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VR技術怎樣結合BIM技術?

2017.07.29 2798 分享

導讀

近年來,BIM技術飛快發(fā)展,全國各地都在迅速推廣,并成功落地實施了多個大型工程項目,業(yè)內上到施工單位、設計院,下到業(yè)主都可對它談上幾句。它就如同十年前的互聯(lián)網大潮,引領著技術、管理乃至商業(yè)模式的變革,造就了一批新的工作崗位。

       近年來,BIM技術飛快發(fā)展,全國各地都在迅速推廣,并成功落地實施了多個大型工程項目,業(yè)內上到施工單位、設計院,下到業(yè)主都可對它談上幾句。它就如同十年前的互聯(lián)網大潮,引領著技術、管理乃至商業(yè)模式的變革,造就了一批新的工作崗位。


BIM施工,BIM預制,BIM施工技術,BIM在施工中的應用


       這次我想談談對虛擬現實(vr)的看法。VR虛擬現實(Virtual Reality,簡稱VR):虛擬現實VR是近年來出現的高新技術,也稱靈境技術或人工環(huán)境。虛擬現實是利用電腦模擬產生一個三維空間的虛擬世界,提供使用者關于視覺、聽覺、觸覺等感官的模擬,讓使用者如同身歷其境一般,可以及時、沒有限制地觀察三度空間內的事物。AR增強現實(Augmented Reality,簡稱AR):增強現實AR,它通過電腦技術,將虛擬的信息應用到真實世界,真實的環(huán)境和虛擬的物體實時地疊加到了同一個畫面或空間同時存在。

       虛擬現實(VR),看到的場景和人物全是假的,是把你的意識代入一個虛擬的世界。


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       增強現實(AR),看到的場景和人物一部分是真一部分是假,是把虛擬的信息帶入到現實世界中。因為VR是純虛擬場景,所以VR裝備更多的是用于用戶與虛擬場景的互動交互,更多的使用是:位置跟蹤器、數據手套(5DT之類的)、動捕系統(tǒng)、數據頭盔等等。

       由于AR是現實場景和虛擬場景的結合,所以基本都需要攝像頭,在攝像頭拍攝的畫面基礎上,結合虛擬畫面進行展示和互動,比如GOOGLE GLASS這些(其實嚴格的來說,IPAD,手機這些帶攝像頭的只能產品,都可以用于AR,只要安裝AR的軟件就可以。

       我們所做的BIM模型和所制作的場景,其實就是在一個虛擬世界中的場景,因此BIM和VR技術是同脈相連,相同點很多。談談BIM和VR的聯(lián)系吧。


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(1)設計
       BIM正在推動建筑供給端同時也是最前端(設計環(huán)節(jié))走向行業(yè)變革的,而VR提升BIM應用效果并加速其推廣應用。BIM是以建筑工程項目各項相關信息數據作為模型的基礎,進行建筑模型的建立,通過數字信息仿真模擬建筑物所具有的真實信息,具有可視化,協(xié)調性,模擬性,優(yōu)化性和可出圖性等特點。VR的沉浸式體驗,加強了具象性及交互功能,大大提升BIM應用效果,從而推動其在建筑設計加速推廣使用。
       VR正逐步走進建筑設計領域,目前國外在視頻拍攝、電子游戲等領域已經有了完善的VR產品,在工業(yè)設計中谷歌、微軟、索尼等產品逐漸進入工業(yè)設計中。歐美知名建筑設計公司目前已經開始了VR技術在建筑設計領域的模型測試,并認為未來五年內VR技術將有望在建筑設計中推廣。英國IVRNATION公司根據Ty Hedfan公司在南威爾士設計的住宅搭建了VR模型,建筑設計師可以利用該模型即時改變墻壁、地板和家具等組件的材質和設計,設計師表示VR模型真實度達到90%。同時,VR模型構建者認為,隨著顯示設備的發(fā)展,建筑設計師將在未來四到五年內進一步提高VR模型的真實程度,該技術將更有力地推動建筑行業(yè)發(fā)展。

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【上圖為實景,下圖為虛擬】


       建筑設計行業(yè)目前最大的痛點在于“所見非所得”和“工程控制難”,難點在于統(tǒng)籌規(guī)劃、資源整合、具象化聯(lián)系和平臺構建。BIM+VR模式有望提供行業(yè)痛點的解決路徑。系統(tǒng)化BIM平臺將建筑設計過程信息化、三維化,同時加強項目管理能力。VR在BIM的三維模型基礎上,加強了可視性和具象性。通過構建虛擬展示,為使用者提供交互性設計和可視化印象。設計平臺+VR組合:未來將成為設計企業(yè)核心競爭力之一。

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【左圖為實景,右圖為虛擬】


(2)施工
       在實際工程施工中,復雜結構施工方案設計和施工結構計算是一個難度較大的問題,前者難點關鍵就在于施工現場的結構構件及機械設備間的空間關系的表達;后者在于施工結構在施工狀態(tài)和荷載下的變形大于就位以后或結構成型以后。在虛擬的環(huán)境中,建立周圍場景、結構構件及機械設備等的三維CAD模型(虛擬模型),形成基于計算機的具有一定功能的仿真系統(tǒng),讓系統(tǒng)中的模型具有動態(tài)性能,并對系統(tǒng)中的模型進行虛擬裝配,根據虛擬裝配的結果,在人機交互的可視化環(huán)境中對施工方案進行修改。同時,利用虛擬現實技術可以對不同的方案,在短時間內做大量的分析,從而保證施工方案最優(yōu)化。

       借助虛擬仿真系統(tǒng),把不能預演的施工過程和方法表現出來,不僅節(jié)省了時間和建設投資,大大增加施工企業(yè)的投標競爭能力。


(3)地產營銷
       BIM+VR在房地產營銷領域是目前的主要應用方面,主要在用于樣板間的展示例如萬科、廈門指揮家科技公司的樣板間、美房圈、美屋等公司。借助VR技術這是一種全新的銷售模式,客戶能夠在短時間看不同的樣板間,甚至可以直接測量距離,還可以變換裝修風格,還可以體驗在未來住宅的小區(qū)的整體場景、景觀等。BIM模型能夠將建筑原始數據真實還原。BIM+VR這樣的地產營銷模式正在逐漸走入大家的視線,并日趨成熟。

       BIM+VR引領建筑新革命:BIM的建模渲染的真實度提升、VR插件動作捕捉精度和顯示分辨率提升、BIM+VR在建筑營銷領域得到推廣、BIM+VR在施工應用領域得到推廣,最終形成BIM+VR一體化系統(tǒng),全面滲透建筑設計行業(yè)。其中前兩步的推進有賴于計算機及互聯(lián)網技術進步,為建筑行業(yè)提供更強的運算能力和有效的軟硬件聯(lián)系;而BIM+VR系統(tǒng)在施工中和營銷中的應用有賴于行業(yè)對于系統(tǒng)的投資提高和居民消費質量的提高。

(4)市政基礎設施
           市政設施例如高架、隧道、立交、管廊、管線等實體構造物,都可以做出BIM模型,我們可以通過視角轉化,在虛擬實景中體驗高架、立交匝道之間的凈高、坡度和長度,隧道的燈光、附屬設施、管廊內管線、設備和建筑的空間關系等,都可以為設計人員、業(yè)主和施工人員已經運營工作人員提供直觀的體驗和數據的支持。

(5)虛擬軟件
       我使用最多的是LUMION和fuzor,把已經做好的BIM模型導入這些軟件,在這些軟件中布置景觀,可以把場景做的和現實一樣逼真,鳥語花香、行車流水...當然還有其他一些軟件(例如quest3D,InfraWorks...)也可以做場景,個人認為最成熟的還是LUMION。


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       將VR技術引入市政BIM中,讓我們的BIM模型不在枯燥、不在與現實差距那么遠,一直是我們未來的努力方向,幻想以后我們再自己所建立的模型中,成為模型中的一份子,在其中漫步、體驗和現實一樣的生活場景,多么美好。
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