BIM与相关技术方法(十五) - BIM和虚拟现实及游戏

2017-10-29 15:00:19 whchedu 1

老话说:一张图胜过一千句话,一个模型胜过一千张图。

 在切入BIM(建筑信息模型)和虚拟现实(VR - Virtual Reality)以及游戏(Game)的关系这个正题以前,非常有必要先回顾和明确一下跟“图”有关的几个概念,此处所说的“图”,应该与另外两个人类用于表达的基本工具或手段的“文”和“数”相对应。 

声明一下:以下的英文定义均来自维基百科。 

Visualization is any technique for creating images, diagrams, or animations to communicate a message. 根据这个定义,“可视化”应该包括一切用“图”来传递和沟通信息的技巧和方法,包括图表、图像、动画等。而工程建设行业普遍地把电脑效果图(即图像 - Image)和动画(Animation)叫做可视化,本系列文章的《BIM与相关技术方法(三)- BIM和可视化》里面指的可视化遵循了工程建设行业的习惯,这篇文章也不例外。 

Drawing is a visual art that makes use of any number of drawing instruments to mark a two-dimensional medium. Drawing在AEC行业指的就是二维“图形”,无论是图纸还是电子文件,是一种用二维几何元素(点、线、圆、弧等)、符号(门、窗、墙、标高、轴线等)和文字(尺寸、说明)来抽象表达工程项目的方法。 

An image is an artifact, for example a two-dimensional picture, that has a similar appearance to some subject—usually a physical object or a person. “图像”的关键是和所要描述本体的外观相似,这就是建筑物的电脑效果图,经常用一个词来形容效果图的逼真程度- 照片级,没错,是对所要建设项目某个视角的数字照片。 

Animation is the rapid display of a sequence of images of 2-D or 3-D artwork or model positions in order to create an illusion of movement. 把一个系列图像按某种顺序快速显示就成为了“动画”。 

Virtual reality(VR) is a technology which allows a user to interact with a computer-simulated environment, whether that environment is a simulation of the real world or an imaginary world. “虚拟现实”可以让人和电脑模拟的环境互动,所以很多时候又叫“漫游”,AEC行业的所谓环境当然是指正在设计建造或运营的工程项目本身。 

A game is a structured activity, usually undertaken for enjoyment and sometimes used as an educational tool.“游戏”是一种结构化的活动,可用于娱乐,也可以作为教育工具。AEC行业用游戏当然是为了作为教育工具,教育物业的设计人员、施工人员、管理人员、维修人员等。 

A model is a pattern, plan, representation (especially in miniature), or description designed to show the main object or workings of an object, system, or concept. “模型”是用于显示研究对象本身或者其工作方法的一种模式、方案、表达或者描述。显然BIM模型属于这里的“模型”范畴。 

相对“文字”和“数字”来说,上述的图形、图像、动画、虚拟现实、游戏和模型都属于“图”的范畴,都是广义的“可视化”方法。这些不同类型的“图”之间的关系可以表达如下: 

1.jpg 

这张图表示了计划建设的工程项目和几种不同类型的表达或表现“图”之间的关系,中间箭头用虚线表示每做一种“图”(图形、图像、动画、虚拟现实、游戏、模型),都需要人把项目翻译成对应类型的“图”。 

当使用BIM以后,上述关系变成了下面的形式: 

1509260325947043.jpg

第二张图和第一张图有两个主要区别:其一是中间的工程项目本身被一个数字化虚拟的工程项目(即BIM模型)所代替;其二是箭头变成了实线,也就是说,产生各种类型的“图”所需要的信息可以从BIM模型中自动获得。 

有意思的是,在项目没有建成以前,实际的工程项目是看不见摸不着的,也就是说是虚的;而虚拟的工程项目(BIM模型)却反而是看得见摸得着,也就是说是实的。因此,没有用BIM以前,做出不同类型的“图”来一是费时费工的(重复输入项目信息),二是容易没谱的(建成的项目和效果图不一样)。

 真应了红楼梦里的一句话“假作真时真亦假,无为有处有还无”。 

而项目建成以后,项目本身又是不能随便可以碰的。例如培训维修人员,不能让设备停下来;培训应急措施,不能让大楼里的人停下工作一起练习;某处水管爆裂,不能简单地关闭整个大楼的阀门。这个时候仍然需要依靠虚拟项目(BIM模型)进行人员培训、问题诊断等。 

花了不少笔墨介绍了“可视化”工程项目可以使用的图形、图像、动画、虚拟现实、游戏、模型等不同类型的“图”元素,而图形、图像、动画在前面的文章《BIM与相关技术方法(二) - BIM和CAD》以及《BIM与相关技术方法(三) - BIM和可视化》中已经有过介绍,这里重点说明一下BIM和虚拟现实以及游戏之间的关系。 

虚拟现实是让人在工程项目的那个环境里面漫游,BIM模型为虚拟现实提供了和实际项目一致的完整和精确的环境。 

游戏是在真实环境里面增加了情景的内容,也就是说,环境会对人的行动作出反应,例如关闭某一个电源开关,就能知道哪些空间的照明没有了,或者哪些设备就停止运转了,游戏的主要作用是人员培训,和飞行游戏培训飞行员、驾驶游戏培训汽车驾驶员类似。当然,这样的游戏必须建立在真实和完整的项目环境基础之上才有意义,而BIM就是那个建立真实、完整项目环境基础的基础。