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可视化技术在建筑幕墙设计中的应用现状与展望(上)
来源: 发布时间:2020-04-28

 

   摘要:可视化设计是建筑幕墙设计领域崭新的表现形式。自从设计师在纸上画出概念草图以来,图像一直被用来表达某个建筑设计可能实现的最终效果。随着计算机辅助设计技术的发展与普及,从静帧图片渲染到建筑漫游动画,这些不断创新的设计表达方式给相关方面的沟通交流与决策带来巨大的便利。本文概述了现阶段建筑幕墙设计行业可视化技术渗透与应用现状,以及视频与图片渲染与制作技巧。分析了建筑幕墙可视化设计的特点和存在的问题。展望了可视化技术在幕墙设计中的应用未来发展方向。指出:可视化技术对建筑幕墙设计必将更为全面深入渗透、更为深入精细的处理方式以及与建筑信息管理(BIM)的全面融合,是可视化技术在建筑幕墙设计中应用的未来发展方向。

    关健词:可视化技术、建筑幕墙、虚拟现实技术、增强现实技术、交互式

    引言

       自生物界进化出第一个视觉细胞,进而发展为器官,感受到来自自然界的第一缕光线以来,视觉便开始占据着生物体接收外界信息的最重要方式,而且这种方式的重要性程度随着生物体进化级别的提高而逐渐增加。同时生物体大脑对视觉信息的处理能力也经历了从二维到三维、间断到连续、静态到动态逐步进化和完善的过程,这也为生物视觉信息获取能力的提高提供了物质基础。而到了生物进化的最高级别生物体—人类—时,视觉信息占比值已经达到了极致。据研究表明,人类视觉信息接收量已经超过了人类总信息接收量的99%,占据着人类信息接收量的绝对主导地位,同时视觉也是视听嗅感等信息接受形式中最为高效快捷的方式(光速不可超越)

       建筑是现代人类视觉接收的最重要社会环境元素,它消耗和固化了人类社会生产活动创造财富的最大部分。建筑工程的庞大规模与消耗使得其试错成本高昂,这就要求建筑设计行业必须在设计阶段尽可能地真实模拟出建筑施工及后期使用中的状况与效果。以期在设计阶段尽可能地消除任何不满足人类需求的因素。

       人类视觉信息的重要性和建筑技术的客观需要,加上计算机信息技术发展所带来的可视化技术,一项新的技术――建筑设计可视化技术――便随之诞生。人类对客观物质世界的认知又经历一次从被动感知到主动预知的飞跃。

    一、建筑设计可视化技术

       建筑可视化设计是建筑设计领域的重要表现形式,有了几个世纪的历史了。在建筑建成之前,设计师在纸上画出概念草图以来,图像一直被用来表达某个设计可能实现的效果。从上个世纪90年代以来,随着计算机辅助设计技术CAD的发展与普及,从静帧图片渲染到建筑漫游动画,视频也被加入了进来,这些不断创新的设计方式对于沟通交流带来了巨大的便利。而建筑设计可视化,实时呈现有一个最基本的好处:为客户提供新型的演示文稿。成为建筑设计师与业主等相关方相等设计理念与设计意图沟通与交流的最直观高效的方式。

       现代的建筑可视化设计技术是指充分依托数字虚拟图像技术,通过工程设计模拟、建筑效果图、建筑动画、虚拟现实、多媒体宣传片等形式对未来场景进行虚拟呈现,把设计理念变成生动、逼真的视觉效果,变抽象为具体,创造身临其境的感受。传统的建筑设计过程中,建筑师通过绘制二维草图和建立三维模型的方式对建筑方案的合理性进行推敲,这依赖于在长期设计实践中积累的经验。但由于不同的场地环境等因素,这种主观把握可能缺少准确性。方案表达方面从几何画法到透视法表达再到三维建模渲染效果图,对于建筑的表达一直在向真实性、直观性方向发展。现在的建筑设计表现通常有效果图、动画、三维实体模型三种方式,然而它们都有一定的局限性[1]。而传统的效果图和多媒体动画表现方式往往脱离了设计本身,过分注重效果和表现而忽略了设计的表达,在透视,光影和材质方面往往偏离现实,导致许多完成的实体建筑与最初设计阶段的效果图相去甚远。而且效果图仅仅从一个方面的一个视角对建筑进行表达,动画仅仅从一个路径来完成对建筑的表达,修改起来也相当困难。而实体模型制作麻烦,周期长,出现错误时的修改成本则更高。显然建筑可视化设计因其可提供多角度,全方位的效果展示,而视频媒体亦可实现多路径实时变换的表达能力,完全可以克服传统效果图和多媒体动画的缺点,而成为建筑效果展示的理想手段。建筑的可视化设计可使即便不太专业普通人也能够把碎片式的图画联系起来而形成一个整体,让各方对建筑形态及与周边环境关系的把握更加连贯,符合人类连贯性的认知习惯,降低了对建筑效果解读的专业度要求。极大节约了解全局的时间、提升认知效率,顺应快节奏的时代要求。

       可视化即“所见所得”的形式,对于建筑行业来说,可视化的真正运用在建筑业的作用是非常大的,例如经常拿到的施工图纸,只是各个构件的信息在图纸上采用线条绘制表达,但是其真正的构造形式就需要建筑业从业人员去自行想象了。可视化的思路,让人们将以往的线条式的构件形成一种三维的立体实物图形展示在人们的面前;现在建筑业也有设计方面的效果图。但是这种效果图不含有除构件的大小、位置和颜色以外的其他信息,缺少不同构件之间的互动性和反馈性。而可视化是一种能够同构件之间形成互动性和反馈性的可视化,由于整个过程都是可视化的,可视化的结果不仅可以用效果图展示及报表生成,更重要的是,项目设计、建造、运营过程中的沟通、讨论、决策都在可视化的状态下进行。


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