土木工程中的VR技术
2016年将是VR（虚拟现实）技术的品牌之年，许多技术巨头进入，三星索尼已经推出VR头盔。明年Facebook将推出VR产品Rift，4月HTC Vive和索尼PlayStation VR也将上市。然而VR技术所影响的却不只是游戏行业。
VR（虚拟现实）技术可广泛的应用于城市规划、室内设计、工业仿真、古迹复原、桥梁道路设计、房地产销售、旅游教学、水利电力、地质灾害、教育培训等众多领域，为其提供切实可行的解决方案。
什么是VR？
VR(virtualreality)即是虚拟现实技术，是把抽象、复杂的计算机数据空间转化为直观的、用户熟悉的事物。它综合了计算机图形技术、计算机仿真技术、传感器技术、显示技术等多种学科的优势，提供一种高级的人机接口。
利用VR技术所产生的局部世界是人造和虚构的，并非是真实的，但当用户进入这一局部世界时，在感觉上与现实世界却是基本相同的。因此，虚拟现实技术改变了人与计算机之间枯燥、生硬和被动的现状，给用户提供了一个趋于人性化的虚拟信息空间。它以模拟方式为使用者创造了一个实时反映实体对象变化与相互作用的三维图像世界，在视、听、触、嗅等感知行为的逼真体验中，使参与者可直接参与和探索虚拟对象所处环境的作用和变化，仿佛置身于现实世界中。
尤其是随着建设项目的规模越来越大、结构形式日益复杂，对土木工程学科管理的科学性、精确性要求越来越高。利用VR技术能够实现土木工程的信息化、智能化、可视化和集成化等土木建筑工程项目管理现代化的要求，应用前景非常广阔。
VR技术在土木工程中的应用
目前，VR技术在土木工程中的应用主要有几个方面。
1.在虚拟施工过程和施工结构计算中的应用
在实际工程施工中，复杂结构施工方案设计和施工结构计算是一个难度较大的问题，前者难点关键就在于施工现场的结构构件及机械设备间的空间关系的表达；后者在于施工结构在施工状态和荷载下的变形大于就位以后或结构成型以后。
在虚拟的环境中，建立周围场景、结构构件及机械设备等的三维CAD模型（虚拟模型），形成基于计算机的具有一定功能的仿真系统，让系统中的模型具有动态性能，并对系统中的模型进行虚拟装配，根据虚拟装配的结果，在人机交互的可视化环境中对施工方案进行修改。同时，利用虚拟现实技术可以对不同的方案，在短时间内做大量的分析，从而保证施工方案最优化。
2.在工程项目招标投标中的应用
我国建筑工程项目的运作，业主处于绝对有利的地位。在有限的时间内，如何使业主和评标的专家很好地了解招投标文件的编制和被认可的程度直接关系到承包商有没有中标的机会。因此，承包商在注重投标文件的技术可行、报价合理的同时，也非常注重投标文件的包装。尤其是大型工程、国家重点工程和国际工程的招标投标，往往在项目企划阶段就已经开始这方面的运作。
借助虚拟仿真系统，把不能预演的施工过程和方法表现出来，不仅节省了时间和建设投资，而且不用项目经理的现场答辩，方案的优劣就一目了然。这无疑大大增加了承包商中标的几率。
3.在可视化计算领域的应用
利用虚拟现实技术则可以通过颜色的深浅给出三维物体中各点力的大小，用不同颜色表示出不同的等力面；也可以任意变换角度，从任何点去观察。还可以利用VR的交互性能，实时修改各种数据，以便对各种方案及结果进行比较。这样就使工程师的思维更加形象化，概念更易于理解。把可视化计算技术应用于超大型复杂结构的设计、工程控制和结构分析中，将增强计算软件的前后置处理能力。
例如，在桥梁工程控制和结构分析的可视化计算中，倒退(拆)分析结构倒拆动态演示、结构理想施工线型显示、施工阶段主梁形心线的设计曲线和实测拟合曲线的显示、前进分桥结构拼装动态演示、施工预告图形显示、主梁内力图显示、危险截面应力分布图显示等等。更重要的是能借助图形或图像来进行实时动态地控制结构的重分析和获取施工控制数据，同时能实时动态演示和控制设计和施工的过程。
有哪些VR硬件和软件工具？
Unity
将CAD或BIM模型导入虚拟现实体验中通常需花费大量的时间和编程来熟知操作方法。与Unity 游戏引擎一样，将Revit/3D模型导入虚拟现实空间会变得更容易。现在，任何专业的AEC都可以将自己的Revit模型导入Unity，并创建一个虚拟现实体验。随着编程知识的推广，虚拟现实模型也可以高度定制。
Unreal
Unreal是开发者用于创建游戏和虚拟现实环境的工具。它的免费开放，大大促进了建筑行业的发展，它经常用于可视化空间操作和沉浸式环境中建筑模型的渲染。
业内人士都知道Revit致力于将3D点云转换成3D模型，其实 Edgewise在这方面的功绩也很大。除去手动测量、建模流程和等，它突出物体将点转换成3D物体，然后导入Revit和虚拟现实环境。
Hololens
微软的Hololens仍处于开发阶段，但其理念已经得到多种诠释，这种技术可应用于不同行业。Hololens通过光学原理来创建全息图像，并利用增强现实技术在实际空间中创建三维对象（不同于虚拟现实，它更着眼于完整的虚拟体验）。它也是首个能运行Windows10的全息电脑，并且完全不受限：没有电线、电话或PC需要的连接器。在数字和真实世界中它都能混合现实，让你在物理环境中获得全息图。
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