Ehitusinfo mudelite visualiseerimine virtuaalreaalsuses

Käesolevas lõputöös vaadeldi virtuaalreaalsuse prille Oculus Rift ja HTC VIVE, mida saab kasutada ehitussektoris BIM mudelite visualiseerimisel ning nende kasutamiseks vajalike visualiseerimistarkvarasid Enscape 2.2.3, Fuzor 2018 Educational 4.0 ja IrisVR Prospect 2.1.1. Visualiseeringu kvaliteeti ja tarkvara funktsionaalsust katsetati enamlevinud projekteerimistarkvarade Autodesk Revit 2018 ja Graphisoft ARCHICAD 21 ning kolme erineva mudeli abil. Lisaks oli väga tähtsaks aspektiks kasutuskogemuse hindamine. Tänu VR visualiseerimistarkvaradele nagu Enscape 2.2.3, Fuzor 2018 Educational 4.0 ja IrisVR Prospect 2.1.1 on BIM mudelitest lihtsalt ja kiirelt võimalik luua visualiseeringuid. Loodud virtuaalreaalsuse keskkondade ühisteks joonteks on navigeerimise viisid: teleporteerumine, kõndimine ja lendamine ning võimalus muuta kellaaega, mis on ka nende tarkvarade ainsad ühisosad. Lõputöö koostamise jooksul oli näha, et tarkvarade arendus käib hoogsalt, sest iga kuu toimusid tarkvarade uuendused, millega täienesid nende tarkvarade funktsionaalsused või kasutatavus (nt mitme kasutajaga korraga samas VR keskkonnas viibimine ja parem renderdamise kvaliteet). Kindlasti jätkub nende tarkvarade kiire areng ka lähitulevikus ja võib eeldada, et need muutuvad oma funktsionaalsuselt järjest sarnasemaks. Enscape 2.2.3 eeliseks on see, et tal on võrreldes teiste lõputöös kasutatud tarkvaradega kõige tõetruum visualiseeritud keskkond. Lisaks saab visualiseeritavasse keskkonda viia muudatusi samaaegselt, kui virtuaalne keskkond on kuvatud kasutades projekteerimistarkvaras olevat liidest. Visualiseeringut on võimalik salvestada .exe formaati, mis tähendab, et seda on võimalik jagada nii, et teine kasutaja saab mudelit vaadata oma VR-prillides või arvutis ilma vastavat tarkvara omamata. IrisVR Prospect 2.1.1 on kiirelt arenev ja mõõduka funktsionaalsusega visualiseerimistarkvara. Selle suurimaks plussiks on võimalus pidada kuni 12 osalejaga virtuaalseid koosolekuid mudeli läbivaatuseks. VR koosoleku ajal näevad kasutajad teineteist avataridena ning viibides erinevates asukohtades on neil võimalik omavahel suhelda kasutades VR prillide mikrofone ning kõrvaklappe. 51 Fuzor on proovitud visualiseerimistarkvaradest kõige suurema funktsionaalsusega. Selle suurimaks eripäraks on võimalus teha muudatusi visualiseerimise käigus nii VR keskkonnas, kui ka mudelprojekteerimise tarkvaras. Keskkonnas navigeerides on võimalik kasutada ehitise korruse plaane ning nende kaudu selles liikuda. Lisaks on tarkvaral hea renderdamise kvaliteet. Fuzor toetab ka mitme kasutajaga samaaegselt mudelis viibimist, kuid seda polnud lõputöö teostajal võimalik proovida. Enne, kui on võimalik mudelit VR prillides vaadelda, tuleb see viia visualiseerimistarkvarasse. Seejuures võib tekkida probleeme, mis on tingitud mudeli formaadist või koondmudeli puhul osamudelites olevate identsete või ülekattega elementide vahel. On formaate, millesse salvestamisel lähevad kaduma materjalide värvid ning tekstuurid (näiteks Autodesk Revit 2018-st faili .fbx formaati salvestamisel). Informatsiooni kao vältimiseks tuleb eelistada mudelprojekteerimistarkvara põhiformaadi kasutamist ning mudeli käivitamist VR tarkvaras kasutades vastavat liidest. Visualiseerimise käigus võib selguda, et elemendi värv on muutunud või materjali pind kuvatakse läbipaistvana. Võib ka juhtuda, et visualiseerimise käigus lähevad elemendid kaduma või muudavad asukohta. Suurte koondmudelite puhul tuleb arvestada nende aeglustavat mõju vaatluse kaadrisagedusele. Selle vältimiseks võib teha hoonest lõike või vähendada visualiseerimisel osamudelite arvu või elemente. Kasutuskogemust hinnati nii visualiseerimistarkvara kui ka VR prillide põhjal. Mida reaalsem on visualiseerimistarkvara poolt kuvatav pilt, seda parem on VR keskkonnas viibida. Seejuures halveneb kasutuskogemus mudeli mahu suurenedes. Samuti tuleks silmas pidada, et virtuaalkeskkonnas liiga kaua viibimine ei ole mõistlik ning võib tekkida raskusi virtuaalse ja reaalse maailma eristamisel.

The main problems in this final thesis were to explore what devices are currently used in virtual reality, what software options are available, what effects does virtual reality have on humans and what changes when you use diferent softwares with different devices. The thesis is a part of a study ordered by Riigi Kinnisvara Aktsiaselts (State Real Estate Ltd) named „Visualizing Building Information Models in Virtual Reality“. The study is conducted by TTK University of Applied Sciences, which is why the chapters produced by the autor of the thesis are identical in both papers. Over the last few years virtual reality headsets such as Oculus Rift or HTC Vive have become more accessible for the consumer and the interest for virtual reality has grown considerably. First users of these devices were gamers, thus the main content feed came from the gaming industry. Interest upon VR headsets transferred from the gaming industry to other subject fields that want to simulate fixed environments and scenes. The potential of virtual reality can be effectively used in the construction field, where the constant progress in design software and computer hardware make it possible to use it in the design and management process. The authors of the study selected virtual reality devices based on reviews, opinions of interested parties and what was available in our region. The chosen virtual reality devices were HTC Vive and Oculus Rift and chosen visualisation softwares IrisVr Prospect 2.1.1, Enscape 2.2.3 and Fuzor 2018 Educational. Aforementioned devices were tested with 3 BIM models that were created in modelling softwares Revit, ARCHICAD and SketchUp. One of the models was plain and simple and was called the reference model. The second one was a small house model named KODA and the third one was the biggest of them - a school named Viimsi Riigigümnaasium The first step when wanting to view a model in a VR headset, is the visualisation, that is usually done in a specific software. However, these softwares do not support all file types and the user needs to know what he or she is doing. In order to prevent the loss of information (e.g. colours, textures etc.) it is suggested to use the file format of the initial design software. The test results showed, that plugins are the best opportunity, where the least information is lost. Regarding the visualisation softwares, it can be said, that the most realistic image was produced by Enscape. However, Fuzor has the biggest functionality, allowing e.g. to create new items or copy the ones that exist while visualizing. IrisVR offers the possibility for up to 12 people to be in the same model, while examining it. Of the VR headsets the most comfortable device was Oculus Rift, which had many functions and was easy to use. HTC Vive was also good because it allowed to move more freely while examining the model. The testing process also showed, that the VR experience has noticeable effects on the person using it (the so called virtual reality sickness), that limits the use of it. The world of virtual reality is changing every day. It is involved in the constuction industry already, but will have an even bigger influence in the near future. The use of virtual reality and visualizing the models will help reduce the cost of construction and the problems that come forth during the design process.