Tietokonepeliteknologian mahdollisuudet rakennusten vuorovaikutteisiin visualisointeihin ja simulointiin. Kalle Kähkönen & Jukka Rönkkö

Tietokonepeliteknologian mahdollisuudet rakennusten vuorovaikutteisiin visualisointeihin ja simulointiin Kalle Kähkönen & Jukka Rönkkö

Tietokonepeliteknologian mahdollisuudet rakennusten vuorovaikutteisiin visualisointeihin ja simulointiin Vuorovaikutteinen visualisointi ja simulointi? Minkälaisia todellisia tarpeita on olemassa State-of-the-art kaupalliset ratkaisut Mitä nyt tutkitaan & mitä on tulevaisuudessa odotettavissa

Vuorovaikutteinen 3D Havainnollinen ja vuorovaikutteinen kommunikointiympäristö erilaisiin käytännön tarpeisiin Toimintoja: navigointi, kohteen ominaisuuksien selvittäminen (mittaaminen), toiminnallisuudet eri tarpeiden mukaan Eri näkökulmia Rakennuksen kokeminen Teknisen toimivuuden havainnollistaminen Tietokonepeliteknologia on luonut uusia odotusarvoja - pelimäisyyttä ja tämän mahdollistamaa tehokasta viestintää arvostetaan ja halutaan

Vuorovaikutteisen 3D:n tarveselvitys Vaihe I: Web kysely Marraskuu - Joulukuu 2005 40 vastaajaa 134 ongelmaa, n. 130 vaikutusta, n 150 syytä Vaihe II: haastattelut Haastatteluja Tammikuu - Helmikuu 2006 Ark.suunnittelu ja/tai rak.suunnittelu Hankesuunnittelu Rakentaminen Rakentamisen valmistelu Vastaanotto Käyttö- ja ylläpito

30 25 20 15 10 5 0 19 Päähavainnot: rakennushakkeiden eri vaiheiden data yhdessä 25 22 23 18 18 15 14 14 12 8 7 7 6 5 5 Kiire & aikataulut Tarpeet ja kustannustietoisuus Laatuasiat Luovutusprosessi Puutteelliset lähtötiedot Lopputuloksen laatu Lisätyö ja -kustannukset Toimintaprosessin laatu Aikatauluongelmat Heikko työteho Tapa toimia Aikatauluongelmat (kireys, aikainen aloitus) Viestinnän_puutteelliset_ratkaisut Tiedonsiirron ratkaisut Puutteelliset suunnitelmat tai lähtötiedot Suunnittelun alhainen arvostus minimoi tekemisen Ongelma Vaikutus Syy

Johtopäätöksiä web-kyselystä Web-kyselyn tulokset ovat perustana kokonaisuuden ymmärtämiselle merkittävyys ja kohdistuminen Puuttuvat kommunikoinnin ratkaisut tuli esille yhtenä pääsyynä rakennushankkeen eri vaiheiden pääongelmille Asiakkaat ovat tottuneet erittäin lyhyisiin rakentamisaikoihin ja rakentamisen ammattilaiset tarvitsevat uusia ratkaisuja hallitakseen tämän aiheuttamat paremmin. Kokouskäytännöt tulee kehittää paremmiksi, missä on selvä paikka uusille kommunikaatioratkaisuille Tarve kohdistuu erityisesti rakentamisen ammattilaisten keskinäiseen kommunikoinnin parantamiseen Asiakastarpeiden käsittely ja tähän liittyvä kommunikointi nousi myös esille yhtenä kehitystarpeena.

Haastattelut: yhteiset vaatimukset Tarve tuottaa nopeasti ja helposti helppokäyttöisiä 3D visualisointeja "Se on oma projekti jos 3D havainnollistusmallin tekoon tarvitsee käyttää paljon resursseja" Tarvitaan suoraviivainen prosessi CAD-järjestelmästä 3D visualisointiin Käytön luotava positiivinen ilmapiiri pelimäisyys. Tällä voidaan vaikuttaa yhteistyön sujuvuuteen Sekä satunnaiskäyttäjille että ammattikäyttäjille Jakelu asiakkaille ja kumppaneille projektissa Ei erityisiä ohjelmistolisenssejä Vuorovaikutteisen 3D mallin jakelu ajokelpoisena ohjelmana State-of-the-art mikrotietokoneiden käyttö Kevyet 3D visualisoinnit riittävät useimpiin käytännön tarpeisiin R&D SW SW

Visualisointitarpeita Suunnittelijoiden tarpeet, omistajan ja loppukäyttäjän tarpeet Tulevaisuudessa ostetaan/vuokrataan viihtyisiä työolosuhteita ja koteja, ei neliöitä Miten tilojen olosuhteiden laadukkuus välitetään loppukäyttäjälle tilojen viihtyisyys: ilman kierto, lämmitys, valaistus tilojen energia- ja ekotehokkuus esteettömyys, erityisryhmät Suunnitteluratkaisujen erojen havainnollistaminen Problematiikka on samanluontoinen sekä uudis- että korjausrakentamisessa

State-of-the-art Uudisrakentamisen tai korjausrakentamisen suunnitteluvaiheessa, myynnissä virtuaalimallit Suunnittelussa: 3D CAD, tuotemallit -> visualisointimalleja tuotetaan prosesseilla, jotka usein työläitä Loppukäyttäjälle, tilan omistajalle suunnatuissa esityksissä: still-kuvia tai parhaimmassa tapauksessa 3D malleja, joista voi saada tietoa: kohteen visuaalinen ilme mittatietoa pinta-alatietoa muuta objektitietoa

State-of-the-art, esimerkki Zermatt -engine on esimerkki työkalusta, jolla ArchiCAD ohjelmasta saadaan suoraan tuotettua ajettavia tiedostoja, jotka sisältävät kohteen visualisointimallin Mallissa voidaan: liikkua kuin kävelisi mallissa osoittaa kohdetta ja pyytää siitä tietoa Käyttö: arkkitehti/suunnittelija voi lähettää havainnollisen mallin esim. tilaajan edustajalle Rajoittunut näkyvän geometrian esittämiseen

State-of-the-art, esimerkki Zermatt: http://www.zermatt.se/

State-of-the-art, esimerkki Zermatt engine tarjoaa kytkennän ArchiCAD:iin Ei pysty esittämään erillaisia simulaatiotuloksia, viihtyvyysnäkökohtia mitenkään Ei pysty esittämään rakennuskohteen ympäristöön liittyvää tietoa Tällaisia ratkaisuita on erilaisia: yhteistä on syötettävien datatyyppien rajoittuneisuus ja interktiivisuuden rajoittuneisuus Sisällöntuotantoprosessi

Tulevaisuudessa Eri datalähteiden kytkeminen osaksi samaa visualisointia: Ilmakuva- ja kartta-aineiston perusteella rakennuskohteen ympäristön 3D-malli Itse kohteen 3D-malli CAD ohjelmistosta Terminen viihtyvyystason esitys simulaatioohjelmistosta Valaistustoteutus valaistusohjelmistosta Akustinen mallinnus simulaatio-ohjelmistosta Kokonaisvaltainen kohteen ympäristön ja tilamallin visualisointi siten, että loppukäyttäjäkin pystyy ymmärtämään eri osa-alueiden toteutusvaihtoehdot

Kohti kokonaisvaltaisempaa tilamallin havainnollistamista Aika- ja olosuhderiippuvainen tilamalli, jossa eri kaupallisten laitteiden tuotemalleja Olosuhteiden visualisointi on kriittisen tärkeää sillä rakennusprosessissa päätöksiä tekevät myös ei ammattilaiset Eri suunnitteluvaihtoehtojen havainnollistaminen

Olosuhteet Tilamallissa havainnollistettavia olosuhteita Visuaalinen esteellisyys ja ergonomia Lämpöolot ja terminen viihtyvyys Ilmavirtaukset Ilmanlaatu Ääniolot Luonnonvalo Keinovalaistus

Peliteknologian mahdollisuuksia Peliteknologia tarjoaa: korkeaa visuaalista laatua tehokasta monimutkaisten mallien visualisointia hyviä animaatio-ominaisuuksia hyvät siirtotiet 3D-mallinnusohjelmista navigointimalleja virtuaalitiloissa

Peliteknologian mahdollisuuksia Peliteknologian tehokas hyödyntäminen rakennusteollisuudessa edellyttää: oikeiden teknologioiden valintaa (kaikki ei käy) ohjelmistojen sovelluskehitystä ohjelmallisten siirtoteiden rakentamista (esim. IFC:n lataaminen) ohjelmistokehitystä liityntöjen rakentamiseksi simulaatio-ohjelmistoihin visualisointiin käytetyn laitekannan ajantasaistusta

Peliteknologian mahdollisuuksia VTT kehittää LUMEViewer konseptia, joka integroi visualisointia varten eri datalähteitä: InsinööriCAD STEP, IGES, DXF Rakennustekniikka: IFC Maastotiedot: FINGIS, DEM LUMEViewer 3D & VR - visualisointi 3D -Mallinnus: VRML, COLLADA Simulaatiot: VTTTalo

LumeVIEWER Ohjelmistoalusta, mutta myös: Skaalautuva visualisointiohjelmisto: henkilökohtainen tietokone massiivinen visualisointiratkaisu Mallien tarkastelu, navigointi, käsittely stereografiikkaa 1-n projektoriseinällä

Esimerkki: valaistus ja häiritsevät ilmavirtaukset interaktiivisessa 3Dmallissa

Esimerkki: kohteen ympäristön visualisointi

LumeVIEWER kehitys VBEII hanke TEKES -hanke: IFC -mallin visualisointi Linkitys muihin ohjelmistoihin (Excel) 3DMaasto TEKES -hanke: Maastotietojen generointi ilmakuvista ja maaston visualisointi Kasvillisuuden esittäminen Karttatiedon käsittely CADPIPE EU -hanke: Siirtotien kehittäminen insinööri CAD-järjestelmistä Materiaalivisualisointi Käynnisteillä Virtual Space 5D TEKES -hanke: Tilamallin visualisoinnin kehittäminen: terminen viihtyvyys yms. Kontakti: Miimu Airaksinen e-mail: miimu.airaksinen@vtt.fi