Инжиниринговые услуги по всей
России с 2004 года
Услуги компании DMSTR

Есть вопросы? Звоните!

+7 (495) 989-51-26 Обратный звонок

рус/eng

Как видеоигры стали инструментом проектирования и строительства?

  • Главная
  • Статьи
  • Как видеоигры стали инструментом проектирования и строительства?
                            
Как видеоигры стали инструментом проектирования и строительства?
DMSTR - инжиниринговые услуги для бизнеса

Новое поколение возвращается к игрушкам из своего детства — и предлагает лучшие проектные решения.

Вы ощущаете всплеск адреналина, пробираясь по секретному исследовательскому центру. В конце длинного коридора вы заскакиваете в лабораторию, заставленную столами с черными крышками. Что-то не так, но вы не можете понять, что именно. Вы оглядываетесь вокруг и замечаете, что в половине помещения отсутствуют вытяжные колпаки. Вы поднимаете глаза, нажимаете кнопку на игровом контроллере, и потолок слетает, как луковая шелуха. Кто-то забыл добавить в модель несколько ключевых деталей механической системы.

Как видеоигры стали инструментом проектирования и строительства

Это лишь одна из множества ситуаций, с которыми может столкнуться специалист по проектированию или строительству, используя видеоигру для погружения в виртуальный строительный проект. Ключевое слово здесь – «погружение». Строительная индустрия широко применяет такие средства трехмерного моделирования, как информационное моделирование зданий (BIM), однако BIM до сих пор воспринимаются в плоскостной двухмерной среде: на экране или листе бумаги. Видеоигры поднимают эти модели на новый уровень восприятия.

Шутеры от первого лица конца 1990х, порицаемые родителями, политиками и общественными деятелями, такие как Doom, Half-Life и Quake, уступили место более сложным играм, которые служат основой для виртуальных средств проектирования и строительства. А неуправляемые хулиганы, которые в них играли, когда им было учиться? Многие из них теперь обращаются к игрушкам своего детства, чтобы усовершенствовать строительную отрасль и сделать ее более интересным местом для работы.

Присоединяйтесь к более 3 тыс. наших подписчиков. 1 раз в месяц мы будем отправлять на ваш email дайджест лучших материалов, опубликованных у нас на сайте, на странице в LinkedIn и Facebook.


Заполняя форму Вы соглашаетесь с нашей политикой конфиденциальности и даете согласие на рассылку

Работа игры обеспечивается так называемыми игровыми «движками», то есть программами, выполняемыми в фоновом режиме. Структура игры обычно включает в себя карту модели проекта с детализацией и визуальными элементами, которые отображаются и обновляются в реальном времени, когда вы «проходите» по изображенному пространству. Функция выявления конфликтов, которая помогает строительным командам определить потенциальные проблемы до начала выполнения реальных работ, уже встроена в большинство игровых движков.

Как видеоигры стали инструментом проектирования и строительства1

Для того чтобы использование игр стало возможным, зачастую требуются опытные игроки и внимание к деталям, однако кривая обучения выравнивается с каждым днем. Пользователь может начать с экспорта модели Revit в Autodesk Maya для улучшения трехмерного представления, а затем добавить детализацию, созданную с помощью программы Photoshop. После этого файл может быть соединен с игровым движком Unreal или Unity. Вместо обрезов для уничтожения плохих парней проектировщик или строитель вооружен визуальными средствами, позволяющими воспринимать модель как виртуальный физический макет.

Время, необходимое для визуального представления, больше не является ограничивающим фактором.

«Мы можем выдавать двухминутную анимацию примерно за пару часов, – говорит Лукас Ричмонд, старший менеджер творческой студии компании «Gilbane Building Co». – Традиционный способ [занимал] два-три дня».

Портативность также перестала быть проблемой. И, возможно, самое лучшее: затраты невероятно малы. Когда мы говорили с Ричмондом на посвященной технологиям будущего конференции «ENR FutureTech» прошлой осенью в Нью-Йорке, он демонстрировал проекты на ноутбуке Alienware. С ценой до 4000 долларов, он представляет собой самую существенную статью расходов.

Игровые движки можно скачать бесплатно, и после того как модель импортирована в игру, вы можете перемещаться в пространстве, отображаемом на мониторе. Однако если вы хотите иметь возможность «протянуть руку и взять что-то», как любит говорить Ричмонд, вам также потребуется гарнитура виртуальной реальности.

В июле этого года в продаже появится потребительская версия гарнитуры Oculus Rift. Она будет включать в себя экранный сенсор, кабели дистанционного управления и контроллер Xbox. Другие гарнитуры уже имеются в продаже или скоро появятся. Google Cardboard – общедоступная виртуальная гарнитура, которую можно приобрести за несколько долларов и которая превращает ваш смартфон в стереоскопическое средство просмотра.

Как видеоигры стали инструментом проектирования и строительства2

Поставщики в строительной отрасли говорят журналу «ENR», что планируют бесплатно раздавать такие низкотехнологичные устройства как рекламную продукцию на отраслевых выставках, чтобы повысить интерес к виртуальной реальности. Кроме того, новые смартфоны компании Samsung Galaxy S7 и S7 Edge совместимы с гарнитурой Samsung Gear стоимостью 100 долларов, выпущенной прошлой осенью. Даже социальные сети, такие как Facebook, планируют создать возможности для использования виртуальной реальности. Что это означает для строительной индустрии? Игра продолжается.

Как погружение в виртуальную реальность помогает в принятии решений

Рикардо Хан, старший директор по проектным решениям в компании Mortenson Construction в штате Миннеаполис, утверждает, что его компания использовала средства для погружения в виртуальную реальность при реализации более дюжины проектов. По его словам для применения таких средств лучше всего подходят крупные сложные объекты с жесткими временными ограничениями и пространства, которые должны приносить доход. К таким объектам можно отнести медицинские, спортивные и конференц-центры, гостиничные и образовательные учреждения, хотя, как он добавляет, компания Mortenson начинает использовать данную технологию и для более мелких проектов стоимостью менее 30 миллионов долларов.

В настоящее время усовершенствованная визуализация представляет собой наиболее выигрышный инструмент для принятия ранних решений в сфере проектирования для оптимизации строительства, включая использование модульных элементов.

«Уязвимым местом была вовсе не стадия строительства. Если бы мы взяли эту игровую технологию и перенесли ее на стадию проектирования — ведь мы выполняли большой объем работ по договорной цене — если бы мы могли помочь нашим проектировщикам принимать решения на самой ранней стадии, это принесло бы большую пользу», — говорит Хан.

Если решения принимаются достаточно рано, «это дает больше возможностей для оптимизации строительства, — добавляет Хан. — Это способствует модуляризации, и чем больше у нас времени для планирования и закупки материалов, а также для того, чтобы помочь нашим клиентам понять, что мы делаем, тем лучше».

Как видеоигры стали инструментом проектирования и строительства3

Все члены группы проектирования считают, что «прекрасная визуализация», как называет это Хан, является наиболее важным фактором, дающим толчок к принятию решений.

«Но когда вы смотрите на что-то, отображенное на экране или напечатанное на бумаге, вы воспринимаете это как нечто плоское. Такое восприятие влечет за собой путаницу, а путаница влечет за собой дополнительные расходы. С помощью данной технологии мы пытаемся от этого избавиться, — говорит Хан. — Мы должны быть способны показать нашим клиентам полную картину пространства, чтобы они могли пройтись по нему и оглядеться по сторонам».

После ознакомления с проектом в компьютерной виртуальной среде инвестор ледовой арены Pegula Ice Arena в Университете штата Пенсильвания понял, что ограждение вокруг катка загораживает зрителям вид на конькобежцев. Изменение высоты ограждения до, а не после установки, по подсчетам группы проектировщиков, позволило сэкономить 475 тысяч долларов — и все благодаря виртуальной реальности.

Несмотря на это, некоторые эксперты указывают, что погружение в компьютерную виртуальную реальность имеет свои ограничения, основным из которых является недостаточная портативность.

«Зачем создавать это большое помещение, если можно взять ноутбук или Oculus? — говорит Ричмонд. — В действительности вы не много выигрываете от того, что ходите по 6-футовому квадрату, вместо того, чтобы сидеть с Xbox».

Как видеоигры стали инструментом проектирования и строительства4

Игровые технологии используются не только в строительстве: они также начинают находить свое применение в сложных промышленных операциях и гражданских проектах. Летом прошлого года компания, занимающаяся лазерным сканированием, и работающая на заказчика, имя которого не разглашается, заключила контракт с чикагской стартап-компанией VIATechnik LLC на наложение скана облака точек атомной электростанции на игровой движок Unity. Вопрос заключался в том, как пронести корпус реактора для замены через электростанцию, не повредив другие компоненты и избежав масштабного демонтажа.

«Перед тем, как предоставить им функционал для тестирования нескольких путей, мы дали им первоначальное решение, — говорит Данеэль Ди Бунсио, президент и генеральный директор компании VIATechnik. — Они не доверяли этому плану на все 100%, поэтому обратились к нам».

В данной ситуации необходимости моделировать игру в сверхвысоком разрешении не было. Однако полученный результат оказался очень ценным, поскольку при реализации первоначального плана произошло бы столкновение корпуса с несущей колонной.

«Корпус реактора был бы поврежден, — объясняет Ди Бунсио. — А каждый день простоя электростанции обходится в миллион долларов».

Помимо логистики, еще одной важной сферой применения игр является обеспечение безопасности. Пытаясь найти в своем арсенале место для такого инструмента как видеоигры, компания Skanska USA разрабатывает новые приложения для обеспечения безопасности для лежащей в основе технологии. «Правда в том, что если вы дадите [членам проектной команды] модель в программе Navisworks, они, возможно, не станут ее использовать, — говорит Алберт Зулпс, директор по виртуальному проектированию и строительству компании Skanska Buildings USA. — Но если дать им ее в игровом движке, даже с предустановленными режимами просмотра, барьеры будут сломлены. Игровые движки на это способны».

Зулпс возглавляет процесс внедрения видеоигр в компании Skanska USA, сосредоточившись на том, чтобы привлечь ключевых участников проектов к испытанию моделей в виртуальном пространстве. «Сегодня это единый интерфейс, что-то вроде WASD (клавиши на клавиатуре, используемые в низкотехнологичных играх) и мыши для перемещения в пространстве, — говорит он. — Если вы играете в Minecraft или Doom, вхождение в модель будет интуитивно понятным. Здесь всем управляете вы сами. Вы погружаетесь в это пространство и можете формировать собственное понимание проектной модели». Недавно компания Skanska наняла программиста, хорошо разбирающегося в игровом движке Unity 3D, который планируется использовать для визуализации сценариев несчастных случаев на рабочих местах для обучения работников технике безопасности.

Как видеоигры стали инструментом проектирования и строительства5

Вспоминая несчастный случай, при котором рабочий погиб в результате падения стальной конструкции, Зулпс говорит, что компания Skanska организовала всеобщее собрание по технике безопасности, на котором были рассмотрены все детали происшествия и показано несколько визуализированных изображений. Добавление отыгрываемых сценариев в будущем кардинальным образом изменило бы обучение технике безопасности. «Теперь мы можем с точностью воссоздать обстановку при несчастном случае в Revit [и] перенести ее в Unity 3D. А поскольку мы располагаем функциями игрового движка, мы можем «проигрывать» такой сценарий». Такие инициативы поднимают инструктаж по технике безопасности на новый уровень, позволяя работникам оказываться в определенных ситуациях в виртуальной реальности и видеть, как их решения приводят к тем или иным результатам.

Такое погружение в виртуальную реальность способно спасти жизни людей. «Если у нас на рабочем месте происходит несчастный случай, одно дело просто сказать всем, что кто-то пострадал. И совсем другое дело продемонстрировать, что произошло, с помощью визуальной модели и показать, что стало основной причиной, — говорит Билл Флемминг, президент компании Skanska Buildings USA. — По нашему опыту, гораздо лучше, если рабочие увидят видеоимитацию произошедшего».

Новая смешанная реальность

Еще одним важным вопросом в строительстве является уход от того, чтобы весь день сидеть, уставившись в экран монитора, считает Авиад Алмагор, директор программы смешанной реальности в компании Trimble.

«В строительной отрасли мы до сих пор потребляем информацию очень простым образом — через двухмерный экран, — говорит он. — Смешанная реальность дает нам возможность брать информацию с экрана и представлять ее в контексте».

«Смешанная реальность» (еще одно название дополненной реальности (ДР)) позволяет пользователям накладывать изображения на объекты, находящиеся в их поле зрения, с помощью высокотехнологичного шлема DAQRI или другого специального приспособления. Еще одной прогрессивной версией данной технологии является еще не выпущенная голографическая линза Microsoft HoloLens, которая разрабатывается как потребительский товар, чтобы пользователи могли играть в видеоигры, такие как Minecraft, с наложением графики игры на окружающий мир. HoloLens также обещает стать инструментом для коммерческой деятельности.

По словам Хана, виртуальная реальность еще не добралась до покупателей, но он надеется, что дополненной реальности это удастся.

«Что затронет рабочих, так это применение носимых технологий и интеграция защитных средств дополненной реальности, — говорит Хан. — Представьте себе рабочего в смарт-шлеме или жилете, которые улучшают восприятие окружающей среды, в которых сенсоры отслеживают наличие частиц в воздухе, децибелов звука, движение транспортных средств или опасность падения. Добавьте к этому дополненную реальность, и рабочий сможет получать рабочие инструкции прямо на месте работы через визор шлема и накладывать эти инструкции на место, где он собирается работать».

Кроме того, Хан считает, что ручной труд начнет меняться, когда на рынке появятся комплекты разработчика для таких устройств как DAQRI.

«Мы почти 10 лет ждем дополненной реальности, и теперь время пришло», — говорит Хан.

Компания Microsoft видит потенциал для использования голографической линзы HoloLens во многих сферах, и вместе с компанией Trimble разрабатывает ее как инструмент для проектирования и строительства.

«Представьте себе, что я могу взять данные по проекту, положить их на стол рядом с собой, ходить вокруг них, пригласить партнеров и заинтересованные стороны взглянуть на них, — говорит Алмагор. — Я могу принести этот контент в физический мир — взять его и спроецировать в комнате для совещаний, где мы сможем ходить вокруг него и обсуждать его».

Как видеоигры стали инструментом проектирования и строительства6

Интегрирование данной технологии в организацию процесса строительства может пойти значительно дальше этапа проектирования. В данный момент голографическая линза HoloLens способна работать только в пределах контролируемой среды в помещении, и с проецированием изображений на визор при прямом солнечном свете есть проблемы. Но по мере решения этих технических вопросов, как предполагает Алмагор, смешанная реальность достигнет такого уровня, при котором рабочие на своих рабочих местах смогут «видеть» проектные планы, наложенные на реальные строительные объекты.

«Если мне нужно залить этот пол бетоном, я хочу убедиться в том, что рукава для труб расположены в правильном месте», — говорит он.

Как видеоигры стали инструментом проектирования и строительства7

Алмагор указывает, что индикация показаний приборов на лобовом стекле и интеллектуальная маркировка окружающей среды — это функции, которые уже имеются в компьютерных играх, и пользователи, знакомые с такими интерфейсами, смогут быстро адаптироваться к этим новым методам работы. «Некоторые клиенты, с которыми мы разговаривали, хотят перейти на гиперреальную среду. Они хотят видеть все данные: моделирование ветра, моделирование энергии — гораздо больше, чем может предложить проектная модель», — отмечает он.

Технология смешанной реальности, разрабатываемая Microsoft и другими компаниями, все еще не дотягивают до такого уровня информационной плотности, однако Алмагор утверждает, что многие клиенты компании Trimble из строительного сектора уже хотят получить возможность работать со своими моделями в реальной среде.

«Технология уже является достаточно зрелой для того, чтобы быть полезной для клиента, — говорит он. — Но многие, опробовав имеющиеся в настоящее время средства, после первой положительной реакции говорят: “Я хочу большего”».


Присоединяйтесь к более 3 тыс. наших подписчиков. 1 раз в месяц мы будем отправлять на ваш email дайджест лучших материалов, опубликованных у нас на сайте, на странице в LinkedIn и Facebook.


Заполняя форму Вы соглашаетесь с нашей политикой конфиденциальности и даете согласие на рассылку

Поделиться статьей в социальных сетях

Количество просмотров
1660

Техническое обследование

  • Проведем требуемые работы по обследованию для получения достоверной информации о техническом состоянии объекта.

Комплексное проектирование

  • Разработаем проектную и рабочую документацию для реализации инвестиционного проекта.

Технический Заказчик

  • Технический заказчик на всех этапах, от выбора земельного участка до ввода объекта в эксплуатацию.