基于BIM的VR技術在可視化交底中的應用

文/楊清舒，韋芳＊，張思琪2

（常熟理工學院商學院，江蘇常熟 215506）

在BIM技術的應用與發展過程中，傳統BIM技術的局限性日益凸顯，工作人員需要應用新的技術——VR技術來解決這些問題。工作人員應積極利用基于BIM的VR技術，消除傳統BIM技術的弊端，從而提高交底效率。

1.項目概述

1.1 BIM技術概述

BIM——建筑信息模型(Building Information Modeling)，可以利用與建筑工程密切相關的信息，結合先進的互聯網和數字技術來建立建筑項目的虛擬3D模型，并且提供與實際情況一致的建筑工程信息。

1.2 VR技術概述

VR——虛擬現實技術(Virtual Reality)，是20世紀的一項新興技術，它又稱靈境技術。VR技術能夠利用三維圖形生成技術、多傳感交互技術以及高分辨率顯示技術，生成三維逼真的虛擬環境，它將計算機、電子信息與仿真技術相結合，給用戶帶來沉浸式體驗。

1.3 BIMVR概述

BIMVR(Building Information Modeling in Virtual Reality)是將BIM與VR結合起來的一種技術手段，它能夠彌補BIM技術和VR技術的不足之處。人們可以將BIM平臺上的建筑物的信息、數據以及模型上傳至VR平臺，再通過VR平臺來創造相應的虛擬環境，體驗者可以直接在虛擬沉浸式環境中觀察建筑物的全貌。

2.項目研究背景

2.1 BIMVR的國內研究

BIM技術在我國興起的時間不長，但使用BIMVR技術的企業數量逐年增多。隨著5G時代的到來，數據傳輸也變得更加方便快捷，這為VR技術的發展提供了巨大的動力。在巨大的中國建筑市場上，BIMVR技術正在逐步體現它獨特的魅力。

2.2 BIMVR的國外研究

BIMVR技術在國外使用較為廣泛，它已經應用于一些大型體育賽事或重大新聞事件的報道等方面，ARC Document Solutions企業在最近的一項研究中指出，BIMVR將是建筑行業最強大的新興技術之一。

3.傳統BIM技術的局限性

3.1可視化程度不高

BIM技術具有可視化的優點，它能通過計算機向業主展示BIM模型。如今，BIM技術的不足之處逐漸凸顯，例如：當建筑建模完成后，三維模型展示存在路徑單一的問題，容易造成建筑設計信息缺失，從而導致實際建筑與設計建筑之間存在一定的誤差。

3.2施工與設計不能協同

信息缺乏時效性是施工與設計不能協同的根源，不僅在很大程度上影響了施工進度，而且容易引發工程質量問題，從而提高了安全事故發生的概率。在設計工作中，建設單位、用戶及施工單位無法將自己的想法和意見融入設計中，更無法與設計師交換意見和建議。當在施工過程中出現問題時，各部門之間也無法及時進行有效溝通。[1]

4.BIMVR技術的優越性

4.1安全性

VR技術的優勢之一就是具有更高的維度，與傳統的視頻內容相比，它具備360°全景畫面。VR技術能夠模擬安全事故發生時的場景，使相關人員“親身”經歷工程施工中發生的坍塌、高空墜落等事故，讓他們切身感受到安全生產的積極意義。[2]另外，相關人員還可以與VR技術進行互動，并且從中掌握相應的安全防護知識。

4.2協同性

隨著建筑領域的智能化發展,建筑企業逐步向數字化、信息化轉型。建筑企業需要將BIMVR技術應用于實際工作中，將已有的BIM模型庫批量轉換為VR模型，從而形成BIMVR協作子系統。該系統解決了協同工作中的施工安全、質量和工程進度把控問題。另外，該系統能夠讓設計師和消費者通過沉浸式的動態漫游，身臨其境地感受到建筑的存在。因此，BIMVR技術在工程建設領域中具有重要意義。[3]

4.3經濟性

實地培訓往往受到場地和時間的限制，而BIMVR技術不僅能夠模擬不同的工作環境與突發狀況，1:1還原真實場景安全事故，還能夠大大降低人力、物力、財力的消耗。同時，沉浸式的真實體驗能夠增強操作者對安全教育的感性認識；并且工作人員在進入虛擬環境后，可學習相關知識并實時反饋數據信息，從而提高了訓練效率。[4]

5.基于BIM的VR技術的應用

5.1VDP平臺簡介

VDP虛擬現實設計平臺可以支持多種建模軟件的工程文件，如BIMMAKE、3Dmax、Revit等。在安裝VDP軟件后，虛擬現實設計平臺將自動安裝VDP-Revit導出插件，該插件能夠導出Revit場景，并且將模型信息、材質信息和BIM信息都完整保留了下來。VDP虛擬現實設計平臺能夠保留所有BIM模型的數據信息，如建筑專業類型、圖元信息、幾何ID等。該平臺導入BIM模型后，將自動開啟BIM信息顯示交互功能。

5.2 VR技術的應用流程

VR技術的應用流程如圖1所示。

5.3 VR實際案例分析

5.3.1施工現場布置

筆者利用BIMMAKE來布置施工現場，根據施工現場實際情況設置了VR體驗區、生活區、設備區、材料區、食堂、藝術樓、施工區。筆者在東門位置設置一處門衛崗亭和可人臉識別員工通道。食堂外部裝飾主要由石墻飾面、黑色大理石和琉璃屋面構成，呈現一種莊重之感。藝術樓四樓大草坪采用開放式設計，外墻采用了獨特的高科技漸變色設計，施工區與食堂、藝術樓在布局上形成三角關系（見圖2）。[5]

5.3.2柱鋼筋綁扎施工工序

柱鋼筋綁扎施工工序為：套柱箍筋→搭接綁扎豎向受力筋→畫箍筋間距線→綁箍筋。

在鋼筋綁扎的過程中，觀測角度較為單一，若使用BIMVR來觀看綁扎過程，觀看者可以身臨其境地全方位觀摩。提前模擬鋼筋綁扎的全過程，有利于減小施工過程中出現問題的概率，從而大大縮短了施工工期，減少了施工成本。[6]在VDP平臺上，工人可以進一步了解現場柱鋼筋綁扎流程。在VR虛擬場景中，工人也可以進一步掌握柱鋼筋綁扎的規范要求，從而保證工程質量。

5.3.3柱梁板鋼筋可視化識讀

工作人員可以先將創建好的GTJ模型導出為IGMS格式，再將其導入VDP中，進行鋼筋的顯隱操作。以Z1為例，工作人員點擊鋼筋，可以跳出柱大樣圖，可以看到柱截面的長度和寬度都是500㎜，縱筋為4根直徑為20㎜和8根直徑為16㎜的鋼筋，箍筋的直徑為8㎜，加密區間距為100㎜，非加密區間距為200㎜。將柱大樣圖與實際鋼筋相對照，檢查柱梁板鋼筋是否存在問題，有利于提高工作效率。

5.3.4建模模型仿真渲染

本工程利用VDP和Lumion軟件來渲染模型，從而達到了美化效果。筆者細致地渲染了本模型周邊的環境，包括綠化設計、車輛行駛路徑、天氣變化等。此外，筆者還渲染了室內的裝飾裝修。[7]

6.結語

綜上所述，筆者通過分析BIMVR技術的應用效果發現，BIMVR技術具有良好的安全性、經濟性和協同性，它能夠減少時間成本和資源浪費。在建筑工程施工過程中，筆者發現BIMVR技術具有無限的潛力。BIMVR技術將是建筑行業發展的動力，它將在更多的領域得到廣泛的應用。