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如何将GPU技术应用于BIM设计开发？
建筑师,实时,工作流如何将GPU技术应用于BIM设计开发？
发布时间：2020-12-06加入收藏来源：互联网点击：
借助 McNeel Rhino 或 Trimble SketchUp 迭代构思，建筑师可以即时查看每个设计决策的影响。借助 GPU 助力的实时渲染工具（例如 Chaos Vantage 和双显示器），设计师可以在一个屏幕上编辑和调整设计模型，同时在另一个屏幕上实时查看结果。保持设计师的创意流程有助于他们加快设计迭代。同时，可以将模型与周围的建筑、人员、车辆、植被和其他随行人员一起生动呈现，从而提供真实世界的环境。在现实世界环境中，建筑师可以可视化其真实愿景，并改善与利益相关者的沟通。
借助 NVIDIA Omniverse Enterprise，可视化和仿真工作流在真正协作且物理属性准确的环境中达到新的水平。数据基于 Pixar 的 USD 开源格式构建，可从多个软件（包括 Revit、3ds Max、Rhino 和 SketchUp）串流到作为一个事实来源的共享 Omniverse 场景中。
高性能 NVIDIA RTX GPU 在提供出色的实时体验方面发挥着重要作用。建筑师在高分辨率下流畅地在视觉效果丰富的大型模型中漫游。随着场景复杂性的增加和高质量纹理的渲染，大量的 GPU 显存有助于确保充分交互。
NVIDIA RTX 不仅能提供出色的 3D 性能。新一代 NVIDIA Ada Lovelace 架构和 NVIDIA Ampere 架构专业 RTX GPU 集实时光线追踪、人工智能（AI）、仿真和光栅化于一身，可显著加速渲染工作流。
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借助 NVIDIA 深度学习超级采样（DLSS），可以较低分辨率渲染 Enscape 等应用中的交互式场景，而 RTX GPU 中的专用 Tensor Core 可使用 AI 和机器学习（ML）技术“升级”图像。这可显著提高实时性能，尤其是在更高的分辨率下，并且在渲染视频时可以节省大量时间。
NVIDIA RTX GPU 还借助实时光线追踪将渲染质量提升至更高水平。专用 RT Core 以更高效率执行硬件光线追踪操作。通过模拟光线及其照射到物体表面时的反应，建筑师不再需要在视觉质量上做出妥协。借助 NVIDIA RTX，用户只需单击按钮即可体验物理属性准确的反射和漫反射、间接照明，从而在 Enscape 等软件中实现更逼真的可视化效果，并更好地了解设计决策的影响。
通过利用 RT Core 和 NVIDIA 基于 AI 的降噪算法，NVIDIA RTX GPU 还可在先进的逼真渲染器 Chaos V-Ray 或 Omniverse RTX 渲染器中快速地加速光线追踪。插件可用于一系列软件，包括 Autodesk 3ds Max、Autodesk Revit、Graphisoft Archicad 和 McNeel & Associates Rhino。
Chaos Vantage 使用 NVIDIA RTX 技术，允许用户在 100% 的光线追踪环境中实时探索和操作 V-Ray 场景，使用基于物理性质的光线、材质和全局照明来获得最逼真的结果。
Omniverse RTX 渲染器是基于 NVIDIA RTX 技术专门构建的，使团队能够跨多 GPU 部署扩展物理属性准确的实时可视化。它还使团队能够在实时光线追踪、交互式路径追踪和准确的 NVIDIA Iray 渲染模式之间进行切换，以获得出色的灵活性。
扩展现实：AR、MR、VR
在概念阶段，虚拟现实（VR）主要用于通过相对简单的几何图形快速探索设计理念。它主要让建筑师欣赏比例和规模。随着项目进入设计开发阶段，更多细节也已得到填补，VR 的作用也显著增加。
它在设计验证中起着非常重要的作用，使建筑师能够更真实、沉浸式体验详细的室内外环境。可以评估从夹层楼上观看的景色，评估中庭的视觉影响，也可以真实体验光线在一天中的不同时间照进建筑物的情况。
借助 Enscape 和 Twinmotion 等建筑可视化软件，建筑师只需按下按钮，即可在桌面 BIM 创作工具和 VR 之间快速移动。这可能是一个迭代过程。有些 VR 头盔（如 VIVE Cosmos Elite）甚至还带有翻盖式面罩，使过渡更加顺畅。
VR 可以对工作站的 GPU 提出巨大需求，而功能强大的 NVIDIA RTX GPU 可提供出色体验。模型大小、模型复杂性、材质和照明都对性能产生影响，VR 头盔中显示器的分辨率也会受到影响。更高的分辨率意味着需要渲染的像素更多。
超高端 NVIDIA RTX GPU 拥有强大的处理和内存容量，能够处理要求严苛的数据集，并允许将渲染质量设置设为高，因此用户可获得视觉上丰富而顺畅的 VR 体验。
性能不仅仅取决于原始处理。此外，还可以通过软件进行增强。例如，NVIDIA DLSS 允许以较低分辨率处理交互式 VR 场景，然后与 NVIDIA RTX GPU 中的专用 Tensor Core 配合使用，以“升级”图像。
例如，在 Enscape 中，DLSS 技术可显著提高帧率。使用 VR 头盔时，用户的性能提升超过 60%。
VR 并不一定是一种个人体验；使用它进行团队评审会带来巨大的好处。它可改善设计意图的沟通，并有助于在设计流程中更早地解决问题。包括 The Wild、Resolve、Trezi、VREX 等在内的工具专为协作式 VR 而打造，可连接全球各地的团队。
Oculus Quest 2 和 HTC VIVE Focus 3 等独立头显设备越来越受建筑师的欢迎，因为它们易于设置，无需与功能强大的工作站进行物理连接。但是，如果在头显设备的本地集成处理器上完成图形处理，性能可能会受到限制。
NVIDIA CloudXR 有助于确保 VR 体验不会受到损害。所有 GPU 渲染均在服务器上远程完成，而不是简化几何图形和纹理，以便集成处理器能够应对。然后，CloudXR 会将数据串流到头显设备，因此用户可以获得高质量的体验，就像直接连接到本地工作站一样。
CloudXR 还可扩展到增强现实（AR）。随着设计办公室和施工现场连接的日益紧密，数据可以实时串流到设备（例如 Nreal 眼镜或手持设备），这样工作人员就可以在现场的真实环境中可视化新的设计修订。
现实数据也可以两全其美。借助 Varjo Reality Cloud，施工现场工作人员可以使用 Varjo XR-3 MR 头显设备实时 3D 扫描周围环境，然后将其他人即时传输到同样表示现实的地方，以获得协作式沉浸体验。
助力利益相关者
许多 AECO 专业人员的工作流以 BIM 编辑建模工具为中心。合作伙伴/负责人、所有者和项目经理只需查看和访问 3D 模型和数据即可。这可用于设计评审、问题解决、冲突检测、项目跟踪、模型验证、4D 调度等。
要有效处理复杂的多学科 BIM 模型，需要配备 GPU 加速和大容量内存的工作站。规格通常远高于标准的商务笔记本电脑或 PC，并且在使用对视觉质量十分重视的软件时甚至更高。例如，在 Fuzor 和 Unity Reflect 中，GPU 加速允许使用更逼真的材质和照明实时渲染模型，从而增强通信并保持对重要 BIM 数据的即时访问。同时，4D 施工规划工具 Bentley Systems SYNCHRO 4D 利用 NVIDIA 基于物理效果的渲染技术 Iray 渲染静态和动画。
无论扩展团队对图形的要求如何，NVIDIA RTX vWS 软件都有助于确保所有项目参与者都能通过设备按需访问强大的 GPU 加速虚拟工作站。例如，平板电脑在施工现场越来越受欢迎，但缺乏 GPU 加速工作站的处理能力和容量。借助基于 NVIDIA RTX 技术构建的NVIDIA CloudXR，建筑专业人员可以使用平板电脑直接通过 5G 和 Wi-Fi 网络访问功能强大的虚拟工作站。
设计优化
仿真曾经是专家的专利，但现在越来越多的建筑师和工程师也可以使用。它可以在整个设计流程中使用，用于测试和评估建筑物在现实世界条件下的表现。优化的性能和降低的成本是既定优势，但重要的是，它有助于减少建筑物对环境的影响。随着该行业力争到 2050 年实现净零构建环境，这一点将变得越来越重要。
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