摘要：视觉设计是建筑幕墙设计领域的一种新的表现方式。 由于设计师在纸上勾画概念，因此仍然使用图像来表达某种建筑设计的最终效果。 随着计算机辅助设计技术的发展和普及，从静态帧画面渲染到建筑漫游动画，这种创新的设计表达方式给相关方的沟通和决策带来了极大的便利。 本文概述了可视化技术在建筑幕墙设计行业的渗透和应用现状，以及视频和图片的渲染和制作方法。 分析了建筑幕墙视觉设计的特点及存在的问题。 展望了可视化技术在幕墙设计中应用的未来发展方向。 强调：可视化技术必须更全面、更深入地渗透到建筑幕墙设计中，更深入、更精细的处理方法，与建筑信息管理（BIM）的全面融合，是未来可视化技术在建筑中应用的发展方向幕墙设计。

关键词: 可视化技术, 建筑幕墙, 虚拟现实技术, 增强现实技术, 交互

前言

自从生物界进化出第一个视觉细胞，发育成器官，感受到来自大自然的第一缕阳光，视觉就开始抢占生物体接收外界信息最重要的途径，但这些方式的重要性也逐渐显现随着生物进化水平的提高而降低。 同时，生物大脑处理视觉信息的能力也经历了从二维到三维、间歇到连续、静态到动态的逐步演化和建立过程，这也为视觉信息的增强提供了物质基础。生物视觉信息获取能力。 到了生物进化的最高层次——人类，视觉信息的比例已经达到了极致。 据研究，人类视觉信息接收量已经超过人类信息接收总量的99%，占据了人类信息接收的绝对主导地位。 无法超越）。

建筑是现代人类在视觉上所接收到的社会环境中最重要的元素。 它消耗和固化了人类社会生产活动所创造的最大部分财富。 建设项目的巨大规模和耗费使得试错成本昂贵，这就要求建筑设计行业在设计阶段就尽可能真实地模拟建筑施工的条件和后期使用的效果。 为了在设计阶段尽可能去除任何不符合人类需求的激励。

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带来的可视化技术，一门新技术——建筑设计可视化技术——应运而生。 人类对客观物质世界的认知又经历了一次从被动感知到主动预知的飞跃。

一、讨论

1.1. 建筑设计可视化技术

建筑可视化设计是建筑设计领域的一种重要表现方式，具有几个世纪的历史。 由于设计师在建造建筑物之前先在纸上绘制概念草图，因此仍然使用图像来表达某种设计可能产生的治疗效果。 20世纪90年代以来，随着计算机辅助设计技术CAD的发展和普及，从静帧画面渲染到建筑漫游动画，也加入了视频。 这种创新的设计方式给通信带来了极大的好处。 非常方便。 对于建筑设计可视化，实时演示具有最基本的好处之一：为客户提供新的演示。 已成为建筑设计师、业主等相关方沟通交流设计理念和设计意图最直观、最高效的方式。

现代建筑可视化设计技术是指通过工程设计仿真、建筑疗效图、建筑动画、虚拟现实、多媒体宣传片等对未来场景进行虚拟呈现，使设计理念生动形象。 逼真的视觉效果，化混凝土为混凝土，营造身临其境的体验。 在传统的建筑设计过程中，建筑师依靠多年设计实践中积累的经验，通过绘制二维草图和构建三维模型来推敲建筑方案的合理性。 但由于现场环境不同等因素，这些主观把握可能缺乏确定性。 在程序表达上，从几何绘图到透视表达，再到疗效图的3D建模与渲染，建筑的表达仍在向着真实、直观的方向发展。 当今的建筑设计表现形式一般有疗效图、动画、三维实体模型三种形式，但都存在一定的局限性[1]。 然而，传统的疗效图和多媒体动画表现往往脱离设计本身，过分注重疗效和表现而忽视设计的表现，在透视、光影、材质等方面往往偏离实际。 ，导致许多已完成的物理建筑与最初的设计阶段不同。 疗效图相去甚远。 而且，疗效图只是从一个方面、一个角度来表达建筑，而动画只是从一个路径来表达建筑，想要改变是相当困难的。 但是，实体模型的制作繁琐，周期长，出现错误就改的成本更高。 事实上，建筑可视化设计可以提供多角度、全方位的疗效展示，视频媒体也可以实现多路径实时变换的表达能力，完全可以克服传统疗效图和多媒体的不足。动画效果，成为理想的建筑疗效展示。 方法。 建筑的视觉设计可以让不是很专业的普通人将碎片化的画面串联成一个整体，让各方对建筑形态以及与周围环境的关系有一个更连贯的把握，这在符合人类连续性的认识。 知识和习惯提高了对建筑疗效分析的专业要求。 大大节省了了解全局的时间，提高了认知效率，符合快节奏时代的要求。

可视化是“所见即所得”的方式。 对于建筑行业来说，可视化的真正应用在建筑行业有着非常重要的作用。 比如经常收到的施工图，图纸上却显示了每个预制构件的信息。 可以用草图来表达，但真正的构造方法需要建筑行业的从业者去想象。可视化的思路让人可以展示一个往年腰线式预制构件的三维实物图在人们面前；

在建筑行业中，设计中也有治疗图。 而这些疗效图除了预制构件的大小、位置、颜色之外，信息并不丰富，缺乏不同预制构件之间的交互和反馈。 可视化是一种可以与预制构件产生交互和反馈的可视化，因为整个过程是可视化的，可视化的结果不仅可以用疗效图表和报表生成来展示，更重要的是项目的设计和施工、交流操作过程中的讨论、决策都是在可视化状态下进行的。

1.1. 建筑可视化文档的制作过程和方法

视觉设计师需要有多年的美术培训经验，一定的艺术审美天赋和丰富的设计能力。 需要有多年工作积累的经验，有能力表现各种材质在不同光线下的质感，有把握色感的能力，有选择合适的、有美感的视角的能力。

目前，建筑可视化设计要求可视化设计人员充分熟悉和掌握建筑师的设计意图和设计文件（CAD新蓝图）。 其流程主要为：建筑3D模型构建——图形渲染——视频生成与编辑（包括音频配置）。 对应建筑可视化设计的三个阶段过程，应用于建筑可视化设计的软件主要包括以下三类：

(1)、3D建模软件：up、3DMax、。

(2)、图形渲染软件：、、、UE4、3DMax、。

(3)、视频制作编辑软件：After,,。

视觉设计中最重要和技术最集中的部分是它的第二阶段：图形的渲染阶段。 这是生成符合设计要求并兼顾视觉美感的图片和视频的关键环节。 目前渲染软件常用的核心引擎是UE4 。 也是目前主流的游戏引擎（另一个主流引擎是Unity）[1]。 它允许用户轻松创建交互式内容，例如 3D 视频游戏、建筑可视化和实时 3D 动画。 该引擎具备脚本开发和编译能力，让没有编程技能的设计师也能熟练使用，降低了视觉设计师的技能要求，深受设计师喜爱。

在建筑视觉设计中，建筑色调的采用和搭配应与建筑周围环境协调融合，并与建筑的具体功能相一致。 具体来说，对于具有文化、教育、医疗、体育等功能的建筑，应优先采用比较纯的紫色调，不宜采用对比强烈的色彩。 对于政府和法院建筑，应选择相对柔和和端庄的渲染颜色来达到效果。 商业建筑可以借助暖色调、对比强烈的广告牌、宣传海报、长条等元素，加上相对密集嘈杂的人群，来凸显商业氛围。

视觉视频视角的选择应注重加强建筑信息的表达能力，尽量避免使用容易形成视觉错觉的角度。 例如，除了非常方正的建筑外，应尽量避免使用建筑幕墙立面的正视图或接近正视图的透视方向（常规光影效果无法表现浅景深）场和三维效果很好），但应该使用与近视或轴测视角相比，相对更容易形成良好的视觉效果，使建筑的表现更具层次感和参差不齐，以传达最丰富有效的视觉信息。 速度要符合人接受视觉信息的能力。

可以为音频配置可视化视频。 对于音频流的配置，通常遵循“视听一体化、视听一体化”的原则，即声音的听觉必须与视觉的体验高度融合。 在具体实践中，在整体解读大尺度、有远见的视频表现时，音频配置可以着重强调低应力成分的特点，更能让人感到惊艳。 至于局部细节的表达，应该以舒缓的背景轻音乐为主。 音乐的节奏也要随着视角的变化和镜头深化的速度而有快有慢。 内置漫游视频的音频配置也要以舒缓的轻音乐为主。

1.3. 建筑幕墙设计可视化技术

作为建筑设计——立面设计——幕墙设计提炼和建立的一部分，幕墙设计可视化既继承了建筑设计可视化技术的共性，又具有自己的特点，主要表现在以下几个方面：

(1)建筑幕墙本身是建筑与外界联系和分离的媒介，所以建筑幕墙设计的可视化主要是建筑外立面的可视化sketch up vr玻璃材质，因此其外立面的造型和渲染视觉设计主要表现空间表面的视觉构造。 建模渲染，即平面或空间表面（或平面与空间表面以各种方式组合），整体呈现宏观表面与局部体积相结合的特点。

(2) 建筑幕墙可视化问题是在各种自然环境：光照、风雨、不同视角下的渲染和逼真预测问题。 这就要求不同于室内装饰专业窄光谱、单一光源、恒定光强和亮度的视觉特征，建筑幕墙的渲染必须考虑到自然光的多光谱（从紫外线到全光谱）。红外光）、多种光源（不仅是自然外部光源，还需要考虑建筑物本身的内部透光和相邻其他建筑物的反射光），以及光强和亮度可变等问题。 玻璃幕墙还有玻璃的透光、反射、折射等特性。 所有这些因素都使得玻璃幕墙的渲染异常复杂。

(3) 由于自然光的变化特性，建筑幕墙的采光特性表现出极强的时间相关性，即一年中的不同季节、三天的不同时间会表现出不同的视觉特征。 这就要求幕墙的渲染不仅要考虑空间的光影效果，还必须考虑时间因素变化对这种光影效果的影响。

二、建筑设计可视化技术目前存在的问题

建筑设计可视化技术作为一项全新的技术，与任何新生事物一样，都需要一个成熟和确立的过程。 目前，建筑可视化设计普遍存在以下问题：

(1)建筑可视化设计作为一门与数字信息技术和建筑技术交叉的新兴学科，人才是其发展的最大障碍。 建筑幕墙可视化设计师是具有专业和丰富幕墙知识的3D可视化艺术家。 他们使用现代 3D 数字手段替代传统笔画，将项目可视化，并展示令所有项目参与者满意的结果。 这是给建筑可视化设计师的建议。 要求极高。 目前，低端人才严重短缺，高校尚未形成系统的专业人才基础培养体系。 因此，建筑可视化设计人才的培养一直是该专业发展的当务之急。

(2) 建筑可视化设计工具还不够强大，不能满足实际需要。 建筑设计可视化应用的动态渲染需要强大的计算机硬件功能，尤其是计算机图形处理单元（GPU）。 普通的（虽然是配置最多的）个人电脑用于小型项目中复杂的3D项目。 模型的建模和渲染经常卡顿甚至关机，难以顺利工作。 软件制作也有很多不完善和专业的地方，比如在自然气候的不同场景下手动实现时间相关的特征和背景衬里的难度。 因此，目前的建筑可视化设计效率不高，周期长。 长的。

(3)建筑设计可视化技术的应用普及度还不高，只有一些重要的大型项目开展了建筑设计可视化的应用。 建筑设计可视化应用项目占比严重偏高。 可视化应用的深度还不够，多停留在视频创作方面，其目的也是向居民汇报设计，展示项目。 建筑可视化技术的应用广度还不够。 目前的建筑可视化技术多应用于建筑设计可视化技术，而对于可视化施工（包括可视化施工过程预览、可视化预操作和危房施工岗位安全培训教育等），可视化工作在此实施方面尚属空白，或仅进行了早期探索。

（4）视觉设计和交互设备不够，展示建筑可视化数据流的媒体设备种类有限，体验差。 而常用的可视化工具，如VR太阳镜、VR头盔等，体验感较差，使用多年后容易出现眼花、头疼等不良反应。 因此，在可视化工具体验提升和优化的方向上还有很长的路要走。

3、建筑幕墙视觉设计项目案例

经过幕墙设计界的共同努力，幕墙设计可视化技术取得了一定的成果。 已被许多工程项目采用和应用，取得了相当的经济和技术效益。 具体案例如下：

（1）杭州绿城西溪浅蓝广场：项目位于四川省重庆市西湖区石象路与江墩路交叉口，总建筑面积3.6万平方米，总建筑高度为76 米。 由杭州绿城集团投资开发，绿城建筑设计院设计。 幕墙设计由湖南中南幕墙科技有限公司幕墙设计研究院完成，幕墙设计院可视化研究所对幕墙进行了一次成功的视觉设计。 作品满足了客户的内部汇报和沟通需求，同时达到了充分还原设计师的愿景的目的。 对建筑幕墙和室内整体体量进行建模，供各方商议，纠正设计前期各方信息沟通的失误。 背靠幕墙推广团队，100%表达落地模型疗效，将租户和建筑师的需求组合成一个数据模型实体，各取所需。 整个项目建筑幕墙视觉设计成果共产生3.6G数据，包括57张疗效图，视频数据时长16分钟（陌陌可扫描文末二维码观看视频）。 产生令人叹为观止的全景动态显示，可在任何天气、任何光源条件下，从任何视角对整个建筑的幕墙造型进行多维360度全景展示，视觉冲击力极强。 得到了居民及相关建筑设计院、顾问等专业人士的一致认可，取得了良好的经济效益和技术效益。

（二）杭州望朝中心项目：该项目位于四川省重庆市萧山区红宁路与迎丰路交汇处，总建筑面积0.5平方米，总建筑高度288米。 由北京国仪实业有限公司投资开发。 幕墙设计由湖南中南幕墙科技有限公司幕墙设计研究院完成，幕墙设计院可视化研究所对幕墙进行了一次成功的视觉设计。 本项目幕墙视觉设计共产生了4.3G数据，其中疗效图86张，视频数据时长27分钟sketch up vr玻璃材质，真实地预测了建筑整体幕墙的疗效。 配合大屏幕显示设备的使用，整体呈现出震撼的疗效，极具视觉冲击力。 实现了动态互动的视频操作，从宏观整体到微观细节，准确、精细地展示了建筑的疗效。 同时，在模型构建过程中发现并修正了原有建筑设计中的诸多错误。 将问题反馈给相关专业人士后，对设计进行了大量的优化工作，为后期的顺利施工提供了有力保障。

四、展望

事实上，建筑幕墙可视化技术的现状并不是这项技术发展的终点。 随着建筑技术的发展、新的需求和可视化技术本身的发展进步，提供了新的机遇和可能。 这种结合了建筑技术和可视化技术的新技术必然有其自身的演进和发展，主要表现在：

(1)建筑可视化设计技术本身必将进一步发展，强大专业的硬件能力和优秀高效的视频处理工具和软件必将出现。 同时，结合云技术的发展，完成了终端预估模型处理和渲染能力的云化改造。 借助云端超算强大的估算资源，让每一个小型设计项目都能高效地进行建筑可视化设计。 同时，建筑可视化设计也将从现在强调三维空间的可视化设计，转变为在四维空间（时间轴参与其中）同时强调时间和空间的建筑可视化设计，甚至考虑幕墙材料在外界气候环境和不同自然气候影响下的老化、褪色。 场景问题（阴天、晴天、刮风、下雨、下雪等），整个幕墙疗效的全生命周期视觉设计。

(2)可视化技术在建筑中的应用必须是全面的。 从建筑疗效概念设计到施工图设计，再到装配式构件加工、制造、安装、施工全链条的可视化应用。 同时，从目前强调建筑疗效可视化，到水电、设备、智能、室内装饰、幕墙等常见的可视化应用。 即可视化技术在建筑设计、加工、施工全链条和各学科的全面渗透和融合。

(3)可视化技术必须向更深更细的方向发展。 虚拟现实技术（VR）、增强现实技术（AR：一种能够实现真实场景与虚拟场景无缝衔接的视频处理技术）等新技术是可视化技术在幕墙设计可视化方面的综合应用和发展。 当这个实时渲染引擎的质量和逼真度达到使其成为建筑设计理想选择的水平时。 建筑可视化将包括身临其境的体验，如虚拟现实旅行、交互、类游戏操作和对手动虚拟环境（洞穴）的洞察，成为前所未有的设计方法。

(4)建筑可视化技术的未来发展必然与建筑信息技术(BIM)拥抱和深度融合。 随着幕墙企业标准化建设的完成和可视化技术多逻辑交互操作技术的实现，未来的可视化技术不再只是建筑疗效的展示和施工过程的预演，而是一个概览建筑结构细节、经济技术指标、施工时间段，甚至施工位置和站位配置，都是施工信息化成果的全方位输出。 例如，流媒体在显示疗效的同时，可以及时更换某些或某些类型的幕墙蓝筹，在更换建筑疗效的同时，结构细节、经济成本、工期和还提供了与蓝筹股更换相关的其他架构信息。 及时更新，直观展示。 成为建筑信息技术（BIM）高效、生动的信息输出者，为项目决策者提供及时、准确、全面的建设项目信息。

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参考：

1. 高国元，余传飞。 改进实景技术在建筑可视化中的应用初探[M]． 2018年省建筑数字技术教研会

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