¬аше окно в мир —јѕ–
 
Ќовости —татьи јвторы —обыти€ ¬акансии Ёнциклопеди€ –екламодател€м
—татьи

10 €нвар€ 2015

–асширени€ реальности в архитектурно-строительном проектировании

ѕеревод статьи ЂReality extensions in AECї в AECMAGAZINE

ќт редакции isicad.ru: ѕро различные взгл€ды на расширение реальности мы пишем регул€рно: см, например, статьи «“ехнологии виртуальной реальности и их применение в PLM» и «ƒополненна€ реальность и перспективы еЄ применени€ в строительной отрасли». ј сегодн€ мы приглашаем вас ознакомитьс€ с сокращЄнным переводом но€брьской статьи журнала AECMAGAZINE о виртуальной и дополненной реальности в AEC — «Reality extensions in AEC».
ћногие инновации начинают со статуса диковинки, но через некоторое врем€ другие технологии и обща€ культура их нагон€ют. ƒополненна€ реальность и расширенна€ реальность вызывали фонтаны восторгов, но они всЄ ещЄ редко используютс€ в области проектировани€. «десь видны перспективы перемен.
Google Cardboard is a self-build cardboard headset that can mount an Android Phone in front of your eyes for a low cost VR experience

Ёто самодельные картонные очки, в которые можно вставить телефон на Android, чтобы дЄшево опробовать виртуальную реальность.

ћы только начинаем понимать, что может быть сделано с 3D проектами, если перейти на трЄхмерные рабочие процессы. ¬ложение времени в освоение информационного моделировани€ зданий (BIM) способствует не только быстрому созданию двумерных чертежей и не только улучшает координацию. BIM предполагает пользу на всех этапах проектировани€ зданий, что включает сотрудничество, симул€цию, анализ, 3D-печать, анимацию и такие революционные приложени€ как виртуальна€ и дополненна€ реальности.

¬ отличие от классической виртуальной реальности, дополненна€ реальность берЄт изображение из реального мира. “.е. к тому, что видит камера смартфона или планшета, сверху добавл€ютс€ графические и звуковые слои.

ƒо сих пор основным и наиболее успешным использованием дополненной реальности было отображение туристической информации, котора€ накладываетс€ на исторические достопримечательности и ближайшие рестораны. Ќекоторые крупные бренды также применили эту технологию дл€ рекламы и добавлени€ к так называемому Ђпользовательскому опытуї.

Ўведска€ компани€ товаров дл€ дома Ikea моделирует всю продукцию в 3D CAD. Ќедавно они представили приложени€ дополненной реальности, которые позвол€ют клиентам увидеть проекцию элементов каталога в свои интерьеры.

≈сть много примеров в разных област€х, где дополненна€ реальность кажетс€ перспективной в будущем. ¬ медицине, например, хирург мог бы получать трЄхмерные данные томографии или ”«» пр€мо на свои очки во врем€ операции.

ѕо мнению Tomi Ahonen, высказанном им в недавнем TEDx выступлении, нынешнее количество пользователей дополненной реальности оцениваетс€ примерно в 60 миллионов человек.   2018 году ожидаетс€, что этот показатель вырастет до 200 миллионов. ≈сть оценки в миллиард пользователей к 2020 году. ¬ то врем€, как многие из этих использований будут игровыми и развлекательными, приложени€ дл€ архитектурно-строительного проектировани€ начинают по€вл€ютс€ из исследовательских лабораторий лидеров отрасли и стартапов.

A next generation residential building that will be built in Shanghai. Using a tag on a desk, users can walk around and see the 3D building model on a tablet

Ќа сборочных лини€х таких компани€х, как Boeing, BMW, и Volkswagen уже сейчас используетс€ дополненна€ реальность. ¬ Volkswagen это называют MARTA (Mobile Augmented Reality Technical Assistance). Ёта система показывает инженерам, как шаг за шагом выполн€ть конкретные работы, отображает дополнительную информацию о том, какие инструменты следует использовать, какова конфигураци€ сборки, что следует проверить.

 омпани€ Faro, занимающа€с€ контролем качества и лазерным сканированием, дала своим инженерам инспекции инструменты дополненной реальности — на их дисплеи проецируетс€ —јѕ– модель поверх инженерного представлени€, чтобы сравнивать запланированные значени€ и реальные данные измерений.

ƒополненна€ реальность в архитектурно-строительном проектировании

ѕрименени€ дополненной реальности оказываютс€ очень широкими: отображени€ строений и трубопроводов, визуализации моделей в разных масштабах. ≈сли принимать 3D и работать в 3D в нЄм, то все эти данные станов€тс€ полезными дл€ приложений дополненной и виртуальной реальности.

¬ момент начала BIM проекта, чтобы убедитьс€, что он аккуратно смоделирован и позиционирован в пространстве, можно использовать распределЄнную облачную инфраструктуру и умные мобильные устройства с GPS и акселерометрами (датчиками, которые измер€ют ускорение устройства), чтобы модели можно было просматривать где угодно или накладывать в реальном времени на текущие координаты пользовател€. Ёто может быть предложено дл€ работ на строительстве здани€: видеть прохождение трубопроводов под землЄй, или использовать «рентгеновское зрение» сквозь стены, чтобы видеть кабели и воздуховоды.

ѕредоставлени€ актуальных 2D-чертежей — это лишь одно из приложений. Ќо представьте себе, если каждый строитель имел бы доступ к модели на всех этапах сборки, спланированной в правильном 3D пространстве, в реальном времени, через камеру и дисплей своего смарт-телефона или планшета.

”же пришло врем€, когда эти технологии выгл€д€т гораздо более жизнеспособными. јрхитекторы начинают моделировать в 3D, облачные технологии предполагают, что данные могут распространитьс€ куда угодно, 4G позвол€ет передавать большие потоки данных, а телефоны имеют GPS, акселерометры и достаточные объЄм пам€ти и вычислительную мощность дл€ приложений дополненной реальности.

ѕроблемы дополненной реальности

ќграничени€ начинаютс€ с качества приложений, из которых должно быть собрано решение. ќни часто требуют преобразовани€ данных в другой формат, экспорта из другого приложени€ и т.д.

ќдна из ключевых технических проблем дополненной реальности — отслеживание положени€. ќбеспечение того, чтобы точка зрени€ устройства была точной и чтобы наложение модели было гладким, всЄ ещЄ требует улучшени€. ѕрогресс в этой области заметен каждый год, поскольку в телефонах увеличиваетс€ чувствительность акселерометров и растЄт скорость процессоров.

ќднако, в местах, где GPS €вл€етс€ основным источником данных о положении пользовател€, точность определени€ его точки зрени€ может снижатьс€ до нескольких метров, что ведЄт к неточност€м при наложении цифровой модели на реальность.

¬нутри же зданий GPS может быть менее надЄжным. «десь можно повысить точность за счет использовани€ маркеров. √ибридные системы отслеживани€ наход€тс€ в стадии разработки. Ќапример, Bentley Systems утверждает, что точность дополненной реальности у них была повышена в рамках их последних R&D проектов.

ѕрактически в режиме реального

ћногие годы откровенно смешной шумихи вокруг виртуальной реальности сменились еЄ регул€рным использованием инженерами и архитекторами. Ќапример, технологи€ BIMx от Graphisoft позвол€ет отправл€ть модели и окружени€ коллегам и клиентам, чтобы они смогли увидеть их в виртуальной реальности.

BIMx поддерживает очки Zeiss Cinemizer Glasses, поэтому также возможно погружение в виртуальную реальность на модел€х ArchiCAD.

 онкуренци€ среди производителей Oculus Rift и других очков и шлемов дл€ игр снижает цены, поэтому мы ожидаем, что виртуальна€ реальность будет быстра прин€та в командах проектировщиков.

”частники конференции DEVELOP3D в этом году могли увидеть демонстрацию новейших стереоскопических систем дл€ трЄхмерного отображени€ и систем отслеживани€ положени€ головы от Virtalis.  лиентами Virtalis €вл€ютс€ Fluor Daniel, Taylor Woodrow, Mott MacDonald, Amersham и Balfour Beatty.

ћногие автомобильные компании также используют эти 3D дисплеи дл€ погружени€ в проект своих инженеров во врем€ встреч, посв€щЄнных проектированию, чтобы показывать им автомобили в масштабе 1:1 и выше. ѕерерабатывающие заводы сокращают врем€ просто€, использу€ виртуальную реальность дл€ отработки процесса модернизации и ремонта своими командами инженеров.

“акже наблюдаетс€ движение в противоположную сторону: отсканировать реальный мир и поместить его в виртуальную реальность. Ёто полна€ противоположность дополненной реальности. »спользу€ лазерные сканеры, фотографию, фотограметрию с большим объЄмом пам€ти и обработки, становитс€ проще поместить реальный мир в геометрической форме в компьютер. ¬ некоторых вопросах это свело бы на нет необходимость в традиционной дополненной реальности, поскольку контекст модели и так захвачен и отображаетс€. ќднако это был бы снимок реальности, котора€ всЄ врем€ мен€етс€.

Ёти технологии на самом деле не конкурируют, поскольку граница между виртуальной и дополненной реальност€ми достаточно размыта, а само взаимодействие технологий приветствуетс€.

 омпани€ Autodesk говорит про Reality Computing следующим образом: перевести физический мир в цифровой, мен€ть и анализировать полученную информацию, а полученные результаты возвращать обратно в реальный мир.

–езультаты этого подхода могли бы отображатьс€ с помощью виртуальной реальности или использоватьс€ дл€ создани€ дополненной реальности.

јппаратные средства

ѕервые и наиболее портативные устройства дополненной реальности — это телефоны и планшеты. ¬ то врем€, как они имеют своим главным недостатком то, что пользователю приходитс€ физически держать их перед собой, чтобы видеть экран, миллионы людей владеют ими. “акже эти устройства станов€тс€ всЄ лучше по разрешению и вычислительной мощности. Android и iOS €вл€ютс€ наиболее широко поддерживаемыми платформами и мы видели, что большинство производителей демонстрировали свои исследовательские проекты, которые поддерживают устройства этих типов.

ќчки дополненной реальности пока что наход€тс€ в разработке и не будут выходить на рынок, но технические специалисты работают над ними.

ќчки CastAR от Technical Illusions имеют два микро-проектора с разрешением 1280 на 720 точек. Ёти проекторы направл€ют стереоскопическое изображение на светоотражающую поверхность. ¬месте с отслеживающей камерой это устройство может быть превращено в очки виртуальной реальности.

” Epson в разработке находитс€ Moverio BT-20 со следующими свойствами: основан на Android, поддерживает Bluetooth, прозрачные умные очки, кажда€ линза которых имеет разрешение 960 на 540.

–азрабатываемое устройство Meta выгл€дит так, как будто вышло пр€мо из лаборатории ∆елезного человека “они —тарка. ќно оп€ть же накладывает 3D на линзы, но ещЄ умеет распознавать жесты и манипулировать спроецированными 3D модел€ми в пространстве. –азработчики надеютс€, что оно позволит заниматьс€ 3D моделированием где угодно.

ќчки дополненной реальности Atheer One от Atheer Labs также управл€ютс€ жестами, работают на Android и эквивалентны 26-ти дюймовому планшету дл€ каждого глаза.  омпани€ предполагает, что их будут использовать в нефтегазовой отрасли, в здравоохранении и дл€ работы на местах. ќжидаема€ цена устройства около $500-$850.

ќчки и шлемы виртуальной реальности

— такими продуктами, как Google Glass, невозможно ощутить насто€щую дополненную реальность, поскольку они представл€ют из себ€ дисплей в поле зрени€, т.е. не накрывают всЄ поле зрени€ пользовател€. — использованием телефонов и планшетов объекты выгл€д€т так, как их можно видеть через встроенную камеру.

 артонный держатель дл€ телефона (Google Cardboard), с другой точки зрени€, €вл€етс€ самодельным шлемом, в который можно вставить телефон на Android пр€мо перед глазами, чтобы дЄшево получить опыт виртуальной реальности. ќкончательное решение, веро€тно, представл€ет из себ€ дисплей, как-то закреплЄнный на голове. «десь наиболее ожидаемое решение дл€ виртуальной реальности — Oculus Rift, который предполагает полное отслеживание положени€ головы пользовател€ дл€ виртуальной реальности и, когда работает совместно с камерой, может быть решением дл€ дополненной реальности.

BentleyТs Research and Development team has been working hard on creating a usable Augmented Reality experience. The company feels it is close to solving the accuracy issue and has even incorporated 2D sectional views in its displays as an added benefit o

Oculus Rift обеспечивает угол обзора в 100 градусов при разрешении 960 на 1080 точек.  оличество кадров в секунду зависит от программного обеспечени€.

ќднако пользователи выгл€дели бы очень странно, разгулива€ по улице в шлеме Oculus Rift.  омпании Sony, Samsung, Zeiss и Totem работают над созданием конкурента Oculus Rift.

–азрешение, количество кадров в секунду и угол обзора — это всЄ важные характеристики дл€ погружени€ мозга в виртуальную реальность. ¬ общем, угол обзора в 35-60 градусов считаетс€ достаточно хорошим в большинстве ситуаций. “ем не менее, угол в 100 градусов необходим, когда приложение требует передачи информации периферическому зрению, как в игровых автомобильных симул€торах, например.

¬ыводы

ћы ожидаем, что за сравнительно небольшой промежуток времени дополненна€ реальность и виртуальна€ реальность станут совершенно обычными €влени€ми в AEC и за ее пределами. ќбъедин€€ существующие и новые виды отображени€ интерфейсов, фирмы будут выстраивать это в цифровые рабочие процессы.

ћы увидим, как эта технологи€ становитс€ менее громоздкой и нав€зчивой и с более предсказуемой точностью, благодар€ использованию сетей и улучшению контролирующей электроники.

¬ будущем строители и другие рабочие смогут иметь эту функциональность в своих защитных очках, всех телефонах и планшетах. „ерез эти устройства они будут иметь доступ к цифровым сло€м информации, спроецированным поверх реальной картинки.



„итайте также:


¬акансии:

јктуальное обсуждение

RSS-лента комментариев

ƒавид Ћевин
ƒавид Ћевин
ќт редактора: ƒл€ реального внедрени€ »», облаков, BIM и любых инноваций требуетс€ посто€нна€ всеобща€ коррекци€ менталитета
ѕроект ЂЌародное —јѕ–-интервьюї

—лучайна€ стать€:

isicad Top 10

—амые попул€рные материалы

   ‘орумы isicad:

isicad-2010 isicad-2008
isicad-2006 isicad-2004

ќ проекте

ѕриглашаем публиковать на сайте isicad.ru новости и пресс-релизы о новых решени€х и продуктах, о проводимых меропри€ти€х и другую информацию. јдрес дл€ корреспонденции - info@isicad.ru

ѕроект isicad нацелен на

  • укрепление контактов между разработчиками, поставщиками и потребител€ми промышленных решений в област€х PLM и ERP...
ѕодробнее

»нформаци€ дл€ рекламодателей


¬се права защищены. © 2004-2019 √руппа компаний «Ћ≈ƒј—»

ѕерепечатка материалов сайта допускаетс€ с согласи€ редакции, ссылка на isicad.ru об€зательна.
¬ы можете обратитьс€ к нам по адресу info@isicad.ru.