BIM, realtà aumentata e realtà virtuale. Come cambia il modo di progettare con l’evoluzione tecnologica
Ecco come cambia il modo di progettare con l’evoluzione tecnologica e quali sono i reali vantaggi offerti da realtà aumentata e realtà virtuale ai professionisti dell’edilizia
Secondo recenti previsioni della Digi-Capital, realtà aumentata (AR) e realtà virtuale (VR) costituiranno la “quarta ondata di crescita tecnologica” che investirà il nostro modo di operare. Le prime tre sono state l’invenzione del Personal Computer, la diffusione di Internet, la diffusione di smart device.
Siamo, dunque, ad un nuovo punto di svolta, dove realtà virtuale e aumentata mostreranno i loro reali vantaggi ad essere impiegati in diversi settori, non ultimo quello delle costruzioni.
In questo articolo analizziamo le caratteristiche delle nuove tecnologie e proviamo ad ipotizzare quale potrebbe essere l’impatto sul lavoro dei professionisti dell’edilizia.
Realtà aumentata e realtà virtuale
Innanzitutto cerchiamo di capire cosa sono la realtà aumentata e la realtà virtuale e quali sono le reali differenze.
L’espressione realtà aumentata (augmented reality, AR) nasce nel 1992 ed è coniata dal ricercatore Thomas Preston Caudell della Boeing; con essa si intende l’arricchimento della nostra percezione sensoriale mediante vari livelli di informazioni, in genere elaborate e trasmesse elettronicamente, che non sarebbero percepibili con i cinque sensi.
Sviluppata dapprima in campo militare (guida assistita), come altre innovazioni tecnologiche, la realtà aumentata è stata applicata nel marketing e nella pubblicità. Poi ha conquistato videogiochi e turismo.
Le informazioni che aumentano la realtà percepita possono essere aggiunte sullo schermo di un computer o dispositivi mobili (smartphone, tablet, smart glass), tramite una webcam che riprende il mondo circostante e i relativi software, in grado di riconoscere appositi marcatori (AR Tag), che immediatamente sovrappongono all’immagine reale contenuti aggiuntivi come video, audio, oggetti 3D e così via. E’ ad esempio possibile inquadrare un oggetto con il proprio cellulare e avere immediatamente informazioni di vario tipo su questo oggetto.
La realtà aumentata ben si presta ad applicazioni di interior design: ad esempio, disponendo di una stanza vuota, si potrebbero applicare dei marcatori (stampe con particolari codici) sulle pareti e riprendere la stanza con la telecamera dello smartphone, che mediante apposita App, mostra il “risultato finale” costituito dalle pareti e i pavimenti reali e dagli oggetto di arredo virtuali.
La realtà virtuale nasce, invece, dalla volontà di “replicare” la realtà in un mondo non reale, riproducendone le caratteristiche dal punto di vista sensoriale (visivo, uditivo, tattile e anche olfattivo), al fine di compiere azioni nello spazio virtuale superando limiti fisici, economici, di sicurezza. Nella realtà virtuale, le informazioni sono aggiunte o sottratte elettronicamente; i dati vengono quindi ricostruiti da un computer e diventano preponderanti, fino ad ingannare i sensi, con la sensazione di trovarsi “immersi” in una nuova situazione, in una nuova realtà ricostruita, che è appunto virtuale.
La realtà virtuale ben si presta a riprodurre modelli tridimensionali di un progetto (applicazione tipica della metodologia BIM).
In generale, possiamo affermare che la realtà aumentata è basata sul potenziamento dei sensi, mentre la realtà virtuale sull’alterazione dei sensi.
C’è poi la realtà immersiva, che potrebbe essere considerata l’evoluzione della realtà virtuale: indossando un particolare visore che copre completamente il campo visivo, ci si trova “immersi” in una nuova realtà. Si utilizza un vecchio trucco, la stereoscopia: vengono mostrate immagini realistiche leggermente diverse a ciascuno dei due occhi. Questo inganna il cervello dell’utente, creando effetto di profondità, trasformando la coppia di immagini nell’esperienza unitaria di un mondo tridimensionale.
Appositi tracciatori di movimento, montati sia sul visore sia all’esterno, seguono i movimenti della testa dell’utente, aggiornando la sua visione a seconda di come si sposta; talvolta sono disponibili anche dispositivi di controllo manuale, che gli permettono di interagire con gli oggetti virtuali.
Il risultato è l’illusione di trovarsi completamente immersi altrove.
La realtà virtuale/immersiva ha molti usi, primo tra tutti l’intrattenimento, soprattutto di tipo videoludico. Questo però non è l’unico ambito di utilizzo: con i visori infatti si possono visualizzare anche foto e filmati a 360°. E’ possibile offrire la possibilità di vivere esperienze che normalmente sono precluse alle persone comuni, come ad esempio pilotare un caccia o un’auto di Formula 1 o visitare città e monumenti senza il bisogno di arrivarci materialmente.
BIM e realtà virtuale
Il BIM (Building Information Modeling, ossia modello di informazioni di un edificio) è definito come la “rappresentazione digitale di caratteristiche fisiche e funzionali di un oggetto”; può essere immaginato come un modello di
- programmazione
- progettazione
- realizzazione
- manutenzione
di una costruzione che utilizza un modello informativo, ossia un modello che contiene tutte le informazioni che riguardano il suo intero ciclo di vita, dal progetto alla costruzione, fino alla sua demolizione e dismissione.
Si intuisce facilmente come la realtà virtuale sia un concetto intimamente legato con il BIM.
Il BIM consente infatti di ottenere il modello virtuale 3D di un edificio, che per definizione è un modello di realtà virtuale.
Ovviamente è più semplice ricostruire un ambiente virtuale quando già sono state definite molte caratteristiche: quando il progetto è redatto con un software BIM, il modello già contiene tutta una serie di informazioni di tipo geometrico, spaziale, sui materiali, sui colori, ecc..
Il legame, quindi, tra BIM e realtà virtuale è molto profondo.
Avere in tempo reale informazioni sui particolari costruttivi, sugli impianti, poterne verificare percorsi e punti critici consente di programmare già in sede progettuale le attività di manutenzione e di controllo.
Per architetti ed ingegneri lavorare in cantiere è sempre una sfida; supervisionare un progetto in fase realizzativa non è mai semplice, perché sono molteplici i fattori da monitorare per assicurarsi che tutto venga fatto secondo i progetti, in sicurezza e soprattutto rispettando i tempi.
BIM, dispositivi smart, realtà virtuale e tecnologie cloud danno un notevole contributo alla risoluzione di questa esigenza, spianando la strada per una nuova frontiera nel settore delle costruzioni, rimpiazzando la modalità di lavoro manuale, trasformando i team, i ruoli e i processi, rendendo possibile la collaborazione.
I vantaggi della realtà virtuale nella progettazione
La presentazione e la condivisione dell’idea progettuale è un elemento fondamentale della progettazione architettonica.
La pianta, le sezioni e i prospetti di un progetto altro non sono che una rappresentazione bidimensionale dell’idea progettuale in grado di trasmettere informazioni a chi è interessato alla costruzione dell’opera.
Il grande limite dei disegni tecnici 2D è che non riescono a trasmettere in maniera immediata all’utente finale (che è generalmente il committente dell’opera) le caratteristiche estetiche e funzionali che avrà l’opera. Molto spesso, per comprendere alcune tavole (ad esempio piante e sezioni articolate) occorre essere dei veri tecnici.
In definitiva, accade spesso che l’utente finale non sia in grado di carpire l’essenza di un progetto dalle tavole messe a disposizione dal progettista e deve essere quest’ultimo a illustrare ogni singolo particolare al suo cliente.
Grazie all’evoluzione tecnica e tecnologica, nuovi strumenti sono venuti in soccorso al progettista: le rappresentazioni del progetto sono divenute sempre più aderenti alla realtà, allo scopo di facilitare la trasmissione dell’informazione e per trasmettere l’emozione che il design è in grado di suscitare.
Nel tempo sono state introdotte molte nuove rappresentazioni del progetto, prima inimmaginabili: assonometrie tridimensionali, prospettive, rendering fotorealistici, foto inserimenti, fino a giungere ad animazioni e filmati.
Infatti, disporre di strumenti quali il renderig real-time (render in tempo reale, senza necessità di attesa alcuna) e o la visualizzazione del modello 3D renderizzato direttamente in un visore, consente al progettista nuove modalità progettuali.
Grazie a queste tecnologie architetti ed ingegneri possono generare molteplici opzioni e scenari per uno stesso progetto in maniera più rapida e sfruttarlo come straordinario vantaggio competitivo.
Sono in grado, quindi, di prendere decisioni migliori e più sostenibili, con evidenti risparmi in termini di costi.
Potranno ad esempio valutare in tempo reale:
- se una finestra è ben posizionata rispetto all’esposizione della parete;
- se la schermatura offerta da una tenda è sufficiente nelle ore più luminose;
- se un elemento della struttura costituisce un intralcio
- se gli elementi architettonici sono ben dimensionati
- se i colori delle pareti sono abbinati al pavimento e agli oggetti circostanti
I progettisti hanno quindi possibilità infinite per verificare la qualità del proprio progetto.
Le potenzialità della realtà immersiva vengono esaltate anche nel momento del confronto con il committente: questi sarà libero di esplorare la sua casa e capire in anticipo le scelte del progettista, con la possibilità di ordinare eventuali modifiche al progetto.
Prima ancora che un solo mattone sia stato posato, il committente può discutere con il progettista sulle soluzioni adottate ed eventuali modifiche proposte, risparmiando tempo e denaro ed evitando qualsiasi tipo di sorpresa.
In definitiva, la realtà virtuale immersiva offre grandi vantaggi e straordinarie opportunità al mondo della progettazione.
Software di progettazione architettonica BIM e realtà virtuale
Oggi sono già disponibili software che consentono una progettazione architettonica immersiva.
Edificius, il software BIM di ACCA, consente di generare foto 360° e di visualizzarle direttamente mediante il visore.
Edificius-VR è la nuova frontiera tecnologica per la trasmissione dei dati progettuali e per la presentazione del progetto stesso. La realtà virtuale applicata all’architettura, infatti, consente di condividere l’intero modello 3D renderizzato.
Il tecnico, l’impresa o il committente possono viaggiare nel progetto e vivere le nostre scelte di design: gli spazi architettonici, gli arredi, i materiali, la sistemazione degli spazi esterni.
Il coinvolgimento è assicurato e la trasmissione dell’informazione è al massimo livello.
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