Vượt ra ngoài bản vẽ: Thực tế tăng cường đang định hình lại thiết kế kiến trúc như thế nào

AR, VR và MR là gì?

Thực tế mở rộng (XR) có thể được phân loại thành ba loại chính: Thực tế tăng cường (AR), Thực tế ảo (VR) và Thực tế hỗn hợp (MR), mỗi loại cung cấp các mức độ đắm chìm khác nhau trong môi trường kỹ thuật số. Ở một đầu của quang phổ, AR tăng cường thế giới thực bằng nội dung kỹ thuật số, trong khi ở đầu kia, VR hoàn toàn đắm chìm người dùng trong một môi trường hoàn toàn ảo, chặn thế giới vật lý. MR nằm giữa hai thái cực này nhưng về cơ bản là một phân loại chi tiết hơn về AR dựa trên loại màn hình được sử dụng. Nghiên cứu của họ đề xuất phân loại sau: Màn hình loại 1 đề cập đến các hệ thống dựa trên màn hình, trong đó người dùng xem thế giới thực thông qua màn hình được trang bị camera chụp môi trường và phủ thông tin kỹ thuật số, chẳng hạn như trong Apple Vision Pro, sử dụng camera xuyên qua. Ngược lại, các hệ thống loại 2 và 3 sử dụng màn hình gắn trên đầu (HMD) với ống kính trong suốt chồng các mô hình 3D lên chế độ xem của người dùng, giống như Microsoft HoloLens. Năm 2020, Trimble đã kết hợp HoloLens với mũ bảo hộ, tạo ra Trimble XR10, giúp công nghệ này có thể sử dụng tại công trường xây dựng. Để rõ ràng hơn, bài viết này sẽ gọi các hệ thống Loại 1 là AR và các hệ thống Loại 2 và 3 là MR.

Người dùng cảm nhận không gian như thế nào?

Thiết kế kiến trúc không chỉ là việc định nghĩa không gian, mà còn là việc dự đoán cách con người sẽ cảm nhận và di chuyển trong không gian đó. Cách người dùng diễn giải một không gian không chỉ phụ thuộc vào hình học mà còn vào trực giác, kiến thức cá nhân và kinh nghiệm của họ. Kevin Lynch mô tả điều này là "tính dễ đọc" của không gian, hay mức độ dễ dàng được hiểu và sắp xếp trong đầu, trong khi Ittelson (1978) nhấn mạnh cách người dùng khám phá, phân loại và hệ thống hóa các yếu tố không gian thành một tổng thể mạch lạc. Đầu tiên, người dùng khám phá một khu vực để định hướng và di chuyển, sau đó họ sẽ phát triển một hệ thống phân loại các yếu tố không gian để sắp xếp chúng trong đầu, và cuối cùng, họ kết hợp tất cả lại thành một hệ thống, cho não bộ biết tại sao mọi thứ đang diễn ra và chúng liên quan với nhau như thế nào. Nghiên cứu cho thấy các môi trường nhập vai như thực tế hỗn hợp có thể mô phỏng điều này một cách trung thực, cho phép cả kiến trúc sư và khách hàng tham gia vào thiết kế không phải như một bản vẽ trừu tượng, mà là một nơi để đi dạo, quan sát và diễn giải.

Phương pháp nào cải thiện hiểu biết về thiết kế: Bản vẽ 2D hay MR?

Dựa trên những điều trên, một nghiên cứu do Đại học Quốc gia Đài Loan (Trung Quốc) thực hiện vào năm 2021 đã khám phá chủ đề này bằng cách tiến hành một thí nghiệm, trong đó những người tham gia được đưa đến một căn phòng và được chia thành hai nhóm. Nhóm thứ nhất sẽ phân tích đề xuất thiết kế nội thất của không gian bằng cách sử dụng bản vẽ kiến trúc in và hình ảnh màu. Nhóm thứ hai được yêu cầu làm điều tương tự nhưng chỉ sử dụng mô hình 3D MR có thể khám phá được nhìn thấy qua kính thực tế ảo MR, trong trường hợp này là: HoloLens. Sau khi hoàn tất quá trình khám phá, các nhà nghiên cứu sẽ đặt câu hỏi về không gian cho người dùng. Ví dụ, hiểu biết chung về các yếu tố trong chương trình kiến trúc, mức độ nhận thức của mọi người về chiều dài và kích thước của vật thể, nhận thức và hiểu biết về kết cấu và vật liệu, và kiến thức về việc phá dỡ hoặc cải tạo các yếu tố cụ thể. Tổng cộng có 42 người tham gia nghiên cứu, với độ tuổi trung bình là 26, hiểu biết về bản vẽ kiến trúc ở nhiều phạm vi khác nhau và đến từ nhiều nền văn hóa khác nhau, bao gồm Châu Phi, Trung Đông, Châu Á, Châu Mỹ và Châu Âu. Kết quả nghiên cứu đã làm sáng tỏ một số chủ đề cho các kiến trúc sư đang tìm cách triển khai công nghệ này vào công việc của họ.

Đầu tiên, nghiên cứu cho thấy công nghệ MR cho phép người dùng hiểu khoảng 85% đề xuất thiết kế tổng thể so với phương pháp 2D (chỉ cho phép người tham gia thu thập khoảng 75% thông tin). Đồng thời, họ cũng kết luận rằng MR không thay thế hoàn toàn 2D; trên thực tế, nó liên quan đến sự cân bằng. Cả MR và 2D đều phù hợp để xác định không gian và bố cục chung, xác định nơi có thể thực hiện các hoạt động và xác định chiều cao. Tuy nhiên, bản vẽ 2D đặc biệt tốt cho các phép đo cụ thể của không gian (Chiều dài và chiều rộng), hiểu kế hoạch phá dỡ và xác định các yếu tố có thể đếm được trong thiết kế, như số lượng đèn, công tắc hoặc ổ cắm. Mặt khác, MR tốt hơn trong việc hiểu cách các yếu tố trong không gian tương tác với nhau (Giống như nếu các cột được bọc bằng một vật liệu cụ thể). MR đặc biệt hữu ích để nhanh chóng xác định các vật liệu và kết cấu cụ thể của thiết kế và hiểu trực quan về kích thước theo chiều rộng và nhận thức trong đầu một số đặc tính nhất định của vật liệu như độ nhám, độ mịn, độ ấm hoặc độ lạnh.

Làm thế nào chúng ta có thể tích hợp MR vào quy trình đánh giá thiết kế hiện tại của mình?

MR có tiềm năng thúc đẩy sự hợp tác toàn diện và liên ngành bằng cách thu hẹp khoảng cách giữa các bên liên quan kỹ thuật và phi kỹ thuật. Khách hàng hoặc người dùng cuối có ít kinh nghiệm đọc bản vẽ kiến trúc thường gặp khó khăn trong việc hình dung không gian sẽ trông như thế nào hoặc hoạt động ra sao. AR, đặc biệt là thông qua kính thực tế hỗn hợp (Mixed Reality - MR), có thể giảm thiểu điều này bằng cách cho phép họ tương tác với không gian một cách trực quan. Nhờ đặc tính trong suốt của thấu kính MR, người dùng không phải kiến trúc sư có thể trải nghiệm trực tiếp các đặc điểm không gian và vật liệu của đề xuất thiết kế tại công trường , giúp dễ dàng xác định các vấn đề tiềm ẩn như xung đột lưu thông, diễn giải sai tỷ lệ hoặc sự không nhất quán về vật liệu. Điều này cho phép họ đưa ra phản hồi dựa trên kinh nghiệm nhận thức của riêng họ thay vì những diễn giải trừu tượng. Điều này có thể giúp dân chủ hóa quy trình đánh giá thiết kế và có thể dẫn đến các quyết định sáng suốt hơn, lấy khách hàng làm trung tâm. Đối với các nhóm kiến trúc, việc kết hợp MR với các công cụ truyền thống có thể đồng nghĩa với việc các đánh giá kỹ thuật chi tiết của họ (ví dụ: khoảng trống, số lượng và kế hoạch phá dỡ) được bổ sung bởi sự hiểu biết kinh nghiệm phong phú hơn từ khách hàng, từ đó có thể dẫn đến kết quả thiết kế toàn diện hơn và được người dùng xác thực.