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观实体”。最后在各种输入、输出软件和设备的支持下就可以实现对该建筑物设计成果的预先展示,据此对拟建建筑物结构进行创建、修改和可视化。其设计开发系统框图如图一。
例如,桥梁的设计方案是方案能否为人们所接受,方案是否具有竞争力的关键。一般地,桥梁方案主要由以下几个方面组成:桥梁工程地点的路线、水文、地质、气象、地形等交通资料信息的处理;全桥平面图、立面图、结构设计图、钢筋布置图、曲线布置及墩部分详图;墩、台、基础设计资料;全桥工程概预算等。
长沙市劳动路和牌楼路之间的大桥就可采用虚拟现实技术,从景观、交通、经济、航运来分析其可行性。把当地的地形、景观和交通条件和桥梁方案输入建筑物漫游的虚拟现实系统中,人可以漫步桥上,也可以从任意视点、任意角度来观察桥的形象,甚至可以驱车通过该桥,得到类似桥建成后的感受。结构设计方案也可以采用三维建模的方法直观、形象地展示出来。而工程概预算等其它信息则可以用声音等多媒体的方式表现出来。这种虚拟现实系统可以设计成交互性很好的系统,用户可以很方便地选取任何细部去看,给人留下深刻的印象。例如,英国的Skye岛大桥的规划设计,在环境保护问题上有争议,受到公众关注。后来应用虚拟现实技术,逼真地向公众展示了设计建成后的大桥及周围环境的形貌,以及作环岛飞行和驾车通过大桥的动态视觉感,受到公众的欢迎,大桥的设计方案也得到了肯定。

(图一)
3.3 节省投资和运行费用
运用虚拟现实系统,我们可以很轻松随意地进行修改,改变建筑高度,改变建筑外立面的材质、颜色,改变绿化密度,……所看即所得,只要修改系统中的参数即可,而不需要象传统三维动画那样,每做一次修改都需要对场景进行一次渲染。这样不同的方案、不同的规划设计意图通过VR技术实时的反映出来,用户可以做出很全面的对比,并且虚拟现实系统可以很快捷、方便的随着方案的变化而作出调整,辅助用户作出决定。从而大大加快了方案设计的速度和质量,提高了方案设计和修正的效率,也节省了大量的资金。
采用虚拟现实技术进行先期技术成果的演示和论证有助于发现设计中多余的措施和方案中各工种不协调的部分,及时修正从而节省投资和运行费用。同时,演示论证也可发现设计中可能导致无法满足要求的设计不当之出,从而避免了建筑物建造完成后的返工。
再如,南方某省会城市的外环线。按照总体规划该市有三道环线,内环已建成,二环和三环正在筹建之中,当时在先建二环线还是先建三环线上颇有争议。最后,在一些“专家”通过可行性论证之后,决定先建三环,当时,该市在当时财政非常紧张的情况下,耗资几十个亿,修建了三环线(二环线至今为止现在还没修好)。可是,事实却与研究结果大相径庭,到目前为止,耗资几十个亿的三环线几乎看不到车影(过境交通因为收费太高,绕道太远而不愿走三环线),而市区二环以内因为缺少快速交通而拥挤不堪。如果当时我们能够对利用虚拟现实对交通流量、经济等各方面进行科学的可行性论证,或许我们也不会出现今天这种局面。
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3.4 验证施工方案
在土木工程的施工过程中,先期技术成果演示和论证技术也有其广阔的应用前景。建筑业的发展使得建筑逐渐向大型、超高层和地下发展。目前我国高层建筑正在向层数增多,高度增高,平面布置更加复杂,筒体或筒束结构而且竖向建筑立面多样化发展。随之而来便是超高层建筑的基础工程、模板工程、施工测量和垂直度控制、高层钢结构的制作与安装、外脚手架工程、吊装机械与垂直运输等等新技术与工艺。这些都是以前的建设者所没有遇到过的,施工中就必然有一些 |