18 сентября 2018 г.
По данным аналитической компании SuperData, рынок виртуальной реальности вырастет к 2020 году в 20 раз и составит 37,7 млрд долл. Однако сегодня говорить только о популярности VR не совсем корректно, мощное развитие наблюдается в совершенно новом сегменте — и название этой технологии смешанная реальность.
Термин смешанная реальность или Mixed Reality (MR) уже известен российским и зарубежным специалистам. Например, рекомендую книгу «Mixed Reality in Architecture, Desifn and Construcrion» Xiangyu Wang и Marc Aurel Schnabel из Университета Сиднея, а также «The Engineering of Mixed Reality Systems» зарубежных авторов под редакторским руководством Emmanuel Dubois. В своих трудах эксперты пытаются прочертить границы и даже выделяют стадии перехода от реального к виртуальному миру. Полностью или частично нарисованный мир — это виртуальная или дополненная реальность, Virtual Reality (VR) или Augmented Reality (AR). Если виртуальный и реальный мир начинают взаимодействовать — технология называется смешанная реальность или Mixed Reality (MR). Некоторые специалисты идут дальше и выделяют реальную виртуальность или Real Virtuality (RV) — когда человек начинает существовать в виртуальном мире. Общепризнанных стандартов пока не существует, но логическая цепочка в теории очень правильная.
На первый взгляд все довольно запутанно, но попробуем выделить основные отличия технологий друг от друга.
- Реальный мир мы видим сами, без каких-либо дополнительных гаджетов и технологий.
- Виртуальная реальность полностью отсекает реальный мир, человек видит картинку, нарисованное, спроектированное окружение.
- Дополненная реальность частично заменяет реальный мир, на существующий мир накладывается виртуальное изображение. По сути это подсказка или голограмма, нарисованная поверх реального мира. Важно понимать, что виртуальная картинка не дает ощущение реального расположения и взаимодействия объектов с окружающими миром. И именно в этом ключевое отличие дополненной реальности от смешанной реальности.
- Смешанная реальность позволяет видеть взаимодействие реальных и виртуальных объектов. Человек уже может оценить передний и задний план, как объекты расположены относительно друг друга и, самое важное — появляется точка соприкосновения реальных и виртуальных объектов. На самом деле, отличий больше, но об этом ниже.
Как распознать смешанную реальность
Виртуальная и дополненная реальность, уже известные нам по аббревиатурам VR и AR, захватили игровую индустрию и очень хорошо справляются с задачами данной отрасли. Но что делать, когда нужно более четкое восприятие, например на строительной площадке? Увы, ни одна из представленных технологий не справится. На помощь приходить технология смешанной реальности — Mixed Reality.
Одна из наиболее ярких иллюстраций, позволяющих понять различия между дополненной и смешанной реальностью — это пример с расположением коммуникаций (рис. 1 и 2). Допустим, вам нужно провести трубопровод в здании. В какой-то момент труба упирается в стену — это мы видим в реальной жизни. Дополненная реальность покажет нам нарисованную трубу, по которой нельзя будет определить ее размер относительно стены, точное место монтажа и многие другие важные детали. Более того, очень часто дополненная реальность мешает правильному восприятию окружающей действительности.
В смешанной реальности часть трубы в стене исчезает, как это бы произошло, если бы мы смотрели на объект в реальном мире. То есть мы можем взять маркер и обвести круг в том месте, где труба пересекает стену. При этом масштаб, размер объекта, расположение коммуникаций — все будет идеально вписано в реальную среду. Имея точку взаимодействия реального и виртуального объекта, можно легче и быстрее провести монтаж, а затем проконтролировать его точность.
Следующее не менее важное отличие дополненной реальности от смешанной реальности — это автоматическое распознавание системой реальных и виртуальных объектов. Система может вытаскивать всю информацию из BIM-проекта и высвечивать подсказки, какой материал используется, кто поставщик и прочее. Например, мы видим колонны в здании. Часть из них уже построена, часть — только проектируется. Дополненная реальность просто покажет нам картинку, где должны располагаться новые колонны. Смешанная реальность позволяет увидеть больше — мы можем сопоставить расстояние от имеющихся колонн до виртуальных объектов, сравнить угол наклона (рис. 3). Если отклонение будет обнаружено, то информацию об этом можно отправить в систему управления строительством.
Вообще одно из основных преимуществ смешанной реальности перед AR — это переход архитектурного планирования и монтажа на совершенно иной качественный уровень. Система позволяет автоматически вносить коррективы в BIM и системы управления строительством. Это значительно ускоряет весь процесс стройки. Сейчас в BRIO MRS мы применяем технологию смешанной реальности для встраивания спроектированных решений в реальный мир, мы предоставляем возможность работать с этими цифровыми данными в реальном времени. Это отрасль будущего. Прорабы в MR-очках или другими MR-устройствами, автоматически фиксирующими геодезические показатели в BIM-проект — это самое ближайшее будущее строительного рынка.
Кроме того, благодаря распознаванию реальных и виртуальных объектов система позволяет частично протестировать функциональность всего строительного проекта.
Допустим на предприятии модернизируется трубопровод и устанавливаются дополнительные вентили, при этом на объекте уже есть другие коммуникации, например, вентиляция. В режиме смешанной реальности мы сможем проверить пересечения новых участков трубопровода со старым коммуникациями, а также протестировать физическую возможность передвижения рабочих и техники через коммуникации. Мы получаем ответ на вопрос, возможно ли будет пользоваться вентилем. Такая технология сэкономит много времени при проектировании и монтаже и исключит ошибки. Системы дополненной реальности в данном случае бессильны.
Применение MR в реальном мире
Уже сегодня технология смешанной реальности используется при проектировании и строительстве. В первую очередь, смешанная реальность помогает при визуализации BIM-проекта непосредственно на строительной площадке. Есть цифровой двойник здания, детально проработанная модель вплоть до фурнитуры на окнах. А есть люди, строители, которые должны это все построить.
К сожалению, специалистов, которые могут читать BIM-проекты на практике не так много. И в результате происходит конвертация красивого BIM-проекта в двухмерные бумажные чертежи — буквально прораб с ватманами ходит по стройке. Также есть контролирующая сторона, которая проверяет уже построенный объект, опять же переводя реальную постройку на бумагу и затем снова в BIM. Иногда специалисты ходят с планшетами и рассматривают чертежи в айпадах, но сути это все равно не меняет — увидеть объект в реальном масштабе во взаимодействии с имеющейся инфраструктурой до его постройки таким способом нельзя. Опять же, в планшете очень сложно найти то место где ты сейчас находишься.
Идея смешанной реальности как раз заключается в том, чтобы визуализировать объект и затем его построить. У строителей появляется возможность на реальной площадке увидеть все здания до мельчайших деталей и взаимодействовать с этими объектами. Один из примеров ошибок при строительстве по-старинке уже хорошо известен в сети как «дверь в никуда» со станции метро Рассказовка (рис. 4). Мало того, что дверь перегораживают перила, так еще и порог ступеней заходит на косяк двери. Такой ошибки можно было бы избежать при использовании MR технологий.
Следующий пример обычно сопровождается шуткой про правило первой брачной ночи — кто первый приходит на стройку прокладывать коммуникационную магистраль, тот и выбирает наиболее удобный для себя маршрут. При этом самую важную трассу могут монтировать самой последней, из-за чего очень часто происходят аварии. При проектировании заводов или больших технологических зданий под коммуникации отводится целый этаж, и очень часто трубы кладут так, что человеку в случае аварии просто нельзя пройти до места поломки или эвакуироваться в случае ЧП. А если это завод? Под трубой может не проехать тележка, и такая строительная ошибка уже может сорвать работу предприятия. Используя смешанную реальность, можно наглядно увидеть уже установленные коммуникации, как они пересекаются с другими магистралями, и не допустить ошибок в монтаже. Режим дополненной реальности этого не дает.
Следующий пример — это использование смешанной реальности при проектировании подземных коммуникаций. В режиме дополненной реальности мы увидим трубу, примерно прикинем, где она должна проходить. В режиме смешанной реальности у нас есть возможность сделать проекцию этой трубы на поверхность грунта, подсветить место выхода коммуникаций. Специалист на стройке может вбить колышек и запомнить это место, не тратя время на расчет метража и сверку с чертежами. Это позволит значительно сократить риск прорыва существующих коммуникаций экскаватором. К сожалению, это крайне часто происходит в обычной жизни и компании теряют деньги. В системе BRIO MRS мы эту проблему решили (рис. 5 и 6).
Следующий кейс уже сейчас вызывает интерес не только у строителей и архитекторов, но и у городских властей, футурологов и дизайнеров городской среды. Допустим, нам необходимо спроектировать новое современное здание, офис или торговый центр, в историческом центре города. В режиме дополненной реальности объект просто наложится на имеющийся городской антураж. Мы сможем увидеть фасад, но не будет понятно, как здание соприкасается с остальными постройками, будет ли оно закрывать или перекрывать деревья, тротуары, другие объекты. В режиме смешанной реальности иногда даже теряется разница между реальным объектом и новым спроектированным. Мы видим полностью ансамбль, и какое из зданий виртуальное — не сразу понятно (рис. 7 и 8). Принципиально нового качества информация позволяет более оперативно и более точно принимать решения о строительстве, согласовывать будущую застройку.
На визитках BRIO MRS мы поставили красную точку как символ взаимодействия реальных и виртуальных объектов, ассоциативная отсылка к многочисленным примерам использования смешанной реальности в строительстве. Это часть нового тренда, который уже назвали «Цифровым строительством». Сегодня мы только формирует узнаваемость бренда и технологии и стараемся объяснить разницу и отличия от классического VR/AR. В свое время VR путали с 3D, но сегодня все прекрасно понимают разницу. Я уверен, что смешанная реальность станет не менее самостоятельным направлением бизнеса и откроет совершенно новый рынок, который пока что только зарождается.
Источник: Алексей Кислухин, директор по ИТ BRIO MRS, Марат Шарапов, консультант проекта BRIO MRS по применению платформы для управления строительством
