Application of AR-technologies in architectural design

UDC 378
Publication date: 01.11.2023
International Journal of Professional Science №11-2-2022

Application of AR-technologies in architectural design

Применение AR-технологий в архитектурном проектировании

Kolyeva N.S.,
Panova M.V.,
Shemyakin V.V.

Ural State University of Economics,


Кольева Н.С.,
Панова М.В.,
Шемакин В.В.


Уральский государственный экономический университет,
Екатеринбург, Россия
Аннотация: В данной статье представлено исследование применения дополненной реальности (AR) в архитектурном проектировании и его воздействие на инновации и улучшение архитектурного процесса. В статье описаны преимущества AR-технологий, включая улучшенную визуализацию и восприятие проектов, интерактивное тестирование и модификация дизайнов, совместное взаимодействие между архитекторами и клиентами, представляя примеры современных инноваций. Также в статье обоснованы технические аспекты и вызовы AR-технологий в архитектуре, описаны преимущества AR-технологий в архитектурном проектировании, приведены примеры применения AR-технологий в архитектурном проектировании. В заключении выделены направления для дальнейших исследований и инноваций: интеграция с искусственным интеллектом, исследование психологических и поведенческих аспектов взаимодействия пользователей с AR-технологиями. А также раскрыты перспективы развития этой технологии в архитектурной области.

Abstract: This article presents a study of the use of augmented reality (AR) in architectural design and its impact on innovation and improvement of the architectural process. The article describes the advantages of AR technologies, including improved visualization, interactive testing and collaborative interaction with customers, presenting examples of modern innovations. The article also substantiates the technical aspects and challenges of AR technologies in architecture, describes the advantages of AR technologies in architectural design, and provides examples of the use of AR technologies in architectural design. In conclusion, the directions for further research and innovation are highlighted, as well as the prospects for the development of this technology in the architectural field are revealed.
Ключевые слова: Дополненная реальность (AR), визуализация, интерактивное тестирование, виртуальная реальность (VR).

Keywords: Augmented Reality (AR), visualization, interactive testing, Virtual Reality (VR).


Дополненная реальность (AR) – это инновационная технология, которая объединяет виртуальные элементы с реальным миром, создавая уникальный опыт взаимодействия с окружающей средой. В последние десятилетия AR стала темой активных исследований и разработок в различных областях, однако ее применение в архитектурном проектировании выделяется особым интересом и потенциалом.

Архитектурное проектирование, как творческий процесс, всегда требовало высокой степени визуализации и воображения. В этом контексте AR предоставляет уникальные инструменты для архитекторов и дизайнеров, позволяя им не только визуализировать свои идеи, но и взаимодействовать с ними в реальном времени. Эта технология преобразует способы, которыми архитекторы привносят инновации в свои проекты, улучшают взаимодействие с клиентами и повышают эффективность всего процесса проектирования.

Цель данной статьи – рассмотреть, как AR революционизирует архитектурное проектирование, предоставляя новые инструменты и возможности, а также исследовать технические и творческие аспекты ее применения. В статье рассматриваются преимущества, вызовы и перспективы AR в архитектурном мире, а также приводятся практические примеры успешного применения этой технологии.

Актуальность исследования заключаются в том, что дополненная реальность (AR) в архитектурном проектировании представляет собой важное средство улучшения визуализации проектов и взаимодействия с клиентами. С помощью AR архитекторы могут создавать трехмерные модели, которые позволяют клиентам проводить виртуальные прогулки по будущим проектам и в реальном времени корректировать дизайн, что сокращает время проектирования и приносит экономические выгоды. Кроме того, AR обогащает образовательный процесс и предоставляет студентам и профессионалам инновационные инструменты для изучения и практической работы в архитектурной сфере, что делает данную тему актуальной и важной как для профессионального сообщества, так и для образования.

Выделим преимущества AR в архитектурном проектировании:

– Улучшенное визуализирование и восприятие проектов.

Дополненная реальность (AR) существенно улучшает визуализацию и восприятие архитектурных проектов. С ее помощью создаются трехмерные модели, которые позволяют клиентам проводить виртуальные прогулки по будущим проектам и мгновенно вносить изменения в дизайн, что значительно повышает качество взаимодействия с заказчиками и ускоряет процесс проектирования.

– Интерактивное тестирование и модификация дизайнов становятся возможными благодаря дополненной реальности (AR). AR позволяет клиентам активно взаимодействовать с архитектурными проектами, проводя виртуальные испытания и моментально внося изменения в дизайн, что значительно улучшает процесс принятия решений и обеспечивает более точное соответствие проектов ожиданиям клиентов.

– Совместная работа и коммуникация между архитекторами и клиентами – с помощью AR обе стороны могут в реальном времени взаимодействовать с проектами, обсуждать детали и вносить изменения, что улучшает понимание и согласование, сокращает время проектирования и повышает уровень удовлетворенности клиентов [1].

Дополненная реальность (AR) предоставляет в архитектуре целый ряд современных инноваций и креативных решений. Например, при помощи AR архитекторы могут создавать интерактивные модели зданий, которые клиенты могут исследовать с помощью смартфонов или AR-очков, получая детальную информацию о каждой части проекта. Это улучшает процесс визуализации и позволяет заказчикам лучше понимать конечный результат.

AR также применяется для виртуальных туров по архитектурным объектам, позволяя пользователям исследовать исторические и современные сооружения в реальном времени, получая информацию о их архитектурных особенностях и истории. Это содействует более глубокому культурному пониманию и образованию.

Более того, AR внедряется в процесс обучения архитекторов и студентов, предоставляя инструменты для визуализации и анализа проектов, а также возможности для коллаборации и обратной связи в режиме реального времени. Эти инновации подчеркивают важность AR в современной архитектурной практике, повышая уровень вовлеченности и качество работы в этой области.

Дополненная реальность (AR) сегодня включает в себя не только элементы виртуальной реальности (VR), но и расширенного виртуального опыта (XR), что представляет собой значительное развитие в области архитектурного проектирования. Используя XR, архитекторы и клиенты могут переживать проекты в полном объеме, взаимодействуя с ними в виртуальной среде, что дополняет и обогащает процесс визуализации и тестирования и приносит новый уровень реализма и понимания архитектурных концепций.

 

Приведем примеры применения AR в архитектурном проектировании

Описание конкретных проектов или компаний, которые успешно используют AR в архитектурных задачах. Среди примеров компаний, успешно использующих дополненную реальность (AR) в архитектурных задачах, можно выделим следующие:

  1. Magic Leap: Компания Magic Leap разработала AR-платформу, которая позволяет архитекторам и дизайнерам визуализировать и взаимодействовать с проектами в реальном времени. Их продукты позволяют создавать виртуальные модели зданий и исследовать их с использованием AR-очков.
  2. Morpholio: Эта компания предоставляет приложение под названием «Morpholio AR SketchWalk», которое позволяет пользователям создавать виртуальные прогулки по архитектурным проектам, добавляя элементы AR для более глубокого восприятия дизайна.
  3. Trimble: Trimble разработала AR-решения для архитекторов и строителей. Их продукты, такие как Trimble Connect, позволяют командам проектирования и стройки взаимодействовать с проектами на месте строительства с использованием AR-технологий.

Эти компании и продукты демонстрируют, как AR активно применяется в архитектурной сфере для улучшения процесса проектирования, визуализации и взаимодействия с клиентами [2].

Рассмотрим технические требования и технологические вызовы, связанные с AR-проектированием.

  1. Оборудование: AR-очки, смартфоны или планшеты, а также специализированное оборудование, которое может потребоваться для определенных задач.
  2. Программное обеспечение.
  3. Требования к графике и производительности.
  4. Взаимодействие с данными и облачными вычислениями.
  5. Безопасность и конфиденциальность.
  6. Совместимость и интероперабельность.
  7. Обучение и подготовка кадров [3].

Развитие дополненной реальности (AR) в архитектурном дизайне и строительстве представляет собой развивающийся путь к инновациям и усовершенствованию этой индустрии. В ближайшие годы AR станет неотъемлемой частью каждого этапа архитектурного процесса, преобразуя способы визуализации, тестирования и совместной работы.

Одной из будущих перспектив AR является расширение возможностей в области виртуальных туров и визуализации. AR-технологии будут использоваться для создания еще более реалистичных и интерактивных виртуальных экскурсий по архитектурным объектам, что улучшит культурное и образовательное восприятие.

С развитием AR возникнут и новые вызовы, включая вопросы безопасности данных и конфиденциальности, а также необходимость обучения и подготовки кадров для работы с этими технологиями.

Считаем необходимым выделить направления для дальнейших исследований и инноваций.

  1. Улучшение AR-технологий: исследование и разработка более продвинутых и эффективных AR-платформ и устройств для более реалистичной и удовлетворительной работы архитекторов и клиентов.
  2. Интеграция с искусственным интеллектом (ИИ): исследование возможностей интеграции AR с ИИ для автоматической аналитики данных, создания рекомендаций и оптимизации проектирования.
  3. анализ взаимодействия пользователя с AR: исследование психологических и поведенческих аспектов взаимодействия пользователей с AR-технологиями для оптимизации интерфейсов и создания более интуитивных приложений.
  4. Применение AR в устойчивом дизайне: исследование того, как AR может помочь в интеграции принципов устойчивого дизайна в архитектурные проекты, учитывая аспекты энергоэффективности и экологической устойчивости.
  5. Обучение и образование: разработка эффективных программ обучения и образовательных ресурсов, использующих AR для подготовки студентов и профессионалов в области архитектуры.
  6. совместная работа в распределенных командах: исследование методов и технологий для совместной работы архитекторов и клиентов в разных географических локациях с использованием AR.
  7. AR для реконструкции и реставрации: исследование возможности применения AR для точной реконструкции и реставрации исторических объектов и зданий.
  8. Большие данные и аналитика: разработка методов сбора, анализа и визуализации больших объемов данных, получаемых при использовании AR в архитектурных задачах [4-9].

Таким образом, выделим следующие ключевые моменты:

  1. Улучшение визуализации и восприятия: Дополненная реальность значительно улучшает визуализацию архитектурных проектов, позволяя клиентам буквально «оживить» будущие здания и мгновенно вносить изменения в дизайн. Это способствует более глубокому и точному восприятию проектов.
  2. Интерактивное тестирование и модификация: AR обеспечивает интерактивные возможности для тестирования и модификации дизайнов в реальном времени, что упрощает процесс согласования и удовлетворяет потребности клиентов.
  3. Совместная работа и коммуникация: AR способствует более эффективной совместной работе и коммуникации между архитекторами и клиентами, уменьшая время проектирования и повышая уровень вовлеченности заказчиков.
  4. Инновации и образование: дополненная реальность предоставляет новаторские инструменты для архитектурного исследования и образования, что способствует развитию профессиональных навыков и созиданию новых подходов в индустрии.
  5. Совмещение с другими технологиями: внедрение элементов виртуальной реальности (VR) и расширенного виртуального опыта (XR) в AR-проектирование открывает новые возможности для более глубокого взаимодействия с проектами.
  6. Технические вызовы и совместимость: осознание технических требований и вызовов, связанных с AR-проектированием, и важность обеспечения совместимости AR с другими инструментами и программным обеспечением.
  7. Будущие перспективы и исследования: важность дальнейших исследований и инноваций в области AR в архитектуре, включая анализ прогнозов и потенциальных направлений развития.

В целом, дополненная реальность представляет собой мощный инструмент, который улучшает практику архитектурного проектирования, способствует инновациям и улучшает взаимодействие между архитекторами и клиентами. Ее роль в архитектурной индустрии будет продолжать расти, открывая новые возможности и перспективы для будущего.

References

1. Alam S.S., Susmit S., Lin C.Y., Masukujjaman M., Ho Y.H. Factors Affecting Augmented Reality Adoption in the etail Industry. J. Open Innov. Technol. Mark. Complex. 2021, 7, 142. https://doi.org/10.3390/joitmc7020142.
2. Кольева Н.С., Даниелян А.С. Перспективы использование VR/AR технологий в металлургии // В сборнике: Цифровая трансформация общества и информационная безопасность. Материалы II Всероссийской научно-практической конференции. Отв. за выпуск А.Ю. Коковихин, отв. редактор М.А. Панов. Екатеринбург, 2023. С. 84-88
3. Lebedev N.A., Ushanova N.P. Augmented reality as a real and virtual interaction technology in the area of architecture // Innovation & Investment. 2022. № 4. С. 155-157.
4. Kopnova O. L., Aitymova A. M., Abildinova G. M. System analytics of data redundancy of corporate information systems using the theory of symmetry // Цифровые модели и решения. 2023. Т. 2, № 3. С. 51-60. DOI: 10.29141/2949-477X-2023-2-3-4. EDN: DPVJWP.
5. Михайлова Е.В. Влияние цифровизации экономики на социально-экономические аспекты развития общественно-торговых центров с многоуровневыми подземными структурам в крупных и крупнейших городах // Инновации и инвестиции. 2022. № 4. С. 120-124.
6. Мухин М.А., Сардарян А.А., Томова А.А. Применение современной AR-технологии в формировании городской среды // Образование и наука в России и за рубежом. 2019. № 1 (49). С. 31-37.
7. Балацкий, Е. В. Инструменты государственного управления: прогнозирование vs проектирование / Е. В. Балацкий, Н. А. Екимова // Управленец. – 2021. – Т. 12, № 1. – С. 18-31. – DOI 10.29141/2218-5003-2021-12-1-2. – EDN MHZZKJ.
8. Кислицын, Е. В. Информационно-технологический сектор России: трансформация конкурентной среды и оценка структурных сдвигов / Е. В. Кислицын // Journal of New Economy. – 2021. – Т. 22, № 2. – С. 66-87. – DOI 10.29141/2658-5081-2021-22-2-4. – EDN YQRYJP.
9. Савченко, Я. В. Оценка международного опыта и перспектив развития государственно-частного партнерства при реализации проектов и программ в сфере информационных технологий / Я. В. Савченко, Т. А. Нураев // e-FORUM. – 2021. – Т. 5, № 3(16). – С. 4. – EDN SFSPRO.