增强现实集成在建筑和设计中的应用

增强现实技术概述

增强现实 （AR） 将数字信息叠加在用户对现实世界的视图中，让您能够同时看到真实世界和数字世界。这些新工具减少了差旅需求，简化了您访问和解释数据的方式，并允许您远程分析项目的进度。在本文中，我们将介绍三种类型的AR技术，所有这些技术都以不同的方式将现实与数字相结合;具体说来：

1. 远程专家 — 现场到办公室的视频会议

2. 现实捕捉 - 通过 360 度照片虚拟站点游览捕捉和增强现实

3. 3D 设计可视化 - 在真实位置查看全尺寸 3D 设计的叠加

使用 AR 的价值

在AR技术的不同用途中，我们始终看到以下附加值：

• 提高安全性

• 降低成本

• 决策速度

• 加强利益相关者沟通

Allison Yanites 概述了在建筑中使用增强现实的好处。

远程协助

通过实时视频会议连接现场和办公室工作人员，并具有使用增强现实注释实时视频的功能。

为什么

• 提高安全性 - 团队可以快速安全地识别和缓解安全问题或完成安全评估。现场人员的免提耳机提供了一种安全的通信方式，同时能够行走、工作和佩戴个人防护设备 （PPE），如手套、安全眼镜和安全帽。

• 降低成本 — 用虚拟站点访问取代昂贵且耗时的物理站点访问。

• 决策速度 — 通过视频会议连接办公室和现场工作人员团队，支持在一次通话中高效、全面地沟通现场风险、要讨论的问题、问题、条件变化等。

• 增强利益相关者沟通 - 视频通话的参与者可以虚拟地“在”现场，像在场一样参与讨论。虚拟站点访问为利益相关者提供了一种了解站点并与之交互的新方式。

如何

Librestream Onsight Connect是创建AR体验的软件的一个例子。加入通话的任何人都需要拥有 Onsight Connect 应用程序的用户名/登录名，以及将应用程序下载到任何手机、PC 或受支持的免提设备上的应用程序。设置完成后，现场或办公室工作人员可以呼叫任何可用的联系人。通过轻松拨打电话，远程工作人员可以感觉他们在现场，能够清晰彻底地看到现场条件，就好像他们在那里一样。

Onsight Connect 的主要功能

• 实时视频协作

• 使用增强现实文本、形状和箭头为实时视频添加注释

• 捕获通话中的高分辨率图片

• 共享文档

• 群组通话（例如，来自世界各地的五个用户可以加入通话）

• 浮动许可证提供了在项目团队个人之间共享的灵活性

• 安全性：没有数据存储在云中;拍摄的照片/视频保存在本地设备上

• 免提“Realwear”耳机，防水、防尘、防摔、与个人防护装备兼容

技术限制

• 远程协助需要为现场呼叫者提供 Wi-Fi 连接（手机热点效果良好，但手机覆盖范围可变）

• 需要下载应用程序（有一些选项可以避免这种情况）

现实捕捉

捕获、组织和增强 360 度照片以创建虚拟站点模型。

为什么

• 提高安全性 — 虚拟现场模型允许整个项目团队虚拟访问现场，从而最大限度地降低不太熟悉现场危害的员工亲自访问现场的风险。对模型的虚拟访问也增加了能够识别或解决现场风险的项目团队成员的数量。虚拟站点模型还可以用作健康和安全指南，或用于安全培训。

• 降低成本 — 360 度照片可以如此彻底地捕捉现场，可以用虚拟现场访问取代一些昂贵且耗时的物理现场访问。

• 决策速度—通过虚拟查看现场模型，可以快速、清晰地了解有关施工进度、问题、安全等的任何决策。项目团队成员可以在虚拟站点模型中跟踪和交流问题，使模型成为协作项目平台。

• 增强利益相关者沟通 - 360 度全景照片不会遗漏图片的任何部分！利益相关者可以按照自己的时间表查看施工进度 - 随时随地完成虚拟现场访问。

如何

HoloBuilder是创建这种体验的软件的一个示例。使用移动应用程序（“Jobwalk”），现场人员可以捕获照片并将其放置在现场平面图上。捕获过程快速而简单，一旦项目同步到云，项目团队就可以查看所有新图像和标记（几乎实时）。

项目团队和利益相关者可以访问类似于Google街景的虚拟模型，查看者可以在其中从一张照片自我导航到下一张照片，虚拟地浏览项目现场。虚拟模型可以通过数字信息、3D 设计进行增强，并与 BIM 360 同步以进行问题跟踪，使虚拟现场参观成为项目团队和利益相关者协作的共享工作场所。

HoloBuilder的主要功能

• 空间内无限照片

• 移动应用程序简化现场捕获

• 使用文本、绘图、PDF、2D 照片、3D 对象、视频和 Web 链接增强照片

• 测量工具

• 将 Revit 或 Navisworks 中的 3D 模型集成到 HoloBuilder 项目中

• 分屏模式支持并排查看延时照片和/或 3D 模型

• 在任何电脑、移动设备或兼容的 VR 头戴显示设备上查看 HoloBuilder 门户

• 可选择下载最终产品进行存档

• 集成：BIM 360、Revit、Navisworks、Google Maps 等

• SpeedMode 使用增强现实技术在项目现场跟踪您的位置，自动在预定义位置拍摄照片，以确保每次都在同一位置拍摄照片

技术限制

• 摄像机在每个收集点（“航点”）的高度和空间位置一致，依赖于现场人员测量摄像机的高度和照片位置的位置

• 相机的校准可能会影响照片方向（但在 HoloBuilder 中捕获后可以修改照片方向）

设计可视化

在增强现实（移动设备）或混合现实（HoloLens）中查看 3D 设计。全尺寸数字模型在其真实世界的位置准确查看。

为什么

• 提高安全性 - 在施工开始之前，可以通过在真实空间中以数字方式查看和放置 3D 模型，从而在 3D 模型中评估安全特征。AR提供了四处走动并与全尺寸数字模型交互的能力，这是其他技术无法做到的。

• 降低成本—新的质量保证工具，使检测人员能够快速检测和解决问题，最大限度地减少返工和相关成本。

• 决策速度 - 通过在现场查看数字模型，或通过捕获 AR 叠加的照片或视频以分发给项目团队，可以清楚地理解和传达问题。

• 增强利益相关者沟通 - AR 可视化为利益相关者提供了一种查看、理解和体验设计的新方式。

在施工中使用增强现实可以提高效率、加快决策速度、提高安全性等。艾莉森·雅尼特解释道。

如何

VisualLive是创建这种体验的软件的一个例子。可用于 Revit 和 Navisworks（以及一些其他格式）的插件可将模型转换为 AR 模型，这些模型可以全比例加载、定位以与真实世界条件对齐或缩小以在桌面比例下查看。从全尺寸来看，用户可以在现实世界环境中使用数字信息遍历网站，或者用户可以使用该技术模拟从任何地方（例如，办公室环境）走过网站。

此外，在浏览模型时，用户可以与数字特征进行交互，以访问和可视化资产信息。VisualLive有一个用于在Microsoft HoloLens（HoloLive）上查看AR模型的应用程序，以及一个用于在平板电脑上查看模型的应用程序（MobiLive）。AR 3D 设计可视化可以应用于项目生命周期的多个阶段，包括规划、3D 模型的 QA/QC、施工管理、运营和维护任务、设施管理以及远程或现场培训机会。

HoloLive/MobiLive 的主要功能

• “看不见的东西”（未建成，资产信息，在石膏板后面）

• 查找并验证资产

• 使用 HoloLens 或移动设备进行可视化的灵活性

• 拍摄和共享照片和视频

• 连接到 BIM 360 的问题跟踪

• 测量工具

• 打开/关闭模型层以隔离特定模型层，以实现最佳的现场可视化效果

• 用于调整（和保存）对齐的选项，并考虑模型在更大区域内的漂移

• 将AR模型同步到HoloLens或移动设备，以便在离线模式下查看

技术限制

• 在 HoloLens 上查看 3D 模型可提供 3D 模型最逼真的 3D 体验，但在室外或明亮的区域很难看到 HoloLens。HoloLens还需要更多培训才能学习使用。

• 在移动设备上查看 3D 模型可以更轻松地与一个或多个人协作查看模型，并且可以在更明亮的条件下查看模型，但您是通过 2D 屏幕查看 3D 模型的。

• VisualLive 是 Navisworks 或 Revit 工作流程的最佳选择。

• HoloLive和MobiLive是直观的应用程序，但通常需要更多培训才能让新用户熟悉“开箱即用”的技术。

• 模型可能需要在现场重新对齐以完善对齐。有一些选项可以保存调整后的对齐方式，以供将来的现场访问使用。

Allison Yanites 是北美凯谛思的沉浸式技术负责人，她与全球领导者合作，在基础设施、建筑、水和环境行业的设计和咨询工作中推进沉浸式技术 （AR/VR/MR） 解决方案。这些解决方案包括现场AR设计可视化、免提远程协助、360度虚拟资产数据模型、移动AR和VR设计可视化。艾里逊专注于识别和实施沉浸式和可穿戴技术，为我们的项目团队、客户和利益相关者创造直观的交互式体验，以改善沟通、协作、理解以及健康和安全。除了沉浸式技术，她还是3D数据可视化领域的主题专家。她在创建复杂数据集的 3D 可视化方面拥有丰富的经验。Allison 拥有汉密尔顿学院的地质学学士学位和亚利桑那大学的地球科学硕士学位。

Anna Figueroa-Soldner 是凯谛思北美俄亥俄州托莱多办事处的 BIM 协调员。她在萨凡纳艺术与设计学院获得了建筑学学士和硕士学位。她在建筑领域工作了11年，但她的职业道路使她进入了BIM协调和管理方向。她的主要重点是在Revit，Navisworks，Civil 3D和BIM 360中工作时协调多个专业。她帮助办公室从 CAD 过渡到 BIM，并继续帮助实施和开发标准、创建模板以及指导新的 Revit 建模师。她现在正在将AR / VR / MR应用于她的项目，以协助设计过程和施工期间。

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