广西科技大学鹿山学院土木工程系 545616
摘要:近来建筑行业不断的发展,增强现实在建筑领域方面的应用与发展也逐步得到了广泛的关注。增强现实技术涵盖了体系结构、建设、建设等方面的教育等研究现状,并结合相关实践和已有研究成果,从建筑活动的角度对其进行了机理分析。
关键词:增强现实;AR技术;建筑领域;发展
前言
将虚拟信息或计算机生成的对象与真实场景相叠加的技术,使虚拟现实的“混合世界”产生。通过头戴式增强设备、可视眼镜以及手持设备等可以得到更多真实世界的信息。AR源于虚拟现实(Virtual RealEngy,VR),它提供了半浸入式环境,对真实的场景等精确的进行对比。AR技术对人类的感官已经有了极大的改善,并对人们正常的生活造成了一定程度上的影响,并且它的应用正变得越来越成熟和多样化。
由于数字化信息管理的逐步发展,必须要设置一个更加直观可视的平台来对这些信息进行有效地利用。把数字信息的技术与虚拟现实世界的界面相互嵌入就是指的增强现实技术(AR)。比如,工程经理试图将具体的施工过程进行模拟并得到反馈,但现实是他们只能在虚拟环境中可视化施工过程,反而在现实中就无法得到有效的反馈。然而,增强现实(AR)不仅可以把虚拟的3D模型与实时视频进行叠加,还会在一定程度上将界面的可视程度提高并使用户的理解得以增强。从而帮助过程管理者更快更准确地做出响应。此外,移动式AR技术由于造价低、应用范围广,这一技术将对工程、建筑、运营等行业产生巨大的影响。
1.AR的定义
AR(A ugm ented Reality):增强现实,也称为混合现实。它利用计算机技术将虚拟信息应用于现实世界。是指真实与虚拟环境相互叠加在同一图片中。
目前,AR技术主要应用于医疗保健、制造业和服务业。在建筑和教育方面的投资还很小,但在土木工程领域,迫切需要建筑的信息需求。移动AR终端的广泛应用和快速普及,为三维效果显示的三维创新提供了有益的参考。基于以上概念,本课题组在Uny3D游戏开发引擎的基础上开发了Android智能手机终端“建筑平面增强现实应用”,通过制作建筑物的三维模型,在二维CAD图中嵌入识别区域。提出了一种比较方便的显示建筑物三维效果和增强真实感的解决方案。
2.AR在建筑领域的应用与发展
随着工程建设和设备管理行业逐步向数字化信息管理方向发展,可以通过更加直观的可视平台对信息进行有效地利用。将有关的数字信息代入到虚拟现实世界的技术,将对管理平台的损失进行有效地弥补。
2.1在建筑设计中的应用
有三维图形转换为三维思维的方式是我们在传统建筑设计中所采用的方法,但对设计对象的综合思考相关设计人员极其缺乏、狭隘的眼光和缺乏综合的思维能力。此外,2D图或3D模型都只能反映出建筑物中的部分信息,往往掩盖了一些设计缺陷。在建筑设计中,引入增强现实的技术,可以在建筑中依靠AR技术来实现的现实物体的位置追踪技术以及将虚假事物与现实事物相联系起来的融合技术,在现实世界中登记好建筑设计中的三维模型,并将虚拟世界与现实世界相结合,使建筑过程中所遇到的环境问题都得到了解决,同时对设计结果中的真实性与周围环境给予了很大的保证,这对建筑的设计有很大的帮助,可以促进设计者进行更多的设计,进行合理评价估计。通过视觉的设计方法可以对三维空间中的数字信息与绘图之间的信息转换进行有效地处理。
AR技术可以在真实的场景中添加虚拟对象等。AR技术已经有了初步的应用,比如,在英国博物馆内也推出了一款时间机器的手机应用程序,该“时间机器”是使用AR技术制成的。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆改程序将历史的图片信息转换到现代街道上,从而对文化与历史的理解的以加深。
2.2在现场施工管理中的应用
在建筑过程中利用增强现实技术来加载虚拟的施工内容,使现场施工人员结合数据,全面查看其他专业项目之间的相互协作,以防止由于缺乏专业知识或者画面失真等造成一定的错误。AR技术可以使施工人员的读图效率大大提高,也可以帮助施工人员进行现场管理,加强施工过程的无缝连接。无论施工过程中的那一部分出现相关问题,都可以通过AR技术进行及时的纠错与改善。
2.3在建筑学科教学活动中的应用
目前,中国的传统教育模式通过黑板、学习材料和计算机为表现形式,给我们带来了大量的词汇、数据和缺乏视觉元素,使学生难以理解和无法参与真实的建构。在网站上利用AR技术将建筑设备的三维图像叠加在AR的三维标注上,我们可以通过计算机和专用仪器对这部分标记进行扫描,观察各个角度的施工机械。通过在构建过程中将视频信号与AR标记进行叠加,学生可以从多个角度理解和学习建筑技术,是学生之间可以更加顺利的进行交流。
3.增强现实技术在建筑领域应用的难点
3.1难点
AR技术在建筑领域的主要难点为大量虚拟信息的提取、该技术存在的局限性以及加强现实技术在接受度等方面的问题。建筑业为了将虚拟与真实信息相结合,有必要采取适当的方法来获取站点的实际环境信息,并建立实时模型。AR技术在现如今还是需要得到大量数据的保证。将虚拟事物的三维模型与建筑物的信息模型建立相关数据。对信息进行严格的筛选,以避免其出现问题,影响决策。技术困难,如准确的远程跟踪器和传感器设备,以及计算机设备等等都会影响AR应用的顺利使用。再加上建筑工人在施工过程中经常会根据自己的施工经验来进行施工,这样就会为施工带来较大的问题,所以需要进一步实现经济实验的需要。
3.2增强现实技术在建筑领域应用的趋势
在建筑领域中除了AR结束所涉及到的几个阶段之外,对增强现实技术应用的有效与可靠性还需要进行进一步的评估。其中,有效性指的是AR技术在提高生产效率、缩短工时等方面对改善工程活动的有效性度量。尽量增强AR技术,减少其缺陷,以便使参与者能在更大程度上接受AR技术的应用与推广。
4.结束语
首先,AR技术对数字信息建设的有效处理是十分重要的。但AR虚拟信息也是一个巨大的信息需要数据库来对技术展开支持,该技术需要将虚拟现实载入到虚拟环境里。这一过程需要对所有链路进行真实、准确的数据,否则,AR系统难以准确地定位和实现信息叠加。由于我国在建筑过程中施工人员习惯依靠于经验,因此AR技术还是需要进一步的检验。但是,增强现实技术在建筑领域的应用和发展将随着AR技术应用环境的愈加成熟更加的广泛与深入。建筑业每个项目都有大量的图纸信息,传统的图形施工在沟通方面方面存在着很大的缺陷。作为一种提高人们认知能力的新技术,增强现实技术在建筑领域中起着非常重要的作用。
参考文献
[1]俨钧,刘永健虚拟现实技术在土木建筑工程中的应用研究[J].长沙交通学院学报,2003,1:58-62.
[2]胡小强.虚拟现实技术[M].北京:北京邮电大学出版社,2005.
[3]王丽丽,陈金鹰,冯光男VR-AR技术的机遇与挑战[J].通信与信息技术,2016,6:64-65,76.
[4]张科星.增强现实技术在特色建筑观赏系统中的应用[J].辽东学院学报(自然科学版),2013,2:129-131.
[5]X,W Augmented reality in architecture and design: potentials and challenges for application. International Journal of Architectural Computing,2009. 7(2): p. 309-326.
论文作者:黄莉芳
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第23期
论文发表时间:2018/12/14
标签:技术论文; 现实论文; 建筑论文; 信息论文; 虚拟现实论文; 领域论文; 真实论文; 《建筑学研究前沿》2018年第23期论文;