如今，AR越來越多地被應用在基礎設施的設計、施工和運維中。在水利水電設計領域，AR技術的應用前景非常樂觀。

　　AR技術將在BIM領域大有作為

　　AR一般指的是將計算機產生的虛擬信息或物體疊加到真實場景中，從而產生出一個虛實結合的混合世界的技術。用戶通過HMD（頭戴式增強設備）、視覺眼鏡和手持式監(jiān)測設備等從混合世界中得到更多關于現實世界的信息。AR起源于VR（虛擬現實），它提供了一種半浸入式的環(huán)境，強調真實場景和虛擬世界圖像和時間之間的準確對應關系。由于AR技術大大提升了人類的感官體驗，已經開始影響人們的日常生活，其應用日漸成熟與多樣。

　　隨著建筑、工程建設和設備管理行業(yè)逐漸朝著基于BIM的數字化信息管理的方向發(fā)展，需要有更為直觀的視覺化平臺來有效地使用這些信息。AR這種將相應的數字信息植入到虛擬現實世界界面的技術，將有力地填補這一可視化管理平臺的缺失。例如，原來工程管理人員試圖模擬特定的建造過程并獲得反饋，但是實際狀況是他們只能夠實現在虛擬環(huán)境中建造過程的可視化，卻無法從現實中得到有效的反饋；而AR技術可以將虛擬的3D模型疊加在實時的視頻錄像中，提高界面可視化效果，從而增強用戶對建筑的理解，幫助工程管理者做出更快速、準確的反應。

　　由于采用AR技術成本較為低廉和應用范圍廣泛，預計在未來十年內，移動AR技術將會對建筑、工程、建設和運營產業(yè)（AECO）產生巨大影響。

　　在水利水電勘察設計領域，三維協同設計穩(wěn)步發(fā)展，可能會在不遠的將來取代傳統(tǒng)的二維設計，AR技術在設計領域的應用為水利水電三維模型的應用提供了更好的展示手段，使得三維模型與二維的設計、施工圖紙能更加緊密地結合起來。AR技術在勘察設計領域中可以有效地應用于實時方案比較、設計元素編輯、三維空間綜合信息整合、輔助決策和設計方案多方參與等方面。值得一提的是，在復雜形狀的計算機視覺識別領域，國內外的相關研究者取得了可喜的成果。Wikitude公司開發(fā)的Wikitude SDK就是典型的案例。

　　將二維圖紙和三維模型無縫對接

　　可視化設計是設計師之間共享設計理念、進行協同設計的關鍵。一個更加直觀的可視化平臺對于如今需要有效地處理數字信息的建筑設計產業(yè)來說更是必不可少的。

　　　而通過AR技術，將二維圖紙與三維BIM模型無縫對接，充分發(fā)揮三維協同設計的優(yōu)勢，為BIM模型數據的應用開辟了一條全新的捷徑，BIM模型中的大量建設信息得以更充分地展示。

　　應用AR+BIM技術與二維圖紙相結合的方式進行交流和決策更加高效；在施工現場，原來從平面圖紙?zhí)崛∈┕祿?，需要專業(yè)化素養(yǎng)非常高的現場人員來完成，而且容易出現誤讀等情況，通過AR技術加載虛擬的施工內容，可以減少由于對圖紙的誤讀和信息傳遞失真所造成的巨大損失，減少施工人員反復讀圖、識圖所耗費的時間。

　　AECOsim與Vuforia結合的實際效果

　　根據實際工程，通過Bentley系列軟件（如AECOsim Building Designer）進行三維協同設計，構建三維模型，在程序實現時可調用這些模型，直接在真實場景中進行加載。

　　采用AECOsim Building Designer進行建模，所采用的模型材質也均為AECOsim Building Designer自帶材質，未做任何修改。

　　基于二維設計圖紙制作了兩個標志模板，在其上面分別疊加了水電廠房、重力壩，通過測試，系統(tǒng)可以準確地對二維圖紙進行識別，并將三維虛擬模型疊加在真實二維圖紙上，步驟如下：

　　第一步，在PC中搭建Java開發(fā)環(huán)境和Android模擬器SDK；

　　第二步，安裝Unity3D軟件，設置模擬器路徑；

　　第三步，將建筑信息模型從AECOsim Building Designer中導出，選擇一種通用格式，如Fbx進行保存；

　　第四步，將BIM模型對應的二維圖紙轉換為Unity3D軟件可以使用的格式UnityPackage；

　　第五步，在Unity3D軟件中打開高通的增強現實軟件Vuforia AR插件，將上面提到的Fbx文件和UnityPackage導入軟件中；

　　第六步，通過Unity軟件進行簡單的編輯后，即可生成相應的手機端安裝文件；

　　第七步，安裝至智能手機端，我們所采用的手持設備型號為三星N7100；

　　第八步，打印CAD二維圖紙，使用手機攝像頭進行識別。

　　基于Vuforia的虛擬現實展示效果很理想，在攝像頭拍攝真實場景，如真實二維圖紙的時候，這些虛擬物體也顯示了出來，可以實現實時的虛實疊加效果，且在移動模板或者攝像頭移動的時候，虛擬物體會隨著真實世界的變化而變化，實現BIM模型和二維圖紙的無縫結合。

　　水利水電勘察設計領域的設計方式正在經歷一場由傳統(tǒng)二維設計向三維協同設計轉變的革命。相比傳統(tǒng)的二維設計，AR與BIM的結合，大幅提升了工程相關人員對設計的認知能力，使BIM模型中龐大的數據可通過AR技術準確提取和可視化，必將對BIM技術在水利水電勘察設計領域的發(fā)展起到極大的推進作用。

　　在實踐中，用Bentley系列三維設計軟件和高通Vuforia增強現實技術，形成了一個有多個人工標識的簡單的增強現實系統(tǒng)，實現了實時的虛實疊加。隨著計算機軟硬件的發(fā)展，增強現實系統(tǒng)將越來越多地應用到各個行業(yè)，增強現實可以為城市規(guī)劃、地下管線的探測、勘察設計的施工等服務。

　　不可否認的是，增強現實需要研究的東西還有很多、，基于自然特征的增強現實系統(tǒng)的實現等。未來，中水北方公司將在這些方面做進一步的研究，力求更好的實現虛擬與現實的結合。

　　鏈接 AR相關的硬件發(fā)展趨勢

　　智能手持設備。AR技術出現以來至今，其載體一直是智能手持設備占主導地位，其中包括智能手機和平板電腦。目前在教育領域和工程領域，它都有不俗的表現，如在地產營銷領域，不同于傳統(tǒng)的二維戶型圖，應用虛擬現實技術，可以通過手持智能設備與二維戶型圖的結合，將三維戶型模型與二維戶型圖真實地結合在一起，更加真實地將房產信息、功能、內部情況展現給業(yè)主；在教育領域，通過智能手持設備與二維圖書的結合，可以將原二維的圖書與三維模型、三維動畫、影像、聲音相結合，讓孩子們的學習不再枯燥，能夠更快地接受知識。

　　智能眼鏡。谷歌公司在2012年4月發(fā)布的谷歌眼鏡，在AR應用功能上類似于智能手機，鏡片上方配備了一個頭戴式微型顯示屏，它可以將數據投射到用戶右眼上方的小屏幕上，顯示效果如同2.4米外的25英寸高清屏幕，實際上就是微型投影儀+攝像頭+傳感器+存儲傳輸+操控設備的結合體。短短的三年內，國內外與谷歌類似的產品已經達上百款，相關應用更是不計其數。盡管設計工業(yè)裝配、物流、倉儲、醫(yī)療和教育等領域，與使用手機、平板等實現增強現實的方式不同，但增強現實眼鏡可以解放人類的雙手，使用者不再需要捧著手機看圖紙、看操作說明。