Ремонт для нации
В центре парламентского комплекса Канады находится Центральный блок: одно из самых знаковых зданий страны и постоянный дом для Сената, Палаты общин и Библиотеки парламента Канады.
Сегодня Центральный блок является мощным символом демократии - пространством, где интересы нации удовлетворяются, обсуждаются и защищаются. Но сам Центральный блок также нуждается в защите, чтобы сохранить веху для будущих поколений. Вот почему впервые в своей истории Centre Block проходит полную реабилитацию: одно из самых сложных предприятий по восстановлению наследия, когда-либо предпринимавшихся в Канаде.
Поскольку проект, который в настоящее время планируется провести в течение следующего десятилетия, решающее значение имеет долгосрочное видение: то, что архитектурная команда, ответственная за реставрацию, HOK, выводит на совершенно новый уровень.
Используя мощь Twinmotion и Unreal Engine, они создают пошаговые руководства VR, которые позволяют канадскому правительству исследовать реалистичную 3D-версию Centre Block в режиме реального времени, а также интерактивный опыт, который может предварить, как будет выглядеть здание через годы в будущем.
Виртуальное наследие
Для этого команда HOK начала с развертывания конвейера архитектурной визуализации на основе Unreal Engine, который они используют в течение многих лет.
Помимо помощи в том, что трубопровод помогает одной из крупнейших архитектурных фирм в мире выделиться, он также позволяет команде создавать 3D-версии своих архитектурных проектов с помощью импортных данных САПР, создавая естественный путь от BIM к их следующей большой идее.
Данные сначала собираются на месте с помощью наземных сканеров Leica, камер высокого разрешения и аппаратного обеспечения для ручного сканирования. Затем сцены реконструируются в облака точек и сетки с помощью программного обеспечения для фотограмметрии RealityCapture - недавнего дополнения к экосистеме Epic Games.
"Из всех приложений, которые у нас есть, RealityCapture используется так же, как Revit", - раскрывает Марк Сиши, директор и директор по технологиям дизайна HOK. «Мы используем его каждый день. Вот насколько важно для этого процесса».
Модели RealityCapture проверяются в Revit, чтобы убедиться, что их масштаб работает в 3D-пространстве, или оптимизированы в Гудини для веб-платформ и платформ визуализации VR. Они также дополнительно усовершенствованы с помощью Twinmotion, который используется для выполнения всего, от изучения путей циркуляции и последовательностей входных коридоров до добавления дополнительных деталей с помощью библиотеки реалистичных деревьев, растений и людей.
После подготовки команда перешла к Unreal Engine для подготовки динамических презентаций клиентов, которые обеспечили заинтересованные стороны возможность увидеть влияние выбора дизайна и итераций в режиме реального времени. Усилия по разработке Unreal Engine также позволяют HOK визуализировать каждое состояние здания по мере его прохождения различных этапов десятилетней временной шкалы проекта.
Каждый камень, каждый шаг
Чтобы создать виртуальный макет центрального блока, сначала необходимо сканировать как фиксированные, так и мобильные объекты наследия по всему зданию. До сих пор это привело к 100 ТБ данных облака точек и сетке объемом 70 ТБ.
"У нас есть много защитников природы, которые работают круглосуточно, чтобы документировать состояние и свойства каждого объекта наследия", - говорит Сичи. «Части центрального блока буквально демонтируются по камню для достижения этой цели. Каждый камень запечатлен с помощью сложного процесса сканирования облаков точек, а затем собирается в цифровом виде для записи исходного состояния для дальнейшего использования».
Для захвата геометрии крыши было недостаточно наземного сканирования. Поскольку части крыши были недоступны, был нанят местный оператор беспилотника для передвижения и съемки высококачественных фотографий и видео местности, что позволило команде генерировать подробные фотограмметрические сетки из исключительно высокой орфографической фотографии.
По мере сбора данных они поступают в Unreal Engine, который используется для создания нескольких динамических моделей уровня детализации (LOD) и визуализируется с помощью пошаговых инструкций виртуальной реальности. Пользователи могут перейти в несколько мест в этих моделях, задавая высоту перспективы, чтобы они могли просматривать пространства, как если бы они были там сами. Несколько ранних результатов HOK были переданы клиенту через различные привязанные (HTC Vive, Oculus Rift, Varjo XR3) и отвязанные (Oculus Quest и Google Cardboard) VR-устройства.
"Места, подобные Палате общин, были созданы с использованием фотограмметрической сетки", - добавляет Сиши. «Это позволяет пользователям VR просматривать точный масштаб, геометрию и текстуры, как это можно было бы испытать в реальной Палате общин».
Дизайн в реальном времени
До сих пор команда HOK использовала Unreal Engine на протяжении всего процесса проектирования схемы для проекта, который включает в себя здание Центрального блока, получающее множество обновлений, включая изоляционные прокладки сейсмической базы, высокопроизводительную изоляцию, а также механическое и электрическое оборудование, такое как улучшенные аудиоустройства в Сенате и Палате общин.
"С первого дня это помогло нам проводить аудит контента внутри компании и донести предлагаемые нами дизайнерские намерения гораздо более привлекательным способом", - говорит Сичи. «У нас нет другого инструмента, который может обрабатывать многотерабайтные потоки данных, а также Unreal Engine, независимо от того, представлены ли они в режиме реального времени или просто собираются для координации различных источников данных».
Их интерактивные пошаговые руководства уже принесли огромную пользу проекту Centre Block, так как клиенты могли принимать решения и комментировать то, что им было или не понравилось в стратегиях проектирования реконструкции проекта непосредственно в виртуальной реальности, прежде чем тратить миллиарды на решение, которое может внести постоянные изменения в сайт исторического значения.
«Самое большое преимущество в развертывании решений в режиме реального времени заключается в том, что они работают в режиме реального времени! Нам не нужно предварительно рендерить контент и часами ждать, пока он появится", - продолжает Сичи, объясняя, что команда также смогла воспользоваться преимуществами Pixel Streaming, чтобы иметь дополнительную гибкость сеансов виртуальной реальности за пределами платформы Unreal Engine.
"Я лично приравниваю удобство и влияние этого к массовому сдвигу, который произошел в индустрии архитектуры, проектирования и строительства (AEC), когда мы перешли от двухмерных к трехмерным цифровым процессам", - добавляет он. «Если вы можете задумать стратегию дизайна, она появится. Это так просто».
Видеть будущее в VR
В течение следующего десятилетия цель команды HOK заключается в использовании технологий архитектурной визуализации для документирования множества будущих восстановительных состояний для этого проекта. Это позволит партнерам-клиентам пройтись по виртуальному зданию Центрального блока, чтобы испытать и оценить будущие этапы и стратегии проектирования, включая этапы проекта до сноса, после сноса и до размещения.
"Например, недавно нас попросили разработать серию монтажей, которые инкапсулировали бы будущее состояние различных пространств с высоким уровнем наследования в Центральном блоке", - говорит Сичи, добавив, что процесс координации захвата, оптимизации и разработки сетки нелинейный, поэтому определенные комнаты и пространства генерируются по более агрессивному графику.
Unreal Engine помог команде HOK оценить геометрическое состояние каждого пространства, изолировать различные элементы сетки и сформировать консенсус как о рабочей нагрузке, так и о том, как каждый дизайн конечного состояния будет представлен клиенту.
HOK также смог воспользоваться расширяющейся экосистемой AEC на основе решений Unreal Engine, таких как использование 3D Repo для поддержки визуальной коммуникации корпоративного уровня и Cintoo для управления данными облака точек. Оба решения разработали интеграцию Unreal Engine, чтобы помочь внедрить новые методы ускорения принятия решений.
Команда HOK в настоящее время также работает над платформой XR, которая будет накладывать стратегии проектирования непосредственно на существующие пространства в реальном Центральном блоке. Этот интерактивный опыт облегчит наложение дизайна, исторического ретроградного и обновления обслуживания поверх существующих пространств внутри самого здания.
По словам Сичи, весьма вероятно, что опыт будет объединен с возможным цифровым близнецом Centre Block, так как он будет включать в себя всеобъемлющий отчет о нескольких прошлых состояниях проекта. Это одно из ключевых преимуществ внедрения решений в режиме реального времени - как только у вас будет контент в движке реального времени, вы сможете создавать дополнительные инструменты принятия решений, такие как цифровой двойник, не начиная с нуля.
"Очень редко человек одарен возможностью работать над проектом такого масштаба", - заключает Сичи. «Работа над ремонтом, который сочетает исторический контекст с современными методами строительства, действительно уникальна, а интеграция технологий, которые действительно находятся на переднем крае инноваций, делает этот проект уникальной возможностью».
HOK также примет участие в Build: Architecture 2021, бесплатном двухчасовом мероприятии, запланированном на 2 ноября, на котором будут освещены некоторые из самых инновационных способов использования в режиме реального времени сегодня. Чтобы зарегистрироваться сейчас, пожалуйста, посетите: www.unrealengine.com/events/build-architecture-2021.