XR沉浸式技術應用在建筑信息模型(BIM)未來趨勢

建筑信息模型（Building Information Modeling）從設計、施工到維護的全生命周期階段中，可透過數據和幾何圖形傳達高度精確和透明的工程信息，也成功的實現高效率的溝通。然而，BIM模型尚未發揮其可視化的潛質，透過沉浸在模型中，使用者可以感受材料、燈光、家具和其他細節模型。延展實境（Extended Reality，XR）提供了解決方案。

什么是XR？

XR是沉浸式技術的統稱，包括虛擬實境（Virtual Reality，VR）、擴增實境（Augment Reality，AR）、和混合實境（Mixed Reality，MR），是現實世界和虛擬環境之間界線的一系列體驗。

BIM與VR

BIM模型可更進一步的以虛擬實境（Virtual Reality）更真實的展示。VR可區分為感知和模擬兩個主要關鍵，人類透過感官接收信息，以理解發生的事情。盡管VR模擬了不存在的真實環境，讓人類以穿戴式設備沉浸于其中，讓BIM更貼近真實的世界。

VR的優點在于”無法實體到達”、”實體訪問成本很高”、”實體訪問將產生危險”的情境中可進行測試。VR需要以感測器來追蹤位置和動作，以立體聲的耳機產生環繞音效。VR的應用領域如可視化、模擬、情境溝通、信息傳遞與評價、風險評估、進度查看、教育訓練、安全管理、業主滿意度、檢視設計選項等。Alizadehsalehi etal.[1]整理了從BIM轉換到VR的軟件流程，（如圖1），提供給想使用BIM轉換成VR的工程人員參考使用。圖1匯整土木工程常用的BIM軟件：InfraWorks、Civil3D、Revit、AECOsim，這些軟件分別以外掛程序或者是輸出.FBX檔案格式，對應到其所支持的動畫軟件，而這些軟件分別可輸出至哪些穿戴式裝置。

圖2建立一個BIM模型進行示范，轉換至Enscape軟件，即可戴VR設備沉浸在VR環境中。其他支持的軟件也是以類似的方式進行VR模型轉換。

BIM與AR、MR

AR是電腦制作的內容在現實世界上的疊加，可以與環境進行即時交互[2]。在大多數情況下，生成的內容只能透過智慧型手機或平板設備查看。Meta2和GoogleGlass的可穿戴式AR設備則可提供沉浸式的觀看體驗。AR有四種類型：1.制造商提供的AR（即掃描二維碼）、2.基于位置的增強實境（即與GPS集成以定義方向）、3.基于投影的AR（用人造光投影到現實世界的表面）、4.基于疊加的AR（如IKEA將虛擬家具放置在真實環境中）[3]。BIM和AR預期將對營造業的影響較為顯著，特別是施工現場減少錯誤返工、安全改進、降低勞動力成本等。

混合實境（MR）是結合了VR和AR最佳方面的效果。VR讓使用者沉浸在脫離現實世界的虛擬環境中，AR使虛擬內容能夠疊合在現實世界之上，而MR則促進虛擬內容與現實世界互動。

未來發展

隨著XR技術與設備的發展、云計算、機器學習、人工智慧、5G的不斷進步，營造業也將發生不可避免的變化，這些將使XR技術能夠提供新穎的解決方案，5G的傳輸速度將改善團隊的遠端互動與協作，未來也能透過即時傳輸處理繁重的數據，創造虛擬環境與現場的自動化施工。

參考資料：

[1] Alizadehsalehi, S., Hadavi, A., & Huang, J. C. (2021). Assessment of AEC students’ performance using BIM-into-VR. Applied Sciences, 11(7), 3225.

[2] X. Li, W. Yi, H.L. Chi, X. Wang, A.P. Chan, A critical review of virtual and augmented reality (VR/AR) applications in construction safety, Autom.

Constr. 86 (2018) 150–162, https://doi.org/10.1016/j.autcon.2017.11.003.

[3] Alizadehsalehi, S., Hadavi, A., & Huang, J. C. (2020). From BIM to extended reality in AEC industry. Automation in Construction, 116, 103254.

來源：技術摘要1-BIM-從BIM到XR之應用與未來