12.01.2022 – Kategorie: Bauprojekte

VR-Anwendungen in der Architektur: So funktioniert die Integration von BIM-Projekten

VR-Anwendungen in der Architektur: So funktioniert die Integration von BIM-ProjektenQuelle: black_mts-AdobeStock

Nach den 3D-Modellen stellt der Einsatz von Virtual Reality den nächsten logischen Schritt zu mehr Digitalisierung dar. Allerdings schrecken viele Vertreter der Baubranche aus Kostengründen vor der Entwicklung komplexer Anwendungen zurück. Neue Do-It-Yourself-VR-Plattformen ermöglichen hier die Integration von bestehenden CAD- und BIM-Modellen in einfache 3DoF-Anwendungen.

Bei einer oberflächlichen Betrachtung müssten die Baubranche und Virtual Reality eigentlich die besten Freunde sein. Schließlich weisen gegenwärtige Trends zur vermehrten Nutzung von CAD und CAM-Technologien bis hin zum Supertrend BIM (Building Information Modeling) genau in die richtige Richtung. BIM stellt die Planung, Ausführung und Bewirtschaftung von Gebäuden in den Mittelpunkt und bündelt diese Informationen in 3D-Modellen. Ein BIM-Modell wird bereits in der ersten Planungsphase aufgebaut und in den jeweiligen Leistungsphasen von Bauherren, Architekten, Planern, Baufirmen und Handwerkern genutzt und um die relevanten Informationen erweitert. Im Idealfall ist jedes noch so kleine Objekt am Ende in einem zentralen Modell erfasst, was die Zusammenarbeit aller Beteiligten präziser, effizienter und kostengünstiger macht – und durch Virtual Reality auch haptischer und erlebbarer. Denn wenn alle relevanten Raumdaten bereits erfasst sind, ist es nur noch ein kleiner Schritt, auch die Begehung eines virtuellen Modells mit VR zu realisieren.

Alle notwendigen Planungs- und Ausführungsinformationen sind dann nicht mehr in Zeichnungen, Tabellen und anderen Dokumenten erfasst, sondern lassen sich live besichtigen und „erleben”. Die technische Entwicklung scheint jedenfalls auf eine vermehrte Nutzung von VR in der Architektur hinzuweisen.

Virtuelle Realität bahnt sich den Weg in die Branche

Derzeit kommen immer mehr Wear-ables und Headsets auf den Markt, welche die Bedürfnisse von Architektur und Ingenieurwesen in der Bauindustrie optimal abbilden. Beliebte Head-Mounted-Displays (HMDs) wie Oculus Rift oder HTC Vive sind eine weithin akzeptierte Anwendung der VR-Technologie für Architekten. Sie unterstützen die Darstellung von 3D-Architekturentwürfen mit Animation eines Modells im physischen Maßstab.

Doch auf dem Weg zu mehr VR in der Architektur befinden sich auch Hürden – vor allem auf Seiten der Software. Viele Architekten scheuen die Nutzung der Technologie, weil sich die Entwicklung entsprechender Anwendungen auf Basis von BIM-Modellen sehr aufwändig gestalten kann. Was in einigen Jahren Standard sein mag, ist aktuell für den Großteil der Branche noch sehr schwer erreichbar. Sollen Architekten also warten, bis ihnen der Markt genug Standardlösungen bietet, um ihre BIM-Projekte per Knopfdruck in Virtual Reality darzustellen und dem Kunden zu zeigen?

Keineswegs. Ein frühes Einsteigen in den noch jungen Markt lohnt sich. Wer frühzeitig Erfahrungen mit der Technologie macht, wird später in jedem Bauprojekt davon profitieren, wenn die anderen Marktteilnehmer nachziehen.

VR-Anwendungen: Die Bedeutung von 3DoF vs. 6DoF

Die Darstellung von 3D-Modellen ist derzeit meist nur im Rahmen von 6Dof-Anwendungen möglich. Diese Freiheitsgrade spielen im Virtual-Reality Kontext eine tragende Rolle für die Steuerung und Navigation innerhalb einer Anwendung. Sie repräsentieren die Anzahl der Achsen, in denen sich der User umsehen und bewegen kann. 3DoF steht hier für die “einfachste” VR-Lösung: Der User kann sich nach rechts und links bewegen und nach oben und unten sehen, ist aber in seiner Rotation ansonsten eher eingeschränkt.

Translatorische Bewegungen

6DoF kommen dabei der „echten” Realität am nächsten. Neben der einfachen Rotation können User darüber hinaus auch translatorische Bewegungen ausführen. 6dof ermöglicht es, in einem 360-Grad-Kreis um einen Gegenstand herumzugehen, sich zu bücken und ihn von oben nach unten zu betrachten – oder sich zu bücken und ihn von unten nach oben zu betrachten. Diese Art der Positionsverfolgung führt zu einem viel immersiveren Erlebnis, und das ist entscheidend für realistische Simulationen. 6DoF-Anwendungen stellen die Idealsituation bei der Nutzung im Architekturkontext dar. Eine solche Umgebung ist dabei allerdings nur mit hohem Aufwand und mit Hilfe von Gaming-Engines wie Unity oder Unreal zu realisieren. Bauunternehmen oder Architekten wollen allerdings schon heute 3D-Modelle in ihren VR-Projekten nutzen, ohne vorher monatelang eine proprietäre Anwendung dafür zu gestalten.

Diese Möglichkeit bieten ihnen neue cloud-basierte Do-It-Yourself-Plattformen wie VRdirect. Denn damit können Architekten 3DoF-VR-Anwendungen einfach selbst erstellen, und dabei dennoch 3D-Modelle einbinden. Den Hintergrund bilden 360-Grad-Bilder, während sich innerhalb der Szenerie 3D-Modelle platzieren lassen, um die der Anwender im Anschluss herumgehen und sie von allen Seiten betrachten kann. Mit diesem Trick bleiben die VR-Projekte simpel zu erstellen, erzeugen dabei aber eine maximale Wirkung. Die Räumlichkeiten von Häusern werden dadurch virtuell begehbar, und die Integration von CAD-Daten ermöglicht die Präsentation von Immobilien in der virtuellen Realität aus allen Blickwinkeln.

Neue Plattformen verbinden Einfachheit und Komplexität von VR-Anwendungen

Hier kommen neue cloud-basierte Do-it-yourself-Plattformen wie VRdirect ins Spiel. Diese Lösungen ermöglichen es Architekten oder Ingenieuren, 3DoF-VR-Anwendungen einfach selbst zu erstellen – und dabei ihre 3D-Modelle in die Anwendung einzubinden. Möglich wird dies durch einen kleinen „Trick“: Während die 3D-Modelle an beliebiger Stelle in der Szenerie platziert werden können, damit der Nutzer sie von allen Seiten erkunden kann, bilden hier einfache 360-Grad-Bilder oder Videos den Hintergrund und erzeugen einen räumlichen Effekt. Auf diese Weise bleiben VR-Projekte einfach zu erstellen; sie kommen aber dennoch maximal zur Geltung, indem sie bloße 3D-Modelle und CAD-Daten in erkundbare Räume verwandeln, die der Nutzer aus allen Blickwinkeln erleben kann.

VR-Anwendungen: Do-It-Yourself-Virtual-Reality-Plattformen
Do-It-Yourself-Virtual-Reality-Plattformen ermöglichen die Integration der bestehenden BIM und 3D-Modelle in einfache 3DoF-Anwendungen. Bild: VRdirect

Plattformen wie VRdirect ebnen den Weg für einen breiten Einsatz von Vir­tual Reality in der Bau- und Konstruk­tionsbranche, da sie nur wenig Aufwand und keinerlei Entwicklungskenntnisse erfordern. Kombiniert mit der hohen Verfügbarkeit der notwendigen Ausrüstung und den geringen Anschaffungskosten gibt es keinen Grund, nicht sofort mit Virtual Reality als Werkzeug zur Visualisierung von Gebäuden zu beginnen und sich frühzeitig mit einer Technologie zu beschäftigen, die zweifellos eine entscheidende Rolle in der Zukunft des Bauens spielen wird.

Ab der kommenden Version von VRdirect wird es möglich sein, bestehende 3D- oder CAD-Bibliotheken in lebendige VR-Anwendungen zu verwandeln – und damit schon heute die Tür zur Zukunft von BIM zu öffnen, ohne auf kommende technologische Revolutionen warten zu müssen.

Von Dr. Rolf Illenberger


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