isicad.ru :: портал САПР, PLM и ERP :: версия для печати

Статьи

12 июня 2016

Дополненная реальность в сфере AEC/BIM: Autodesk, Bentley, Vectorworks, SketchUp и другие

Джеффри Хаймгартнер

Jeffrey Heimgartner

От редакции isicad.ru: В конце апреля мы опубликовали перевод статьи Джеффри Хаймгартнера «Что такое дополненная реальность и как её можно использовать инженерам-разработчикам и проектировщикам?», а сегодня предлагаем познакомиться с её продолжением «Дополненная реальность для нужд архитекторов и инженеров-строителей» (оригинал «Augmented Reality for Architects and Civil Engineers», перевод Ольги Лукашенко).

Все ссылки вынесены нами в заключительный раздел перевода.

Дополненная реальность (augmented reality) (ДР) – это технология, позволяющая налагать компьютерные изображения, формируемые с помощью программ САПР или информационного моделирования зданий (BIM), на пользовательское представление о реальном мире, в результате чего создается составное, или дополненное изображение.
AR AEC

Здания и улица реальные, а проложенные под землей трубы – это компьютерные модели.
Такие «виртутальные раскопки» – пример дополненной реальности. (Фото предоставлено Bentley Systems)

В предыдущей статье показано, как ДР можно использовать в САПР-проектировании и производстве. Еще достаточно недолгая история технологии дополненной реальности начинается в 1950-ые годы, когда Мортон Хейлиг (Morton Heilig) придумал стимулятор под названием «Сенсорама». А в 1990-ые годы дополненная реальность стала нормой благодаря популярному приложению для виртуального наложения линий первой попытки и розыгрыша мяча при прямых телевизионных трансляциях игр по американскому футболу.

Ожидаемый доход от применения данной технологии в 2016 г. составит 1 миллиард долларов, и прогнозируется стремительный рост – до 120 миллиардов долларов к 2020. Учитывая, что ДР применяется во множестве отраслей, как-то: археология, искусство, торговля, образование, индустрия моды, игровой бизнес, медицина, оборонная промышленность, определение местоположения, спорт, телевидение и другие сегменты индустрии развлечений, в этот прогноз верится легко. Для сравнения, доходы в мировой отрасли общественного питания быстрого обслуживания достигают примерно 570 миллиардов долларов.

Дополненная реальность больше не относится к области научной фантастики. Все это стало возможным за последние несколько лет благодаря соответствующему программному обеспечению САПР, трехмерных данным, получаемым с помощью такого софта, смартфону или планшету с фотовидеокамерой и компьютеру необходимой мощности. Применяя такую технологию, вы направляете устройство (с видеокамерой) на объект реального мира, и компьютеры добавляют (дополняют), сонастраивают и масштабируют трехмерные модели с нужным изображением. Компьютерные модели показаны в реальном окружении, где они находились бы после изготовления. «Цель», как правило, печатаемый QR-код, используется для синхронизации расположения цифровых трехмерных данных с реальным миром. Вы можете обойти вокруг объекта, посмотреть вверх или вниз на объект так, как если бы реально там находились.

Кроме смартфонов и планшетов, недавние технологические достижения добавили новую опцию просмотра дополненной реальности. Головные дисплеи (HMD) можно модифицировать, превратив их в очки, которые видят насквозь или проецируют изображения поверх того, что вы видите в реальности. Вот только несколько ярких примеров: HoloLens от Microsoft, Google Cardboard и ODG R-7 smartglasses.

Дополненная реальность в сфере AEC/BIM

Рассмотрим, каким образом дополненная реальность находила и находит применение в архитектуре, строительстве и информационном моделировании зданий (BIM).

Один из важнейших аспектов влияния ДР на архитектурно-строительную отрасль – появление возможностей более реалистичной визуализации проекта. Архитекторы и проектировщики могут демонстрировать проектные решения заказчикам именно так, как они будут выглядеть в предполагаемом окружении. Есть множество примеров, как дополненная реальность улучшает визуализацию. У многих возникают проблемы с визуализацией готовых изделий с помощью набора двухмерных чертежей, а трехмерное моделирование, хотя и помогает визуализировать непосредственно изделие, никак не обеспечивает визуализацию изделия в реальной среде, где изделие предназначено для использования.

Представим, что вы приобрели красивый участок земли на берегу озера, где вы хотите построить дом, но никак не можете выбрать наиболее подходящие цвета облицовки, кирпича или декора, или определиться со стилем крыши. Воспользуйтесь дополненной реальностью, чтобы проанализировать все варианты, в точности видя, как разные цвета и фактура поверхности выглядят в естественных условиях ландшафта и окружающей территории вашего участка. С помощью дополненной реальности можно показать, как различные варианты мебели будут смотреться в каждой комнате вашего дома. Можно даже посмотреть, как разные цвета красок и их сочетания заиграют в интерьере дома, где вы живете.

Дополненная реальность также используется в строительстве.

Часто приводимая иллюстрация преимуществ ДР: как градостроители и инженеры в городе Крайсчерч, Новая Зеландия, использовали приложение CityViewAR после серии землетрясений. Приложение разработано в лаборатории технологий системы «человек-машина» (Human Interface Technology Lab) университета Кентербери, и в настоявшее время применяется для того, чтобы те, кто занимаются планировкой и новым строительством разрушенных зданий, могли увидеть по всему городу трехмерные модели зданий в натуральную величину, как они выглядели до разрушений в результате землетрясения. Это совершенствует работу архитекторов и градостроителей в процессе восстановления.

Многие разработчики архитектурных САПР и ПО для моделирования зданий приветствуют дополненную реальность и находят способы задействовать перспективную технологию в своих программных продуктах.

Autodesk

В какой-то момент у Autodesk имелся ДР плагин для Autodesk Showcase; но впоследствии этот пилотный проект Autodesk Labs был закрыт. Однако в 2015 г. заявлены планы добиться сопоставимости трехмерных моделей Autodesk с HoloLens от Microsoft. Предполагается, что цифровые модели, работающие на таких программах, как Autodesk Maya или Fusion 360, можно будет просматривать в смешанно-реальной среде с помощью HoloLens от Microsoft.

Обсуждая совместную работу со студией графической дизайна и трехмерной анимации Armstrong White, вице-президент подразделения Autodesk по решениям для производственных предприятий Роберт “Buzz” Кросс объяснил: «Наша цель в Autodesk – переосмыслить проектирование с помощью современных двух- и трехмерных технологий». Развивая тему, он сказал: «По-новому применяя данные в основанной на модели среде благодаря Autodesk Showcase, Armstrong White может использовать преимущества самых передовых функциональностей анимации, визуализации и моделирования — в конечном итоге обеспечивая более высокий уровень услуг для заказчиков».

AR AEC

Изображение здания выполнено в Autodesk Showcase. (Фото предоставлено Autodesk)

Bentley Systems

Bentley Systems разработала приложение-прототип для визуализации подземных коммуникаций в реальной среде: улучшенные виртуальные раскопки, как его называют в компании. Приложение включает инструмент сечения для измерения расстояний между трубами. Если имеющиеся трехмерные данные по трубам не доступны в рамках соответствующей BIM модели, трубы можно обнаружить с помощью проникающего под землю радара и зачем преобразовать полученные данные в трехмерные, которые можно использовать в дополненных изображениях.

Bentley продолжает продвигаться вперед в своих разработках, в том числе, в плане точного позиционирования дополненной реальности в реальном мире. Представитель Bentley Systems Стефан Коут даже заявил: «Однажды мы можем увидеть всех строительных рабочих с интегрированными в униформу элитными смартфонами и беспроводными дисплеями на цифровых контактных линзах, посредством которых им передаются подробные визуально-вербальные инструкции со строительного приложения, тщательно координирующего работу всех присутствующих на строительной площадке».

Vectorworks

Пользователи Vectorworks могут применить плагин AR-media от стороннего производителя для визуализации проектов с дополненной реальностью, что дает возможность изучать и анализировать полномасштабные виртуальные трехмерные модели в реальной среде. Они также могут посылать свои проектные решения заказчикам в виде отдельных файлов для просмотра через бесплатную систему воспроизведения AR-media; это означает, что заказчику не нужно устанавливать Vectorworks только для того, чтобы просматривать информацию. Плагин доступен на платформах как iOS, так и Android, с версиями Vectorworks 2012 и новее. Для работы с AR-media необходимы персональный компьютер, смартфон или планшет с веб-камерой и прикрепленный к программному обеспечению печатный код. Плагин сопоставим с целым рядом головных дисплеев, включая eMagin и iGlasses.
AR AEC

Просмотр модели здания в реальной среде на iPhone. (Фото предоставлено AR-media)

SketchUp

Пользователи SketchUp, принадлежащего Trimble, также могут воспользоваться преимуществами плагина AR-media в сочетании с HoloLens от Microsoft, чтобы получить соответствующий опыт и применять дополненную реальность. HoloLens позволяет визуализировать трехмерные модели SketchUp в реальной физической среде, куда будут помещены готовые изделия. Технология трехмерного сканирования может быть задействована для оцифровки результатов изысканий на площадке строительства объекта, в том числе, топографии, растительности, светового режима и пр. Затем такого рода данные можно внести в систему SketchUp, объединив или дополнив эти данные с предлагаемым проектным решением SketchUp. Таким образом, можно не только более эффективно предавать трехмерные проекты, но также изучать и анализировать модели разрабатываемых проектов, соизмеряя их с реальной средой.

«Миссия Trimble – разрабатывать решения, которые трансформируют взаимодействие с пользователем и рабочие процессы во многих отраслях», говорит Брин Фосбор (Bryn Fosburgh), вице-президент Trimble, ответственный за строительные технологии. «Мы считаем, что HoloLens кардинально меняет условия игры для специалистов по проектированию и строительству, совершенствуя информационное взаимодействие и повышая прозрачность. Мы рады партнерству с Microsoft, в рамках которого мы формируем новый этап развития рынка технологий AEC».

Многочисленные приложения сторонних разработчиков

Упомянем некоторые из множества приложений от сторонних разработчиков, позволяющих включать дополненную реальность в проекты и процессы. Несколько интересных с моей точки зрения примеров приведены ниже.

Smart Reality: Разработка JBKnowledge – это приложение, направляющее видеокамеру мобильного устройства на печатаемую «цель» для наложения трехмерных данных, в результате чего обеспечивается интерактивная визуализация проекта. Доступно для iOS, Android, Oculus Rift и Epson Moverio BT-200 smartglasses.

AR AEC

Проектируемая насосная установка на раме показана в заводском цеху. (Фото предоставлено Smart Reality)

Augment: Приложение Augment включает коллекции общедоступных трехмерных моделей и данных, позволяя также использовать ваши собственные модели и данные. Другой пример касается возможностей дополненной реальности в маркетинге. Вместо того, чтобы публиковать материалы с двухмерными видами в плане для проектных решений, Augment сделает их «живыми». Нужно просто просканировать двухмерные изображения с помощью бесплатного приложения Augment, и вы сможете видеть ваш проект в дополненной реальности.

AR AEC

Двухмерные изображения на страницах рекламных проспектов становятся «живыми» благодаря дополненной реальности.
(Фото предоставлено Augment)

Pair: Эндрю Кемендо, основатель фирмы Visidraft, в настоящее время известной как Pair, объясняет, что как только виртуальные объекты помещаются в их реальную среду, «мы получаем правильное представление о расстояниях и взаимодействии объектов со средой. Тем самым вы можете фактически обойти вокруг объектов физически со своим устройством и увидеть, как они меняются, ровно как если бы они уже были выстроены». Pair - приложение iOS, посредством которого можно виртуально проходить через модель.

LORAR+: Разработанное австралийской конструкторской фирмой Laing O’Rourke приложение LORAR+ обеспечивает взаимодействие с трехмерными моделями, анимацией, голограммами и виртуальной средой в режиме реального времени. Приложение LORAR+ можно загрузить как с устройств iOS, так и Android.

AR AEC

LORAR+ дополненная реальность. (Фото предоставлено Laing O’Rourke)

ViewAR: Сотрудники ViewAR могут по заказу выполнять приложения дополненной реальности. Они даже могут помочь сформировать библиотеку трехмерных моделей. Приложения имеют много разных характеристик, например, сквозной контроль проектного решения до этапа строительства, способность показывать крупные внешние обновления и реконструкцию также как и возможности предварительного просмотра отделки стен / обстановки.

Применения непосредственно в строительстве

Кроме преимуществ в том, что касается проектирования и презентации, дополненная реальность также востребована непосредственно по части строительства. Например, на строительные объекты наносятся QR-коды или маркеры, сканирование которых обеспечивает доступ к текущим трехмерным BIM моделям и другой информации о проекте, в том числе, к указаниям на внесение изменений.

С помощью дополненной реальности подрядчик может делать обход строительной площадки, для сравнения видя при этом дополненное наложение BIM модели поверх исполнительной документации. Подрядчик может даже делать фотографии или видеоролики для просмотра проектной группой. Это даст проектной группе возможность увидеть, как еще не построенные конструкции, например, подземные трубы, кабельные линии или каналы для прокладки коммуникаций, будут выглядеть по ходу выполнения работ.

BIMevoke: BIMevoke – это консалтинговая фирма в области трехмерного проектирования и информационного моделирования зданий. Фирма предлагает бесплатное приложение дополненной реальности и даже может помочь перевести имеющуюся у вас информацию в трехмерные данные для использования в данном приложении. На сайте BIMevoke описано множество возможных применений приложения, как-то:

  • Инженеры, выполняющие ремонтов насосов на объекте, видят наложенные трехмерные изображения с помощью соответствующего интеллектуального устройства. Система может дать изображение необходимого инструмента. Приложение показывает точные движения, которые инженер должен осуществить для выполнения поставленной задачи. Система дополненной реальности ставит ярлычки на все важные элементы.
  • Комплексные процедуры ремонта можно разбить на серии из нескольких простых шагов;
  • Моделирование можно задействовать для подготовки техников, существенно снижая затраты на обучение.
AR AEC

Дополненное изображение конструкции труб. (Фото предоставлено BIMevoke)

Scribble Digital: компания-разработчик мобильных приложений Scribble Digital предлагает продукты для имущественного найма, управления активами, планирования и архитектурно-строительных работ. Приложение способно показывать трехмерные здания в заданном месте на картах, сделанных по обычной двухмерной технологии. Здания можно рассматривать, масштабировать их изображение и поворачивать на 360°, включая или отключая параметры местной топологии.

AR AEC

Изображение трёхмерной строительной модели на двумерной карте улиц. (Фото предоставлено Scribble Digital)

SightSpace Pro: Приложение дополненной реальности SightSpace Pro от Limitless Computing позволяет вводить виртуальные проектные решения в реальную среду, обеспечивая возможности сквозного просмотра. Она предназначено для интеграции с каждой фазой проекта, включая разработку концепции, проектирование, предварительное планирование, строительство и непрерывное техобслуживание. SightSpace Pro доступно для загрузки в App Store и Google Play и может быть использовано с файловыми форматами .DWG, .DXF, .DGN, .SKP, .KMZ, .KML и .DAE.

Выводы

Дополненная реальность уже доказала выгоды своего использования для информационного моделирования зданий и архитектурно-строительных работ. Разрабатываются новые направления применения этой технологии, которая обеспечивает все более широкие функциональные возможности, и одновременно облегчаются условия приобретения в плане необходимых аппаратно-программных средств и сопутствующих затрат.

По мере того, как компании продолжают поиск новых, перспективных способов оптимизации процессов, продолжая при этом наращивать ценность и улучшать общие результаты, технология дополненной реальности будет получать все большее распространение.

Безусловно, по-прежнему остаются некоторые проблемы с использованием ДР: например, информация о модели может оказаться устаревшей или неверной; на обеспечение точного позиционирования могут негативно повлиять слабость сигналов из-за погоды или разного рода препятствий, таких как здания, конструкции или условия местности.

Компании, которые учатся работать с данной технологией по мере ее развития и преодолевать указанные вызовы, уйдут далеко вперед по сравнению с конкурентами с точки зрения наилучшего использования трехмерных данных и встраивания их в реальный мир.

Ссылки
Microsoft HoloLens
Google Cardboard
ODG R-7 smartglasses
CityViewAR
Заявлены планы добиться сопоставимости трехмерных моделей Autodesk с HoloLens от Microsoft
Сотрудничество Autodesk со студией графической дизайна и трехмерной анимации Armstrong White
Виртуальные раскопки от Bentley Systems
AR-media, используемый в Vectorworks
Smart Reality
Augment app
Pair
LORAR+
BIMevoke
Scribble Digital
SightSpace Pro


Все права защищены. © 2004-2024 Группа компаний «ЛЕДАС»

Перепечатка материалов сайта допускается с согласия редакции, ссылка на isicad.ru обязательна.
Вы можете обратиться к нам по адресу info@isicad.ru.