关于元宇宙背景下BIMVR技术综合应用探究——以“赣州市红色建筑文化传播与发展”为例

 关于元宇宙背景下BIMVR技术综合应用探究——以“赣州市红色建筑文化传播与发展”为例

杨宁, 罗健, ,符元颢

江西应用技术职业学院   江西赣州   341000

摘要：元宇宙是利用科技手段进行链接与创造的，与现实世界映射和交互的虚拟世界，具备新型社会体系的数字生活空间[1]。BIMVR技术是实现建筑元宇宙化的一块重要基石。本文主要通过研究Revit、Dynamo、Unity、Web之间的关系，为元宇宙下，BIMVR一体化赣州市红色建筑信息管理平台建设提出对策和方案。

关键词：元宇宙；BIMVR；红色建筑

引言

赣州是全国著名的革命老区之一，是第二次国内革命战争时期的中央革命根据地和中华苏维埃共和国临时政府所在地。毛泽东、朱德、周恩来、叶剑英、邓小平、陈毅等老一辈无产阶级革命家都曾在赣州从事过伟大革命实践活动[2]。举世闻名的二万五千里长征，就是从赣州于都开始出发的。以当年中央苏维埃政府所在地“红色故都”瑞金为中心，集中了遗址群5处计15个文物单位，属全省、全国范围内有特色的近代革命史迹群落。目前，共和国摇篮景区、中央红军长征出发地纪念园、叶坪旅游景区、红井景区、瑞金中央革命根据地历史博物馆、中华苏维埃纪念园景区、中央苏区反“围剿”战争纪念馆、瑞金红井、瑞金革命烈士纪念馆、长征第一山（云石山） 、宁都会议旧址、第一次全国苏维埃代表大会会址、寻乌革命烈士陵园、沙洲坝革命旧址群、石城红四军军部旧址等都是赣州具有代表性的红色文化景区，拥有大量的红色建筑。元宇宙技术赋能赣州市红色建筑，对传播与发展红色建筑文化有着重要意义。

一、元宇宙技术赋能赣州市红色建筑

（一）元宇宙的特征

1.虚实合一，是指元宇宙借助三维建模、人工智能、大数据分析、区块链、网络通讯、云计算等技术的高度应用与聚合，创造一个高度仿真、高度契合于现实世界的数字虚拟空间。

2.万物互通。元宇宙通过5G、6G，以及未来的量子通信技术，极大程度提升了数据的传输效率，为元宇宙海量数据传输通信打下坚实基础。

3.沉浸式体验。元宇宙采用基于AR（增强现实）、VR（虚拟现实）的高度仿真与仿生技术，使得用户借助可穿戴式的设备，可以实现视觉、听觉、触觉等多器官，在与现实世界高度逼真的虚拟世界中，进行深刻感官体验与社交互动[3]。

（二）元宇宙技术赋能赣州市红色建筑的价值

1.助力赣州市红色建筑文化存储与保护。

传统的红色建筑文化存储与保护，由于自然灾害、年久失修、还原度不高等现实问题，以及数据存储与应用不统一、不规范、失真、传输效率低等虚拟资源问题，赣州市红色建筑文化的传播与发展总会面临信息系统不健全，与现实情况不完全对等，信息传输迟滞等固有缺陷。新一代数字技术革命呼吁拓赣州市红色建筑文化视界，促进其转型升级。赣州市红色建筑文化可以借助元宇宙来不断加深其原有信息系统的功能。元宇宙内部对同一类型与功能的数据采用统一标准的数据格式，利用区块链存储技术，协助安全、高效的读写数据。元宇宙还可以通过对现实世界真实物体与天气的实时监控与建模的功能，即刻反映出建筑物的状态，当出现风险时，可立即发出警报，从而实时的保护赣州市红色建筑文化。

2.助力赣州市红色建筑的科学建设。在工程项目管理中，目标管理是提升其实效性的关键一招，控制就是管理者借助一定的技术手段，帮助建设符合甚至超过预期目标的工程项目。现阶段，人们利用建筑信息模型技术，原本的工程项目管理不再是一种沟通低效、资源浪费、各自为阵的管理模式，而是变成一种可视化、模拟化、协调化、集成化的高效管理模式，能够真正达到工程项目多目标均衡优化的管理效果。元宇宙通过建构三维拟真的工程项目管理元境，使管理者可以通过数字终端、脑机交互等信息技术，借助元境，参与工程项目管理的全生命周期，不断优化甚至加强整个建筑项目多目标，使得建筑项目能够又好又快完工。

3.助力赣州市红色建筑文化传播与发展的深刻实践。元宇宙作为开放式的三维仿真世界，以其新一代ICT技术提供的坚实保障，深刻重塑了赣州市红色建筑文化传播与发展的认知环境和信息环境，有效提高了实践水平。元宇宙可以通过数字孪生技术、大数据分析技术、扩展现实技术，将旅游、观光、学习等活动转移到虚拟世界中，拓展了人们的视界范围和认知水平。

4.元宇宙通过沉浸性时空塑造，为赣州市红色建筑文化传播与发展突破物理时空的限制提供了有效途径。元宇宙能将其过去的历史事件移入到虚拟世界当中，同理，亦可以把已故的历史名人进行数字化的复活。元宇宙融合了视觉、声音、图像等技术的AI数字人已经完全可以呈现出逼真的真人特征，人们，甚至可以“回到过去”，身临其境的体验红色建筑的发展与魅力。

二、BIMVR技术实现赣州市红色建筑“元宇宙化”

（一）计算机辅助设计赣州市红色建筑模型

Revit系列软件是专门为建筑信息模型（BIM）构建的，可帮助建筑设计师设计、建造和维护质量更好、能效更高的建筑

[5]。而且，Revit是我国建筑业BIM体系中使用最广泛的软件之一。但是，赣州市红色建筑的种类繁多，是标志性建筑，形态上可谓千变万化，Revit基础功能主要服务于标准建筑物的信息模型建立，如需建立复杂建筑外观，需借助其内部的Dynamo工具。Dynamo现在已经集成为 Revit 内置的可视化编程工具，可辅助复杂形体的参数化设计、建筑模型数据管理以及性能分析。使用Dynamo，建筑设计师将获得Revit建模界面所无法提供的数据操纵和几何控制功能，能够灵活的获取和管理建筑信息，能够构建自定义系统来控制族和参数。Dynamo内部的IronPython2.7（现已经能提供Cpython3.8）还能够大幅度提升Dynamo的图形算法、数据分析能力。建筑设计师不仅能够自定义Dynamo节点还能够从开源社区下载，同时也能够在阿里源、清华源上下载安装Python的第三方模块，极大的增幅Dynamo的功能。

（二）赣州市红色建筑综合管理平台

1.Unity

Unity是实时3D互动内容创作和运营平台，包括游戏开发、动画、建筑设计与施工组织设计、汽车设计等工作者，借助Unity将创意变成现实。Unity应用兼容各种设置，如PC机、手机、智能手表等，开发者可以在平台上构建各种AR和VR应用程序[4]。Unity是构建赣州市红色建筑综合管理平台的重要核心之一，能够有效利用建筑信息模型来管理和维护赣州市红色建筑的整个建造和使用过程。

2.从Revit到Unity

要使用Unity来管理建筑信息模型，就需要把建筑信息模型导入到Unity中。目前主要有3种导入方式。

（1）FBX法

可将Revit模型文件导出成NWC文件，再通过Navisworks软件将NWC文件导出成FBX文件，最后将FBX文件拖曳至Unity的工程项目中即可。

（2）BV法

此方法需要在Revit中安装BVExporterforRevit插件，在Unity中安装BVImporter.unitypackage。通过将建筑信息模型导出成BV文件，然后在Unity中导入BV文件，即可将建筑信息模型导入到Unity中去。

（3）Walk-Through-3D法

此方法需要在Revit中安装Walk-Through-3D插件，即可直接将建筑信息模型转换为Unity的工程文件，或者直接导出成能够简单漫游和交互的应用程序。

Walk-Through-3D是基于Unity引擎做的第一人称视角漫游应用、可以有沉浸式的建筑物室内漫游感受。可以从revit带材质导出Unity漫游应用，包含天气的变化，无需Revit 或者是 Unity安装下的三维可视化展示，支持HTC® Vive VR的头盔和控制器，支持 Intel® RealSense™的相机操作。Walk-Through-3D的开发框架中明确了可以调用UnityAPI，它为开发赣州市红色建筑综合管理平台提供了坚实的基础。

3.Revit上的综合管理平台

综合Revit和Unity的功能和特性，可以开发出基于建筑信息模型的Unity综合信息管理平台，并且将以往的工程项目管理工具移植到平台中，不仅可以关联建筑信息模型，还能由平台进行统一标准且规范化的管理，从而形成赣州市红色建筑“元宇宙化”的模型基础和管理根基。

（三）赣州市红色建筑文化传播与发展虚拟仿真系统

1.Unity与Web

WebGL是一种3D绘图协议，这种绘图技术标准允许把JavaScript和OpenGL ES 2.0结合在一起，通过增加OpenGL ES 2.0的一个JavaScript绑定，WebGL可以为HTML5 Canvas提供硬件3D加速渲染，这样Web开发人员就可以借助系统显卡来在浏览器里更流畅地展示3D场景和模型了，还能创建复杂的导航和数据视觉化。Unity可以通过WebGL将其工程项目放到Web中运行，使得各种移动设备都可以通过Web的方式，访问3D项目。

2.从Revit到BIMVR-元宇宙下赣州市红色建筑文化传播与发展虚拟仿真系统

总所周知，Unity可以通过MRTK等多种框架来开发VR应用程序，如此，Revit项目文件可以通过Walk-Through-3D桥梁顺利转换成UnityVR工程项目，再通过UnityWebGL，创建成基于Web框架的元宇宙综合系统，各种终端设备得以访问并且使用建筑信息模型，从而使得元宇宙下赣州市红色建筑文化传播与发展虚拟仿真系统的开发成为可能。

结语

BIMVR技术使得建筑信息模型的元宇宙化成为可能，将其赋能于赣州市红色建筑，对其文化的传播与发展有着重要的意义。元宇宙背景下BIMVR技术综合应用探究为赣州市红色建筑的建造与运行带来了新的转型方案，推动红色建筑快速发展的同时，使得人们足不出户，就能领略红色建筑，红色文化，甚至可以“回到过去”，身临其境，符合国务院于2022年1月12日发布的《国务院关于印发“十四五”数字经济发展规划的通知》的各项精神。

参考文献

[1]谢新水.元宇宙中的内容生产者：生产境况与行动沼泽[J].广西师范大学学报(哲学社会科学版):1-15.

[2]萧森,钟清兰.在赣州建设革命老区高质量发展示范区中勇争先站前列[N].赣南日报,2022-04-22(001)

[3]新智元.从VR到元宇宙：虚拟现实30年[J].中国工业和信息化,2022,(06):80-84.

[4]彭海峰,包卿希.基于Unity的水泥工程场景展示系统开发[J].水泥工程,2022,(03):55-56+78.

[5]邓于莘,沈宇航.基于Revit软件的建筑设计应用与实践[J].电子技术与软件工程,2022,(12):54-57.

课题名称：基于元宇宙概念下实现加快赣州市红色建筑文化传播与发展的BIMVR技术研究

课题申报单位：江西应用技术职业学院

课题负责人：杨宁