关键词  扩增实境  移动计算  计算机集成设计 计算机集成工程 土木工程 建筑信息建模

1.介绍

建筑设计的工具是经过历史发展而来的。钢笔、铅笔和纸已被计算机辅助设计(CAD)和建筑信息建模(BIM)软件所取代。工程师、建筑商、规划师和承包商也使用各种特定领域的软件来支持他们的工作。建筑工程的研究和实践的一个优先事项是利用信息技术有效地整合施工过程[12]。适当的标准，例如工业基础课程(IFC)，有可能解决软件的互操作性问题，并在设计中反映信息[15]。

虽然设计阶段主要是数字化的，而且越来越多地围绕着BIM，为了实现建筑的数字化，结构化的信息模型需要在建筑工地上得到，在那里信息被用来塑造物质世界。然而，在建筑工地上，信息技术基础设施并不容易获得。随着移动计算的引入，情况开始发生变化[10]。该领域仍在发展。

1.1 动机

建筑信息过程(设计、图则和时间表)的输出为材料提供了控制信息，施工过程[42]。将数字模型的信息传递到建筑工地，用来塑造实体真实感的媒体仍然是二维文档，如平面图、交叉交点、草图等。建筑工地被使用媒体和格式，预先的计算机整合到建设过程中。建筑工地的真实世界与设计信息之间的关系和定位信息仍然是施工人员的任务。在这项任务中，他们没有得到技术的太多帮助。必须根据用户在项目中的角色、地点和时间，从模型中提取相关信息。图形代表在这方面，二维中的信息必须与人们所依赖的空间感知所依赖的物理三维现实相关联。这是技术上基本上没有帮助的人类头脑。这就是弥合建设网站的现实世界和信息模型的虚拟世界之间的差距，并将两者结合在一起。这就是现场工程师一直在做的事。几个世纪前，图纸设计信息的引入。目前的问题是如何用技术协助这一进程。

我们对增强现实(AR)的研究假设是，通过使用一个综合环境，能够将四维构建的信息模型集成到真实世界的真实画面中。可以提高对项目信息的理解和方便使用。应该有可能衡量这种改进。

  我们认为这种合成环境是增强现实。这不仅是可行的，而且它也比传统的、完善的关于蓝图或在屏幕上的陈述更有效。

本文提出的具体问题是：(A)AR在结构工程中有应用，(B)这种技术有多大的改进，(C)采用它的障碍是什么。回答这些问题，我们必须制定出一种方法，它在理论上是通用的，并且适用于结构工程和计算机等跨学科领域的其他相关技术研究。

1.2 研究的方法

许多工程上的研究，尤其是在建筑学方面的研究，并没有像自然科学那样分析现有的现象。相反，它会合成(创造)新的解决方案和改进技术。建立这种研究的成功或失败是方法上的崇拜，至少有以下两个原因。

首先，无论技术在帮助建设过程中所做的一切，几十年或几个世纪以来，都已经没有这项技术了。所以很自然地，它可以通过一些附加的方法来完成。新技术的帮助。它几乎不可能失败。用卡尔·波普佩尔[17]的话说，这种研究的反驳性是值得怀疑的。

第二，研究人员可以创造原型，证明一个想法，但没有资源来创造商业级软件。研究原型缺乏可靠性、友好性和可用性。由数百名或数千名程序员创建的社交系统。衡量原始研究原型的成功与否，并不能公平地反映技术的潜力。

在我们的研究中，这个问题是通过创新的结合几种评价方法，包括理论和实证的结合来解决的。以现象学为理论基础，它为增强现实有潜力的假说奠定了哲学基础。建造了一个原型，在现实生活中进行了测试和研究，以评估当前的技术能力。最后，通过对潜在终端用户进行结构化访谈，验证了所开发原型的有效性。