現代城市與社區的規劃具有極大的復雜性，因此在建筑工程實施前進行建筑總體規劃是一項必不可少的程序，而建筑總體規劃本身即是一項困難且艱巨的任務，如何合理進行總體規劃，如何降低總體規劃中花費的成本以及如何確保在總體規劃設計中每一個部門都能夠參與其中成為了一個行業難題。如今，隨著虛擬現實技術的不斷發展這一難題將有可能得以解決。Grape Architects是一家總部設在奧斯陸的多學科實踐機構，他們目前正在開發一個項目，該項目的目標是幫助IFE（Institutt for Energiteknikk）在挪威利利斯特倫北部的Kjeller社區開發一個“研究和創新區”。在項目中他們使用了數字孿生技術以幫助他們快速完成項目的總體規劃設計流程。

“IFE的目標是將Kjeller社區打造成為北歐地區最具吸引力的可再生能源、石油、核醫學和數字系統研究園區，以提供世界一流的研究基礎設施?！痹擁椖坑蒊FE的首席技術和地產部門負責人Siw-Hege Gundersen負責開發。自2016年以來，Isabel Ruiz Lopez在Grape的團隊一直在為該項目制定總體規劃方案，但是在總體流程中他們遇到了許多障礙，包括：取消核業務，為開發新的地產項目清理安全區，確保園區內復雜物流流程的正確運行，以及實現作為總體規劃愿景中那些具有吸引力、創新性和可持續化的目標?，F在隨著VR&AR技術研發的突破，該項目也取得了突破性的進展。

數字孿生與Varjo Aero頭戴式顯示器

Grape Architects繪制的IFE研究與創新區總體規劃（軸測圖）

項目中實現的突破是通過兩個平行的團隊同時協作而實現的，他們通過技術的融合形成了自然的聯系。由Michael Louka領導的IFE虛擬和增強現實部門，專注于數字模擬技術的應用，該團隊通過虛擬現實模擬的方式將現實世界中的資產與虛擬空間進行連接、映射，這種新方法能夠幫助他們更好的驗證一些與能源和醫療行業（石油和天然氣、風能、癌癥研究和醫藥行業等）相關的設計方案，使得總體建筑規劃更加合理。與此同時，Grape團隊則通過VR-Zone成功建立起了一個固定的從客戶到顧問再到員工的工作流程——流程中的所有人都能夠通過VR-Zone定期會面，討論和迭代他們的項目，這大大提升了總體規劃項目中的工作效率，避免了因錯誤流程與決策所導致的成本損失。

Grape和IFE在項目構建中都使用了擁有3D資產的數字孿生，以幫助他們對項目的實施進行總體規劃。來自IFE虛擬現實團隊的Peter Christopher Bach和Mikel Salazar參與了研究與創新區虛擬現實模型的開發。他們在奧斯陸的工作給了他們體驗 Varjo Aero虛擬現實頭戴式顯示器的機會——在經過短短幾分鐘測試過程后，他們對該設備的清晰度和高分辨率做出了極高的評價。鑒于他們在其部門25年的工作中一直使用各種各樣的虛擬現實頭戴設備的經驗，他們最終決定將Varjo Aero作為IFE內部用戶會議活動的一部分。

2020年IFE/Grape的早期總體規劃草圖

當前數字孿生電池實驗室演示畫面（實時工作的虛擬現實模型）

3D視圖展示了作為研究和創新區總體規劃一部分的IFE新校區新研究藥物生產設施和測試實驗室的內部概念

來自規劃大規模設施的挑戰

Grape對于研究和創新區的總體規劃包括大約12座新建筑，其中82，000平方米新建筑面積的加入使其現有設施（現有設施建筑面積56，000平方米）占地面積擴大到兩倍之多。

建成后的研究和創新區不僅僅為研究人員打造，同時也服務于學生、外國工人等其他人員，當然還有當地居民在那里生活、工作和學習。他們將這一地區視為一個集體科技園，充滿創新，并保持著高水平的知識多樣性。

研究和創新區中廣場、人行道和道路等建筑元素相互融合，園區中還有一些自主機器人，它們會為園區中的人員提供各種服務，這讓整個科技園區彌漫著一種科幻小說的味道。

IFE的虛擬和增強現實部門專注于對建筑群進行數字孿生模擬，并通過數字虛擬化的方式將流程與其數據集和研究聯系起來。建筑設計和城市規劃要求的建模涉及許多非常相似的方法，它們都需要通過使用VR和AR技術并行數字孿生模型。這使得用戶能在VR/AR環境中更真實的驗證他們的設計。

通過Rhino和Enscape制作的虛擬現實模型展示了Kjernen的研究和創新區廣場（圖為夏季）

通過Twin Motion的VR建筑模型顯示同一區域并快速調整到冬季，我們能夠看到雪中的機器狗

虛擬現實模型呈現出用于舉辦用戶會議的現有禮堂和圖書館建筑

解決工作流中的兼容性問題

Grape與IFE的合作始于項目需要解決繁重的3D文件交換以及硬件和軟件的不兼容等問題。在數字化時代，成功的3D協作工作的核心是生產管道，這是好萊塢電影行業中始終在做的事情，然而建筑和科研領域對于這種技術還涉及未深。挪威的大多數建筑主要使用Revit作為基礎設計工具，Revit中包含BIM功能，這讓每個3D對象都能夠被語義標記和參數化，以幫助改善建筑流程。當然IFE也編寫了一些自己的建模軟件，這些建模軟件也應用于建筑之外的各種行業，如石油和天然氣、核能和醫藥等行業。但是創建協作環境最重要的是需要各種軟、硬件兼容，因此IFE選用了兼容性更強的虛幻引擎作為他們虛擬現實工作流程的基礎。

結語

創建城市、社區的數字孿生不僅能夠更加直觀，更加合理的完成對其的規劃項目，而且能夠幫助參與其中的每個人更準確的了解項目進行的階段，幫助利益相關者制定更好的決策方案，從而避免因決策失誤或流程錯誤所導致的成本損失風險。