VR、AR为建筑行业带来革命性的变化

2020年，全球的建造施工行业市场份额将高达10.3万亿美元，这无疑令人眼红。但是在这个行业里犯错误的代价也是昂贵的：返工通常占据了项目12%的花费，在大的项目里返工花费甚至高达数千万的金额。但是AR/VR无疑能够改变这种局面，这也是为什么建筑施工行业是最早探索AR在日常工作中的应用的行业之一。

身为风险投资公司Accomplice的主管，SARAH DOWNEY在投资过程中结识了Paracosm公司的主管。Paracosm公司允许手机按真实情形捕捉施工团队数据，建立起了一整套的软硬件来支撑这项技术，从他们的交流中可以看到AR在建筑行业中的状态，和未来的发展方向，而这对于国内的建筑行业VR、AR应用无疑有着一定的启发性。

专业的建筑师、工程师、施工人员使用建筑信息模型（BIM)来制作项目的3D设计。这些BIM模型完美地展现了项目结束时应该成为的样子。流行的制造BIM的软件工具包括Autodesk公司的Revit，Graphisoft公司的ARCHICAD，和Bentley公司的Microstation。

当施工团队在项目中工作时，将实际的工作场地与BIM模型进行比较是寻找出二者之间差异的强有力的方式。

今天，专业的施工者采用激光三角扫描仪来捕捉项目现场的画面，在之后将其与BIM模型的数据进行比较。Faro和Leica测量系统提供了两款最流行的扫描仪。尽管它们是强有力和精确的（误差降为1mm甚至更低），然而这些系统是缓慢的：他们花2-4个小时去扫描一个20K平方英尺的场地，然后又在办公室里花几个小时对捕捉到的工作场地数据进行后期处理。累积下来，它花费了半天到一天的时间去扫描一个小的或者中等的场地，花了一天到两天时间在处理数据上。耗时耗钱足以让它变得十分罕见。

将AR带入建筑行业得益于最重要的技术进步，即时定位与地图构建，即SLAM。SLAM技术起源于机器人，当自动驾驶的车辆第一次穿行在它们所遭遇的环境时，这项技术诞生。SLAM系统通常使用来自激光雷达的传感器数据，从而追踪车辆的位置和绘制出它周围的空间。很明显，这一过程需要很快的速度，如果它不能识别这个世界和它周围的物体，迅速移动的车辆将发生事故。SLAM的优点在于：它实时工作，也不需要GPS。为了便于理解，零镜网找到了相关视频：

应用到建筑施工中，SLAM允许工人穿行项目现场并能够在几分钟内十分详细的绘制出来。3D现实捕捉展示了项目现场正在发生什么，而它的误差在2cm到5mm。你可能注意到了，它并不如三角系统的1mm精确，但三角测量系统显得太慢：三角扫描仪需要花费几天时间做的事，SLAM扫描在任何时间都能做到。

为了使读者理解为什么SLAM对建筑施工如此重要，让我们看一下未来工作场地的一天：

1、一个工人带着激光雷达传感器进入工作场地。仅仅需要花费几分钟。当她正在走动，她为现场的每一件物体创造一个高精度的绘制图形并上传到云。

2、云端软件将现场拍摄的图形与BIM模型进行比较，也是比较工程实际情形和计划中渴望实现的效果。

3、找出BIM模型里所没有的工作现场的失误，让工作人员更早发现和修补它们。

4、软件也追踪项目的完成情形，保持团队在进度和花费上与预期一致。

5、当工程进行过程中每天或者每周重复1-4的步骤，得到目前的工作进展更好的参考视角。

未来的工作流程是基于Paracosm的视野。这个团队开始于机器人，在意识到最大的机会是建筑施工行业之前，在机器人领域花费多年精力建立起他们自己的3D绘制软件。然后他们开发了与软件相配套的硬件，采用了激光雷达(用激光灯测量与一个物体之间的距离）。在过去的这些年里，由于爆炸式的自动驾驶车辆和计算机视觉的使用和开发，激光雷达变得更为便宜和更有效。

今天，工人能够使用Paracosm的扫描硬件来穿过一个现场和捕捉精确的3D数据，但是最终，Paracosm想要做到的是，通过地面机器人和无人机等设备实现扫描的自动化。在扫描后，Paracosm自动调整捕捉到的数据的坐标系统以使与BIM的模型相一致。一旦校准匹配完毕，他们能够用像Skur那样的引擎进行比较。然后Paracosm的可视化工具提供分析和洞察项目目前的进展，规格是否合适，以及可能存在的潜在问题。

今天，Paracosm的目标是要使得扫描变得更容易和轻松，以便于工作人员能够每天使用它，在质量控制上获得密集的反馈循环。其他的参与者则瞄准了在空间中相似的使用方式，像Shapetrace(使用现成硬件覆盖画面，BIMs和模型以减少错误），像GeoSLAM(使用软硬件来捕捉和分析测量数据）。

建筑、工程、施工领域更像是AR的先驱。与消费者采纳AR应用取决于足够多的人购买头显和硬件相反，建筑施工行业已经有大量有趣和有用的应用了，并用钱投资在了开发上。到目前为止，我们已经看到一些鼓励人心的项目。零镜网此前也写过相关文章向读者介绍国内的光辉城市Smart+设计平台。（欲了解详情点击让建筑设计变成梦想设计，VR建筑体验原来可以这么酷！）

在2016年6月，微软宣布了与Trimble合作，它提供位置技术和3D模型；与AECOM合作，它是世界上最大的工程公司之一，将把Hololens AR引入到他们的项目中。AR主要的使用包括BIM模型的全息景象展示、团队成员之间的协作、在施工计划中沉浸。

在2016年8月，被广泛分享的例证是Scope AR与干式墙分包商马汀兄弟（Martin Bros）的合作，依靠Hololens上的AR他们建造了浴室的纵槽。这个实验表明在一个控制的环境下，不通过现实的建筑计划甚至没有卷尺测量，在室内建造是可能的。取代建筑计划和卷尺的是工人使用漂浮在AR中的3D模型。

聚焦于AR和VR在施工方面应用的黑客马拉松，像AEC黑客马拉松，获得了来自像Autodesk这样的大公司的支持，整个赛事跨越这个国家并全年举行。

一些早期阶段的公司提供工具，允许使用者在VR中观看BIM模型，像Iris和VIMtrek这样的公司，帮助设计者比从前任何时候都更深入地使他们的项目可视化。一旦工作开始，像Scope AR和Daqri这样的公司允许工人在AR眼镜和头盔或者在手机上看和给出指令。这些系统仍然非常新，并没有得到广泛的使用。

其他的公司瞄准了VR中的房地产和室内设计部分，与关注于正在建设的项目而言，他们更多聚焦于已经完成的空间。Floored允许使用者建立和参观一个商业的真的房产空间。Matterport使用它自己的3D相机来捕捉真的房产内饰，能被用在VR旅游或者转换为数字模型。Navvis也捕捉室内的空间，允许使用者扫描区域来使它们数字化，绘制它们，甚至转换它们成为BIM文件。

最终，专业的建筑施工想要更为精确的扫描，工人能够佩戴者AR头显穿行这个区域和参观展示在头显上面的BIM模型，看见工作现场的进度。他们有能力利用AR/VR可视化在BIM模型和正在施工的建筑中搭建桥梁。

Rubin说，那仍然是条出路，因为在AR中跟踪精度还难以覆盖BIM。在工作场地观看BIM模型并不新奇，它需要一个在2cm精度内的覆盖。否则在现实面前，AR并无用武之地，事情也将随之结束。

如果你从事建筑施工行业，推动AR和VR进入你的工作流水线能够变成你的竞争优势。我们距离最有用的应用案例出现仍然有相当长的时间，但是今天这里已经有足够的工具拓展你的工具包和削减成本。

比起巨额的耗费成本，建筑行业的希望也许正在于VR、AR新技术。而要真的让行业应用这项技术，除了在资金耗费减少上有明显的成效，还要有更为简便与轻松的操作方式。当然，在这个过程中更容易被忽视的是技术，就像文中所说的那样，需要精度更高的技术。想要在目前用VR、AR革新整个建筑行业,依旧面临着巨大的挑战。