一、實驗室簡介

ErgoVR BIM數(shù)字建筑人居環(huán)境虛擬仿真實驗室是北京津發(fā)科技股份有限公司在數(shù)字建筑、智能建筑和智慧建筑的發(fā)展背景下，圍繞“以人為核心"的建筑環(huán)境設(shè)計理念，結(jié)合VR虛擬現(xiàn)實技術(shù)沉浸式體驗方式與工程BIM模型的建筑信息數(shù)字化特點，基于ErgoVR虛擬引擎多維度定量化人因測評方式，自主創(chuàng)新與配置的針對數(shù)字建筑人居環(huán)境研究的虛擬仿真實驗室。實驗室以ErgoVR虛擬現(xiàn)實人因分析引擎為核心，可讀取導(dǎo)入多類型BIM模型，并實時同步記錄VR虛擬現(xiàn)實場景中的聲光環(huán)境參數(shù)、人與建筑時空交互數(shù)據(jù)，以及人在建筑環(huán)境中的注意分布、情緒體驗、審美偏好、認(rèn)知加工等，從而探究建筑設(shè)計對于環(huán)境使用者的真實用戶體驗，在智慧建筑、智慧園區(qū)、智慧城市等研究和工程實踐中提供客觀定量化人因測評依據(jù)。

實驗室采用津發(fā)科技自主研發(fā)技術(shù)，具有多項國家發(fā)明與軟件著作權(quán)，通過了省部級新技術(shù)新產(chǎn)品認(rèn)證，歐洲CE、美國FCC、歐盟RoHS、ISO9001、ISO14001、OHSAS18001等多項國際管理體系認(rèn)證。

二、實驗室建設(shè)方案

1.實驗室方案

ErgoVR BIM數(shù)字建筑人居環(huán)境虛擬仿真實驗室包含主控觀察室和若干間實驗測試室，其中測試室分為CAVE沉浸式虛擬現(xiàn)實測試室、可穿戴行走虛擬現(xiàn)實測試室等不同類型。實驗室布置四大實驗平臺：1. CAVE虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)布置在CAVE沉浸式虛擬現(xiàn)實測試室；2. 可穿戴虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)布置在可穿戴行走虛擬現(xiàn)實測試室；3. 人機(jī)環(huán)境多維度數(shù)據(jù)同步采集系統(tǒng)布置在多間測試室；4. 數(shù)字化仿真系統(tǒng)與人機(jī)環(huán)境多維度數(shù)據(jù)分析平臺布置在主控觀察室。

2.系統(tǒng)組成

ErgoVR BIM數(shù)字建筑人居環(huán)境虛擬仿真實驗室由ErgoVR虛擬仿真系統(tǒng)和ErgoLAB人機(jī)環(huán)境同步云平臺組成，可根據(jù)研究者需求和場地配置CAVE式或可穿戴行走式的實驗室。ErgoVR虛擬仿真系統(tǒng)基于已有的數(shù)字建筑BIM模型，通過轉(zhuǎn)換為常用的obj、fbx等基礎(chǔ)格式，可直接讀取VR原型并對其設(shè)置可交互屬性。能夠1:1呈現(xiàn)虛擬現(xiàn)實場景，并通過激光定位器、手柄、數(shù)據(jù)手套、頭盔定位器等實現(xiàn)體驗者與數(shù)字建筑場景的實時交互、行為和視角變化等。ErgoLAB人機(jī)環(huán)境同步云平臺則能夠?qū)Χ嗑S度主客觀數(shù)據(jù)進(jìn)行同步采集，并對不同指標(biāo)進(jìn)行針對性高級分析，同步測量與分析指標(biāo)包括眼動追蹤數(shù)據(jù)、生理數(shù)據(jù)、腦電、近紅外腦功能成像數(shù)據(jù)、時空行為數(shù)據(jù)、人機(jī)交互數(shù)據(jù)、行為績效數(shù)據(jù)、主觀問卷量表數(shù)據(jù)等，從而對虛擬仿真系統(tǒng)所呈現(xiàn)的數(shù)字化建筑設(shè)計進(jìn)行多維度的定量化測試評估。通過多維度主客觀人因數(shù)據(jù)可進(jìn)行進(jìn)一步分析，研究個體的感知加工、注意分配、情緒喚醒、動作姿態(tài)、人居舒適性等，進(jìn)一步實現(xiàn)環(huán)境設(shè)計、建筑設(shè)計、空間布局、元素布局、色彩配置等方面的優(yōu)化。

三、實驗室功能特點

1.BIM模型結(jié)合VR虛擬現(xiàn)實

VR虛擬現(xiàn)實技術(shù)與BIM建筑信息模型結(jié)合，對建筑信息數(shù)據(jù)把控的同時，采用VR沉浸式體驗與場景交互和人因數(shù)據(jù)采集。通過將數(shù)字建筑人居環(huán)境場景模型轉(zhuǎn)換導(dǎo)入ErgoVR虛擬現(xiàn)實人因分析引擎進(jìn)行實時數(shù)據(jù)通訊，系統(tǒng)自動計算并識別所有模型源文件，可設(shè)置在虛擬場景中的交互物理屬性，采集虛擬現(xiàn)實環(huán)境下的交互數(shù)據(jù)（如手柄、手套交互），并進(jìn)行定量化分析，自動統(tǒng)計交互次數(shù)、交互事件、交互行為序列等。便于建筑設(shè)計研究者與開發(fā)人員的虛擬設(shè)計、可用性測試和動態(tài)調(diào)整優(yōu)化。

2.自定義AOI與SOI

研究者可預(yù)先設(shè)置虛擬場景中任意物體或區(qū)域為AOI物體與SOI區(qū)域，通過ErgoVR虛擬現(xiàn)實人因分析引擎在場景中自行研究中重點關(guān)注的興趣物體AOI與興趣區(qū)域SOI，系統(tǒng)將自動識別并且進(jìn)行時空、交互、眼動等多模態(tài)定量化數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析，如注視時間、總注視時間、注視次數(shù)、空間停留時間、進(jìn)入次數(shù)等，通過這些數(shù)據(jù)研究者能夠?qū)Ρ辉嚾藛T的興趣偏好及注意程度等進(jìn)行分析。

3.建筑環(huán)境與人因數(shù)據(jù)同步采集與分析

針對數(shù)字建筑人居環(huán)境的不同實驗室方案，均可以結(jié)合ErgoLAB人機(jī)環(huán)境測試云平臺，同步采集個體在建筑環(huán)境體驗游覽過程中的多維度數(shù)據(jù)，包括眼動、生理、腦電、腦功能成像、時空行為、動作姿態(tài)、主觀問卷量表等人因數(shù)據(jù)，及溫濕度、光照、聲音、風(fēng)速等環(huán)境數(shù)據(jù)。從視覺注意偏好、生理應(yīng)激壓力緩解、行為表現(xiàn)、主觀情緒體驗等多維度綜合評價人居環(huán)境的設(shè)計方案。

4.聲光環(huán)境仿真與模擬

通過將數(shù)字仿真技術(shù)與虛擬現(xiàn)實技術(shù)、環(huán)境模擬技術(shù)相結(jié)合，將數(shù)字仿真軟件對聲音、光學(xué)特性進(jìn)行人、建筑、環(huán)境的數(shù)據(jù)庫建立，并采用數(shù)字仿真驅(qū)動虛擬場景、模擬物理環(huán)境，在建筑設(shè)計的不同階段實現(xiàn)建筑環(huán)境與真實人的交互體驗，以及體驗過程中客觀定量化數(shù)據(jù)的同步采集，在建筑環(huán)境建造前期對設(shè)計方案的人居適宜性即可進(jìn)行評價、驗證、優(yōu)化。

5.主客觀數(shù)據(jù)同步采集

本實驗室結(jié)合主觀問卷量表測評方法和客觀多維度數(shù)據(jù)，采用網(wǎng)頁或二維碼作答方式，實時對建筑環(huán)境的感知與體驗進(jìn)行主客觀結(jié)合的評價，從而對數(shù)字建筑人居環(huán)境的研究進(jìn)行多指標(biāo)的交叉驗證和綜合分析。

6.基于虛擬現(xiàn)實環(huán)境的時空軌跡可視化分析

ErgoLAB人機(jī)環(huán)境同步測試云平臺實時獲取參與者在虛擬空間中的位置數(shù)據(jù)，實現(xiàn)動態(tài)時空軌跡可視化分析、SOI時空行為統(tǒng)計分析、時空多維度數(shù)據(jù)綜合交叉統(tǒng)計等。從而分析不同景觀環(huán)境下人的行為特征，為景觀環(huán)境設(shè)計、游客瀏覽路線設(shè)計提供參考依據(jù)。

四、科研支持與聯(lián)合實驗

津發(fā)科技具有完備的軟硬件研發(fā)團(tuán)隊，支持聯(lián)合訂制開發(fā)，可與高校、科研院所等進(jìn)行產(chǎn)學(xué)研合作，實現(xiàn)理論與算法結(jié)合轉(zhuǎn)化科技成果。公司同時具備專業(yè)的科研實驗團(tuán)隊，團(tuán)隊人員均具有專業(yè)研究背景，搭建產(chǎn)學(xué)研合作與資源共享實驗平臺，提供實驗設(shè)計-數(shù)據(jù)采集-數(shù)據(jù)處理-統(tǒng)計分析全流程的聯(lián)合科研與實驗服務(wù)。

五、廠家介紹

北京津發(fā)科技股份有限公司是高新技術(shù)企業(yè)、科技部認(rèn)定的科技型中小企業(yè)和中關(guān)村高新技術(shù)企業(yè)，具備自主進(jìn)出口經(jīng)營權(quán)；自主研發(fā)的人因工程與工效學(xué)相關(guān)技術(shù)、產(chǎn)品與服務(wù)榮獲多項省部級科學(xué)技術(shù)獎勵、國家發(fā)明、國家軟件著作權(quán)和省部級新技術(shù)新產(chǎn)品（服務(wù)）認(rèn)證；通過了歐洲CE、美國FCC、歐盟RoHS、ISO9001、ISO14001、OHSAS18001等多項國際認(rèn)證和國家防爆認(rèn)證。

津發(fā)科技設(shè)立人因工程專業(yè)的學(xué)術(shù)科研團(tuán)隊、技術(shù)團(tuán)隊及研發(fā)團(tuán)隊，并通過多年與科研機(jī)構(gòu)及高校的產(chǎn)學(xué)研合作，積累了人因與工效學(xué)領(lǐng)域多項核心技術(shù)，以及基于機(jī)器學(xué)習(xí)等人工智能算法的狀態(tài)識別和人機(jī)工效評價技術(shù)與研究方法等，是*要的人因工程技術(shù)創(chuàng)新中心！津發(fā)科技的實驗室規(guī)劃建設(shè)技術(shù)團(tuán)隊提供的技術(shù)支持及售后服務(wù)，從實驗室建設(shè)的規(guī)劃與布局，到設(shè)備的培訓(xùn)與指導(dǎo)，多角度的進(jìn)行實驗室建設(shè)的全生命周期的服務(wù)。