XR沉浸式技术应用在建筑信息模型(BIM)未来趋势

建筑信息模型（Building Information Modeling）从设计、施工到维护的全生命周期阶段中，可透过数据和几何图形传达高度精确和透明的工程信息，也成功的实现高效率的沟通。然而，BIM模型尚未发挥其可视化的潜质，透过沉浸在模型中，使用者可以感受材料、灯光、家具和其他细节模型。延展实境（Extended Reality，XR）提供了解决方案。

什么是XR？

XR是沉浸式技术的统称，包括虚拟实境（Virtual Reality，VR）、扩增实境（Augment Reality，AR）、和混合实境（Mixed Reality，MR），是现实世界和虚拟环境之间界线的一系列体验。

BIM与VR

BIM模型可更进一步的以虚拟实境（Virtual Reality）更真实的展示。VR可区分为感知和模拟两个主要关键，人类透过感官接收信息，以理解发生的事情。尽管VR模拟了不存在的真实环境，让人类以穿戴式设备沉浸于其中，让BIM更贴近真实的世界。

VR的优点在于”无法实体到达”、”实体访问成本很高”、”实体访问将产生危险”的情境中可进行测试。VR需要以感测器来追踪位置和动作，以立体声的耳机产生环绕音效。VR的应用领域如可视化、模拟、情境沟通、信息传递与评价、风险评估、进度查看、教育训练、安全管理、业主满意度、检视设计选项等。Alizadehsalehi etal.[1]整理了从BIM转换到VR的软件流程，（如图1），提供给想使用BIM转换成VR的工程人员参考使用。图1汇整土木工程常用的BIM软件：InfraWorks、Civil3D、Revit、AECOsim，这些软件分别以外挂程序或者是输出.FBX档案格式，对应到其所支持的动画软件，而这些软件分别可输出至哪些穿戴式装置。

图2建立一个BIM模型进行示范，转换至Enscape软件，即可戴VR设备沉浸在VR环境中。其他支持的软件也是以类似的方式进行VR模型转换。

BIM与AR、MR

AR是电脑制作的内容在现实世界上的叠加，可以与环境进行即时交互[2]。在大多数情况下，生成的内容只能透过智慧型手机或平板设备查看。Meta2和GoogleGlass的可穿戴式AR设备则可提供沉浸式的观看体验。AR有四种类型：1.制造商提供的AR（即扫描二维码）、2.基于位置的增强实境（即与GPS集成以定义方向）、3.基于投影的AR（用人造光投影到现实世界的表面）、4.基于叠加的AR（如IKEA将虚拟家具放置在真实环境中）[3]。BIM和AR预期将对营造业的影响较为显著，特别是施工现场减少错误返工、安全改进、降低劳动力成本等。

混合实境（MR）是结合了VR和AR最佳方面的效果。VR让使用者沉浸在脱离现实世界的虚拟环境中，AR使虚拟内容能够叠合在现实世界之上，而MR则促进虚拟内容与现实世界互动。

未来发展

随着XR技术与设备的发展、云计算、机器学习、人工智慧、5G的不断进步，营造业也将发生不可避免的变化，这些将使XR技术能够提供新颖的解决方案，5G的传输速度将改善团队的远端互动与协作，未来也能透过即时传输处理繁重的数据，创造虚拟环境与现场的自动化施工。

参考资料：

[1] Alizadehsalehi, S., Hadavi, A., & Huang, J. C. (2021). Assessment of AEC students’ performance using BIM-into-VR. Applied Sciences, 11(7), 3225.

[2] X. Li, W. Yi, H.L. Chi, X. Wang, A.P. Chan, A critical review of virtual and augmented reality (VR/AR) applications in construction safety, Autom.

Constr. 86 (2018) 150–162, https://doi.org/10.1016/j.autcon.2017.11.003.

[3] Alizadehsalehi, S., Hadavi, A., & Huang, J. C. (2020). From BIM to extended reality in AEC industry. Automation in Construction, 116, 103254.

来源：技術摘要1-BIM-從BIM到XR之應用與未來