Mittwoch, 12. August 2015

Spiele-Engines in der virtuellen Bauplanung

Man ist es gewöhnt, auf Knopfdruck hochaufgelöste Schnappschüsse zu generieren, in Echtzeit 3D-Modelle zu drehen oder zu schneiden und auch mittels Virtual Reality darin spazierenzugehen. Aber, wie geht das eigentlich?

In der Folge eine kurzer Blick auf die Technik, die hinter den 3D-Welten steckt: Die Game-Engine (dt. Spielewerk). Es ist damit eine Softwareumgebung gemeint, die Spieleentwickler verwenden. In diesem Rahmenwerk sind alle nötigen Programmierkomponenten (Sound- und Grafikberechnung, Renderfunktion 2D und 3D, Skripte zur Strukturierung des Ablaufs, Charaktere, Steuerung etc.), die zur Erstellung eines Spieles gebraucht werden.

Die Game-Engine wird speziell gewählt und ist auf das beabsichtigte Ziel abgestimmt, so hat ein Rollen- andere Schwerpunkte als ein Schießspiel. Hersteller heißen z.B. „Cry, Unreal oder Unity“. „Unreal“ besteht seit 1998 und ist sehr ausgereift. Sie zeichnet sich besonders durch die Oberflächentexturen und Schattenwürfe aus. „Unity“ wiederum glänzt durch die leichte Integrierbarkeit von Klang wie Lichtquellen und Spiegelungen. Es ist intuitiv aufgebaut und erinnert stark an gängige 3D-Animationsprogramme, die auch in der Architektur Verwendung finden (z.B. 3ds Max etc.). Die Spiele-Engine „Cry“ wartet in ihrer letzten Version vor allem mit verblüffend echten Darstellungen von Wasserbewegungen auf. Alle hier vorgestellten Spiele-Engines dienten auch für Virtual Reality-Spiele. Hier bekommt z.B. die VR-Brille „Occulus Rift“ 3D-Szenarien eingespielt, die durch Brillanz und Fotorealistik bestechen. Das Sichtfeld ist groß und der visuelle Raumeindruck überzeugt.

Mit der „Occuluc Rift“ kann man auch bestens um ein virtuelles Gebäude herumgehen oder auch hinein bzw. sich ein gutes Bild davon machen. Wir haben die Brille oft im Einsatz und die Bauherren sind jedesmal begeistert, wie intuitiv Planung vermittelt werden kann. Kein Vergleich zum mühsamen Studieren von Grundrissen, Schnitten, Maßketten, Symbolen und Legenden. Die Spieleentwickler gaben also wertvolle Impulse, die wir nun umsetzten. Das BIM-Modell wird durch Einsatz der VR-Brillen vielfach verwertbar. Nicht nur, um den geplanten Bau zu präsentieren, sondern auch, um ihn während der Nutzungsphase besser erfahrbar zu machen z.B. für Gäste, Techniker, Makler, Besitzer oder Mieter.

Hier noch ein anschauliches Beispiel. Eine Pariser Wohnung wird mithilfe von „Unreal Engine 4“ fotorealistisch begehbar: https://www.youtube.com/watch?v=Kg-aGO8Wvx8

Dienstag, 28. Juli 2015

Rezension: „Anwenderhandbuch: Datenaustausch BIM / IFC“

Die BIM-Methode verspricht Effizienzsteigerung, Risikoverminderung und Qualitätsverbesserung in Planungsprozessen.
Alle Teile eines virtuellen Bauwerks werden in einem einzigen Modell zusammengeführt. Da häufig noch jedes Gewerk für sich alleine und mit verschiedenen Programmen plant, bleibt das Problem der übergreifenden Schnittstellen bestehen.
Bereits 2008 gab die „Industrieallianz für Interoperabilität e.V.“ ein Anwenderhandbuch für Architekten, Ingenieure, Vertreter der Bauherren und Bauämter sowie Facility Manager heraus. Es ist frei im Netz verfügbar.
Auf rund 40 Seiten des Handbuches geht es vor allem darum, Schritt für Schritt die „IFC-Schnittstelle“ und ebenso die Methodik des Building Information Modeling (BIM) zu erläutern.

Das Datenmodell „Industry Foundation Classes“ (IFC) beschreibt einen offenen BIM-Standard und ermöglicht es, zwischen verschiedenen proprietären (geschlossenen) Software-Anwendungen CAD-Daten zu tauschen und weiterzugeben. Die „IFC“ ist seit dem Release „IFC4“ ein offizieller ISO-Standard – ISO 16739:2013.
Ist die Schnittstelle in den jeweiligen Planungsprogrammen vorhanden, wird künftig eine Mehrfacherfassung von Daten vermieden und die Einsatzflexibilität erhöht. Auch herstellerspezifische Updates stellen kein Problem mehr da, denn Übernahme und Weitergabe der Informationen werden davon nicht tangiert. Es liegt auf der Hand, dass die Transparenz erhöht wird und so ganz nebenbei auch das Projekt dokumentiert.

Rund die Hälfte des Handbuches besteht aus Übersichtstabellen und Prüflisten, die den Einstieg in die Thematik erleichtern. Darüber hinaus wird erklärt, wie „IFC“ funktioniert und wie es in verschiedenen Planungsphasen seine Vorteile ausspielt.

Zehn Szenarien erläutern anschaulich, wie Export und Import von 2D/3D-Teilgewerksmodellen geschehen. Am Ende des Handbuchs ist u.a. ein technischer Anhang zu finden, in dem systemspezifische Anforderungen der jeweiligen Architektur-, Haustechnik- und Elektro-CAD-Systeme gezeigt werden.

Anwenderhandbuch: Datenaustausch BIM / IFC: http://www.buildingsmart.de/kos/WNetz?art=File.show&id=2134

Freitag, 17. Juli 2015

Spazierensehen mit Hannelore Kraft

Die amtierende Ministerpräsidentin in Nordrhein-Westfalen durchstreift derzeit Ihr Bundesland. Eine „Sommertour NRW 4.0“ führte sie auch nach Aachen und auf den RWTH Aachen Campus in Melaten. Sie wollte sich dort über den Stand der Hightechforschung unterrichten lassen. Alle Beteiligten gaben sich daher Mühe, ihr die hochkomplexen Themen verständlich zu machen.

Das war unsere große Stunde, denn genau hier sehen wir ja das Potenzial der Virtual Reality für die Architekturplanung. Viele Bauherren konnten sich mit uns in der Vergangenheit bereits einen dreidimensionalen Eindruck ihres zukünftigen Gebäudes machen und mit Frau Kraft gelang uns das auch. Sie zeigte sich begeistert von der Möglichkeit, mit der Virtual Reality-Brille „Oculus Rift“ in Architekturentwürfen „spazierensehen“ zu können.

Solche Virtual Reality Anwendungen sind eine logische Folge aus einem guten Planungsprozess mit der Methode "Building Information Modeling" - erst virtuell bauen, dann real !

Mittwoch, 22. April 2015

Automatische Gebäudedokumentation?

Ein Gebäude wird geplant und anschließend gebaut. Bei diesem Prozess fallen eine Menge Daten an. Und zwar nicht nur solche, die ausschließlich für den Bau relevant sind. Raumhöhen, Flächen, technische Ausstattungen, Prozesslayouts, Fluchtwege, Brandabschnitte etc. dienen selbstverständlich auch zum Betrieb des Gebäudes. Sie werden in der Nutzungsphase gebraucht und man täte also gut daran, diese Daten frühzeitig im Planungsprozess in eine geeignete Form zu bringen – so weit, so gut.

Wie sieht aber die Realität in der Baudokumentation aus? Ich gab kürzlich ein kurzes Interview zu diesem Sachverhalt. „Stummes H“ als Experten für technische Dokumentation beleuchteten diese Thematik, die viel Arbeit bereitet und bei Planern nicht gerade beliebt ist. Dabei gäbe es eine Alternative, nämlich die quasi automatische Aufbereitung der Gebäudedaten im Rahmen des Building Information Modeling.

Öffnen Sie die „Stummes H“-Webseite und hören Sie selbst: http://stummesh.de/wer-dokumentiert-die-baubranche/

Montag, 30. März 2015

Augmented Reality – der intuitive Zugang zur Bauplanung

Kürzlich sprach ich zum Einsatz von Augmented Reality (AR) im Baubereich. Der „Medien Campus Bayern e.V.“ hatte den „Augmented Reality Day 2015“ veranstaltet. Es traten Referenten auf zu den Themen: AR im öffentlichen Raum, AR und Ethik, AR und Wahrnehmung, AR und Spieleindustrie bzw. AR und Verlagswesen.

Im Vortrag „Entwerfen, planen, bauen – zuerst virtuell, dann real“ führte ich den Zuhörern zunächst den Stand der Dinge beim 3D-Planen vor Augen. Komplexität kann durch geeignete Mittel beherrschbarer werden und der Schritt von 2D zu 3D gleicht einer Evolution; einer, die auch Auswirkungen auf die Kommunikationskultur während der Projektrealisierung hat.

Simultanes Arbeiten in einem digitalen Modell – sprich Building Information Modeling – eignet sich bestens für die Kombination mit AR-Technologie. Sie kann virtuelle Informationen direkt aus dem Gebäudedatenmodell verdeutlichen und diese als visuelle Schicht auf reale Situationen projizieren. All das vereinfacht die Kommunikation im Planungsprozess und baut Verständnishürden ab.

Hier das Video zum Projekt „augmented reality on a building site“:
https://www.youtube.com/watch?v=0LiEocrU6Lo