【原創文章】從實務需求到現場運用,衛武資訊VR運用分享

文/李孟崇總經理 從空間體驗的實務需求開始 大概是從2011年左右,當我們在進行衛武營藝術文化中心建築及室內裝修工程規劃時,發現這些複雜空間我們必須藉由建立3D空間,來取代用2D圖面來理解空間,但是有了3D模型之後,什麼才是最好的3D模型的瀏覽方式呢? 難道我們要像2D圖說作業一樣,把它印成透視圖出來使用?或者是在軟體中截取3D影像嗎?當時我們開始去思考使用VAR的技術,讓使用者來進入虛擬空間體驗閱覽空間感。 要在相關的電腦軟體中操作3D模型來理解複雜的空間,需要用高規格電腦硬體,來操作複雜的3D軟體,軟硬都是使用門檻,使用VR硬體設備讓設計師或工程師在沈浸式的空間中,來理解複雜的音樂廳廳院似乎是個不錯的方法,在當時相關的VR solution 應用牽扯到兩個方面課題,一個是我們要使用什麼樣子的硬體設備,另一個是看什麼類型的內容。 以下我將以在什麼情境下,使用什麼樣子的軟硬體設備,看什麼類型的內容,解決什麼問題的方式,敝帚自珍跟讀者分享我們的應用。 各種不同硬體在建築業使用的問題 2011年我們開始從國內外採購許多的各式AR/VR設備,來做實務上的研究及分析不同的內容在不同硬體設備之間的關係,2012開始我們從國外買了META 的VR裝置,後來陸續買了Oculus第一代的頭載裝置,後來申請購買了HTC VIVE的開發者版本,微軟開發出HoloLens後我們也直接從美國申請採購了第一代的HoloLens。 VR設備在遊戲產業似乎運用的較為順利,但是建築有建築產業的獨特問題,例如絕大多數運用都需要在虛擬空間行走漫遊,早期的VR設備都有容易暈眩,有線的VR硬體活動度有限,另使用前都有軟硬體設定及定位工作,無法輕易帶出門及快速使用,最難以克服的是需要使用者花一點時間學習操作,綜合以上問題便使得VR裝置要直接運用在AEC產業end user使用困難重重,似乎建築產業要找出自己的各種使用方法。 使用者不需要學習而可以使用VR的方法 因為這些設備都有操作、熟悉、設定、的課題,有什麼方法可以讓使用者不需要或減少這個過程,而可以輕易快速地體驗我們要給他的內容;在2013年的實構築展覽中我們甚至還運用了體感感測裝置來操控空間互動,這階段的嘗試,主要是在於怎樣讓使用者不需要學習而可以使用VR的內容,觀察使用的年輕人都很容易上手,但是仍需要做1-3分鐘的介紹。 2014年我們發現由Google所開發、與智慧型手機配合使用的虛擬實境頭戴式顯示器的Google Cardboard,2014年Google I/O開發者大會上亮相,被派發給現場所有觀眾。Cardboard有Android和iOS作業系統可開發的軟體開發套件(SDK)。而且SDK的VR View允許開發者嵌入網路及他們行動應用中的VR內容。而且Cardboard硬體只需10美元。 我們拆解單純化使用者需求,設定讓使用者不需要任何學習,輕易使用VR內容,得到許多不錯的回饋,開始大量運用在所有的案子中。目前我們直接撰寫了自動化程式,加速生成內容和互動設定,並將之成為我們公司平台產品SyncoBox服務的一部分,使用者只有有手機便可在任何連網的環境,展示他要的VR運用內容。 BIM專案服務時於設計階段、施工階段、營運維護的運用(詳細請詳下一篇分享:從BIM導入到VR的優勢分享) AVR技術是否能創造或增加價值,有一個很關鍵的因素是: 運用的內容是否能從作業流程產出,而不是完全重工重新製作出來的內容,個人認為這是一個公司是否能輕易運用VR技術,重中之重。 從設計階段流程中有使用SketchUp 、Rhino 、AutoCAD 3D、3DMax、BIM軟體等,以及施工階段流程中的BIM軟體等所建置的3D模型,透過一定的作業流程及技術,於各種情境中運用,可以做到各式發展成果。(這部分詳細請詳下文) 使用者有截然不同多樣性的需求 當我們跟建築師一起工作時,建築師希望我們將三種不同的配置方式家具和兩種不同風格的裝修的設計, 使用互動方式VR技術來輔助業主做決定。 營造廠現場工程師的需求則是,希望藉由VR技術讓他們可以輕易看到結構體、裝修、或者是完成前完成後的內容,以便他們掌握工作的重點。 另種情形是,希望看到天花板裡面機電管線的情形,或者是高架地板下面資訊線路和風管的情形。 而我們與永齡基金會的X LAB進行在台大癌症醫院虛擬實境環境中探討醫病關係的相關應用時,使用者提出了很多有趣的需求,包括應用VR技術來探討動線規劃,並將使用者在虛擬實境中走過的路徑記錄下來,或者是用VR技術來輔助指標系統的安排規劃,又或者是將醫病關係的設計重點嵌入到虛擬實境空間呈現,甚至是在虛擬空間中做空間的尺寸比例測量討論,或者是在VR環境中探討醫院的虛擬尋路系統。 實務中高擬真內容課題及互動 在建築設計的初期,如同實體素模,只有運用VR的沈浸式虛擬空間,就可得到不錯的效果;但是有些使用者在實務中也常常有高擬真內容的需求,在與永齡基金會的X LAB合作時,使用者是醫護人員,他們對於灰色的3D空間體驗性不佳,所以我們也試著將流程中所使用的BIM模型導入到遊戲引擎中,讓使用者像是空間的遊戲者,在比較接近真實環境空間的光影材質顏色之中漫遊。   我們也在VR環境中,將文件、表單、警示訊息等等訊息,甚至是IoT設備的資訊呈現,例如溫濕度、空氣品質;我們有一個有趣的POC案,是嘗試取代使用紙本及Excel表單,運用VR技術來做服飾銷售業做商品擺設的規劃管理,所以我們也想讓POS系統的銷售資訊呈在VR環境中。 大尺度環境及IoT資訊 我們試著把尺度放大, 逢甲大學校園的委託案是在校園配置中, 以建築物3D視覺化呈現資料的狀態,然後可以再進入虛擬實境空間來做以上各節所談到的應用,尤其是各種I.O.T.設備所收集的資訊在虛擬空間的呈現,比如物理環境資料溫度、濕度、空氣品質等等。   從設計階段選材選樣選色到銷售的運用 興建飯店時的各種房型實品屋,通常需要很多次的討論修正,耗費耗時,嘉新集團沖繩Hotel Collective專案沖繩案中,我們將各種房型所使用到的材料,建立到系統中,讓使用者在VR環境中,用互動的方式可以直接選擇材料,直接在VR環境中呈現變更結果,並且將最後選擇的內容及數量記錄在資料庫中,以便工程人員用這個數量來備料 最近房地產建設公司的應用,則是將作業過程中的BIM模型製作成各類房型VR內容,以空間視覺化的方式輔助企劃人員及主管決定各房型的建材使用;然後讓業主定案的內容放到房屋銷售中心, 提供銷售人員使用VR內容,讓購屋的一般市民用不同的方式體驗了解他所要購買房屋的空間感,配備的設備建材。   其它更多的運用 在現今整合協同合作的社會運作方式下,設計階段作業所產出的VR內容,也能讓後續施工及營運使用者,在職業安全衛生的日常巡檢作業、危害評估及教育訓練所運用。 另外,經由無人機及雷射掃描儀等設備,將基地環境解析整合點雲模型,可以讓設計師使用VR設備於千里之外,任意隨時進行基地勘察了解。  結語 1.可能是新世代專案溝通的開始 一個卓越的建築物,不管是設計或營造,牽涉到許多的社會、哲學層面及專業範疇,並不會因為VR技術的運用,就保證雋永建築物的完成, 但是這個工具或許可以讓全案Project Stakeholder,尤其是非建築專業使用者決策時,解決無法肯定確認2D圖說的部分問題。 2.關於VR技術在AEC(Architecture、 Engineering & Construction)產業鏈上的用與不用的幾個想法。 首先是評估VR技術在個案或企業作業流程中,能不能產生有價值的服務,或是解決了某些獨特的問題,或是增進溝通、決策的效益。事務所或公司長久以來就有許多解決問題、溝通展示的方法,VR相關技術若不能增加服務或創新價值,也就只是花拳繡腳罷了。 因為VR技術的運用基礎是透過3D模型、點雲或影像,其次是評估事務所或公司的作業流中是否已有這些運用的基本內容,而不是需要完全重工重新製作出內容。若作業流程中已經有或可以有需要的基本內容,那麼目前運用VR技術所需硬體跟軟體,現今都已商品化可以輕易購得,加上一點訓練及研究即可運用,猶如車有了,路完善了,學會開車便可上路。 3.VR相關技術有没有用的問題 主要是在如何找到價值活動:在沈浸式的VR空間體驗中,用什麼硬體看什麼類型的內容,對解決什麼課題有所幫助,而且是以前難以解決的;又或許是如何在虛擬實境中不同階段、不同情境、不同命題內容,做對應比較或互動!找到需要的價值活動就有用,否則便流於花拳繡腳。 延伸閱讀 | 您的一站式全方位BIM顧問-Autodesk原廠合作夥伴 延伸閱讀 | AEC產業的軟硬體銷售服務 延伸閱讀 | WeBIMSync 同步你的想法,成就你的想像!