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如何将GPU技术应用于BIM设计开发？

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发布时间：2020-12-06加入收藏来源：互联网点击：

如何将GPU技术应用于BIM设计开发？

回答于 2019-09-11 08:43:50

回答于 2019-09-11 08:43:50

随着设计初具规模，BIM 流程开始发挥作用。建筑师和工程师在 3D 环境中协同工作，通过冲突检测调整设计，实时可视化，并使用先进的 GPU 加速模拟环境仿真来帮助及优化，以设计为中心的可持续建筑设计。

建筑、工程、施工和运营（AECO）行业在协作方面不断面临巨大挑战，尤其是在设计开发阶段。远程工作的团队在使用多个应用时必须经常克服障碍。当他们与声学、照明、可视化、制造、MEP 等不同领域的专家合作时，他们面临的障碍变得更具挑战性。

需要有效合作的不仅仅是地区办事处和全球办事处。随着工作的灵活性，公司还需要优化工作流，以连接居家办公的建筑师、工程师和设计师。

在设计开发阶段，大多数工作流以建筑物信息建模（BIM）为中心，使用 Autodesk Revit、Graphisoft Archicad、Allplan 和 Bentley MicroStation 等软件。模型在几何图形和底层对象数据方面的复杂性持续增长，这对 BIM 流程非常重要。随着 AECO 行业在可持续发展和模块化及预制施工方面面临新挑战，这一上升趋势将一直延续到未来。

应对这种协作式数据挑战的可靠解决方案是集中存储所有项目数据以及功能强大的 GPU 加速虚拟工作站，并远程访问所有内容。

借助 NVIDIA RTX™ 专业 GPU 和 NVIDIA RTX 虚拟工作站（RTX vWS）软件，AECO 公司的虚拟机具有灵活性，而物理工作站具有强大功能和性能，可处理大型 3D 数据集。通过这种组合，公司能够在团队和工作流发生变化时动态分配计算资源。

NVIDIA RTX vWS 还通过 NVIDIA CloudXR 技术将数据串流到独立头显设备，从而在多台显示器上以更高分辨率实现高级可视化，以及虚拟现实（VR）和增强现实（AR）。

此外，GPU 加速的工作站还可增强高级可视化工作流，包括能够准确模拟光线行为的实时光线追踪。因此，建筑师可以在建筑建成之前就构建逼真的效果场景。通过在整个设计流程中使用可视化和仿真，建筑师和客户能够在重大修改带来的过高成本投入之前做出更明智的决策，从而为所有人提供更高质量的构建环境。

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简化协作式 BIM 工作流

AECO 公司面临的主要挑战之一是如何使项目团队有效合作，特别是跨地域合作。大型企业通常拥有全球团队，但即使是中小型公司也需要在不同地点之间开展协作。这可能涉及与卫星办公室、专家顾问或施工现场的承包商合作。

新冠肺炎（COVID-19）疫情对 AECO 公司的运作方式产生了重大影响。它加速了灵活工作的趋势。现在，许多 AECO 公司拥有内置的数字恢复能力，无论是现在还是将来出现中断，整个团队都能够在家工作。分布式协作的复杂性很大程度上与数据有关。BIM 创作工具（例如 Autodesk Revit）生成的模型通常非常庞大，有时高达千兆字节。现实捕获数据集（包括捕获整个站点或建筑物的激光点云）可能更大。

不断地在不同地点之间移动大量的数据集，以使用桌面工作站或移动工作站进行本地处理，这是不现实的。从服务器下载文件可能需要很长时间（上传文件甚至需要更长的时间），这意味着建筑师可能需要更多时间等待而不是工作。此外，文件交换工作流容易出错，包括同步问题或多个贡献者处理过期的修订。

分布式团队应对数据挑战的一种强大而有效的方法是，通过虚拟桌面架构（VDI）解决方案。在这里，所有项目数据都存储在云或本地的安全、受控的数据中心环境中，以及远程访问的强大虚拟工作站。只有像素串流到终端设备，因此团队可以完全控制谁有权访问什么，以及何时访问。数据和知识产权（IP）保持安全。

其他优势包括恢复能力、业务连续性和灾难恢复。虚拟桌面架构应用广泛，但为了在使用交互式 3D CAD、BIM、可视化和其他要求苛刻的 AECO 应用时提供良好的用户体验，需要使用多个重要组件。其中包括 NVIDIA 数据中心 GPU 和 NVIDIA RTX 虚拟工作站软件（RTX vWS）。

NVIDIA RTX vWS 与大多数其他虚拟桌面架构技术不同，区别在于它专为处理图形密集型 3D 工作流而设计。由于所有图形处理都在具有 NVIDIA GPU 的强大虚拟工作站的数据中心内完成，因此终端设备的功耗可能相对较低。标准办公笔记本电脑、家用 PC 甚至手持平板电脑已经足够了。这为员工提供了灵活性，使建筑师、工程师和施工专业人员能够随时随地通过互联网连接开展工作，并在本地或异地进行实时协作。

这种灵活性使员工能够更轻松地居家办公，从而提高工作效率和生活质量。无需在办公室呆到很晚或周末来完成工作。

NVIDIA RTX vWS 为遍布各地的团队带来巨大优势。它还为在一个办公室内本地工作的员工带来了重要的好处。即使跨局域网（LAN）传输大型数据集也可能很慢。而借助 NVIDIA RTX vWS，可以立即开始工作。还有许多其他工作效率方面的优势。例如，在位于印第安纳波利斯的建筑公司 Browning Day Mullins Dierdorf （BDMD），虚拟工作站的使用意味着设计师和建筑师可以在办公室中四处移动以开展协作，并在需要的地方（甚至在会议中）在完整的 3D 建模环境中开展工作。

该公司的 NVIDIA RTX vWS 解决方案也改变了员工的工作方式。例如，在过去，园林建筑师必须在会议期间做笔记，更新模型，并在漫长的来回过程中迭代。现在，他们可以直接与工程师一起工作，把笔记本电脑拿到工程师的办公桌上，一起进行更改。

NVIDIA RTX vWS 不限于以 BIM 为中心的工作流。利用高度可扩展的 GPU 资源，它还扩展到设计可视化。借助 NVIDIA Omniverse™ Enterprise（一个用于实时协作和逼真仿真的开放平台），团队可以使用其选择的建筑建模工具开展工作，同时在以逼真质量渲染的共享场景上开展协作。

可视化：实时决策

建筑师和建筑可视化专家现在可以使用大量可视化工具。随着 GPU 技术的巨大进步，人们越来越重视实时可视化。软件包括 Enscape、Lumion、Twinmotion、虚幻引擎、Chaos Vantage 和 Chaos V-Ray（通过 V-Ray Vision）。

GPU 加速渲染以远超以往的速度提供逼真的渲染效果，从而改变设计流程。当以较低保真度的视觉风格进行渲染时，它会显示设计模型中可能不明显的细节。它可用于快速评估建筑物的各个方面，如立面或夹层地板，同时根据准确的照明工程学会（IES）数据研究与材质、表面处理、涂料和人工照明相关的重要细节。此外，它还可以让建筑师清楚地了解一天和一年中不同时间的采光和阴影。最后，它让建筑师能够更好地了解建筑在现实世界中的外观和功能，并与包括客户在内的广泛利益相关者进行更有效的沟通。

实时提供结果可显著加速建筑工作流。使用实时可视化工具与主流的 BIM 创作工具（如 Graphisoft Archicad、Autodesk Revit 和Bentley Systems OpenBuildings Designer）的实时链接，意味着将逼真的可视化直接引入到设计流程中。

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