BIM+VR ji shu zai shi gong zhong de ying yong
本文介绍了基于BIM的虚拟现实技术在施工中应用。本文以自主开发的建筑施工VR教育系统为例，运用详细介绍了BIM+VR在施工过程中的应用情况。 —、引言
虚拟现实技术(Virtual Reality，简称VR)是一种由计算机创造的可以体验虚拟世界的计算机仿真系统。利用虚拟现实技术，用户可以通过视觉、触觉、听觉、嗅觉等产生身临其境的体验。虚拟现实技术集合了图形图像处理、数据处理、智能技术、网络技术以及语音处理等多种高科技技术，是仿真技术在当代社会的进一步发展。虚拟现实技术具有多感知、存在性、交互性和自主性的特点，这些特性使用户能够进入一个由计算机创造的交互式三维动态仿真环境，用户可以直接感知到与仿真环境的交互，并通过自身对所接触事物的感知和识别，从而在虚拟仿真环境中获得更准确的空间信息以及逻辑信息。在建筑行业中，VR的应用能够带来便利，也为用户提供更直观的体验感受，VR技术在道路桥梁建设、房屋建设、园林建筑等方面都具有优势。 BIM，即建筑信息模型(Building Information Modeling)，在国内外建筑工程领域得到广泛应用，最早由A
utodesk公司提出，在传统的三维几何模型基础上建立面向建设工程全生命周期的支持工程信息的交换、共享和管理的工程信息模型，以实现建筑全生命周期管理(BLM)o相较于传统手段，使用BIM的设计交互模式工作更自然，工程数据与构建模型高度集成，单一建筑模型使得项目修改高度智能和自动化，支持工程文档创建、发布、管理整个过程的应用，BIM能够大大提高设计与施工质量。
BIM技术主要用于建筑模型构造和信息存储，而VR 技术强调虚拟现实体验，BIM技术为VR技术提供了虚拟仿真所必要的模型和信息，VR技术替BIM技术解决了所见非所得的问题，能够在虚拟环境下进行沉浸式的体验。VR和BIM的结合还能够使整个施工过程信息化、可视化，加强对整个建筑施工过程的管理能力。将BIM和VR结合起来，能够加速建筑行业信息化的进程。综上所述，本文将通过我们所建立的建筑施工教育平台来介绍BIM+VR 技术在施工中的应用。 二、BIM+VR相关技术
仁数模分离
BIM模型通过Revit软件建立，模型信息包括几何信息以及参数信息。本课题通过C#语言开发一个Revit插件，利用XML进行数据存储。通过插件可以读取所有构件的参数信息，并将数据集合汇总成明细表，再将明细表转换为XML数据存储格式，通过插件完成构件以及其参数信息相互映射，完成数模分离，并存储。将模型的几何信息以及参数信息导入到虚拟现实引擎虚幻4中，所有构件在Revit建立
时都会拥有独有ID，通过这个独有的ID可以将构件的几何信息与参数信息重新链接，在虚幻4引擎中通过几何信息以及参数信息的相互映射实现基于BIM的建筑信息的VR展示。
2.沉浸式虚拟仿真
通过计算机仿真让用户从虚拟环境中获取与真实环境相似或者一样的体验，为了实现虚拟现实，通过外设以及VR引擎实现真实环境类似的视觉、听觉、触觉等感官认知的体验。虚幻4是由EPIC开发的多平台游戏开发以及虚拟现实引擎，为建筑、产品设计及制造行业创造高质量的逼真渲染图以及沉浸式的VR体验，能够满足虚拟现实要求的极高的帧数渲染复杂场景，满足虚拟现实的一切要求，为所有平台包括电脑，移动设备提供VR内容。
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虚幻4引擎让用户通过外部设备实时控制虚拟环境中虚拟 人物，控制虚拟人物与环境中的物体，界面进行交互，从 而满足用户的需求，并对用户的行为进行仿真模拟。
3.建筑施工VR 教育系统
为实现施工过程中VR 与BIM 的结合，加强对整个 施工过程的管理，推进建筑施工的信息化，我们BIM 中
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心自主研发了建筑施工教育系统。该系统包括工地样板、
施工样板以及竣工样板等几个部分组成，系统功能包括人
物漫游，工地导览，构件交互，物体测量，施工流程教育， 昼夜变换，材质变换，地图模块等多个功能模块，每个模 块相对独立，具有不同的功能，实现对真实场景的虚拟仿 真。以耒阳纸都教育城项目为例，我们利用建筑施工VR
教育系统，在BIM 信息的基础上，很好地将VR 技术结 合起来并应用于施工过程。教学磁板
工地模块对施工工地进行模拟，可以在工地场景上 对整个工地进行导览，对整个工地的布置，情况都可以
机械发条在仿真环境中有所了解，完成虚拟工地场景的搭建，实
s602现对工地的沉浸式浏览以及相关的展示，同时可以对虚 拟物体进行交互，在虚拟场景中可以随时了解相关物体
的规格参数，判断构件位置合理性，从而了解工程概况， 场地布置。
图2工地场景施工样板模块主要为施工样板展示，包括砌体、抹灰、 平屋顶、卫生间等多个施工样板的施工工艺的展示、流程 以及教育。针对各个样板，利用BIM 建模，利用动画进行虚拟 现实演示，对工程进行可视化全方位的展现，对整个施工 过程中的重点难点进行交底，保证施工方案和施工工艺最 优化。
图3砌体样板施工流程
竣工场景对整个竣工场景进行模拟，通过竣工场景模 块可以对竣工完成后的建筑有更直观的感受，在建筑行业
中，受限于行业的特点，人们只能通过图纸和语言来描述 复杂的场景，通过VR 和BIM 的结合，能够精准的还原 设计想要得到的场景，并通过对场景中环境的光照，日照，
材质等相关参数的改变，来了解建筑的全貌，获得更好的
体验，在这方面BIM 和VR 是相辅相成的。
三、结语
综上所述，为实现基于BIM 虚拟现实技术的应用，
研究了相关技术并开发了建筑施工VR 教育系统，系统包 括漫游、导览、材质替换、测量、教育等多个功能模块,
为施工过程提供了新的方法，促进了建筑施工的信息化, 加强了对项目全生命周期的管理，增加了设计施工的效率, 有着非常广阔的前景。
（作者单位：湖南省第六工程有限公司
）
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