。
4 结论
我们还应加强道德教育,大力宣传保护建筑遗产等方面的法律规定,因为面对破坏越来越严重的建筑遗产的现状,实在令人堪忧[3]。建筑遗产作为不可再生资源,一旦遗产损毁,就将永远不复存在,失去它们,将会是人类的悲哀与遗憾。如今有了虚拟现实技术,它将在保护建筑遗产中发挥重要作用,但是这项技术在保护和修复建筑遗产工作中仍有许多不足。如何提高虚拟现实技术是我们亟待解决的问题。中华民族是一个伟大的民族,有着悠久而灿烂的文明,创造了丰富多彩的优秀民族文化,创造了一批又一批的文化古迹,保护好建筑遗产是我们义不容辞的责任,让我们的文明源远流长。
摘要:中国作为四大文明古国之一,历史悠久,气势恢宏,留存了数以万计的建筑遗产,这是古人为我们留下的瑰宝,凝聚了古人的聪明才智。但是就目前情况来看,由于参观人数的不断增多,后人对建筑遗产的不重视,人为破坏越来越严重,难道我们忍心让建筑遗产就这么濒临灭绝吗?祖国每一处的建筑遗产都体现着不同的自然地理环境、不同的风土人情,有着不同的故事,我们要把它们当做我们的母亲,用自己的生命去保护爱惜它们。主要对虚拟现实技术在建筑遗产保护中的应用进行探究,利用虚拟现实技术更好地保护建筑遗产。
关键词:建筑遗产保护,虚拟现实技术,应用
参考文献
[1]李卓然.建筑业技术创新的理论与实证研究[J].城市建设理论研究(电子版),2011(36).
[2]丁建,唐慧娟.浅谈虚拟现实技术在苏州古典园林保护中的应用[J].城市建设理论研究(电子版),2012(22).
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