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虚拟现实和增强现实为改善建筑项目生命周期的每个阶段创造了机会
在疫情席卷全世界的当下，业务连续性规划变得至关重要，尤其是在建筑、工程和施工 (AEC) 领域。就在几年前，AEC 专业人士的远程工作选择还难得一见，而他们的机会通常取决于他们在压力下的适应能力。
Arup 公司北美和南美地区可视化负责人 Anthony Cortez 亲身经历了新冠疫情造成的业务中断。在洛杉矶的一个博物馆扩建项目中，Cortez 观摩了现场 3D 扫描。当时他还不知道，这一技术将很快用于帮助他的团队保持生产力。当洛杉矶市因疫情封锁，项目团队无法前往施工地点时，Cortez 使用 3D 扫描创建了一个模型，团队成员可以从他们的笔记本电脑上访问这一模型。
“我们仍然可以前往目的地、参观现场，并谈论项目的细节——只是以虚拟的方式。”Cortez 表示。
该行业对虚拟技术的投资并非新鲜事，早在疫情初期，选择远程访问工作场所的公司就出现了爆炸式增长。随着众多公司对虚拟技术的广泛应用和改进，原先遥不可及的新突破已近在咫尺。
VR、AR、MR、XR
虚拟现实 (VR) 是扩展现实 (XR) 的一个组成部分也被称为 XR：这是一种使用技术将真实世界和数字世界相结合的体验。XR 还包括增强现实 (AR)，它可以将数字内容叠加到现实世界中，例如 Pokémon Go 或 Snapchat Lenses。第三种技术是混合现实 (MR)，它可以将虚拟物体（如全息图）集成到真实空间中。
VR、AR 和 MR 处于不同的发展和市场渗透阶段，它们的定义和界限可能会有些模糊。然而毫无疑问的是，总体而言，它们为建筑项目的各个阶段开创了激动人心的机遇。随着硬件和软件的改进不断推动这些技术的发展，以及设计师开发的创造性新用途，XR 已越来越多地融入到了 AEC 工作流程中。
通过 VR 技术，Arup 的客户能以虚拟的方式进行设计，并与世界各地的团队协作。
图片来源：Arup
“大规模的扫盲活动”
在过去几年中，扩展现实技术，尤其是 VR 技术在大型公司中变得越来越普遍。全球建筑公司 Gensler 的合伙人 Megan Lubaszka 表示，客户现在希望建筑师在他们的项目中使用虚拟现实技术，以致于在提案阶段如果不采用虚拟现实技术就可能会导致公司损失佣金。
谈到 VR 时，Lubaszka 经常提到一种叫心盲症的疾病：疾病患者无法进行视觉想象。心盲症只会影响到一小部分人，但对于建筑师而言，这个概念太熟悉了，因为他们经常努力帮助客户和利益相关方理解他们的设计理念。“我们实际上是在三维空间工作，”她说，“但当我们需要沟通产品设计时，却不得不在二维平面上进行，这样情况已持续了数千年。”
一些主要的零售品牌（例如拥有数百个分店或网点的商店或银行）付钱给承包商，让他们为自己提出的空间建造全尺寸模型，供建筑师和客户在设计过程中参观。参观完成后，模型房间将被拆除，而那些建造时使用的泡沫则会被丢弃。
但随着虚拟现实技术在 AEC 行业的发展，昂贵的材料密集型实体模型已经渐渐销声匿迹。目前，Gensler 的每一个项目均以 VR 技术建模。客户戴上 VR 设备后，即可在数字模型中沉浸式地权衡和抉择设计方案。
“我认为这本质上是一种大规模的扫盲活动，”Lubaszka 称，“对于客户来说，他们就好像是借用了你的大脑一秒钟，真切地看到了你脑中的三维空间，这就像人们第一次读书识字一样，而不是仅仅依靠别人告诉他们所签的合同中有什么。”
并非只有像 Gensler 这样拥有可视化专门团队的大公司才使用 VR 与项目利益相关方沟通。整个 AEC 行业的公司都聘请了诸如 Theia Interactive 和 SONNY+ASH 等传播顾问公司来开发沉浸式 VR 环境，以期帮助他们与非专业人士分享想法。
“最终，无论是渲染还是虚拟现实体验，在演示中都只能靠视觉效果转换为普通人理解的东西，”SONNY+ASH 副总裁 Mike Gajdorus 表示，“平面图、图纸、立面图这些技术上的东西，一般人可能看不懂。”
Gajdorus 举了一个例子，受一家开放商委托，他们打造了一个 VR 体验来展示即将建成的建筑中不同类型的房间。为帮助开发商吸引租住时间超过一至两年的租户，他的团队创建了一个模型。未来的租户可以通过此模型查看不同的饰面（如油漆）、地板和防溅板选择，以便定制专属空间。模型还能完整地显示每种方案的价格信息。
“这就像人们第一次读书识字一样。”
Megan Lubaszka
Gensler 合伙人
项目团队协作的新机遇
除了客户沟通，VR 还可以帮助 AEC 专业人士随项目进展测试和完善他们的想法。“我们所能做的就是创造这些逼真的视觉效果，让设计师可以回顾他们的设计。VR 的优缺点在于：你会看到每一个东西，”Gajdorus 认为，“所以这就需要设计师和我们的客户去落实每一处细节。”他说，在一个常规的 VR 项目过程中，建筑设计通常会经历多次迭代。
不久前，由于难以将 AEC 行业专用软件与源自电子游戏行业的技术同步，通过 VR 进行团队协作非常麻烦。但在过去几年中，帮助设计师充分利用 VR 的强大生态系统已经逐步发展壮大。Trezi、IrisVR 和 InsiteVR 等初创公司目前可提供“即插即用”的解决方案，将 Revit、Navisworks 和 SketchUp 等软件与 VR 相结合。
“将大量 BIM 数据引入 VR 的困难在很大程度上得到了解决。如今的重点已经转移到了帮助地理上分散的团队协作设计建筑（概念设计），或者协同进行设计审查上，”总部位于英国的建筑信息模型 (BIM) 刊物《AEC Magazine》创始人 Greg Corke 表示，“VR 头戴设备实现的全沉浸式体验可以带来出类拔萃的空间感和沉浸感，但很多的团队也可以使用带 AR 窗口的平板电脑参与其中。”
Arup 的 Travis Rothbloom 通过他的头戴设备进行了 AR 现场调查研究。
图片来源：Arup
在 Gensler，因新冠疫情迫使公司实施居家办公政策之前，Lubaszka 就已经举办过 80 多场 VR Jam（非正式周例会）— 公司员工和来自世界各地的嘉宾会在虚拟空间会面并探讨项目模型。这些会议本身并不是设计评审会，但设计师们通常会从其他设计师那里得到有用的建议 — 这是汇聚了不同经验和观点的人后的自然结果。“假设你坐在伦敦的办公室里参观东京办公室的设计，你很可能可以给出与众不同的反馈。”Lubaszka 表示。
Arup 在纽约的办公室专门打造了一个空间，让来自不同背景的专家在 VR 环境中会面，以便了解设计的各个部分如何相互关联。在纽约中央车站地铁站的项目中，设计师们需要重新设计这个高交通流量、空间复杂的空间。内部专家聚集在沉浸式实验室，以 VR 形式观察车站模型，深刻了解地铁站的声学、照明和标识系统。
“我们希望将整个设计团队都纳入沉浸式实验室，以便协作并沟通项目的当前设计，因为如果只在传统的平面图或立面图上观察，可能会忽略某些东西。”Cortez 说。例如，如果从不同高度观看设计效果，可能会发现使用轮椅的游客无法看到重要的路标。“在项目进入实际建设阶段之前全面把握所有情况，让我们能认识到可能出现的某些问题。”
VR 的优缺点在于：你会看到每一个东西。
Mike Gajdorus
SONNY+ASH 副总裁
施工及其他场景
VR 还可以帮助 AEC 专业人士在施工中排除问题。Travis Rothbloom 是 Arup 的一名安全和 BIM 工程师，他负责开发 AR 应用，这使得设计师在现场访问期间能够以虚拟方式访问项目的 BIM 模型，使其能够保障设计和施工符合项目团队的规格要求。
例如，机械工程师如果需要检查某个特定的空气处理装置，则可以通过 AR 设备即时调出相关信息。“通过 AR 设备，他们真的可以指着某样东西说，‘请看，这是什么？我设计它的目的是什么，实际真是这样吗？’”Rothbloom 说，“此外，他们还能够做记录，然后在回到办公室后根据记录推演 BIM 模型，并说，‘请看，这里安装的不正确。我们需要把这个问题列入尾项清单，或者反馈给施工经理，确保他们马上纠正这个问题。’”
这项应用仍处于研究阶段，不过 Rothbloom 已经在几个建筑工地上进行了测试。当这项技术趋于成熟，可以在公司内部广泛普及时，AR 现场检查就有可能大幅减少项目变更单的数量，从而为客户节省大量的时间和金钱。Rothbloom 相信，在未来，AR 应用甚至可能成为 AEC 公司提供的一种新服务——也意味着新的收入来源。
在 Gensler，跨办公区的员工能够使用新的设计技术工具高效地合作。图为该公司纽波特海滩办公室的项目团队与圣地亚哥和洛杉矶办公室正在举行 VR Jam 会议。
图片来源： Gensler
随着 5G 网络和物联网等技术的实现，施工阶段的 VR 协调机会将越来越令人憧憬。例如，工程师将来可能在现场考察时使用 VR 访问建筑服务控制系统。这将能够实现“数字孪生”：设计师能够通过一个复杂系统（如建筑物）的计算模型，在虚拟环境中测试不同的设备设置，以此确定哪一个表现最好。
“将不同的技术片段与虚拟平台的连接能力将成为关键。”Cortez 说，“能够通过多个传感器和计算能力连接建筑服务信息，并能够实时访问各项数据，这让我非常激动。”
然而，VR 和 BIM 相结合所带来的好处远不止于施工阶段。Rothbloom 认为，这些技术可以帮助 BIM 充分释放潜力。他表示：“现在，[BIM] 主要用于旁枝末节不会干扰整体项目进展。”但在理想情况下，它应该用于保障建筑生命周期的每个阶段都能保持上佳表现，而不仅仅是在初始设计阶段。“我们如何让其造福建筑的住户、维护人员，甚至是拆除人员？”
Rothbloom 表示，AR 工具可以让非专业人士轻松访问和使用模型中的数据。“您只需把手机放在某台机器上，它就都能识别这是什么机器。它会知道这台机器属于哪个系统，并了解实际需要做什么来维护机器，或哪里出现了故障。”
85%
的企业目前已开展 XR 项目研发1
83%
的行业龙头企业预计，沉浸式技术的投资步伐将会加快2
95%
的企业正在投资沉浸式技术，以期改进远程协作2
脱离建筑的建筑师
对 Lubaszka 来说，在 VR 为建筑师开启的可能性中，令她万分兴奋的一点其实与建筑空间本身无关。相反，她相信部分同事可能会越来越多地将注意力转向数字环境的设计。
而她认为，随着人们在计算机生成的空间中花费的时间越来越多，AEC 专业人士也越来越能通过数字环境丰富我们的生活，而非相反。“我们不希望这些虚拟世界像某些网站一样，会在我们访问时突然弹出可怕的画框，或者只是费尽心机想要诱惑我们在一个环境中浪费很长时间，让我们耗尽精力、疲惫不堪，”她说，“如果我们需要在这些虚拟的世界里投入时间，那么我们希望这个世界是美丽的。”
“如果我们需要在这些虚拟的世界里投入时间，那么我们希望这个世界是美丽的。”
Megan Lubaszka
Gensler 合伙人
Gensler 的一名员工通过 AR/VR 头戴式设备查看公司位于洛杉矶市中心的办公室。
图片来源：Gensler
机不可失，时不再来
许多 AEC 公司已经将 VR 融入到他们的工作流程中，VR 相关的商业应用也在不断增长。IDC 预测，到 2024 年，全世界在 VR 和 AR 上的支出将从 2020 年的 120 亿美元增至 730 亿美元。3
对于想要利用这些工具的设计师和建设者而言，现在正是入局的好时机。近年来，硬件有了显著的改进，从业人员能够轻松获得轻量级、高分辨率的头戴式设备，体验空间感超强的音频效果和沉浸式图像。计算机制造商提供了 VR 定制工作站，其配备了强大的中央处理器 (CPU) 和显卡 (GPU)，可用于创建和部署高质量的虚拟环境。
除了硬件上的改进外，AEC 专业人士现在可以轻松访问在线社区并参加会议，有机会更深入地了解 VR 及其潜在用途。
“现在，VR/AR/XR 社区正处于工具和技术共享的黄金时期，”Lubaszka 说，“大家知无不言，言无不尽，也不惧于帮助竞争对手。”
Arup 的客户在工作流程和设计过程中使用了惠普 VR 技术。
图片来源：Arup。
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- 消费者技术协会，2021 年 XR 趋势研究，https://shop.cta.tech/products/2021-xr-enterprise-trends
- Perkins Cole/XR Association，XR 行业内部人士 2021 年 XR 研究，https://www.perkinscoie.com/content/designinteractive/xr2021/
- TechTarget，《企业有充分时间吸纳虚拟现实技术》，2022 年 3 月 25 日，https://www.techtarget.com/searchunifiedcommunications/news/252515152/Businesses-have-plenty-of-time-to-adopt-VR-technology
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4AA7-7915CHP，2022 年 6 月