城市綜合管廊BIM虛擬現(xiàn)實(shí)及增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的商業(yè)化開發(fā)的研究

李俊材　王平　董雪婷　梁冠華　杜明帥　郭禹朋

【摘要】在目前BIM與VR技術(shù)迅猛發(fā)展的大背景下，BIM與VR結(jié)合大大減低了建筑企業(yè)實(shí)地培訓(xùn)的危險(xiǎn)系數(shù)，通過虛擬環(huán)境對各種場景的模擬，減少了培訓(xùn)的成本。為建筑企業(yè)培訓(xùn)創(chuàng)造了更優(yōu)質(zhì)的環(huán)境和更低的成本，將BIM模型與VR虛擬現(xiàn)實(shí)相結(jié)合，為城市綜合管廊建設(shè)的過程中，提供全新的體驗(yàn)。

【關(guān)鍵詞】BIM VR AR

一、引言

城市綜合管廊BIM虛擬現(xiàn)實(shí)及增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的商業(yè)化開發(fā)，通過設(shè)計(jì)虛擬現(xiàn)實(shí)軟件實(shí)現(xiàn)人員培訓(xùn)，為建筑企業(yè)培訓(xùn)創(chuàng)造了更優(yōu)質(zhì)的環(huán)境和更低的成本。通過與建筑公司聯(lián)系，了解其培訓(xùn)過程，為其定制合理的培訓(xùn)軟件。本項(xiàng)目可實(shí)現(xiàn)各種實(shí)地培訓(xùn)的場景模擬，可以涉及到各個(gè)行業(yè)的培訓(xùn)教學(xué)。VR技術(shù)發(fā)展迅速，目前應(yīng)用越來越廣，但在國內(nèi)應(yīng)用范圍較小，主要集中在娛樂方面，培訓(xùn)教學(xué)的VR市場相對開闊。我們通過與客戶交流，了解客戶的需求，定制VR產(chǎn)品（包含軟件和硬件），為客戶提供合適的培訓(xùn)平臺(tái)。本項(xiàng)目需要技術(shù)支持相對較多，對于VR技術(shù)發(fā)展有很強(qiáng)的依賴性，所以產(chǎn)品的更新會(huì)比較頻繁，因此工作量比較大，而且需要開發(fā)環(huán)境的支持，要求開發(fā)硬件環(huán)境比較高。我們已經(jīng)可以做出簡單的應(yīng)用于安卓平臺(tái)的培訓(xùn)軟件，用廉價(jià)的VR眼鏡就可以體驗(yàn)。

二、項(xiàng)目實(shí)施的目的

虛擬現(xiàn)實(shí)培訓(xùn)軟件的創(chuàng)意來源于VR游戲，VR可以呈現(xiàn)一個(gè)模擬現(xiàn)實(shí)的場景，通過交互可以完成各種操作，同樣可以適用于培訓(xùn)教學(xué)。通過使用Unity3D開發(fā)引擎，結(jié)合各種控件和腳本，生成APP用于安卓平臺(tái)，相當(dāng)于開發(fā)VR游戲，只不過這種VR游戲的用途可以用于各種實(shí)地培訓(xùn)教學(xué)。城市綜合管廊BIM虛擬現(xiàn)實(shí)及增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的商業(yè)化開發(fā)基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，通過VR硬件創(chuàng)建一個(gè)虛擬的培訓(xùn)環(huán)境。大大減低了建筑企業(yè)實(shí)地培訓(xùn)的危險(xiǎn)系數(shù)，通過虛擬環(huán)境對各種場景的模擬，減少了培訓(xùn)的成本。

三、項(xiàng)目研究內(nèi)容

1.建模技術(shù)：構(gòu)建三維模型，在虛擬場景中看到的任何物品或者模型都是真實(shí)場景中實(shí)物的再現(xiàn)。

2.交互技術(shù)：是將虛擬場景與用戶連接在一起的開發(fā)紐帶，協(xié)調(diào)整體虛系統(tǒng)的工作和運(yùn)轉(zhuǎn)。模型在導(dǎo)入 Unity之前必須先導(dǎo)入材質(zhì)后導(dǎo)入模型，防止了模型紋理材質(zhì)的丟失。

3.渲染技術(shù)：在做虛擬現(xiàn)實(shí)項(xiàng)目中，交互是基本，渲染是關(guān)鍵，一個(gè)好的項(xiàng)目，除了運(yùn)行流暢之外，場景渲染的好壞也是成敗的關(guān)鍵，好的、逼真的場景能給用戶帶來完成真實(shí)的沉浸感，對于用戶來說真實(shí)感越好，越容易得到用戶認(rèn)可，才能做到真正的虛擬現(xiàn)實(shí)。基本渲染都是通過插件來實(shí)現(xiàn)，在需要高亮的地方設(shè)置 shader，效果就是看到臺(tái)燈真正可以感受到發(fā)亮的效果，地面倒影的效果和太陽光折射的效果。

四、項(xiàng)目解決方案

1、架構(gòu)設(shè)計(jì)

流程主要包括設(shè)計(jì)、建模、交互設(shè)計(jì)、模型渲染、產(chǎn)品發(fā)布，上線與應(yīng)用

2、軟硬件設(shè)計(jì)

性能高效的計(jì)算機(jī)硬件;硬件防火墻，性價(jià)比較高，實(shí)用性好的安全硬件;有關(guān)建模開發(fā)服務(wù)器搭建以及VR建模的書籍;Windows操作系統(tǒng); Revit;3D Max;visual studio。

五、結(jié)語

本項(xiàng)目以BIM技術(shù)與VR虛擬現(xiàn)實(shí)相結(jié)合，大大減低了建筑企業(yè)實(shí)地培訓(xùn)的危險(xiǎn)系數(shù)，通過虛擬環(huán)境對各種場景的模擬，減少了培訓(xùn)的成本。

參考文獻(xiàn)：

[1]唐漢明，翟振興.深入淺出BIM[M].人民郵電出版社.

[2]許立波.深入分析unity技術(shù)內(nèi)幕[M].電子工業(yè)出版社.