Bessere Gebäudeentwürfe und niedrigere Kosten mit Unity

So setzt Mortenson interaktive VR-Erfahrung für Kunden im Baubereich ein.

Mortenson: Eine Fallstudie zu Unity für Architektur, Ingenieurwesen und Bau

Wie reduziert man die Kosten und das enorme Risiko von Bauprojekten? Mortenson hat einen Weg gefunden: Durch die perfekte Simulation neuer Gebäudedesigns – und die Demonstration anderer Technologie – in einer interaktiven 3D-Umgebung können Kunden ihre Projekte schon vor Arbeitsbeginn im virtuellen Raum umfassend visualisieren und mit ihnen interagieren. Daraus ergeben sich Vorteile wie verbesserte Designs, schnellere Iterationen, höhere Qualität und niedrigere Kosten.

Das Projekt

Interaktive VR verbessert Gebäudedesign und -errichtung für Hotels, Universitäten und Bauträger

Das Ziel

Kunden dabei helfen, neue Entwürfe zu erleben, gemeinsam daran zu arbeiten und Iterationen zu liefern  

 

Plattformen

VR: HTC Vive, Oculus Rift, Oculus Go, HoloLens

360-Grad-Video

Teammitglieder

4

Standort

Seattle und Minneapolis, USA

Interactive VR and 360 video for better customer experiences

Mortenson ist ein in den USA ansässiges Bauunternehmen und zählt zu den 20 größten Anbietern für Bau-, Entwicklungs- und Konstruktionsdienstleistungen für Energie- und Bauprojekte. Das Privatunternehmen hat Niederlassungen überall in den USA. Die Expertise des Unternehmens ist extrem gefragt für den Bau kommerzieller Gebäudekomplexe, Sportanlagen, Gesundheitseinrichtungen, erneuerbarer Energiequellen, bei virtueller Gestaltung und Konstruktion, Sicherheit und vielem mehr.

Vor einigen Jahren erkannte Mortenson den Vorteil der Integration von Visualisierungstechnologien in Entwicklungs- und Kundenrückmeldungsprozesse und setzte daher ein spezielles Virtual-Insights-Team ein. Seitdem erwarb das Unternehmen umfangreiche Kompetenzen in der Verwendung von Unity zur Bereitstellung interaktiver Anwendungen für Virtual Reality und 360°-Videos für vielfältige Kundenanforderungen, darunter die Auswertung von Gebäudeentwürfen und Vertriebs- und Werbeinitiativen.

Zu ihren Kunden für das VR-Programm gehören große Marken und Organisationen wie die Stonebridge Marriott Hotels, Bucknell University, Pennsylvania State University, Kaiser Permanente und das University of Washington Medical Center.  

 

Die Ergebnisse:

  • Kunden und Entwicklungsteams können gemeinsam in Echtzeit an 3D-Entwurfsbewertungen arbeiten.
  • Die Iterationsgeschwindigkeit von Entwürfen wird durch miteinander verbundene, interaktive und maßstabsgetreue Erlebnisse gesteigert. 
  • Die Kosten für Kunden werden bei großen Projekten erheblich gesenkt, indem Entwurfsprobleme bereits vor der Bauphase identifiziert werden. 
  • Kunden können ihre Visionen Projektbeteiligten oder angehenden Studenten vermitteln und Mittel von Geldgebern einwerben. 
  • Mortenson kann die Visualisierung unkompliziert auf mehr als 25 VR- und/oder 360-Grad-Videogeräte und -plattformen übertragen.
Mortenson saw the potential for 3D and VR innovation

Mortenson erkannte die Möglichkeiten für Innovationen in 3D und VR

Vor einigen Jahren erkannten Will Adams und Marc Kinsman, Entwickler für neue Technologien bei Mortenson in Seattle, die künftigen Vorteile von VR und 360-Grad-Videos für Kundenprojekte. Das erste Oculus-Headset feierte gerade seine Markteinführung und Adams ergriff sofort die sich eröffnenden Möglichkeiten ein, da er von der Unterstützung der Plattform durch Unity wusste.

„Während meines Studiums habe ich die Differenz in der Raumkognition zwischen der monitorbasierten und der immersiven Arbeit an digitalen Umgebungen untersucht. Das hat mich dann bei Mortenson auf den Gedanken gebracht, die Möglichkeiten der Simulation von Gebäuden in VR für unsere Projektteams zu prüfen“, erklärt Adams. „Damals hatte ich nur sehr wenig Erfahrung damit, aber ich wusste, dass es sich lohnen würde, Zeit in das Erlernen dieser Fertigkeiten zu investieren.“ Adams’ Kollege Mark Kinsman war auch sofort mit dabei, „weil Unity über eine große und hilfsbereite Entwicklergemeinschaft verfügt, wodurch wir die nötigen Kenntnisse und Verfahren einfach erlernen konnten.“

Taylor Cupp, Technologe für Projektlösungen, ist in der AEC-Branche für seine führende VR-Expertise bekannt und erinnert sich noch gut an die Geburt der VR-Lösungen bei Mortenson. „Ich habe zusammen mit Will an seinem Forschungsprojekt an der University of Minnesota gearbeitet“, sagt Cupp. „Ich erkannte den potenziellen Wert, den das Angebot von Echtzeitlösungen für Mortenson-Kunden haben konnte. Will, Marc und Colin Sandeman [ein weiterer Entwickler für neue Technologien] haben es geschafft, im Handumdrehen neue Fertigkeiten aus dem Videospielbereich zu erwerben, und können sie nun schon jahrelang erfolgreich in unserer Branche anwenden.“

In der Lernphase beschränkten sich die 3D-Umgebungen von Adams, Kinsman und ihrem Virtual-Insights-Team nur auf kleine, grundlegende Bereiche. „Als wir anfingen, konzentrierten wir uns nur auf einfache virtuelle Projekte, in denen unsere Kunden umherlaufen konnten. Im Laufe der vergangenen Jahr haben wir erkannt, wie wichtig der Einsatz interaktiver Elemente in diesen Umgebungen für das Nutzerverhalten ist.“

Grundsteinlegung mit Unity

Bei jedem VR-Projekt nutzt das Virtual-Insights-Team von Mortenson Modelle verschiedenster Entwurfssoftware wie Rhino oder 3ds Max für Geometrie und Mapping und macht sich ihre rechnerischen Design-Tools wie Grasshopper zunutze. Das Team schreibt einen Großteil des Interaktionscodes selbst, nutzt aber auch viele Tools aus dem Asset Store, wie beispielsweise Photon. Intern arbeitet das Team eng zusammen und ist direkt über Unity untereinander verbunden. So kann es den Projektverlauf beschleunigen und Probleme schneller beheben. Die Vernetzung ermöglicht zudem die direkte Zusammenarbeit mit Kunden aus den USA und Europa in Echtzeit und in den individuellen VR-Umgebungen.

Jedes Projekt umfasst eine Vielzahl von Lieferergebnissen für Kunden, weshalb das Team die umfangreichen Unity-Funktionen, zum Beispiel die C#-API, sehr schätzt. „Wir können so ziemlich alles mit der API bewerkstelligen. Dank ihr können wir zuversichtlich Vorschläge akzeptieren, auch wenn Kunden Dinge verlangen, die wir noch nie zuvor erstellt haben, denn die API unterstützt uns einfach dabei, ansprechende Ergebnisse zu liefern“, sagt Adams.

Wenn der Abgabetag für ein Projekt näher rückt, ist Kinsman immer wieder begeistert davon, wie einfach die Übertragung auf mehrere Plattformen ist: „Wir springen zwischen Oculus Rift und Oculus Go, der HTC Vive und HoloLens hin und her, ganz einfach. Wir haben sogar schon Projekte für Mobilgeräte abgeliefert. Mit Unity als Grundlage für unsere Projekte haben wir immer die passende Hardware für ein Projekt zur Hand, was uns die Arbeit enorm erleichtert. Von ein und derselben Entwicklungsplattform können wir immer das passende Ergebnis für die individuellen Projektanforderungen liefern. Wir müssen keine neuen Verfahren lernen oder unzählige verschiedene Hardware- und Plattformanforderungen von Kunden berücksichtigen.“ 

Mit jedem neuen Projekt nutzt das Team typischerweise die aktuellste Unity-Version. Als Teil ihrer fortlaufenden Forschungs- und Entwicklungsarbeit wird regelmäßig auf die neuesten Versionen aktualisiert, um neue Funktionen wirksam einsetzen zu können, wie zum Beispiel dieScriptable-Render-Pipeline (SRP).

Clients reach new heights with VR and 360 video

Kunden stoßen mit VR und 360-Grad-Videos in neue Dimensionen vor

Dank der bis zu 20 Projekte, die das Mortenson-Team pro Jahr mit Unity durchführt, hat es im Laufe der Jahre eine ganze Menge an Erfahrung in den Bereichen VR und 360-Grad-Videos gesammelt, die es gewinnbringend für hochkarätige Kunden einsetzen kann. Zu diesen Kunden gehören einige der größten Projektentwickler, Hotelketten und Universitäten in den USA. „Im Allgemeinen gibt es zwei Anwendungsbereiche interaktiver 3D-Anwendungen für diese Kunden“, erklärt Adams. „Entweder geht es um maßstabsgerechte Bewertungen von Gebäudeentwürfen oder um Vertriebs- und Marketinginitiativen. Alle zielen auf eine Verbesserung des Designs, auf schnellere Iterationen, höhere Qualität und geringere Kosten ab.“ 

Zum Beispiel gehören zu einigen von Mortensons Projekten in diesem Bereich immersive VR-Simulationen und 360-Grad-Videos eines neuen innerstädtischen Marriott-Hotels sowie einer Freizeitetage im Obergeschoss und eines kompletten Apartmentblocks in Seattle für AMLI, einem Projektentwickler für Luxuswohnungen überall in den USA.

Dank des gezielten Einsatzes von Unity konnte das Virtual-Insights-Team all diese Projekte mit voll ausgereiften, interaktiven Erfahrungen bereichern, die es Projektbeteiligten ermöglichten, an den Entwürfen dieser neuen Räume mitzuwirken, lange bevor etwas physisch gebaut wurde. „Die Projektbeteiligten auf Kundenseite begeben sich gern in eine maßstabsgetreue, vorläufige Version ihres neuen Gebäudes oder ihres neuen Innenraums. Wenn sie erst einmal in der virtuellen Umgebung sind, können sie sich gut auf das Design einlassen. Es ist eine wirklich tolle Erfahrung, wenn ihre Teams gemeinsam in Echtzeit zusammenarbeiten und mit den verschiedenen Elementen interagieren“, sagt Adams. Einige Videobeispiele zu diesem besonderen Anwendungsfall finden Sie hier:

Neuer Korridor in einem innerstädtischen Hotel

Freizeitetage im Obergeschoss eines Luxusapartments

Was Universitäten betrifft, wollten Mortensons Kunden einerseits Verwaltung und Fakultäten neue Entwürfe vorlegen und sie andererseits auch vorführen, um potenzielle Geldgeber und Studenten zu gewinnen. Sie gestalteten zum Beispiel immersive Erfahrungen für eine Kletterwand, die das Herzstück des Athletikzentrums der Pennsylvania State University darstellt, sowie die Haupthalle und das Außengelände des neuen akademischen Flügels der Bucknell University.  

Im VR-Raum konzentrieren sich die Diskussionen der Kunden typischerweise auf Raumdimensionen, Ästhetik, funktionelle Systeme und die Effizienz von Arbeitsabläufen. „Schon lange bevor eine physische Nachbildung gebaut ist oder Materialien bestellt sind, erhält dank der mit Unity erstellten VR-Erfahrung jeder die Möglichkeit, den Entwurf zu diskutieren und zu verbessern“, erklärt Adams. Und bei größeren Projekten kann es sein, dass das Team zahlreiche Versionen durchlaufen muss, um die Überlegungen oder Bedenken aller Beteiligten zu berücksichtigen. „Wenn jeder sich in einer VR-Umgebung aufhält, sind Entscheidungen schneller getroffen und Unklarheiten im Hinblick auf das Erscheinungsbild der Räume schnell beseitigt.“ Hier erhalten Sie einen Einblick in einige dieser Beispiele:

Kletterwand und Sportbereich innerhalb der Pennsylvania State University

Neuer akademischer Flügel der Bucknell University

Many concrete benefits flow from virtual projects

Virtuelle Projekte generieren zahlreiche konkrete Vorteile

Hinsichtlich der Bewertung von Gebäudeentwürfen lieferte das Virtual-Insights-Team von Mortenson einen erheblichen Mehrwert für Kunden. Die interaktiven VR-Umgebungen bedeuteten enorme Kosteneinsparungen, da größere Mängel und nachträgliches Frustrationspotenzial beseitigt werden konnten, schon lange bevor Bagger oder Kräne zum Einsatz kamen. 

Die Kunden an der Bucknell University konnten zum Beispiel einen Punkt am Entwurf identifizieren, der ihnen Bedenken bereitete und der in der Bauphase des Projektes nur mit extremem Kostenaufwand hätte behoben werden können. Da die virtuelle Umgebung genau nach Spezifikationen erstellt worden war, bemerkte man bei einem VR-Rundgang, dass der neue Korridor wegen einer Säule zu eng wirkte. Da dieses Problem schon in der virtuellen Umgebung entdeckt wurde, konnte man mehr als 500.000 $ einsparen. Ken Ogawa, stellvertretender Vizepräsident für Räumlichkeiten und Nachhaltigkeit, hatte Folgendes über das VR-Projekt von Mortenson zu sagen: „Der Aufwand macht sich allein schon deshalb um mindestens das Zehnfache bezahlt, weil wir Probleme finden und vermeiden konnten.“

Bei einem anderen Projekt arbeitete Heather Mann, leitende Senior-Innenarchitektin von Design Force, zusammen mit dem Virtual-Insights-Team am Stonebridge-Marriott-Projekt: „Wir konnten unseren Schätzungen nach etwa 45.000 $ für eine physische Nachbildung einsparen. Außerdem hatten wir dank des VR-Ansatzes die Möglichkeit, Iterationen der Entwurfsänderungen vorzunehmen, Entwurfslücken aufzudecken und zu beheben sowie den Projektbeteiligten die Auswirkungen ihrer Entscheidungen deutlich zu machen.“

Schlussendlich rechnet Laird Veatch, der leitende, stellvertretende Sportdirektor der Kansas State University, es dem VR-Bewertungsprozess dankend an, dass 375.000 $ für neue Schließfächer in ihrer Sportanlage gespart werden konnten. „Dank der VR-Erfahrung haben wir einen wirklichkeitsgerechten Einblick in Raumtiefe und Raumatmosphäre erhalten, der mit anderen Darstellungen nicht möglich gewesen wäre … Dadurch hatten wir die Gelegenheit, jede Komponente des Projekts genau unter die Lupe zu nehmen, damit das Budget eingehalten und hohe Qualität gewährleistet wird.“

Aufgrund dieser konkreten Vorteile auf Kundenseite ist es nicht verwunderlich, dass sich Mortenson für Unity als bevorzugte Plattform zur Erstellung großartiger Ergebnisse und Ermöglichung wichtiger designspezifischer Entscheidungen für seine Kunden in den Brachen Universität, Hotel und Bauunternehmungen entschieden hat: Die Flexibilität von Unity, die breite Plattformunterstützung und das umfangreiche Ökosystem – wie beispielsweise die hilfsbereite Unity-Gemeinschaft und der Asset Store – sind unschlagbare Argumente für Unity.

„Bei dem Stonebridge-Marriott-Projekt hat unsere mit Unity erstellte VR-Simulation dem Kunden allein bei der physischen Nachbildung 45.000 $ gespart. Gleichzeitig hatte der Kunde viel Spielraum für mehrere Projektiterationen, durch die Lücken im Entwurf schnell entdeckt und geschlossen werden konnten.“

Marc Kinsman, Emerging Technology Developer, Mortenson

„Wir haben das Projekt der Bucknell University genau nach Designspezifikationen in Unity nachgebaut. Als sich der Kunde im neuen virtuellen Raum umsah, stellte man fest, dass die Korridore zu eng wirkten. Bei genauer Überprüfung merkte man, dass eine Säule im Hauptkorridor die Ursache dafür war. Im virtuellen Raum ist so ein Mangel leicht zu finden und zu beheben, in der Bauphase hätte die Beseitigung jedoch mehr als 500.000 $ gekostet. Unitys großartige Funktionen und Darstellungsqualität haben das Projekt gerettet.“

Will Adams, Emerging Technology Developer, Mortenson

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