Hintergrund

Der Entwurf und Pläne von Gebäuden werden heutzutage digital erstellt. Das sogenannte "Building Information Modeling" (BIM) umfasst Methoden zur Erstellung und Verwaltung digitaler Darstellungen für Bauprojekte. Dazu werden physikalische und funktionale Eigenschaften von Konstruktionsvorhaben bzw. Gebäuden innerhalb dieser Projekte erfasst.  Um diese Architektur-, Gebäude- und Konstruktionsdaten digital zu beschreiben, zu speichern und auszutauschen wird der offene IFC (Industry Foundation Classes) Standard verwendet. Eine IFC-Datei kann logische Strukturen für Gebäude enthalten (z.B. „Fenster“ - „Freiraum“ - „Wand“ - „Stockwerk“ - „Gebäude“), Attribute für jedes Bauelement, sowie die gesamte 3D-Geometrie für die Bauelemente. 

Ziel des Projekts

Das Importieren und Verwenden von digitalen geometrischen Informationen zusammen mit zusätzlichen Attributen und Metadaten aus IFC-Dateien kann für VR (Virtual Reality)-Anwendungen viele Vorteile bieten. Dies gilt speziell auch im Vergleich mit der Verwendung herkömmlicher 3D Formate im Baubereich, die keinerlei Informationen über ihre physischen Repräsentationen bieten.
Der Hauptzweck des Projekts bestand darin, Werkzeuge zu entwickeln, mit der IFC-3D-Modelle in eine gebrauchsfertige VR Umgebung importiert werden können - bei gleichzeitiger Extrahierung und Bereitstellung der Metadaten (z. B. zusätzliche Informationen zum Erstellen beim Betrachten einzelner Bauelemente, kontextbasierte Interaktionen und Verhaltensweisen, abhängig von der Art und den Eigenschaften der Gebäudeelemente).

Vorgehensweise

Im ersten Schritt wurde ein Toolset entwickelt, das direkt in Entwicklungsumgebung „Unity“ integriert wurde und von dort verwendet werden kann. Benutzer*innen können eine IFC-Datei auswählen und importieren. Die Datei wird dabei in ein offenes 3D-Modellformat (FBX) konvertiert. Jedes einzelne Gebäudeteil bleibt als separates Teil erhalten. Außerdem werden die verfügbaren Metadaten jedes Elements gelesen und mit den in Unity importierten 3D-Modellen verknüpft. Schließlich wird eine voll nutzbare VR Umgebung bereitgestellt, in der die importierten Modelle betrachtet werden können.

Im zweiten Schritt wurden mehrere automatisch verbundene Werkzeuge und Mechanismen für die VR-Umgebung bereitgestellt. Diese sind kontextbasiert,  das bedeutet, dass alle Werkzeuge und Mechanismen direkt mit den jeweiligen unterstützten Bauelementen verknüpft werden. Zum Beispiel werden importierte 3D-Modelle, die anhand ihrer Metadaten als Wand erkannt werden, automatisch zu einem Kollisionsobjekt innerhalb der VR-Umgebung. Benutzer*innen können also nicht durch die importierten Wände gehen, während als solche erkannte Türen die Nutzer*innen direkt die dahinterliegenden Räume betreten lassen. Wände und Böden bieten spezielle Kontextmenüs in denen man Texturen oder Beschaffenheit (z. B. Teppichböden oder Ziegelwände) ändern kann.