AEC でのリアルタイム 3D 技術の説明

建設設計・エンジニアリング・建設(AEC)企業がリアルタイム 3D を活用してビルを設計、作成、運用する方法をどのように変えているかをご覧ください。

制作、建造、マネタイズ

業界のリーダーがリアルタイム 3D 技術を使用する方法

リアルタイム 3D とは何かを説明する前に、他のユーザーがそれをビジネスにどのように適用しているかを示します。 

リアルタイム 3D 技術は、その有用性により、建築設計、エンジニアリング、建設、エネルギー、政府、医療、輸送など、さまざまな業界の数千の企業で活用されています。

リアルタイム 3D の相違点

リアルタイム 3D(RT3D)は、人間の知覚よりも速くインタラクティブコンテンツを生成するコンピューターグラフィックス技術です。この技術の仕組みの詳細については、こちらのページをご確認ください。  

インタラクティビティはリアルタイム 3D の中核です。たとえばモーションの認知は作成するもののオーディエンスには同じパッシブ体験を提供する動画とは異なり、リアルタイム 3D はユーザーが体験をコントロールできるようにしながら、本物のように感じられるデジタルリアルティに引き込むので、ビデオゲームとよく似ています。

リアルタイム 3D 体験は基本的に次の両方です:

  • 現実のデジタル表現が現実のアナログ体験の真正性に近づくため、没入感があります。
  • 体験と視点をユーザーが正確にコントロールできるため、インタラクティブです。

リアルタイム 3D 技術はさまざまな方法で活用できますが、これらの企業ではこの技術を主に、メタデータやセンサーなどのデータソースからの情報と組み合わせた、建物のデジタル表現を作成してデプロイするために使用しています。デジタルツインとも呼ばれるこれらの表現は、見た目と動作が物理製品と似ており、モバイルデバイス、コンピューター、拡張現実(AR)またはバーチャルリアリティ(VR)のヘッドセット、その他のプラットフォームで体験できます。

リアルタイム 3D 体験を確認する

リアルタイム 3D の全体像を把握したところで、Unity で制作された、このリアルタイム 3D ロンドンオフィスの中を歩いてみましょう。 

ロードが完了するまで数分かかる場合がありますが、待つだけの価値はあることをお約束します。その間、続きを読んで、しばらくしてから戻って確認できます。

中に入ったら、オフィス内を歩き回り、時刻を調整し、デザインのさまざまな側面を変更してください。

リアルタイム 3D のビジネスへの影響

AEC 関連企業は、生産性と効率性に関する課題に絶えず直面しています。建設業界では、不適切なワークフローや非効率による手戻りのコストが年間 4,500 億ドル発生しています。McKinsey & Company のレポートによれば、建設プロジェクトの 20% がスケジュール超過、80% が予算超過で実行されています。2020 年のパンデミック状況下で、これらの問題は深刻化しています。

リアルタイム 3D を使用している企業はこれらの課題の舵取りをよりうまく行うことができます。調査によると、リアルタイム 3D は以下のメリットを引き出します。

  • 設計とエンジニアリングの欠陥の早期捕捉と、プロジェクトをスケジュール通りに進めるための建設順序付けの使用によるコストの節約
  • 顧客に建物を VR でプレゼンテーションし、後に残る AR アプリケーションを作成することによるより多くのプロジェクトの獲得
  • 取引先間の連携とコミュニケーションを実現し、さまざまなソフトウェア(Revit、Navisworks、Rhino など)からのデータを 1 つのモデルにフェデレートすることによる市場投入までの時間の短縮

インタラクティブな VR および AR 体験を通じて作業者の生産性と安全性を高めることによる従業員定着率の向上

リアルタイム 3D の主なユースケース

リアルタイム 3D 技術の適用対象は、設計から建設前、現場、さらにその先まで多岐にわたります。2020 年 3 月に公開された、Unity の委託によって Forrester Consulting が実施した調査の結果によると、リアルタイム 3D を採用した AEC 関連企業は、建築ライフサイクル全体にわたって平均 5 つ以上のユースケースにこの技術を使用しています。

建築ライフサイクル全体での例をいくつか示します。

設計とエンジニアリング
一般的なユースケース:実体験型の設計レビュー、体験に基づく設計、設計ビジュアライゼーション、構造工学、プロジェクトの状態のレビュー、関係者からのフィードバックの収集など。

現実世界のリアルタイム 3D の例:SHoP Architects は、リアルタイム 3D 体験の作成を効率化し、大規模設計モデルの最適化にかかる時間を数日から数分に短縮しました。

建設計画とシミュレーション
一般的なユースケース:現場の調整、建設順序付け、クラッシュ検出、現場での 1:1 の AR、数量拾い、BIM 調整、現場でのガイダンス、QA/QC、ドキュメント作成など。

現実世界のリアルタイム 3D の例:Mortenson は病院の関係者が病院設計を VR でシミュレートできるように支援することで、患者ケアの効率化、スタッフの能率向上、コスト削減を実現しました。

トレーニングとオペレーション
一般的なユースケース:VR ベースの安全訓練、AR ベースのガイダンス、リモートメンテナンス、リアルタイムデジタルツイン、データビジュアライゼーションなど。

現実世界のリアルタイム 3D の例: Skanska は、Unity で制作した VR 体験を従業員のための標準安全訓練プログラムに導入することで、建設現場の安全性を高めました。

セールスとマーケティング
一般的なユースケース:仮想イベント、フォトリアリスティックなレンダリング、短編プロモーションビデオ、実体験型の不動産購入、混合現実(MR)の不動産体験など。

現実世界のリアルタイム 3D の例: SmartPixel は Maestria Condominiums のために、潜在的購入者が将来のタワーを探索できるようにするインタラクティブアプリケーションを作成しました。

ビジネス全体にリアルタイム 3D を拡張する価値

リアルタイム 3D は、ライフサイクル全体にわたる課題に対処し、建物の設計、作成、オペレーションがより適切に行われるようにします。Forrester Consulting の調査により、次のことがわかりました:

ほとんどの採用者は、ビジネスの複数の接点でリアルタイム 3D をすでに使用しています … [彼らは]さらに他の場所を探します … リアルタイム 3D を実装すると、よりインタラクティブなメディアがコラボレーションとコミュニケーションに提供されるため、これらのプロセスがよりシームレスに統合されます。

実際に、リアルタイム 3D を使用している企業の 90% は、それが部門間コラボレーションのサポートにとって有用であることを発見しています。それには理由があります:仮想環境にモデルが存在した後は、ビジネスのどのようなユースケースにも拡張できます。

これは、設計段階で使用される仮想モデルを建設チームでも使用して現場で 1:1 スケールの AR 体験を作成したり、オペレーションチームで使用してメンテナンス用に高忠実度のインタラクティブアプリケーションを作成したりできることを意味します。これらの相乗効果により、建築ライフサイクル全体をスピードアップし、建設プロジェクトのスケジュール超過とコスト超過の原因となる非効率性を改善できます。

 

リアルタイム 3D 体験を実現する

企業は、主要なリアルタイム 3D 開発プラットフォームである Unity などのソフトウェアを使用して、リアルタイム 3D のパワーを活用できます。(ビデオゲーム開発から生まれた技術であるため)ゲームエンジンと呼ばれることもあるこれらのプラットフォームは、インタラクティブデジタルコンテンツの作成と、モバイルデバイス、コンピューター、ヘッドマウントディスプレイなどのさまざまなプラットフォームで実行するためのデプロイの両方に堅牢な機能を提供します。 

リアルタイム 3D コンテンツがどのように作成され、消費されるかを詳しく見てみましょう。

リアルタイム 3D 体験の作成者

現在、リアルタイム 3D 体験の主な作成者は、技術的な経験があるソフトウェアエンジニアや AR/VR 開発者などです。その理由は、この技術に基づいて構築されるエンタープライズアプリケーションの大半には、カスタム開発とプログラミングの専門知識が必要だからです。(Unity は C# を使用しています。)

ただし、Unity やその他の企業はプログラマー以外でもリアルタイム 3D にアクセスできるようにしているため、リアルタイム 3D ユーザーのプールは拡大しており、カスタム開発のスケーリングが簡単になります。 

プログラマー以外にとってのリアルタイム 3D の障壁を下げている方法の一部を示します。

  • ビジュアルスクリプティング:Bolt などのノードベースのビジュアルインターフェースにより、技術的な知識のないユーザーがコードを記述することなくアプリケーションのロジックを制作できます。
  • 製品イノベーション:Unity Reflect などの新製品は、3D モデルをリアルタイム環境に取り込むプロセスを数クリックに圧縮します。
  • すぐに使用できるソリューション:没入型のインタラクティブ体験に対する需要が増えたため、多くの独立系ソフトウェアベンダーは、この技術を活用して、コーディングとスクリプティングの必要性を排除する一方で特定のユースケース用のソリューションを構築します。 たとえば、Interact は、高度な VR アプリケーションを CAD モデルから簡単に作成できるようにする強力なプラットフォームです。

サービス配信:プログラマー以外にも適応し、そのような人たちの作業方法に適合するカスタムソリューションを作成できます。たとえば、Unity のようなプラットフォームの拡張性により、企業は Unity のユーザーインターフェースを調整して、デザイナーやマーケターなどの技術的知識のないユーザーがコードを記述しなくてもリアルタイム 3D のパワーを活用できるようにします。

リアルタイム 3D 体験の作成方法

一般的なリアルタイム 3D AEC ワークフローは、既存のコンテンツを取り込むことから開始します。インポートされた 3D ジオメトリとメタデータは、次のような多くの形式をとることができますが、これらに限定されるものではありません:

  • AutoCAD、Alias、VRED、CATIA、Creo、Siemens PLM Software などのアプリケーションからのコンピューター支援設計(CAD)モデル
  • Autodesk 3ds Max、Rhino、SketchUp、Blender などの 3D モデリングおよびビジュアライゼーションアプリケーションからのメッシュ
  • 点群、フォトグラメトリ、LiDAR スキャンから製品や場所を実際にキャプチャしたデータ
  • Autodesk Revit や Navisworks などのプログラムからのビルディングインフォメーションモデリング(BIM)データ
  • Autodesk Revit などの BIM ソフトウェアからのマテリアル

さまざまなプラットフォームにデプロイする際に最高のパフォーマンスとビジュアルクオリティを実現するために、通常はリアルタイム 3D コンテンツを最適化する必要があります。最適化プロセスにより、複雑なモデルはリアルタイム開発と互換性のある軽量表現になり、スマートフォンや VR ヘッドセットのようなデバイス上でインタラクティビティを適切にサポートできます。企業はリアルタイム消費のためのデータを自動的に準備する Unity Reflect などのワンクリックツールを使用したり、Pixyz などの専用ツールを使用してそのプロセスを完全に制御したりできます。

リアルタイム 3D のアセットを準備したら、開発を開始できます。ユーザーは、Unity のアセットストアにある 3D モデル、オブジェクト、環境(バーチャルワールド)などを使用してシーンの制作を加速できます。Unity により、ユーザーはアニメーション、オーディオとビデオ、シネマティクス、環境、ライティング、ユーザーインターフェース、ビジュアルエフェクトなどのコンポーネントをすばやく反復し、調整できます。開発の任意の時点で、ユーザーは作業のリアルタイムプレビューを参照できます。ビジュアライゼーションは瞬時に可能なので、結果がレンダリングされるのを待つ必要はありません。

複雑なエンタープライズアプリケーションの場合、Unity は以下を使用してもっと多くのことを行える柔軟性も提供します:

  • 人工知能(AI):Unity は、充実した機械学習(ML)ツールのセットと、複数の AI および ML フレームワークと統合する機能を提供します。これは特に、シミュレートされた環境を使用してインテリジェントシステムをトレーニングおよび検証する場合に役立ちます。
  • システムエンジニアリング:別の Unity 公認ソリューションパートナーのアプリケーションである Prespective は、Unity をプログラマブルロジックコントローラーやコントロールシステムのソフトウェアエミュレーションなどの外部コントロールシステム、およびファンクショナルモックアップユニット(FMU)や MATLAB などの外部計算モデルに接続する強力なシステムエンジニアリングフレームワークを提供しています。

エンタープライズ統合:Unity の強力なアプリケーションプログラミングインターフェース(API)、組み込みネットワーキング機能、およびサードパーティネットワークスタックとの統合により、アプリケーションを拡張してリモートコラボレーション、デジタルツインのためのモノのインターネット(IoT)システムとの統合、または想像できるほぼすべてのネットワーク化アプリケーションをサポートする堅牢で信頼性の高い方法が提供されます。

 

リアルタイム 3D 体験の共有方法

消費の手段としてのリアルタイム 3D の価値は、その現実との類似性にあります。私たちの世界は 3 次元なので、3D で移動、思考、体験します。画像やビデオなどの静的な体験に比べて、仮想環境が複製する拡張された空間的プレゼンスは、問題解決の強化知識保持の向上より高いレベルのエンゲージメントと理解などの多くの利点をもたらします。

Unity は、ユーザーがウェブブラウザー、AR、完全に没入できる VR 体験などを通じてリアルタイムでモバイルデバイス上の「ライブ」アプリケーション(ランタイムアプリケーションとも呼ばれる)とやり取りできるように充実したインタラクションモデルセットを提供します。リアルタイム 3D は、モバイルアプリや e コマースページなどの既存のプロパティに埋め込むこともできます。 

リアルタイム 3D コンテンツのコンシューマーは、VR ヘッドセットからプロジェクトの安全性を向上するための訓練プログラムを受ける現場作業者などの内部関係者や、建築前に不動産開発を探索するあらゆる場所からの潜在的購入者などの外部オーディエンスです。これにより、リアルタイムの設計レビューを実施する建築家などの個人的体験、または、建設が始まる前に設計の欠陥を発見することによって変更指示、建設期間、コストを削減する設計および建設チームなどの共有体験が可能になります。

リアルタイム 3D の詳細

当社のソリューションを確認し、Unity の委託によって Forrester Consulting が実施した調査の結果を読むことで、リアルタイム 3D 技術の詳細をご確認ください。

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