Virtuálna realita v architektonickom ateliéri. Test zariadení od HP.

Produkty sú hodnotené prioritne z pohľadu profesionálneho architekta a projektanta. Boli používané na účely renderovania, modelovania a následnú prezentáciu architektonických návrhov. (Neboli testované v hernom nasadení, kde je potenciál takýchto zariadení takisto zaujímavý. Ak nepočítame možnosť, že navrhovanie budov (nábytku, dizajnu…) môže byť tiež pútavou interaktívnou hrou. Či už pre tvorcov, alebo klientov - budúcich používateľov).

Rozvojom “počítačovej podpory navrhovania” sa udiala v práci architektov veľká zmena...

Je to proces starý iba niekoľko desaťročí. Dnes však už všetky budovy, najmä výsledné návrhy, vznikajú “na počítačoch”. Zatiaľ ešte stále tlačíme výkresy na papier. Podobne prezentujeme aj naše návrhy. Vývoj napreduje nezadržateľne a rýchlo. Už neprojektujeme iba “plošne”, ale väčšina budov vzniká štandardne v podobe 3D modelov. Výsledky už neukazujeme iba na papieri, ale čoraz častejšie na monitoroch, veľkých zobrazovacích paneloch (“televízoroch”), alebo ich premietame na projektoroch... Už to nie sú iba statické zobrazenia, ale aj “hýbajúce sa obrázky”. Buď výstupy priamo z CAD a vizualizačných programov, prípadne pripravené videosekvencie.

Stále však nie sme “dnu”, ale realitu prezentujeme na externej ploche (aj keď táto môže mať rôzne podoby).

Zdá sa, že prichádza ďalšia veľká zmena a zároveň aj možnosť, ako svoju prácu čo najlepšie priblížiť svojim klientom a širokej verejnosti (najmä laikom). Je to virtuálna realita (VR). Cesta, ako sa dostať dovnútra zobrazovaného priestoru. 

Cesta, ktorá umožní vnímať okolité prostredie spôsobom čo najviac podobným tomu, ako sledujeme svet okolo nás dennodenne. Keď otočíme hlavu doprava, doľava, hore, dolu, tak hneď vidíme výsledok. Získame prehľad o reálnych priestorových pomeroch. O tom, ako okolie v skutočnosti vyzerá. Pre upresnenie dojmu sa môžeme posunúť nabok, alebo sa na predmet pozrieť z inej strany. Pohľad sa mení dynamicky, v reálnom čase. Budúcu realitu (aj keď ešte nejestvujúcu - virtuálnu) vieme vnímať podobne ako to, čo nás obklopuje v bežnom živote. Toto je cesta, ktorá nás neminie. Mali by sme byť pripravení. Či chceme, alebo nie, toto budú klienti od nás vyžadovať.

Virtuálna realita je cestou ako sa dostať "dovnútra" zobrazovaného priestoru

Čo v praxi virtuálna realita je, a aké sú dnes k dispozícii technické možnosti pre jej využitie, nevyskúšalo zatiaľ mnoho architektov. Preto sme pristúpili s pomocou partnera (slovenská pobočka HP) k testovaniu jedného z najlepších zariadení, umožňujúcich pracovať vo virtuálnom 3D priestore. HP poskytol set prenosnej pracovnej stanice HP Z VR Backpack PC a náhlavnej sady s príslušenstvom HP WMR Headset - Pro Edition. Je to v súčasnosti asi najpokročilejšie “wearable” zariadenie, prispôsobené nielen práci v kancelárii, ale aj v teréne a súčasne aj s dostatočným výkonom pre náročné architektonické účely. Je to výkonný počítač, ktorý je prispôsobený aj na prácu v teréne, alebo priamo na stavbe, s prídavnými batériami, pričom zobrazovaciu jednotku zastupujú okuliare pre virtuálnu realitu od HP s dvomi bezdrôtovými ovládačmi.

Počítač je určený pre náročné profesionálne nasadenie. Parametre sú úctyhodné. 31 GB RAM, 256 GB SSD úložiska a grafická karta Quadro P5200 s pamäťou 16 GB (prvý počítač na svete s touto kartou). Okrem možnosti zadokovať zariadenie do stanice pre stolové používanie počítača, existuje aj druhá - celé zariadenie je možné upevniť na konštrukciu v podobe “ruksaku”. Na počítač sa dajú uchytiť dva (externé nabíjateľné) akumulátory a tak je človek s počítačom a VR headsetom úplne mobilný.

Počítač sme v ateliéri používali na modelovanie a renderovanie architektonických návrhov. Z vlastných skúseností môžeme povedať, že ide o výkonné zariadenie. Pracovali sme v programe Lumion (poskytol Stor CAD by Graitec), ktorý takisto testujeme. Pri modelovaní počítač pracoval svižne. Časy renderovania pri porovnaní s výkonnými notebookmi skracuje o tretinu až polovicu. Počítač je skutočne vhodný na profesionálnu prácu.

Podstatnou súčasťou celého setu (nie však nutnou z hľadiska funkčnosti) je HP Windows Mixed Reality Headset. Pojem Windows Mixed Reality je možné preložiť ako “zmiešaná realita” (kombinácia rozšírenej a virtuálnej reality). Platforma by mala podporovať obe typy realít. Zatiaľ čo aplikácie pre virtuálnu realitu sú už dostupné, obsah pre rozšírenú realitu má prísť časom.

Okuliare sú v balení spolu s dvomi ovládačmi. Ovládače sa pripájajú bezdrôtovo cez Bluetooth. Okuliare sa pripájajú jednoducho cez káble (jeden HDMI a jeden USB 3.0). Ihneď po zapojení sa spustí rozhranie Windows Mixed Reality, ktoré bolo súčasťou aktualizácie Windowsu 10 na jeseň 2018. Veľkým plusom je, že nie sú potrebné žiadne externé senzory. Všetko potrebné obsahujú okuliare. Je možné si zvoliť, či bude človek s okuliarmi sedieť, alebo ich nakonfiguruje na pohyb po miestnosti. Po krátkej kalibrácii, kedy okuliare „spoznajú“ Vaše okolie (pri chôdzi aspoň 2 metre voľného priestoru) sú pripravené na použitie. Avšak iba na použitie v rozhraní Windows Mixed Reality (akýsi desktop pre VR) v tomto prípade virtuálny dom. Ak si chcete pozrieť Vami vyrenderované panorámy, budete si musieť stiahnuť a nainštalovať aplikácie na to určené. S čím treba rátať, pripraviť sa na to časovo a počítať tiež s nejakým získaním príslušného “know-how”.

V porovnaní s hardvérom je cesta za softvérom na prezeranie panoramatických fotiek a videí o niečo komplikovanejšia. Skôr ide o oboznámenie sa s možnosťami a nájdenie správnej aplikácie. Je pravdepodobné, že v budúcnosti sa to zmení s ich zvyšujúcim sa počtom.

VR headset je o niečo ťažší, nie ideálny pre celodenné používanie. Uvítali by sme tiež bezkáblové pripojenie. I toto je podľa všetkého otázkou budúcnosti a ďalšieho vývoja. Niektorí by možno ocenili vyššie rozlíšenie okuliarov (1 440 x 1 440 px), keďže raster pixelov je pri podrobnejšom skúmaní trochu viditeľný. Dá sa však argumentovať, že ide o riešenie rešpektujúce vždy aktuálny kompromis pomeru cena / výkon. Z praktických skúseností je rozlíšenie dostačujúce a výstupy efektné. 

(Headsety pre Windows Mixed Reality robia aj ďalší výrobcovia. Microsoft vytvoril určité špecifikácie, ktorých sa musia všetci producenti držať. Všetky Windows Mixed Reality okuliare sú rámcovo porovnateľné (minimálne na papieri). HP riešenie určite však patrí v praxi k najkvalitnejším).

Po úvodnej inštalácii a nájdení správnych aplikácií môže nasledovať virtuálna prehliadka vymodelovaného priestoru, či budovy. Z pohľadu architekta takáto prehliadka možno nie je prioritná. Je dobrá najmä na spätné overenie si reálnej podoby toho, čo predtým vzniklo "v hlave". Pre bežných ľudí je to dnes pravdepodobne najnázornejšia pomôcka, ako im priblížiť reálnu podobu výsledného diela. Má pre nich veľkú výpovednú hodnotu.

Príležitosť ocitnúť sa vo svojom projektovanom dome, ešte pred začatím stavby, je pre klienta mimoriadnou pridanou hodnotou. Niekedy to môže byť rozhodujúci faktor pre získanie celej zákazky a objednávky ďalšieho pokračovania prác...

(Samozrejme takáto prezentácia na druhej strane môže byť aj neúprosnou kontrolou výslednej podoby navrhnutého riešenia. Mnohé veci sa v reálnom modeli priestoru “nedajú skryť”. Narozdiel oproti mnohým neurčitým, "účelovo skresleným” manuálnym výstupom. Pri zlých návrhoch chyby môžu byť zrejmé hneď na prvý pohľad (aj keď manipulácia sa dá robiť aj vo virtuálnej realite)).

Virtuálna a rozšírená realita má v architektúre a stavebníctve  veľkú budúcnosť. Pokiaľ rozprávame o rozšírenej realite, tá je využiteľná i profesistami a predstavuje zaujímavý nástroj využiteľný v širokom rozsahu. Nielen v koncepčných fázach tvorby, ale aj počas realizácie stavby. HP Windows Mixed Reality predstavuje už dnes finančne dostupný variant medzi VR headsetmi. Dostupnosť umožňujú aj nižšie požiadavky na hardvér. Veľkým plusom je takisto funkčnosť fungovania bez vonkajších senzorov.

Windows Mixed Reality má určite veľký potenciál a bude zaujímavé sledovať jeho vývoj. Použitá grafická karta v počítači HP Z, ako aj jeho ostatné parametre, dodávajú zariadeniu pôsobivý výkon.

Koncept mobilného, prenosného, výkonného počítača "v ruksaku" s použitím VR headsetu je na trhu jedinečný 

Testovaný set otvára v oblasti architektúry a stavebníctva nové možnosti práce priamo na stavbe. Bonusom je, že celé zariadenie funguje ako plnohodnotná workstation, využiteľná nielen v teréne, ale môžeme ho používať aj štandardným spôsobom - v podobe intenzívneho celodenného nasadenia v priamo kancelárii.

Počas testovania sme si HP WMR Headset a VR Backpack preveril na modelových riešeniach, ktoré sme pomocou poskytnutého zariadenia pripravili, potom aj prezentovali reálnym klientom. Architekti pri tvorbe zažili mnoho zábavy. Vyskúšali si pozrieť sa na svoje návrhy iným spôsobom, než na ktorý boli zvyknutí.

Klienti pri skúšobných prezentáciách tiež ocenili možnosť získať prirodzenejší a najmä “reálnejší” obraz o svojom investičnom zámere.

Určitým limitujúcim faktorom je najmä dostupnosť softvérových nástrojov, umožňujúcich prevod vytvoreného modelu do prostredia VR (a konkrétnych “okuliarov” / náhlavného setu).

Statické sférické 360° panorámy, zobrazované z jedného miesta nie sú problémom. Toto zobrazenie poskytuje už veľmi názorný obraz, blízky reálnemu zážitku pozorovateľa z priestoru. Veľmi vhodné riešenie najmä pre prezentáciu interiérových architektonických návrhov. Prirodzený zážitok. Môžeme sedieť, môžeme stáť. Spontánne sa vieme otočením hlavy, alebo tela pozrieť kde potrebujeme. Obraz je názorný, dobre zakotvený. Ilúzia priestoru (aj vďaka stereoskopickému zobrazeniu vyrendrovanému pre každé oko zvlášť) je mimoriadne verná a presvedčivá. Farby živé, obraz dynamický. Pri podrobnejšom skúmaní síce môžeme vidieť jemnejší raster obrazu, celkový dojem však patrí k tomu najlepšiemu, čo sme mali možnosť na podobných zariadeniach pozorovať.

(Škoda, že v článku nie je možné sprostredkovať priamy zážitok z prezentácie architektonického návrhu pomocou testovaného zariadenia. Veríme však, že onedlho to už bude bežnou realitou, s ktorou sa budeme pravidelne stretávať). 

Väčší problém sme zatiaľ mali pri pokuse “poprechádzať sa“ po priestore. (Podobne ako pri herných “strieľačkách”). V modeli pri zobrazení na monitore to nebol problém. Ani pri zobrazení staických 360° panorám, ktoré sme si vedeli vyrenderovať pre ľubovoľnú pozíciu v priestore.  Pri hľadaní cesty, ako dostať celé vymodelované prostredie “do okuliarov” a voľne sa v ňom pohybovať sme zatiaľ, vzhľadom na našu počítačovú gramotnosť v tejto oblasti nenašli potrebný nástroj.  (Sme predsa len viac architekti ako IT špecialisti). Ak niekto má viac skúseností a vie pomôcť, privítame každú radu:-) V testovaní budeme určite pokračovať ďalej. 

Virtuálna, rozšírená, alebo zmiešaná realita sú pojmy, s ktorými sa budeme v krátkej dobe stretávať dennodenne.

V praxi architekt bude využívať tieto nástroje v rozličných oblastiach (o mnohých v súčasnosti ešte ani netušíme). Z toho, čo sa javí už dnes vhodným a zrejmým, sme vybrali nasledovné segmenty tvorby:

Architektúra:

Pri budovách a exteriéroch VR pomôže nielen pri precizovaní výslednej formy. Tiež pri konfrontácii návrhu s okolitým prostredím. Výborná je možnosť bezprostredného porovnania súčasného stavu a navrhnutého riešenia.

Pri interiéroch je to už skoro ideálne. Otáčaním hlavy (“prechádzkou” v priestore) dostane zákazník (aj architekt v procese tvorby) reálny obraz o podobe a priestorových pomeroch navrhnutého riešenia.

Dizajn:

Tvorba a overenie správnosti tvorby modelu výsledného riešenia v reálnom čase. Pri pohľadoch zo všetkých strán, až po overenie jeho pôsobenia v reálnom prostredí. (Takisto užitočné aj pre tvorcu, aj pre klienta).

Urbanizmus:

Tu je VR výborným nástrojom overenia vhodnosti navrhovaných priestorových štruktúr jednak v makromierke celého organizmu mesta (ľubovoľný pohyb a “prelety” pozorovateľa - využitie modelov z Google maps, prípadne vo vlastných modeloch širšieho okolia). Alebo v možnosti detailného overenia koexistencie navrhovaných a pôvodných štruktúr z ľubovoľného stanoviska (trasy). Napríklad v uličných pohľadoch priamo z horizontu chodca...

Doprava:

Modelovanie a simulovanie dopravných tokov a ich vplyvu na prostredie. Overenie prehľadnosti a bezpečnosti jednotlivých alternatív riešenia...

Syntetické spojenie priestorového modelu a ďalších dát (napríklad v “Smart City” riešeniach):

Napr. v prepojení ”big dát” a AR máp. Predstavme si napríklad, že mesto ide zbúrať most a postaviť nový. Vďaka VR si všetci vedia v reálnom čase pozrieť ako to bude vyzerať. Prípadne, ako sa zmení premávka, znečistenie ovzdušia, hlukové pomery…, v rôznych časoch dňa a to všetko priamo pred očami pozorovateľov (i pred očami tých, ktorý si zákazku u nás práve kvôli tomuto môžu objednať - napríklad poslancov a úradníkov samosprávy...).

Výber pozemku:

Ak máme určitú predstavu o investičnom zámere a vieme namodelovať jeho základné objemové parametre, potom pri voľbe medzi viacerými možnými pozemkami vieme (spolu s investorom) vybrať najlepšie riešenie. Prípadne naopak, ak je pozemok už vybraný, tak si aj priamo na ňom môžeme overiť pôsobenie a vhodnosť jednotlivých variánt návrhov.

Stavba a realizácia:

Priamo na stavenisku je možné konfrontovať realizovaný stav a návrh. Zistiť rozdiely medzi nimi. Čo chýba, a čo nie je v súlade s návrhom.

Technologický pokrok je rýchly. Nové nástroje sa dynamicky vyvíjajú. Spôsob našej práce tiež.

Je zrejmé, že virtuálna realita môže  byť už dnes naozaj praktickým a užitočným nástrojom, verne zobrazujúcim ešte neexistujúce prostredie. Pripravme sa teda spolu s partnermi, ktorí sú vo svojej oblasti lídri (v tomto prípade s HP Inc. Slovensko) na spoznávanie nových možnosti a nových prostriedkov, ktoré môžeme využiť pri zdokonaľovaní našej tvorby i pri prezentácii jej výsledkov.