摘要：作為國民經(jīng)濟支柱產(chǎn)業(yè)之一的建筑業(yè)，在我國飛速發(fā)展的經(jīng)濟的帶領(lǐng)下也獲得了快速的發(fā)展。然而，傳統的計算機技術(shù)和工具已經(jīng)不能保證施工方案制定的及時(shí)性、準確性，必須將虛擬現實(shí)技術(shù)引入。在本文中，筆者首選對現代建筑施工的特點(diǎn)進(jìn)行了分析，然后分別提出了在建筑施工的方案設計和施工人員培訓兩方面引入了虛擬現實(shí)技術(shù)，最后展望了將虛擬現實(shí)技術(shù)引入建筑施工中。

　　關(guān)鍵詞：建筑施工；特點(diǎn)；虛擬現實(shí)技術(shù)；方案設計；人員培訓

　　一、現代建筑施工的特點(diǎn)分析

　　第一、空間上的布置于時(shí)間上的排列的矛盾成為建筑施工中的主要矛盾，這主要是由于建筑工程的產(chǎn)品固定性與生產(chǎn)流動(dòng)性之間的矛盾而導致的。

　　第二、建筑施工生產(chǎn)不僅具有長(cháng)周期性、工序的繁雜性以及強綜合性的特點(diǎn)。同時(shí)，高空作業(yè)和地下作業(yè)也是建筑施工生產(chǎn)的主要構成部分。

　　第三、在建筑施工任務(wù)中，人員關(guān)系具有復雜性，因而他們之間的配合關(guān)系也較為復雜，這主要是因為建筑施工生產(chǎn)任務(wù)較為復雜，其完成必須通過(guò)專(zhuān)業(yè)相異、工種不同的人員之間的交流、合作，再加上各種材料、機械和設施。

　　二、在施工方案設計中的應用

　　虛擬現實(shí)系統具有兩個(gè)關(guān)鍵特性，一個(gè)是沉浸性，另一個(gè)是交互性，建筑施工方案設計在人機關(guān)系上的基本特征便是通過(guò)這兩個(gè)特陛反映出來(lái)的，也就是說(shuō)，設計者的主導作用通過(guò)虛擬現實(shí)系統的沉浸性和交互性而被充分反映出來(lái)。在虛擬現實(shí)環(huán)境中。設計者可以參與到整個(gè)計算過(guò)程中，而不是在計算結束后才能知曉計算結果；在虛擬現實(shí)系統中，方案設計以動(dòng)態(tài)的優(yōu)化設計代替了員阿里的經(jīng)驗的、靜態(tài)的、類(lèi)比的設計。換言之，在虛擬現實(shí)系統中，為了保證設計的方案最優(yōu)化。在分析和設計方案時(shí)，設計人員可以通過(guò)可視化的虛擬模型來(lái)適時(shí)的修改設計方案。

　　虛擬現實(shí)施工方案設計方法的實(shí)現過(guò)程為：在三維可視化虛擬環(huán)境中。設計人員可利用CAD設計軟件建立對象結構實(shí)體模型，并將模型的幾何信息輸入有限元分析軟件（如AN.SYS等）中，建立三維可視化的有限元模型，然后對有限元模型進(jìn)行計算分析。有限元模型數據和分析結果數據分別存人相應的數據庫中，并轉化成圖形數據文件，表達為圖形或圖像的形式，使設計人員能沉浸在三維可視化的虛擬環(huán)境中觀(guān)察模型的模擬和計算，并實(shí)時(shí)地對模擬過(guò)程進(jìn)行修改，直到獲得滿(mǎn)意的方案。最后將最優(yōu)施工方案的結果存人數據庫，為繪制施工圖提供可靠依據。優(yōu)化施工方案過(guò)程主要由計算機完成，并能充分利用設計人員的經(jīng)驗，而不是像傳統的施工方案設計只能依靠施工技術(shù)人員多年積累的實(shí)踐經(jīng)驗或習慣作法。

　　三、在施工人員培訓中的應用

　　在虛擬環(huán)境中對施工人員進(jìn)行培訓是一種非常理想的培訓方式，其優(yōu)越性主要表現在以下幾個(gè)方面：

　　第一、虛擬現實(shí)完全是交互式的，在虛擬環(huán)境中由用戶(hù)決定下一步做什么、如何做、可重復做；第二、虛擬現實(shí)強調參與者的經(jīng)驗和理論知識，在有經(jīng)驗施工人員的參與下，可為缺乏經(jīng)驗的施工人員提供建筑施工的經(jīng)驗，在先期虛擬環(huán)境中認識、學(xué)習、驗證建筑施工組織和管理；第三、參與者和虛擬現實(shí)交互的方式和參與者在現實(shí)世界中的方式是完全相同的，虛擬現實(shí)中的任何事物很容易被參與者接收和理解，參與者不必學(xué)習任何操作計算機的技巧；第四、虛擬現實(shí)提供的是一種有趣的、激動(dòng)人心的培訓工具，能通過(guò)虛擬現實(shí)系統對施工人員進(jìn)行培訓。

　　通過(guò)對施工方案的動(dòng)態(tài)模擬，施工人員可以隨意地選擇觀(guān)察點(diǎn)和角度，對施工現場(chǎng)進(jìn)行實(shí)時(shí)漫游，以獲得全面的印象。施工過(guò)程中。

　　各工序間的協(xié)調配合是不容易做到的；而在虛擬施工中，可以對方案反復進(jìn)行試驗，得出一些具體參數用以指導施工。在虛擬施工中，還可以直觀(guān)地觀(guān)察到對象間相互的空間關(guān)系，對于接近可能干涉的對象，可提醒施工人員施工時(shí)特別小心。做到心中有數。

　　四、虛擬現實(shí)在建筑施工中應用研究的展望

　　虛擬現實(shí)技術(shù)是一個(gè)大型綜合集成環(huán)境，是一項集成性極強的高新信息技術(shù)。但是它還有諸多不完善的地方，為實(shí)現和推動(dòng)虛擬現實(shí)技術(shù)在建筑施工領(lǐng)域的運用和發(fā)展，我們還需要做以下方面的工作：

　　第一、虛擬現實(shí)技術(shù)本身是一門(mén)新興的學(xué)科，基于虛擬現實(shí)的虛擬施工也尚未形成一個(gè)完整的理論體系，雖然現階段在西方發(fā)達國家已經(jīng)有關(guān)于它的一些報道和文章，但是學(xué)術(shù)界和技術(shù)界還沒(méi)有公認的有關(guān)虛擬施工的定義。因此，必須加強對建筑施工理論的探索和研究，力求建筑施工理論從本質(zhì)上得到突破。因為建筑施工理論奠定了基于虛擬現實(shí)的虛擬施工的理論基礎。

　　第二、虛擬現實(shí)技術(shù)能否在建筑施工領(lǐng)域得以推廣和應用取決于計算機硬件和相關(guān)軟件本身的發(fā)展�，F實(shí)情況下，虛擬現實(shí)軟件系統的開(kāi)發(fā)和應用要求的硬件平臺較高，需要在較高的專(zhuān)用工作站或實(shí)驗室上進(jìn)行。同時(shí)國內還沒(méi)有完善的自己開(kāi)發(fā)的軟件平臺，需向國外進(jìn)口，比如產(chǎn)品可視化軟件、建模軟件、虛擬現實(shí)軟件以及相關(guān)網(wǎng)絡(luò )接口軟件等。這都需要投入大量的資金和人力，對建筑企業(yè)是一種考驗。因而努力建設虛擬現實(shí)技術(shù)實(shí)驗室，開(kāi)發(fā)出一套面向工程施工的專(zhuān)用集成型軟件系統，降低單項工程的應用造價(jià)、加快軟件的普及，是使虛擬現實(shí)技術(shù)在建筑施工進(jìn)一步推廣運用的關(guān)鍵。

　　第三、在建筑施工中應用虛擬現實(shí)技術(shù)是一個(gè)巨大的系統工程，可能涉及政府、業(yè)主、企業(yè)、研究機構等多方參與者，如果參與各方之間不能很好的溝通協(xié)調將會(huì )成為虛擬現實(shí)技術(shù)應用的一個(gè)障礙，因此必須加強各參與方之間的協(xié)作。