臺灣博碩士論文加值系統

虛擬實境(VR，Virtual Reality)、擴增實境(AR，Augmented Reality)技術的應用隨著科技革命和產業變革正在蓬勃發展，被廣泛應用於遊戲、醫療、設計等諸多領域，然而當VR/AR與建築產業相遇將帶來無窮的視覺效果，搭配上近年來建築產業的新興技術建築資訊模型(BIM，Building Information Modeling)，兩相結合有望在建築產業上帶來無限的效益。

過往，建築設計師、營造商皆是靠著大量圖紙與模型，設計、建造大樓，使用工具大多運用CAD軟體繪圖和實體模型，其中問題在於文件單獨組成並沒有一個有效的中央平台來儲存資料，因此產生互動性不足，無法以直覺的方式來改變空間，使得參與者對部分資訊取得不足與認知誤差，在冗長的建造與營運期中，造成不符預期的結果或難以彌補的損失，然而建築資訊模型(BIM，Building Information Modeling)導入後解決了中央平台及可視化，但BIM仍缺乏真實環境模擬，例如，工程人員需要模擬特定的建造過程並獲得反饋，但是事實上他們只能夠透過電腦虛擬環境中得到建造過程來獲得可視化，卻無法從現實中得到有效的反饋，透過擴增實境(AR，Augmented Reality)可以將虛擬的3D模型疊加在現實的影像當中，提高界面視覺化的程度，增加用戶的理解，幫助設計者與工程管理者做出快速、準確的反應並進行立即的決策。

本研究將擴增實境(AR，Augmented Reality)結合建築資訊模型(BIM，Building Information Modeling)應用在建築生命週期中，並將建築生命週期分為三類 ①建築規劃設計、②建築施工管理、③建築營運與維護管理，進行分析、系統架構建置與情境模擬。透過文獻及相關案例探討，架構分析出每一個階段建築資訊模型 (BIM，Building Information Modeling) 與擴增實境 (AR，Augmented Reality)的結合，並且將虛擬信息疊加於現實場景中的使用模式透過情境模擬呈現，最後運用專家深度訪談來進行可行性評估。

Through a period of technology revolution and industry advancements, Virtual Reality (VR) and Augmented Reality (AR) are getting more and more commonly utilized in a wide range of industries like design, gaming, healthcare, and etc. As VR and AR provide huge visual benefits for the architecture industry, combining it with Building Information Modeling (BIM), a relatively new architecture modeling technology developed in recent years, would allow great potential and open new doors in the architecture industry.

Architects and construction companies used to rely heavily on design papers, models, and CAD files. However, such ways of working lack a central platform for communication and organization, hence creating a serious problem where different parts of the team having different point of views, misinterpreted information, and a lack of communication and interaction. This results in irreversible outcomes across the long period of the constructing period. BIM effectively solves this problem by providing a central platform and visualization; however, BIM still cannot provide a realistic and effective visualization. For example, although constructors would be able to acquire feedback from BIM’s visualization and modelling, they can only do that through a computer screen; constructors would not be able to visualize the model in real life. AR, on the other hand, would enhance the experience by allowing such process in real life and real size, resulting in better visualization, understanding, and decision making.

This report aims to combine AR and BIM and apply it onto Building lifecycle, which is divided into 3 stages: Architecture design, Architecture construction, and Architecture operation and management. Through detailed primary and secondary research and an extensive expert interview, the research project will analyze each stage of the life cycle, construct respective system architectures, and simulate each scenario where AR and BIM is combined.

摘要 I
Abstract II
誌謝 III
目錄 IV
表目錄 VI
圖目錄 VII
第一章 緒論 1
1.1 研究背景與動機 1
1.2 研究目的 2
1.3 研究方法與內容 3
第二章 BIM與AR整合於建築生命週期之特性 4
2.1 建築生命週期探討 4
2.2 建築資訊模型（BIM）之特性 5
2.3 沉浸式技術探討 7
2.4 BIM結合AR之研究探討 12
第三章 BIM結合AR技術在建築規劃設計之應用 14
3.1 BIM結合AR技術在規劃設計端之研究及應用情形 14
3.2 BIM結合AR技術在規劃設計流程與內容 18
3.3 建置BIM結合AR技術在規劃設計階段應用之情境模擬 20
3.4 小結 28
第四章 BIM結合AR技術在建築施工管理之應用 29
4.1 BIM結合AR技術在施工管理端之研究及應用情形 29
4.2 BIM結合AR技術在施工管理之流程與內容 31
4.3 建置BIM結合AR技術在施工管理階段應用之情境模擬 34
4.4 小結 40
第五章 BIM結合AR技術在建築營運與維護管理之應用 41
5.1 BIM結合AR在營運與維護管理端之研究及應用情形 41
5.2 BIM結合AR技術在營運與維護管理之流程與內容 45
5.3 建置BIM結合AR技術在營運與維護管理階段應用之情境模擬 47
5.4 小結 51
第六章 專家深度訪談與驗證 52
6.1 專家訪談內容 52
6.2 討論 59
第七章 研究結論與建議 60
7.1 研究結論 60
7.2 後續建議 60
參考文獻 61

中文文獻
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