建筑業交互設計中BIM和VR技術的有效運用分析

張建幫

（廣聯達科技股份有限公司，上海 200000）

在信息技術不斷發展的背景下，當前建筑設計行業信息化水平還需要有待提高，仍運用傳統的管理方式，資源沒有得到利用。要想解決好這一問題，應不斷提高設計水平。但是就當前應用設計方法進行分析，有些方面還存在不足之處需要加以完善。由于數據流傳不暢通的問題，進而致使設計和施工沒有實現交互。所以要想確保建筑交互設計工作順利的實施，還應加強BIM及VR技術，從而不斷提高設計水平。

1 BIM及VR技術概念

BIM是一種建筑信息模型，將建筑工程施工和設備以及運營等數據信息作為基礎，進而建立三維建筑模型。VR技術其實是虛擬現實，而且是一種模擬仿真技術，主要就是通過計算機對數據可視化操作和交互。其中交互性和沉浸性以及想象性作為VR技術最主要的特征。虛擬現實技術能讓參與人員更好地體驗三維空間，增強參與人員體驗感，還能充分掌握建筑的具體空間，便于更好地設計，充分發揮設計人員的想象力，不斷提高設計水平。

2 BIM和VR技術結合使用的意義和研究意義

就當前建筑行業的情況來看，難以實現工程控制的是統籌規劃以及實現資源整合作為其難點。且對于BIM+VR模式進行分析能為建筑行業解決這一問題提供有效的途徑。系統化BIM平臺除了能將建筑設計過程信息化之外，還能實現三維化，與此同時不斷提高項目管理能力。BIM+VR在一個多維空間中，實現建筑三維信息模型的放入，使得用戶更好地感受三維模型，讓用戶實現信息獲取。這好比是在施工前期已經將這成型后的“實體”看到，使得成本得到節省，還能看見建筑的實際效果。如果不夠滿意的情況下，能不斷拆改模型并重組，直到達到效果為止。總體來說通過這種技術降低拆改環節發生的機率，達到節約成本目的，還能縮短施工的周期。

3 BIM及VR技術在建筑交互設計中的優勢

3.1 有助于設計人員協同優化

對于二維的設計工作平臺進行分析，很容易受各個方面的限制尤其是得到反饋信息，基本上是在建筑空間片段中獲取，但是設計師難以將空間充分把握好。加強對虛擬現實技術的應用，在設計師工作平臺中，立體的三維空間能替代掉二維空間，從設計師的角度上來看只要充分應用VR技術，能更好地接觸，得到一定感知，在空間環境背景下，實現無死角漫游，立體化空間的構成，體會空間的變化。設計師經過良好設計體驗和設計比例下，在虛擬工作環境中，促使設計師落實同步合作，加強對設計完善，積極進行協同，使得施工圖存在的問題得到解決，而且還能有效避免遺漏問題，有助于培養設計團隊協作精神。

3.2 有助于業主方的設計體驗

虛擬模型由于生動立體和形象逼真的特點。在這虛擬現實模型中，設計方向甲方通過VR設備沉浸在其中，并具有觀察的意識仔細認真進行觀察，能更好地掌握建筑工程實際情況，甚至可了解到結構相應位置。而且還便于設計招投標階段工作順利地進行。并且在設計師指導下，對甲方專業技術無需過多的要求，只需要在模型上進行完善即可，改進設計的風格，將設備的材料等替換掉即可，實現個性化設計理念。

4 BIM交互設計平臺框架的設計

4.1 交互設計協同共享需求分析

初步設計信息協同共享需求分析。在初步設計協同工作研究的過程中，文章主要以傳統施工設計階段為主，而且在初步設計中不僅涉及建筑設計等專業的協同設計，還涉及到結構設計和安裝設計等專業，在設計期間存在信息交互，且還非常的多，以建筑設計專業為例，需要將滿足通風和采光的同時，在整體布局上還應注重與結構設計的相關要求是否能更好地滿足；而結構設計還應為安裝專業留有空間；各安裝專業就功能的要求在滿足的同時，應防止各個專業之間存在避讓的情況。除此之外在促進各專業空間關系協調同時，從建筑設計師的角度上來看還需要將各個方面的要求充分的考慮好，尤其是成本和功能、質量以及安全方面。

除此之外，有必要將設計工作的標準充分考量，以往設計人員沒有意識到BIM技術的作用，且對這一技術了解程度不夠主要的原因與BIM模型有關，這一模型不能作為完整作為設計交互成果，還有就是沒有優化BIM模型出圖功能，這種情況針對相關的規范要求無法更好地滿足，很容易出現重復工作的現象。所以各個專業設計人員之間應保持密切的聯系，并積極交流溝通，達成共識。

多參與方交互設計信息協同共享需求分析。 基于項目全生命周期的理念和交互設計理論，交互設計針對基本設計的要求不僅要更好地滿足，還應和一些供應商做好信息協同，尤其是項目開始到項目竣工期間，進而便于后期的設計。交互設計信息協同涉及非常多的信息共享內容，且信息非常多，其中結合項目管理中面臨問題分為安全管理模塊和成本管理模塊、質量控制模塊和進度管理模塊。而且對于這項模塊進行分析具有一定聯系。這些模塊進行信息交互不管是人還是機以及材等費用能實現合理控制。所以為促進質量控制模塊順利的實施，有必要讓施工技術工藝控制模塊和資質審核模塊以及信息查詢模塊實現信息交互。

信息協同共享平臺需求分析。首先數據信息所有權和隱私。在應用BIM技術期間設計人員針對自身設計成果，一定程度上有權實現管理并實現對數據訪問與參照權限設置，因為他們應確保自身數據真實性和可靠性，并有權負責，實現數據共享。數據隱私是設計模型本身作為設計人員知識勞動成果。所以在項目參與期間其BIM下，對于團隊成員而言能實現對服務器訪問權限的設置，為數據成果所有權提供重要的保障；賬號分配。信息管理這一過程在項目全生命周期視角上進行分析屬于是動態管理過程。且不管是在具體施工還是在運維階段中，加強對設計模型的應用，為集成最終的模型，不僅要根據設計變更還應結合施工變更。而且要想使得“一模多用”得以實現，促進模型在施工以及運維階段更好地應用，有必要提高平臺賬戶注入注銷的靈活性。

4.2 平臺系統功能模塊分析

模型資源調度。在項目不斷推進的背景下，對于施工單位而言在施工期間有必要加大修改和補充力度，圍繞著項目設計信息全面的實施；在后期運營中還需要注重對竣工模型的深化，將其向資產管理部門上交并開展資產盤活點。在整個項目生命周期中其模型深化這方面所涉及到的專業相對而言比較多，且每個專業都有自己專業模型。所以在協同共享平臺中能實現模型資源調配管理，因為其具備這一功能。

信息目錄管理。BIM信息協同共享平臺在其共享信息這方面，需要提供完善合理的目錄管理，進而使其信息分類存儲得以實現，滿足各科室信息調用。主要原理為實現對數據庫各項目和各專業上傳信息資源存儲，再經過良好的集成服務器，按照目錄對共享信息匯總整理，進而使其能對信息檢索查詢提供便捷。專業分類和階段分類以及屬性分類作為信息分類存儲標準，相對而言這一標準比較多，而且針對多種信息調用的需求，要想更好地滿足的話，有必要加強對信息結構影射的構建。比如科室管理，對于科室管理相關需求為更好地滿足應實現對物理存在目錄結構的構建，并構建新型目錄，在這方面可應用邏輯影射方式。因為這種方式能按照多種方式體現工程內容，與此同時能保障文件內容唯一性。

5 BIM及VR技術在建筑業交互設計中的運用有效措施

5.1 前期規劃階段的應用

在建筑交互式前期設計中，主要針對的是總平面設計，也就是加強項目總體布局的設計。而且必須要做好前期規劃設計，進而為以后的設計工作打下良好的基礎。

設計的原則。在進行設計的過程中還應遵守以下原則：首先，避免給原有生態環境和自然環境等周邊環境帶來一定的影響，從而造成污染；其次，分等級制定保護措施。在設計的前期需要進行調查，并從環境資源入手，分成各個等級，確定不同的資源應該如何保護，防止資源發生浪費的現象。與此同時，清楚場地的實際情況，并采取有效的保護方法。最后，預留發展空間。在時間不斷變化下，也會給建筑發展帶來變化，尤其是功能和形態，基于此，在設計的過程中，需要預留相應的空間，進一步推動企業的發展。

BIM及VR技術提升設計合理性。在設計的過程中還可加強對BIM及VR技術的應用，一定程度上有助于提升場地的合理性，其中主要在以下幾個方面體現：首先，自身內部組織結構的合理性。由于涉及到各種場地其功能是不同的，存在一定的差異性，為此也就形成各種組織結構關系；其次，環境融合的合理性。在進行設計的過程中會關系到環境的整個秩序，如在新的功能出現下，會影響到整個區域功能結構，在新建建筑下，一定程度上會影響到周邊的整個建筑。在運用以往傳統設計模式進行設計的過程中，基本參與的建筑人員，沒有到現場進行調查，往往在具體分析時不能結合相關數據。

5.2 中期建筑設計階段的應用

BIM技術在建筑設計階段的應用。對于設計人員而言在設計建筑間距的過程中，應充分考慮采光和通風的問題，同時還應注重周邊的建筑，并比較各種組合模式之間光照，全面地進行分析作比較，進而獲取最佳的方案。與此同時，不一樣的建筑間距給使用者帶來各種感受，如果建筑間距過大不能確保更加合理。而加強VR技術的應用，不僅便于更好地設計，還能體會到各種間距呈現出的效果。如圖1所示。

圖1 BIM技術的應用

VR技術在建筑設計階段的應用。在建筑設計階段，設計人員還可充分應用VR技術，因為這一技術起到良好輔助作用，因為這一技術增強用戶的體驗感，讓用戶體驗到不一樣的建筑空間。除此之外，設計人員還應高度重視建筑空間感和美感。其中VR技術在各種空間感等方面，通過直觀感受實現測評。

5.3 后期用戶體驗階段的應用

在后期評估環節中，主要就是清楚建筑參與人員的想法。在這一期間加強對VR技術的應用。還應進一步深化VR模型，其主要的目的就是在人視情況下，讓建筑的精細度不斷增強，進而使其更好地模擬真實的效果，提高信息的可靠性。

VR場景制作的流程。在BIM-VR的VR交互流程背景下，其整體漫游等方面進行分析，加強對現有的BIM-VR軟件的應用，并導入相應的設計模型，充分連接與VR設備，實施VR漫游。在關鍵節點等方面進行分析，在BIM模型中，通過數模分離技術將其相關參數化模型提取到云端，并下載參數化模型實施場景編輯，最終實施VR漫游，為此將建模的成本降到最低。

VR模型的體驗方式。建筑設計師制作完場景中，可實現用戶體驗，并加強對反饋信息的收集。其中在具體體驗過程中可采取以下幾種方式：一種靜態體驗方式。主要就是運用手機和電腦，將模型的三維視角通過二維碼的形式向用戶進行傳遞。用戶在二維設備上進行觀看，使其更好地觀看三維效果。對于這種模式進行分析，便于更好地傳播，而且還能得到相應的信息。將這種動態模式對比靜態模式，最大的優勢就是更加的直觀，基于此這給設備提出了要求。通常情況下在具體操作的過程中，必須要配合顯示器，與此同時還應提供相應的場地，便于使用者對活動空間的模擬。這種模式增強參與人員體驗感。

6 結束語

在建筑行業中，一定程度上BIM及VR技術充分展現出自身應用價值，所以從設計人員的角度上來看，在交互式設計中應加強對BIM及VR技術的應用，進一步使其滿足用戶的實際需求，不斷提高設計水平。