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虚幻4引擎在BIM中的应用

发布:中文网小编3号 浏览:328人 分享
发布于:2020-08-01

    BIM是以项目各项相关信息数据作为模型的基础,进行建筑模型的建立,通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息。BIM模型具有完备的数据,信息的直观性、关联性、一致性、可视化、易协调、易模拟、易优化、可出图性是它的八大特点。通过共享统一的建筑模型,建设单位、设计单位、施工单位、监理单位等项目参与方可以在同一平台上共享数据信息,协同完善施工过程,相比传统建设过程可以更迅速的传递信息、管理、调整施工。BIM不仅仅是类似于CAD的软件,而是一种工程管理手段,是实现建筑业精细化、信息化管理的重要技术工具。

    BIMVR(BuildingInformationModelinginVirtualReality)是将BIM(建筑信息模型BuildingInformationModeling)和VR(虚拟现实VirtualReality)结合起来的一种技术手段。

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    VR虚拟现实技术是仿真技术的一个重要方向,是仿真技术与计算机图形学人机接口技术、多媒体技术、传感技术、网络技术等多种技术的集合,是一门富有挑战性的交叉技术前沿学科和研究领域。它能够很好的带给用户最真实的视觉甚至是触觉感受,沉浸式、交互性、构想性是虚拟现实技术的三大特点,使用者通过硬件设备在虚拟空间中体验各种场景,并通过视觉、听觉、触觉等各个感官系统进行逼真的体验。

    对于BIM技术而言,结合各种新的技术手段是一个必然的趋势,无论是BIM和VR,BIM和大数据,BIM和人工智能,甚至BIM和区块链都有可能给工程行业带来极大的发展。

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    现在设计、建模软件已经可以在工程施工前就做出来非常真实的BIM建筑信息模型了,但是目前这种可视化的三维模型有很大的局限性,它给使用者带来的大部分都是看上去的感觉。将BIM与VR技术相结合,可以让使用者不仅可以看到这个模型,还可以深入其中,身临其境,通过1比1的虚拟现实环境,真实的感受身处模型之中。随着VR技术的发展,BIMVR还可以让体验者触摸到这种模型。可以在施工前就看到施工后的工程状态,可以在施工前就能详细的了解施工过程中可能会发生的某个事件。无论是对于设计方还是施工方,都能够得到充足的指导,避免很多很可能发生的事故、问题。无论是在成本、进度还是管理上,都可以让工程变得更加合理。

    目前BIM与VR技术都受到了国家的大力支持,并颁布了非常多的支持政策,随着国家出台了《推进BIM技术在建筑领域应用指导意见》,一些企业正积极将BIM逐步推广开来,而在BIM方面一些领先企业正在将BIM和VR技术进行整合,行业内渐渐出现如万间网络科技等BIMVR、BIMMR技术创新研发企业。

    因为计算机技术的日新月异,BIM发展至今,在设计、施工、造价、管理等施工建造各流程中都扮演着重要的角色,但是在企业汇报宣传的过程中,通常都只能以PPT或者视频的形式进行宣传,并且BIM模型的视觉效果经常为人诟病。如何弥补传统的视觉效果的不足,能够更加容易地让其他行业的人接受,本文将虚幻4引擎应用到BIM中,来改善BIM在常规印象中的"大"、"笨"、"丑"概念。

    01、材质

    众所周知,3dmax效果图能够达到以假乱真的视觉效果,VRay渲染器可以模拟出逼真的光影效果,结合复杂的材质贴图,反射贴图,法线贴图,高光贴图,粗糙度等等参数设置,可以达到逼真的效果。同样,UE4引擎以更加便捷的参数设置,同样可以满足以上效果。

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    虚幻4的材质原理就是将对应的参数连入材质球节点中去,自由度也不错。我们生活中接触的大多数东西,都不是完美无瑕的,而我们的建模过程无暇考虑这种人为的,自然造成的磨损,铁锈,凹凸,开裂,虚幻4引擎可以很轻松的达到这些效果,让完美的、光滑圆润的模型变得"不完美",才能让人感官上觉得这个更加逼真。

    02、主动式漫游

    传统的宣传手段是效果图或者视频,以开发商的视角带客户体验完成效果,开发商可以借题发挥,将优点发扬,将缺点隐藏或缩小,配以背景音乐和解说,让客户达到"满足"的体验。随着这样的作品逐渐变多,客户群体也变得越来越精明,他们不满足于效果图或者视频这样的"被动式漫游",开始渴望主动式漫游,由自己来寻找这虚拟空间中的优缺点,虚幻4引擎就能达到这样的效果,他最多可以接受4个实时光源,一般的场景中可能会有十几个光源,但是这些光源大多是静止的,不动的,我们可以在虚幻4中将这些光源调成Static(静态的),然后构件灯光贴图,就能达到类似实时渲染的效果,并且能够最大限度的节省电脑资源。

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    03、打包形式

    主动式漫游有很多软件都可以做到,大多数都是要建立在安装了软件的前提下,只有少数软件(如Fuzor)可以生成exe应用程序文件,不用安装任何软件就能在电脑上查看。而虚幻4引擎拥有更加优秀的品质,用他制作的文件可以打包成Windows端、Linux端、tvOS端、i0S端、Android端、HTM5网页端。不仅可以满足工程人的工作需求,甚至完全能够满足看房购房用户的需求。

    04、模型要求

    虚幻4引擎只接受FBX、OBJ格式模型,不管是用什么软件制作的模型,都要用3dmax或者MAYA处理模型,将每样物体设置一个图层,放进图层里去,在3dmax中的每一个图层,相当于虚幻引擎内容管理器中的一个Mesh文件,在3dmax中的每一个几何体,在虚幻4中都可以贴上一种材质。然后在3dmax中展开2张UV贴图(一张贴材质,一张贴灯光贴图)。最后检查UV贴图是否满足贴图要求,如果展开UV贴图过于碎片,无法达到效果,则从3dmax中导出obj格式文件,用unfold3d重新分割UV,导回去,完毕。

    05、关卡脚本

    虚幻4引擎最早的定位是次时代游戏引擎,它具备开发游戏所必要的所有功能,所以它除了有震撼的视觉体验外,还有强大的游戏性,建筑工程相应关卡设置完全能够满足(更换材质,开灯关灯,开门关门等等)。想要灵活的操作虚幻4引擎需要使用C++语言,而想要实现这些简单的功能,Blueprints蓝图模式完全可以做到,使用的是最简单的电池程序编程,不需要接触一行代码。能够实现更好的教学功能,如点击触发,危险警报,火灾,触电效果,把这些情景放入VR设备中,指导工人,客户,充当建设过程或者使用交付的使用说明书,可以达到身临其境并且令人印象深刻的教育效果。

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    06、总结

    抛开美感不讲,BIM应用落地其实并不是很需要这个只能够进行实施漫游的虚幻4引擎,想要做VR,Fuzor完全可以做得到。不仅如此,虚幻4还增加了重复建模的可能性,为了更好地处理好FBX模型,我们有时候可能需要做很多工作。同时这也预示了另一个工作流的形成:

    我们做BIM需要复杂完善的BIM模型,同时我们也需要简单易懂的FBX模型,这个模型可以用Sketchup、3dmax、Revit做,精度要求相当低只需要满足项目概况的需求。这样的FBX模型可以与无人机模型做虚实结合,可以放进大场景,甚至可以放进PPT中使用,做爆炸视图。不管是什么样的项目,任何BIM类工作都要建立在模型的基础上,复杂详细的模型必然要做,这是为了满足使用需求,如果项目对视觉效果也有要求,那还是建一个简易的外形模型,保存为FBX格式,各种视觉表现类软件都可以使用。


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