張 宓 楊 旸

（云南林業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院， 云南 昆明 650224）

隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，相關(guān)研究人員對(duì)BIM和VR技術(shù)也有效開(kāi)展了相關(guān)研究工作。現(xiàn)如今，BIM和VR技術(shù)在各行各業(yè)當(dāng)中已得到了廣泛應(yīng)用，這極大的提升了相關(guān)行業(yè)領(lǐng)域的智能化和科技化水平。在建筑工程的施工場(chǎng)地當(dāng)中，對(duì)BIM+VR技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用，不僅可以使工程的施工安全性得到有效保證，還能夠合理開(kāi)展工程規(guī)劃設(shè)計(jì)工作，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)工程的各項(xiàng)施工環(huán)節(jié)，全面提升工程的建設(shè)質(zhì)量。對(duì)此，相關(guān)施工企業(yè)需要對(duì)BIM+VR技術(shù)的應(yīng)用加大重視，并深入開(kāi)展分析工作，明確相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)，從而進(jìn)一步促進(jìn)建筑行業(yè)的快速發(fā)展。

1 BIM+VR技術(shù)概述

首先，BIM技術(shù)可以通過(guò)數(shù)字模型有效組合多項(xiàng)數(shù)據(jù)信息，同時(shí)還能夠?qū)?shù)據(jù)信息進(jìn)行模式化處理。在建筑工程建設(shè)過(guò)程中，對(duì)BIM技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用，可以為建筑項(xiàng)目設(shè)計(jì)和施工等環(huán)節(jié)進(jìn)行有效模擬，從而進(jìn)一步保證相關(guān)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)質(zhì)量，使工程的施工效果得到有效提高。與此同時(shí)，通過(guò)對(duì)BIM技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用，還能夠使傳統(tǒng)建筑施工思維得到有效轉(zhuǎn)變，使施工工藝方法得到改進(jìn)和優(yōu)化，及時(shí)發(fā)現(xiàn)施工過(guò)程中存在的問(wèn)題，并采取有效對(duì)策進(jìn)行解決。除此之外，通過(guò)對(duì)BIM技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用，可以對(duì)相關(guān)建筑項(xiàng)目模型進(jìn)行構(gòu)建，有效檢驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)和施工質(zhì)量，從而明確工程項(xiàng)目的施工效果。

其次，VR技術(shù)在建筑工程施工中可以發(fā)揮出具體的可視化媒介作用，更為清晰的展示相關(guān)工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)作品，使業(yè)主能夠充分了解設(shè)計(jì)圖紙，明確設(shè)計(jì)意圖?，F(xiàn)階段，需要將VR技術(shù)和BIM技術(shù)進(jìn)行有效結(jié)合，將兩種技術(shù)的優(yōu)勢(shì)進(jìn)行融合，從而全面優(yōu)化建筑工程的各項(xiàng)環(huán)節(jié)，不僅為其提供可視化操作，而且還可以形象化的展示各種項(xiàng)目數(shù)據(jù)，使工程的整體建設(shè)水平得到提升[1]。

2 案例分析

2.1 工程概況

本文以某實(shí)驗(yàn)學(xué)校的工程建設(shè)項(xiàng)目為例進(jìn)行分析，該工程的總占地面積達(dá)到48100.32平方米，總建筑面積達(dá)到41410.25平方米，而建筑的總占地面積為7956.65平方米。該學(xué)校具體包括綜合樓、教學(xué)樓、體育館、食堂以及學(xué)生宿舍等建筑組成。本文具體探討了BIM+VR技術(shù)在建筑施工場(chǎng)地當(dāng)中的應(yīng)用，對(duì)VR施工教育模擬系統(tǒng)進(jìn)行建立，可以有效模擬工程的相關(guān)操作，如材料加工、施工電梯乘坐以及機(jī)械設(shè)備操控等[2]。

2.2 BIM+VR軟件環(huán)境的構(gòu)成

在BIM+VR技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中，為了對(duì)沉浸式的虛擬環(huán)境進(jìn)行創(chuàng)作，使體驗(yàn)者能夠具有良好體驗(yàn)，需要在設(shè)計(jì)VR內(nèi)容時(shí)，一方面從場(chǎng)景環(huán)境綜合效果進(jìn)行考慮，另一方面提高畫(huà)面幀率，對(duì)此，在此項(xiàng)工程當(dāng)中對(duì)UE4軟件引擎進(jìn)行了應(yīng)用。該引擎在具體使用過(guò)程中，無(wú)需對(duì)代碼進(jìn)行改動(dòng)，其渲染管線可以在90幀的高分辨率雙目畫(huà)面當(dāng)中運(yùn)行。而且還具有簡(jiǎn)單易用的工具，可以進(jìn)行極度細(xì)化的分析器，從而在環(huán)境、場(chǎng)景以及角色等不同資源當(dāng)中進(jìn)行應(yīng)用。對(duì)于進(jìn)階的相關(guān)過(guò)場(chǎng)動(dòng)畫(huà)，其需要具有PVR以及后處理效果等功能[3]。

2.3 BIM+VR的結(jié)合

在對(duì)BIM+VR技術(shù)進(jìn)行結(jié)合時(shí)，需要利用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)BIM模型進(jìn)行建立，并對(duì)VR可讀取模式進(jìn)行保存，在VR引擎當(dāng)中導(dǎo)入。相關(guān)工作人員可在設(shè)計(jì)階段對(duì)模型進(jìn)行建立，并在實(shí)際施工中合理設(shè)置相關(guān)功能和施工流程，綁定數(shù)據(jù)信息，有效開(kāi)展施工模擬測(cè)試。而在應(yīng)用VR技術(shù)時(shí)，可以通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)虛擬三維環(huán)境進(jìn)行建立，從而帶給人良好的交互式體驗(yàn)，使體驗(yàn)者產(chǎn)生沉浸式感覺(jué)。在具體開(kāi)發(fā)過(guò)程中，BIM和VR兩個(gè)概念有所不同，因此需要對(duì)有效交互方法的理念進(jìn)行開(kāi)發(fā)。虛擬機(jī)械實(shí)驗(yàn)室當(dāng)中需要能夠?qū)崟r(shí)反饋精確的聽(tīng)覺(jué)和視覺(jué)等感官，因此在對(duì)虛擬實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行建造時(shí)，需要對(duì)現(xiàn)實(shí)生活當(dāng)中的相關(guān)物理定律進(jìn)行模擬，從而有效增強(qiáng)虛擬現(xiàn)實(shí)的高仿真性，并提高人機(jī)交互能力。對(duì)人體在虛擬環(huán)境中的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行模擬時(shí)，需要明確角色在何時(shí)應(yīng)進(jìn)行何種動(dòng)作，從而使相關(guān)動(dòng)作數(shù)據(jù)和環(huán)境得到有效融合[4]。

2.4 VR應(yīng)用實(shí)例

首先，需要體驗(yàn)者佩戴好相關(guān)VR設(shè)備，之后開(kāi)始具體教程，相關(guān)體驗(yàn)者需要對(duì)VR設(shè)備的操作和使用進(jìn)行熟悉掌握。在開(kāi)始程序后，體驗(yàn)者需要在引導(dǎo)教程的指導(dǎo)下進(jìn)行一些簡(jiǎn)單操作，具體可以在虛擬框當(dāng)中對(duì)大地圖、模板以及工地三個(gè)不同種類樣本進(jìn)行選擇。

其次，當(dāng)體驗(yàn)者對(duì)工地模板進(jìn)行選擇后，可以進(jìn)入模擬施工場(chǎng)地的三維環(huán)境，而在虛擬框當(dāng)中共包括三種不同的選擇方式，分別為自由模式選擇、生活辦公區(qū)導(dǎo)覽以及工地導(dǎo)覽。其中，在對(duì)工地導(dǎo)覽模式進(jìn)行選擇后，體驗(yàn)者可以結(jié)合系統(tǒng)教程開(kāi)始移動(dòng)，并對(duì)施工工藝流程進(jìn)行了解。

再次，體驗(yàn)者在具體體驗(yàn)過(guò)程當(dāng)中，可以利用智能門(mén)禁系統(tǒng)，以臉部識(shí)別的方式對(duì)門(mén)禁開(kāi)關(guān)進(jìn)行觸發(fā)，從而進(jìn)入到工程項(xiàng)目?jī)?nèi)部。在這之后，體驗(yàn)者可以按照系統(tǒng)指定的工地導(dǎo)覽路徑，全方位漫游項(xiàng)目場(chǎng)地，具體可以對(duì)機(jī)械設(shè)備使用、鋼筋加工以及洗車裝置使用等過(guò)程進(jìn)行體驗(yàn)。尤其是塔吊司機(jī)體驗(yàn)，體驗(yàn)者在進(jìn)入塔吊駕駛艙后，可以根據(jù)系統(tǒng)自動(dòng)播報(bào)的相關(guān)安全操作規(guī)程，利用VR手柄對(duì)塔吊進(jìn)行操控，從而對(duì)大臂水平移動(dòng)、材料吊鉤運(yùn)輸以及小車移動(dòng)等進(jìn)行模擬。這樣一來(lái)，體驗(yàn)者一方面可以對(duì)塔吊安全規(guī)程進(jìn)行了解，另一方面還能夠獲得良好的親身體驗(yàn)，明確塔吊司機(jī)工作的安全盲區(qū)，培養(yǎng)自身的安全意識(shí)。

最后，體驗(yàn)者還可以利用手柄對(duì)系統(tǒng)中的“大地圖模式”進(jìn)行選擇，可以通過(guò)空中 45度俯視角對(duì)項(xiàng)目整體建設(shè)效果進(jìn)行感受，并操控選項(xiàng)，對(duì)施工場(chǎng)地在晝夜下的不同環(huán)境變化進(jìn)行模擬[5]。

3 BIM+VR技術(shù)在建筑施工場(chǎng)地中的應(yīng)用對(duì)策

3.1 施工設(shè)計(jì)方面的應(yīng)用

在建筑工程的規(guī)劃設(shè)計(jì)工作當(dāng)中，相關(guān)施工企業(yè)通過(guò)應(yīng)用BIM+VR技術(shù)，可以有效展示設(shè)計(jì)圖紙，并科學(xué)化改進(jìn)設(shè)計(jì)圖紙，使相關(guān)數(shù)據(jù)得到優(yōu)化，保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。傳統(tǒng)設(shè)計(jì)圖紙主要是從整體設(shè)計(jì)效果進(jìn)行分析，但并未充分考慮相關(guān)施工因素，因此對(duì)最終項(xiàng)目設(shè)計(jì)的科學(xué)性和合理性產(chǎn)生影響，往往需要相關(guān)施工企業(yè)在現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整工程施工數(shù)據(jù)，降低了工程的施工效率，延長(zhǎng)工程的施工周期，給企業(yè)造成了嚴(yán)重的損失。而通過(guò)應(yīng)用BIM+VR技術(shù)，則可以科學(xué)考慮相關(guān)施工因素，有效保證建筑項(xiàng)目設(shè)計(jì)的科學(xué)性和合理性。例如，相關(guān)設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)管道預(yù)排時(shí)，為了充分保證管道鋪設(shè)的合理性，需要科學(xué)計(jì)算管道鋪設(shè)洞口位置的相關(guān)數(shù)據(jù)，從而有效提升空間設(shè)計(jì)效果。而在應(yīng)用BIM+VR技術(shù)后，可以通過(guò)三維掃描施工設(shè)計(jì)部分，從而對(duì)相關(guān)部位的真實(shí)三維尺寸進(jìn)行獲取，從而為后續(xù)材料采購(gòu)打好基礎(chǔ)。施工企業(yè)通過(guò)應(yīng)用VR技術(shù)，可以有效向甲方展示相關(guān)意向材料的視覺(jué)效果，從而提升業(yè)主的滿意度。除此之外，采用沉浸式的VR體驗(yàn)方式，可以更為詳細(xì)的了解設(shè)計(jì)缺陷，從而及時(shí)優(yōu)化和改進(jìn)相關(guān)問(wèn)題[6]。

3.2 施工質(zhì)量方面的應(yīng)用

隨著我國(guó)建筑行業(yè)的快速發(fā)展，對(duì)建筑工程的施工質(zhì)量也提出了更高要求。對(duì)此，相關(guān)施工企業(yè)需要對(duì)BIM+VR技術(shù)進(jìn)行有效應(yīng)用，從而全面保證工程的施工質(zhì)量。具體而言，相關(guān)施工企業(yè)可以采取樣本展示的方法，對(duì)工程工藝進(jìn)行展示，但此方式在實(shí)際應(yīng)用時(shí)容易受到相關(guān)因素的影響，且自身的施工成本也相對(duì)較高。因此，施工企業(yè)可以通過(guò)應(yīng)用BIM技術(shù)有效建立樣本庫(kù)模型，并利用VR技術(shù)在樣板庫(kù)模型展示中對(duì)音頻解說(shuō)進(jìn)行搭配，從而有效提升觀眾對(duì)樣板房檢測(cè)模型的體驗(yàn)舒適度。

3.3 施工安全方面的應(yīng)用

在建筑工程的施工安全管理工作當(dāng)中，對(duì)面BIM+VR技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用，可從以下幾個(gè)方面進(jìn)行入手。首先，在應(yīng)用BIM+VR技術(shù)時(shí)，相關(guān)施工企業(yè)可以有效培訓(xùn)施工人員的安全意識(shí)，具體需要采取實(shí)際演練和案例演示等相關(guān)方式，幫助施工人員明確工程施工中的相關(guān)危險(xiǎn)施工區(qū)。與此同時(shí)，通過(guò)應(yīng)用BIM+VR技術(shù)，還能夠使施工人員掌握具體的安全施工方式，并清晰化建立相關(guān)施工環(huán)境模型，彌補(bǔ)理論講述方式的不足，優(yōu)化培訓(xùn)工作的方式方法，使培訓(xùn)質(zhì)量得到有效提高。其次，相關(guān)施工企業(yè)在應(yīng)用BIM+VR技術(shù)時(shí)，可以進(jìn)一步提升企業(yè)自身的安全管理水平與安全檢測(cè)能力，使工程施工質(zhì)量和施工安全性得到有效保障。在具體應(yīng)用過(guò)程當(dāng)中，可通過(guò)BIM技術(shù)對(duì)項(xiàng)目模型進(jìn)行建立，從而科學(xué)檢測(cè)相關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)，而對(duì)VR技術(shù)進(jìn)行利用還可以以可視化方式，合理設(shè)計(jì)工程施工中可能存在的安全事故情況，從而進(jìn)一步提升施工人員的安全意識(shí)。

3.4 施工場(chǎng)地規(guī)劃方面的應(yīng)用

在建筑工程的施工場(chǎng)地規(guī)劃工作當(dāng)中，通過(guò)應(yīng)用BIM+VR技術(shù)，可以使場(chǎng)地規(guī)劃的合理性得到有效保證，同時(shí)還能夠科學(xué)規(guī)劃施工流程。具體來(lái)說(shuō)，在應(yīng)用BIM+VR技術(shù)開(kāi)展場(chǎng)地規(guī)劃工作時(shí)，首先，施工企業(yè)通過(guò)應(yīng)用BIM技術(shù)可以進(jìn)一步提升場(chǎng)地規(guī)劃設(shè)計(jì)的精確性和科學(xué)性，而應(yīng)用VR技術(shù)則可以展示場(chǎng)地規(guī)劃的可視化模型，從而清楚地展示工程施工效果。其次，在應(yīng)用BIM+VR技術(shù)時(shí)，還可以合理設(shè)計(jì)場(chǎng)地規(guī)劃的相關(guān)細(xì)節(jié)內(nèi)容，具體包括植物種植、路燈設(shè)計(jì)等，使場(chǎng)地規(guī)劃效果得到有效提高，合理控制工程的施工成本。

3.5 施工方案審核方面的應(yīng)用

在審核工程施工方案時(shí)，對(duì)BIM+VR技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用，可以有效提升方案審核工作的整體質(zhì)量，并有效保證施工方案的科學(xué)性和可行性。具體而言，在應(yīng)用BIM+VR技術(shù)時(shí)，相關(guān)施工企業(yè)可以建立起具體的施工方案流程和環(huán)節(jié)模型，并明確找出工程施工中存在的危險(xiǎn)源，使施工方案的安全控制水平得到有效提高。與此同時(shí)，在應(yīng)用BIM+VR技術(shù)后，還可以模擬現(xiàn)場(chǎng)施工環(huán)境，確定相關(guān)細(xì)節(jié)內(nèi)容的處理方式，使工程整體施工效率得到有效提升[7]。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，隨著時(shí)代的快速發(fā)展，BIM+VR技術(shù)也得到了有效更新和完善，而且相關(guān)施工企業(yè)對(duì)此項(xiàng)技術(shù)也逐漸加大了應(yīng)用力度，進(jìn)而創(chuàng)造出了巨大的工程價(jià)值。通過(guò)將BIM+VR技術(shù)進(jìn)行結(jié)合，可以充分發(fā)揮出二者的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，為建筑施工場(chǎng)地有效建造數(shù)據(jù)模型，并提供可視化功能，從而為工程的設(shè)計(jì)和施工創(chuàng)造有利條件，全面提高建筑工程的建設(shè)水平，促進(jìn)城市的現(xiàn)代化發(fā)展。