據(jù)Uploadvr報道，到2020年，全球建筑市場價值將達到10.3萬億美元。但在這個市場中，犯錯通常都要付出昂貴代價：返工成本最高可占項目預(yù)算的12%。這意味著，在大型項目中，這筆錢可能達到數(shù)億美元。但是增強現(xiàn)實（AR）技術(shù)將可以改變這種情況，這也就是建筑行業(yè)為何成為探索使用AR技術(shù)的先驅(qū)的原因。


Paracosm創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官阿米爾·魯賓（Amir Rubin）日前接受采訪，談及建筑行業(yè)的AR現(xiàn)狀以及未來趨勢。Paracosm主要為施工隊伍提供移動現(xiàn)實捕捉方面的幫助，并為此開發(fā)出相關(guān)硬件和軟件。建筑設(shè)計、工程以及施工人員都需要使用建筑信息模型(BIM) ，制作項目的3D設(shè)計圖。這些BIM模型應(yīng)該可以完美展現(xiàn)建筑完工后的狀態(tài)。繪制BIM模型的流行軟件包括Autodesk Revit、Graphisoft ARCHICAD以及Bentley Microstation。當(dāng)施工隊伍開始工程時，將施工現(xiàn)場與BIM模型進行對比是發(fā)現(xiàn)兩者之間存在差異的常用方式。如今，建筑人員通常使用激光三角掃描儀捕捉項目現(xiàn)場，然后將數(shù)據(jù)與BIM模型對比。Faro和Leica Geosystems提供兩種最受歡迎的掃描儀。盡管它們非常強大和精確，但速度卻非常緩慢。

這些掃描儀需要2到4個小時才能掃描1.86平方米的施工現(xiàn)場，然后還需要更長時間在辦公室中對這些現(xiàn)場數(shù)據(jù)進行后續(xù)處理。通常，它們掃描中小型施工現(xiàn)場需要1天半左右，然后需要1到2天時間處理數(shù)據(jù)。此外，這些系統(tǒng)十分昂貴、費時，而且十分稀少。將AR引入建筑項目的最重要進步就是同時定位與地圖構(gòu)建（SLAM）。SLAM最初起源自機器人研究，可以讓自動汽車在首次遇到的環(huán)境中移動。SLAM系統(tǒng)使用傳感數(shù)據(jù)（通常是激光雷達）追蹤汽車位置，然后繪制出其周圍地圖。顯然，這個過程需要更快完成，否則快速移動的汽車就會遇到麻煩。這就是SLAM的優(yōu)勢：它可以實時工作，而且不需要GPS系統(tǒng)。應(yīng)用到建筑行業(yè)中后，SLAM可以讓建筑工人通過整個建筑現(xiàn)場，在數(shù)分鐘內(nèi)繪制出非常詳細(xì)的地圖。這種3D現(xiàn)實捕捉技術(shù)可以顯示項目現(xiàn)場到底發(fā)生了什么，誤差僅在2厘米到5毫米之間。請注意，盡管它不像Faro和Leica Geosystems的掃描儀那樣精確，但速度卻更快。這些掃描儀需要3天時間，而SLAM掃描可實時進行。

為了理解SLAM對建筑行業(yè)來說為何如此重要，讓我們暢想下未來的施工現(xiàn)場：

1、建筑工人持有激光雷達傳感器走過施工現(xiàn)場，這只需幾分鐘時間即可完成。在他行走過程中，他會創(chuàng)建高精確度的現(xiàn)場地圖，并將其上傳到云端；

2、云端軟件會將剛剛繪制的施工現(xiàn)場地圖與BIM模型對比，實際上這是將截至目前項目的進展情況與計劃中的預(yù)期結(jié)果進行對比；

3、施工現(xiàn)場的任何錯誤會被立刻發(fā)現(xiàn)，施工人員可以提前糾正；

4、軟件也會追蹤項目的完成情況，包括施工隊伍到目前為止取得的進展、預(yù)期以及成本情況；

5、隨著項目的持續(xù)，每天或每周持續(xù)上述1到4的步驟，你會得到項目進展的直觀印象。

這種未來工作流程是Paracosm設(shè)計的愿景。這個團隊從研究機器人起家，已經(jīng)花費數(shù)年時間研發(fā)3D地圖軟件。但是直到最近，他們才意識到自己的最大機遇在建筑領(lǐng)域。他們已經(jīng)研發(fā)自己的硬件設(shè)備，以配合軟件和激光雷達使用。過去幾年，隨著自動汽車和計算機視覺的進步，激光雷達變得越來越便宜，功能卻越來越強大。今天，施工人員可以利用Paracosm的掃描硬件穿過施工現(xiàn)場，并捕捉精確的3D數(shù)據(jù)，但是Paracosm最終想要利用地面機器人和無人機自動完成這種掃描。完成掃描后，Paracosm還可自動將捕捉的數(shù)據(jù)與項目的BIM模型進行對比，其可視化工具則會給出項目進展情況的分析與見解，比如是否符合要求，是否存在問題等。Paracosm當(dāng)前的目標(biāo)是讓施工人員掃描現(xiàn)場變得更輕松，正獲得圍繞質(zhì)量控制產(chǎn)生的反饋。其他公司也正研發(fā)類似技術(shù)瞄準(zhǔn)了建筑行業(yè)，比如Shapetrace和GeoSLAM等。

建筑設(shè)計、工程以及施工領(lǐng)域通常都是AR探索和應(yīng)用的先驅(qū)。消費者采用AR主要依賴于足夠等人購買頭盔和硬件，而建筑行業(yè)已經(jīng)有很多有趣和有用的AR應(yīng)用，并在繼續(xù)投資研發(fā)。下面，我們就看看幾個令人興奮的項目。2016年6月份，微軟宣布與Trimble和AECOM結(jié)為合作伙伴。其中，Trimble主要提供定位技術(shù)和3D模型，AECOM則是世界上最大的工程公司之一。這三家企業(yè)計劃將微軟增強現(xiàn)實頭盔HoloLens應(yīng)用到工程項目中。AR的主要應(yīng)用包括對BIM模型進行全息顯示，在團隊之間進行協(xié)調(diào)，以及制作沉浸式的施工計劃等。2016年8月份，Scope AR與石膏板分銷商Martin Bros聯(lián)手，只利用HoloLens提供的AR建造浴室。實驗證明，在可控環(huán)境中，即使沒有物理建筑計劃或卷尺，室內(nèi)建筑依然是可行的。施工人員可以使用AR中漂浮的3D模型進行作業(yè)。在建筑行業(yè)，有關(guān)VR和AR的黑客馬拉松比賽也很常見，比如AEC Hackathon。這些活動正日益受到大公司的青睞，包括Autodesk。Iris和VIMtrek等少數(shù)初創(chuàng)企業(yè)也在開發(fā)工具，以方便用戶在VR中觀看BIM模型，幫助設(shè)計師比以往更深入地可視化它們的項目。當(dāng)工作開始時，Scope AR和Daqri等公司可以讓施工人員在AR眼鏡、頭盔或移動設(shè)備上直觀看模型。這些系統(tǒng)都是最近出現(xiàn)的，還沒有被廣泛使用。目前有很多公司在嘗試?yán)肰R技術(shù)進軍房地產(chǎn)和室內(nèi)設(shè)計領(lǐng)域，但多數(shù)專注于已經(jīng)完成建筑的空間，而非正在建設(shè)的建筑。Floored可讓用戶虛擬建立和查看房地產(chǎn)空間的平面圖。Matterport則利用3D攝像頭捕捉房地產(chǎn)內(nèi)部場景，然后幫助用戶進行VR之旅或建造數(shù)字模型。Navvis也可捕捉室內(nèi)空間，讓用戶掃描和數(shù)字化，甚至轉(zhuǎn)換成BIM文件。

最終，施工人員希望能夠?qū)ΜF(xiàn)場進行精確掃描，以便工人帶著AR頭盔穿過空間，并現(xiàn)場觀看到BIM模型。他們將能夠利用AR和VR技術(shù)，在BIM模型和正在建造的建筑之間搭建起可視化橋梁。但是要想在建筑現(xiàn)場觀看BIM模型并不容易。在建筑行業(yè)，在工作流程中引入AR和VR科技增強競爭優(yōu)勢。距離實現(xiàn)這個目標(biāo)可能還有很長時間，但如今已經(jīng)有大量工具可擴展你的工具包，并幫助削減成本。