虚拟现实技术，是20世纪发展起来的一项全新的实用技术。虚拟现实技术囊括计算机、电子信息、仿真技术，其基本实现方式是计算机模拟虚拟环境从而给人以环境沉浸感。随着社会生产力和科学技术的不断发展，各行各业对虚拟现实技术的需求日益旺盛，虚拟现实技术也取得了巨大进步，并逐步成为一个新的科学技术领域。
所谓虚拟现实，顾名思义，就是虚拟和现实相互结合。从理论上来讲，虚拟现实技术是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统，它利用计算机生成一种模拟环境，使用户沉浸到该环境中。虚拟现实技术就是利用现实生活中的数据，通过计算机技术产生的电子信号，将其与各种输出设备结合使其转化为能够让人们感受到的现象，这些现象可以是现实中真真切切的物体，也可以是我们肉眼所看不到的物质，通过三维模型表现出来。因为这些现象不是我们直接所能看到的，而是通过计算机技术模拟出来的现实中的世界，故称为虚拟现实。
虚拟显示技术一直是社会许多行业所追崇的先进技术，尤其是在游戏行业已展开了大规模应用，目前也已经在建筑工程行业展开一定的应用，主要是在虚拟空间中对三维模型进行查看和一定程度的操作。
目前较为出色的虚拟技术包括VR、AR、MR、XR，这篇文章主要讲述了这四类虚拟技术的区别，并提供一定的区分方法，以及在建筑工程行业中可以如何使用的场景。
1、虚拟现实- Virtual Reality
VR是一种用于体验三维虚拟世界的技术。如果我们从组成上来看的话，VR是以PC等外设为基础现实通过多种传感器来对你的眼、手、头部的跟踪，通过三维计算机图形技术、广角立体显示技术等技术来模拟你的视觉及听觉等感官体验所需的环境。除去人们常说的沉浸式的体验特点外，最为明显的另一个特点则是，你带上VR设备所看到的、听到的及感受到的一切都是假的，都是虚拟的。
较为出名的VR设备包括：HTC Vive、Oculus Rift CV1、Gear VR、LG 360 VR、大朋E2、暴风魔镜3以及谷歌cardboard。
2、增强现实 - Augmented Reality
增强现实技术是一种将真实世界信息和虚拟世界信息“无缝”集成的新技术，它把原本在现实世界的一定时间空间范围内很难体验到的实体信息（视觉信息、声音、味道、触觉等），通过电脑等科学技术，模拟仿真后再叠加，将虚拟的信息应用到真实世界，被人类感官所感知，从而达到超越现实的感官体验。真实的环境和虚拟的物体实时地叠加到了同一个画面或空间同时存在。
增强现实，字面解释就是，“现实”就在这里，但是它被增强了，被谁增强了？被虚拟信息。
区分VR、AR的一个简单方法：
VR需要用一个不透明的头戴设备完成虚拟世界里的沉浸体验，你看到的是一个100%的虚拟世界，而AR需要清晰的头戴设备看清真实世界和重叠在上面的信息和图像，以现实世界的实体为主体，借助于数字技术帮助消费者更好地探索现实世界和与之交付。
再说的直白一点，就是VR显示的画面全是假的，而AR显示的画面有一半是真的，一半是假的。
3、混合现实- Mixed Reality
VR和AR各自还没有走到极致，然而已经有了融合迹象，这就是混合现实，即MR=VR+AR。
MR定义是：将真实世界和虚拟世界混合在一起，来产生新的可视化环境，环境中同时包含了物理实体与虚拟信息，并且必须是“实时的”。
如何区分AR和MR？
第一、虚拟物体的相对位置，是否随设备的移动而移动。如果是，就是AR设备；如果不是，就是MR设备。
第二、在理想状态下(数字光场没有信息损失)，虚拟物体与真实物体是否能被区分。
AR设备创造的虚拟物体，是可以明显看出是虚拟的，比如GoogleGlass投射出的随你而动的虚拟信息；而MR设备直接向视网膜投射整个4维光场，用户看到的虚拟物体和真实物体几乎是无法区分的。
4、扩展现实- CinematicReality
Cinematic Reality，影像现实，意思是虚拟场景跟电影特效一样逼真。这是Google投资的MagicLeap提出的概念，主要为了强调与VR、AR技术的不同。实际上理念是类似的，均是模糊物理世界与虚拟世界的便捷，所完成的任务、所应用的场景、所提供的内容，与MR产品是相似的，所以后来好像他们的发言人也把自己归做MR了。
5、扩展现实- Extended Reality
扩展现实（XR）是一个术语，目前知道的人不多。扩展现实是指通过计算机技术和可穿戴设备产生的一个真实与虚拟组合的、可人机交互的环境。扩展现实包括增强现实（AR），虚拟现实（VR），混合现实（MR）等多种形式。换句话说，为了避免概念混淆，XR其实是一个总称，包括了AR，VR，MR。XR分为多个层次，从通过有限传感器输入的虚拟世界到完全沉浸式的虚拟世界。看了2020年英雄联盟世界赛的玩家们应该十分深刻，比赛现场就用到了很多的XR技术进行直播。
（图片源于网络）
6、虚拟技术在设计工作中的应用
（1）效果图与动画展示
根据对BIM 技术研究发现，该技术具有多样化的特点，通过BIM技术的有效运用，能够进行建模、渲染、分析。通常情况下，通过BIM技术的推广及应用，能够运用三维模型构造二维模型无法表达的内容。与三维模型相比较而言，二维模型往往具有一定的抽象性，在对二维模型进行浏览时，并不能够了解其内容，只有专业技术人员才能够看清楚二维模型中的内容，而三维模型呈现出简单的图像，非专业人员同样能够看懂，这也是 BIM技术的最大优点。此外，BIM技术的还具有成本低、操作简单等优势，对于动画设计与效果图制作，同样有着其他软件不具备的优势，即 BIM 技术能充分体现三维效果。
比较典型的做法就是使用可以Fuzor软件和HTCVive连接进行VR演示，而Fuzor又具备和Revit联动的特性，并且Fuzor和HTCVive连接方式简单快捷。
（图片源于网络）
（2）协同设计
建筑工程涉及诸多内容，并且这些内容相对较为复杂，往往需要各部门之 间进行交流合作，同一机器需要不同构 件协作才能够正常运转。随着社会经济 的快速发展，人们的生活质量得到了极 大改善，建筑除了满足居住功能以外， 功能亦逐渐复杂化。在实际的设计过程 中，为了达到降低成本的效果，需要将 其与其他学科进行有机结合，当前这种 方法被称为协同设计。从传统建筑设计 的角度来讲，通常主要使用 CAD 设计软 件进行设计，虽然能够满足基本设计要 求，但其缺点逐渐暴露出诸多问题。尤 其在信息时代背景下，BIM 技术得到了 推广和应用，并且有着较为广阔的发展 空间，使建筑进入三维时代。通过发挥 BIM 技术的使用，有助于实现不同行业 间的协同发展。在建筑设计过程中，设 计者可使用 BIM 技术构建模型，然后分 析模型中所涉及的数据，以此来优化设计方案。
同样的是，Fuzor可以和Revit进行模型联动，即在Revit中的修改会比较快速的反应到Fuzor模型上，以Fuzor为VR平台，理论上就可以实现多个专业的部分协同设计工作。
（图片源于网络）
（3）设计方案可视化
在 BIM 技术的应用过程中，可以构 建虚拟建筑模型，实现设计方案可视化 目标。从传统设计的角度来讲，仅仅是 平面的、静止的，BIM 在计算机技术的 支撑下，将设计方案融为一体，通过立 体模型的构建，实现设计方案的动态化 展示，有助于呈现出直观化的效果，为 用户提供全新的设计体验。设计方案主 要为了满足客户的需求，通过构建立体 模型，能够将设计细节完美地展现出来。尤其是对建筑的色彩和光线，进行实物 化模拟，增强用户的主观感受，便于对方案的修改，提升用户对方案的满意度。
这种方式在基于互联网的三维轻量化图形引擎大规模应用前，一段时间很受到业主方的欢迎（相信不少设计单位的VR设备就是在这段时间购置的），业主可以戴上VR眼镜就直接查看设计模型，沉浸感相当强烈。
（图片源于网络）
7、虚拟技术在施工工作中的应用
（1）三维碰撞检测
在建筑检测过程中，BIM 技术相对较 为常见。通过BIM技术支持三维碰撞检测。并且当前这种检测方法，不但具有简单 操作、便捷等优势，而且还能够提高检 测效率。在建筑工程施工之前，可通过 BIM 技术对施工项目进行三维碰撞检测， 同时保证了各种构件的走向一目了然。
（图片源于网络）
（2）虚拟构造
在建筑工程施工之前，设计人员可 使用 BIM 技术进行建筑设计，通过该技 术能够构建虚拟的三维模型。通过三维 模型能够清晰地看到建筑物外观、内部 装饰、结构等相关环境。此外，与传统 技术相比较而言，通过 BIM+VR 技术还能够 看到项目排水情况及绿化情况，为设计 者提供最佳的观赏效果。
（图片源于网络）
（3）安全培训
安全始终是贯穿施工全过程的重要工作，施工现场也是人员事故较为多发的场景，因此安全培训是施工现场工作中的重要工作。VR代入感强，可以在施工的安全培训中，使用BIM+VR的方式可以提供较好的培训效果，为现场服务人员对整个现场危险地方有一定的认识。
（图片源于网络）
8、虚拟技术在运维工作中的应用
（1）隐蔽工程查看
传统的建筑运维管理过程确实相对单一，它是指房屋在建造完成之后，以满足个别业主或者个人需求为基础，对房屋建筑进行二次检修的过程，以尽可能地达到延长房屋建筑使用寿命的目的。但随着科技的发展，建筑行业进入到数字信息化发展的时代。改革开放也使得城市化进程得到了进一步地加快，因此以往老一套的建筑运维管理思维和方法已经不再适用，我们需要的是能够解决当前建筑行业普遍存在的隐蔽工程安装与维修问题、管道定位问题以及图纸管理复杂从而导致运维管理效率低下等主要问题。当前的建筑运维管理主要是指通过相关科技手段，在建筑全生命周期中的各个阶段，各个角色都能够有效地进行信息沟通，最大化地提高工作效率，降低管理成本，达到科学作业，科学管理的目的，主要包括：隐蔽工程管理、空间管理、设备管理、资产管理、安全管理、能耗管理。尤其常见的隐蔽工程的管理，而依赖于Unity虚拟平台，将AR和BIM结合在一起，为隐蔽工程的管理提供了较为可靠的路径。
（图片源于网络）
8、BIM 技术在建筑工程管理中的 运用
（1）实现协调管理与数据共享
随着社会不断快速发展，人们对于 建筑有着相对较高的要求，在保证建筑 工程质量的基础上，应提高建筑质量的 美观性，以来满足人们的需求。尤其现 阶段，人们更加注重建筑物的体验感， 致使部分建筑物的结构与功能复杂化， 迎合了当下人们的需求。在建筑工程建 设过程中，往往涉及诸多方面的内容， 需要各部门之间的通力协作才能够保证 工程顺利进行。鉴于当前这种情况下， 需要注重对建筑工程进行管理，技术管 理有着较为显著性的效果。在具体管理 过程中，通过 BIM 技术的有效运用，不 但能够对各个部分组成所需要的工作进 行管理，而且还有助对部分工作进行合 理分配。在建筑工程项目施工之前，通 过制定完善的施工计划，模拟施工，有 助于为后续工程建设提供重要的保障基 础。不但保证了建筑工程的建设质量， 而且极大地提升了工程的效率。
（图片源于网络）
（2）实现项目的精细化管理
与传统技术相比较而言，BIM 技术有 着较大的优势，通过 BIM 技术的推广和 应用，推动了建筑工程项目信息化建设， 克服了传统技术的弊端，弥补了传统技术 的不足。其中 BIM 技术具有强大的数据 信息收集功能，将这些数据信息应用于建 筑工程当中，从而对建筑工程项目实行 精细化管理。在建筑工程施工之前，施 工单位能够利用BIM技术获取到效果图， 使施工单位直观 f 地观看到项目的外观效 果。在实际的施工过程中，通过数据分析 我们可以了解相关施工中所涉及的数据 集中，包括预算采购、现场、施工等数据， 使得施工更加方便。需要引起注意的是， BIM 数据并非一成不变，在建筑工程施工 过程中，一旦数据发生相应的变动，此时 BIM 技术系统中的数据将会自动更新，为 建筑工程施工提供实时数据，并且保证了数据的准确性，促进建筑工程顺利开展。
（图片源于网络）
（3）实现全面把控
在建筑工程管理过程中，通过 BIM 技术的有效运用，有助于实现全面把控。具体主要体现在：（1）质量管理：BIM 技术在施工阶段的应用，有效地保障了 工程的质量，促进建筑工程顺利开展。BIM 技术在建筑材料中的使用，可通过相 应模型对相关信息进行存储，例如施工材 料、机械设备等。相关人员通过互联网技 术获取相关资料，实现数据信息的共享， 便于对设备及材料进行监督。（2）成本 管理：在施工成本进行管理时，通过 BIM 技术可以有效地实现对建筑工程施工成 本的规划、控制、核算等，实现对建筑工 程施工成本的动态管理。在实际的管理过 程中，按照建筑施工区域建立完善的施工 人员、施工材料、机械设备等成本数据库， 有效实现对这些成本清单的提取，确保建 筑项目的工程量认定 效率以及过程结算 效率。总而言之，在建筑工程管理过程中， 相关管理人员要意识到 BIM 技术的重要 性，根据其实际管理要求，最大限度发挥 BIM 技术在建筑工程管理中作用，进而提 高其整体水平。
（图片源于网络）
（4）碰撞检测
随着建筑工程不断规模化发展，建设 方与施工方对于各类机电管线综合要求 更加强烈。尤其在 BIM 技术应用之前， 主要依靠建筑或者机电专业牵头将各专 业图纸叠放排除管线碰撞问题，二维图纸 信息缺失、交流不直观等限制，导致管线 综合经常出现碰撞冲突问题。而通过 BIM 技术的有效运用，能够搭建多个专业的工 程模型。在各专业三维模型环境下，设计 人员能够轻松的发现管线碰撞冲突问题。除此之外，通过发挥BIM技术的应用优势， 可以对不同管线、不同结构间的碰撞冲突 进行自行检测，不仅能够提高现场的工作 效率，而且还有助于设计人员综合管线 设计能力的提升。基于 BIM 技术的碰撞 检查，能够及时发现施工图设计中的问 题，为不同专业设计提供了重要的保障， 使得设计的质量有效提升，同时还能够及时排除施工中存在的碰撞冲突，有效 地解决了施工后期工程的变动，从而提 高施工效率，避免出现工期延误等问题。
（5）可视化设计
从传统 CAD 设计角度来讲，设计成 果主要通过剖面图、立面图及平面图展 现出来。虽然当前这种设计当时满足了 设计要求，但容易造成信息割裂。当建筑 工程项目较为复杂、工期较紧的情况下， 极容易出现各种问题。而 BIM 技术的有 效运用，能够为设计人员提供三维可视 化设计工具，实现所见即所得的功能，便于在设计过程中把握设计质量。
（图片源于网络）
- BIM学习群
- 微信扫一扫
-
- 微信公众号
- 微信扫一扫
-
