BIM＋VR虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在施工中的應(yīng)用

譚喆，張成元，陳湘俊，劉國(guó)鋒，易威

TAN Zhe,ZHANG Cheng-yuan,CHEN Xiang-jun,LIU Guo-feng,YI Wei

（湖南省第三工程有限公司）

(Hunan third engineering Co., Ltd. )

1 BIM＋VR簡(jiǎn)介

BIM即建筑信息模型，是以建筑工程項(xiàng)目的各項(xiàng)相關(guān)信息作為模型的基礎(chǔ)，進(jìn)行模型的建立，它不僅是數(shù)據(jù)更是鏈接建筑全生命周期不同階段的數(shù)據(jù)、過程和資源的載體[1]，具有可視化，協(xié)調(diào)性，模擬性，優(yōu)化性和可出圖性五大特點(diǎn)[2]。VR虛擬現(xiàn)實(shí)是一種模擬虛擬世界的交互式仿真系統(tǒng)，利用終端設(shè)備融合各類信息，通過三維動(dòng)態(tài)視景去感知實(shí)體行為下的虛擬世界[3]。

虛擬現(xiàn)實(shí)具有提高建筑設(shè)計(jì)和施工的可視化的潛力，但在建筑施工行業(yè)實(shí)施尚未達(dá)到成熟[4]，缺乏豐富的內(nèi)容資源使得VR難以表現(xiàn)虛擬現(xiàn)實(shí)的真正價(jià)值。而BIM技術(shù)兼具模型與數(shù)據(jù)信息，能為VR提供極好的內(nèi)容與落地應(yīng)用的真實(shí)場(chǎng)景。BIM+VR除了能解決建筑行業(yè)最大的痛點(diǎn)“所見非所得”和“工程控制難”，統(tǒng)籌規(guī)劃、構(gòu)建具象化外，系統(tǒng)化的BIM＋VR平臺(tái)還能將建筑施工過程信息化、三維化，同時(shí)加強(qiáng)建筑施工過程的項(xiàng)目管理能力。將BIM與VR結(jié)合起來，能加速推進(jìn)建筑行業(yè)信息化進(jìn)程，讓建筑觸手可及。

2 常用軟件介紹

目前主流的BIM＋VR軟件包括fuzor、lumion、twinmotion等軟件。

2.1 fuzor

Fuzor是一款將BIM＋VR技術(shù)與4D施工模擬技術(shù)結(jié)合的綜合性軟件，F(xiàn)uzor在VR虛擬空間中內(nèi)置了VR菜單界面，它將所有功能都整合在一個(gè)界面內(nèi)。在VR菜單中，可以訪問所有的VR工具，包括VR設(shè)計(jì)工具、3D標(biāo)記、渲染選項(xiàng)、導(dǎo)航地圖、4D控件，還可以通過菜單查看構(gòu)件屬性。

Fuzor支持各種VR外接設(shè)備，包括HTC vive、Oculus Rift、谷歌3D眼鏡等。

2.2 lumion

Lumion可以通過生成360度全景圖片來實(shí)現(xiàn)VR功能，每個(gè)全景圖都可以使用手機(jī)配合GearVR和Oculus Rift查看。但使用lumion導(dǎo)出的文件只是圖片格式，不能實(shí)現(xiàn)交互式體驗(yàn)。

2.3 twinmotion

Twinmotion是一款致力于建筑、城市規(guī)劃和景觀可視化的專業(yè) 3D 實(shí)時(shí)渲染軟件。與傳統(tǒng)的漫長(zhǎng)渲染過程相比，Twinmotion極快的渲染速度可在幾秒鐘內(nèi)導(dǎo)出高質(zhì)量圖像、視頻和 360度全景文件。從項(xiàng)目構(gòu)造到項(xiàng)目審核，Twinmotion可隨時(shí)隨刻在VR （虛擬現(xiàn)實(shí)）環(huán)境中探索3D模型。Twinmotion支 持 HTC vive、Oculus Rift和 GEARVR等各類外接設(shè)備。

3 BIM＋VR應(yīng)用實(shí)例

三建·江灣廣場(chǎng)項(xiàng)目位于湘潭縣天易示范區(qū)，占地面積近20hm2（300）畝，總建筑面積約21萬(wàn)m2。作為湖南省第三工程有限公司投資建設(shè)的高檔地產(chǎn)項(xiàng)目，涵蓋大型商業(yè)綜合體，高端住宅小區(qū)，城市公園，影視城等設(shè)施，項(xiàng)目從規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工到運(yùn)維全階段應(yīng)用BIM技術(shù)，全過程集成BIM信息傳遞，最終運(yùn)用于物業(yè)營(yíng)運(yùn)。項(xiàng)目基于BIM模型信息，較好地將VR虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)結(jié)合起來，應(yīng)用于如下幾個(gè)方面。

3.1 VR虛擬樣板間交底

為貫徹落實(shí)項(xiàng)目樣板先行的交底制度，BIM工作站針對(duì)質(zhì)量樣板區(qū)和標(biāo)準(zhǔn)層樣板戶型進(jìn)行了提前建模，在施工前對(duì)工程進(jìn)行全方位展現(xiàn)，對(duì)施工難點(diǎn)和重點(diǎn)進(jìn)行可視化的交底和方案論證，并利用VR技術(shù)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工員進(jìn)行交底，發(fā)現(xiàn)施工中存在或可能出現(xiàn)的問題，通過此項(xiàng)舉措最終確立了樣板展示方案，減少實(shí)際作業(yè)返工（見圖1）。

圖1 虛擬樣板間BIM模型

3.2 項(xiàng)目觀摩體驗(yàn)

本項(xiàng)目在開工之初便制定了工程質(zhì)量目標(biāo)為：省級(jí)安全質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化示范工程；湖南省住宅工程質(zhì)量常見問題專項(xiàng)治理示范工程。為迎接各類觀摩，項(xiàng)目BIM工作站精心籌劃布置了BIM＋VR應(yīng)用展示區(qū)，獲得各界好評(píng)，達(dá)到了良好的觀摩效果。

3.3 項(xiàng)目對(duì)外展示

在土木行業(yè)中，受限于行業(yè)特點(diǎn)與技術(shù)限制，長(zhǎng)期以來人們不得不采用抽象的概念表示非常豐富的信息，用比較抽象的圖形和精煉的語(yǔ)言來描述復(fù)雜的場(chǎng)景。但是這種傳遞方式與信息處理受到信息接收者所從事職業(yè)、知識(shí)結(jié)構(gòu)以及理解能力的影響，交流起來較為困難。如何更好的展現(xiàn)工程信息成為目前急需解決的問題，而VR技術(shù)的出現(xiàn)為我們克服這一困難提供了極其有效的手段。

為更好的宣傳企業(yè)文化，增強(qiáng)企業(yè)知名度和競(jìng)爭(zhēng)力，公司BIM中心與湘潭廣電合作，于湘潭廣電大樓演播廳入口處布置了湖南三建BIM＋VR展臺(tái)。并以三建·江灣廣場(chǎng)項(xiàng)目為范例，建立項(xiàng)目BIM＋VR模型（見圖2），吸引了各界人士體驗(yàn)參觀，達(dá)到了提升企業(yè)形象，展現(xiàn)企業(yè)實(shí)力的目的。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，基于BIM模型的VR虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了項(xiàng)目的精細(xì)化管理，促進(jìn)了建設(shè)項(xiàng)目信息化進(jìn)程。同時(shí)，BIM+VR技術(shù)的使用改變了人們長(zhǎng)期以來對(duì)建設(shè)項(xiàng)目的固有印象，提升了項(xiàng)目品位，達(dá)到了良好的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。

圖2 建立項(xiàng)目VR模型

[1]張建平,李丁,林佳瑞,顏鋼文.BIM在工程施工中的應(yīng)用[J].施工技術(shù),2012,41(16):10-17.

[2]王東,毛亮.BIM在非線性建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用,2013(12):173.

[3]Steuer J. Defining Virtual Reality:Dimensions Determining Telepresence[J].Journal of Communication, 1992,42(4):73–93.

[4]J Whyte,N Bouchlaghem,A Thorpe,R McCaffer. From CAD to virtual reality:modelling approaches, data exchange and interactive 3D building design tools[J].Automation in Construction,2000,10(1).