面向未来的建筑可视化技术

　　建筑可视化就是借助数字图像技术，将设计理念通过逼真的视觉效果呈现出来，从而达到身临其境的感受。下图是通过光辉城市的建筑MR设计工具Mars实时渲染达到的效果。

　　随着科技的进步与发展，建筑的设计与表达也在逐步演进。传统建筑表达依赖于效果图、动画、沙盘等，成本高，制作周期长。借助实时渲染技术，可以在建筑设计全周期提升效率，优化设计流程，节省开支，此外提供革新的MR设计和表达方式。

　　建筑设计师通过常用工具如SketchUp建模，通过Mars打开模型，即可进行所见即所得的编辑。

材质编辑

　　支持输出传统表达方式，如高精度效果图和CG动画。

　　实际上，为了贴合用户的应用场景和使用习惯，在传统表达方式上，我们花了非常多的精力进行体验的优化，效果的提升，以及性能改进。这是因为建筑是一个相对传统的行业，如果提供的创新产品需要以改变用户多年的使用习惯为代价，那么用户对改变习惯的抵触有可能就会抵消对新产品的兴趣。

　　而提供的全新输出方式，如全景图、全景视频、3D立体漫游、3D视频、3D全景视频等，可以将表达方式多样化，提升表达能力。同时利用MR技术，可以进行沉浸式设计。

沉浸编辑

　　在沉浸式场景中，可以感受真实尺度，体验光影变化。这项技术，不仅仅是提供了一种革新式的表达手段，在建筑设计过程当中，对设计方案的推敲，以及建筑教学过程当中，都能起到意想不到的作用。

沉浸光影

　　微软混合现实平台，提供了两类设备。

微软混合现实光谱图

　　全息设备（如HoloLens）的特点在于将数字内容放置于现实世界中，更适合用于与现实世界交互的应用。沉浸式设备（如Windows混合现实设备）的特点在于隐藏现实世界，用数字体验替代，可提供更佳的沉浸感和代入感。

　　Windows MR混合现实设备，配合蓝牙无线手柄，采用Inside-out追踪技术，无需额外的定位硬件，即插即用。同时分辨率为单眼1440 * 1440（综合2880 * 1440），相对于其他VR设备的单眼1080 * 1200，看似分辨率数值提升不明显，但是实际体验下，纱窗效应能得到明显改善。FOV为95度，低于其他VR设备的110度，实际体验时只要不刻意看向边缘，不会影响体验。

微软第三方MR设备

　　接下来针对混合现实平台沉浸式头盔，分享一些实际开发经验。

　　MR设备接入后首先会进入微软混合现实门户，在这个虚拟场景中，可以放置各个应用的启动界面，在场景中漫游体验。作为混合现实平台的开发者，需要尽量和门户的交互操作保持一致，这样可以有效减少学习成本，保持平台交互的一致性。

　　MR设备配套的手柄也与市面上其他手柄略有差异。如下图所示，正面有一个圆形触摸板，门户中用于调节地平。旁边还有一个摇杆，门户中用于瞬移。中间是菜单按钮，用于呼出菜单。下方为Windows按键，用于返回混合现实门户。侧握按键用于组合功能。扳机键用于确定和其他拾取等交互操作。

运动控制器

沉浸式应用开发中的晕动症

　　沉浸式应用的开发，不可避免要考虑的一点就是晕动症。晕动症类似于模拟器综合症和晕船，是由于视觉系统和前庭系统不协调引起的，从而导致身体不适，如眩晕，呕吐等。晕动症的敏感性也因人而异。而一旦产生晕动症，再好的产品也无法给用户带来完美的体验，为了避免引发用户不适，开发时有几点需要注意：

　　一、 保持高刷新率。高刷新率可有效防止操作过程中的视觉延缓。目前主流头盔的刷新率在60-90FPS。对于产品设计而言，保持在60FPS左右，就可以呈现非常好的效果；如果用户在使用过程中不做出快速扭转头部的动作，也不进行快速运动，保持在40FPS以上，也能够正常体验；但是如果刷新率低于40FPS，可能就会让用户明显感到不适。

　　二、注意运动。尽量避免运动，以及相机移动；如果需要设计运动，推荐采用瞬间移动的方法，保持平缓移动，以及向前的移动，尽量不要进行镜头旋转或侧移。对于晕动症重度用户，也不推荐采用操纵杆进行移动控制。

　　三、保持地平线水平。在混合现实建模中需要保持地面线水平，避免倾斜。

沉浸感和交互体验设计

　　交互方式设计

　　首先需要采用自然的交互方式。最理想的方式是不借助工具，符合本能的方式，避免打破沉浸感，如HoloLens支持三大交互：视线，手势和语音。

　　另外也可与主流门户保持一致。沉浸式设备支持视线、语音和手柄。目前应用商店中的MR应用，部分是移植过来的，有些采用纯视线，有些采用视线聚焦加扳机确认，目前推荐采用和混合现实门户一致的交互方式，即手柄射线配合扳机确认方式。

　　立体声效设计

　　由于左耳和右耳在空间中的位置不同，所以当空间某处发出声音后，经过双耳的通路是不一样的，合理利用混合现实平台立体声效实时模拟真实的声音，可以提升用户的沉浸感。

　　界面和文字设计

　　沉浸式数字虚拟环境中，交互界面的设计可以有更大的想象空间，并且充分利用空间脱离二维交互的方式会有更好的效果。需要注意的是，界面和场景中文字的设计需要考虑到纱窗效应的影响。文字应足够大，距离合适，边缘清晰。

　　尺度设计考虑

　　如果在完全拟真环境中，人对环境的尺度非常敏感，高度及地平线等的细微偏差都会带来不适。但也可以利用尺度来进行多种创意设计，比如巨人视角或微缩视角，带来不同的新奇有趣体验。

写在最后

　　微软混合现实技术作为一项创新技术，和建筑行业的融合才刚刚开始。借助混合现实技术在空间尺度模拟、实时交互性等方面所具有的优势，可以逐步深入到建筑设计全生命周期，我们也会持续在领域内进行探索。

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