全息投影在绿色铝模板施工中的应用前景

　　3D放映技术分为三个流派，分别是光分法、色分法以及时分法。光分法利用偏振片来过滤原本朝向不同方向震动的光线，偏光片会挡住与偏光膜方向垂直的光线，只让与偏光膜方向相同的光线通过从而产生视差；色分法俗称红蓝3D，它的两个镜片颜色不同，利用有色光线只能穿透对应颜色镜片的原理，让左右两只眼睛看到不同的影像，经过大脑合成得到立体效果；时分发俗称液晶快门式，它是通过120Hz的放映设备将左右两眼的图像分别显示，然后通过和放映设备同步的快门式液晶眼镜遮住其中一只眼睛，达到左右眼看到图像不同的目的。

　　在这三种实现方法中光分法最适合影院放映，而其他两种则比较适合小型场所。但无论是哪种实现手段，必须佩戴相应的3D眼镜才能达到3D效果。

　　2.2 裸眼3D

　　Figure 2裸眼3D成像技术

　　裸眼式3D可分为微位相差板、柱状透镜技术和指向光源三种。裸眼式3D技术最大的优势便是摆脱了眼镜的束缚。微位相差板法使用微位相差板改变光的偏极态来达到左、右视图的分离，微位相差板立体显示器不需要戴眼镜，但是视角很小，需和头部跟踪装置配合使用；柱状透镜技术也被称为双凸透镜或微柱透镜3D技术，其最大的优势便是其亮度不会受到影响。柱状透镜3D技术的原理是在液晶显示屏的前面加上一层柱状透镜；指向光源3D技术搭配两组LED，配合快速反应的LCD面板和驱动方法，让3D内容以排序方式进入观看者的左右眼互换影像产生视差，进而让人眼感受到3D三维效果。

　　2.3 全息投影技术

　　Figure 3全息投影技术

和3D放映技术、裸眼3D技术相比，全息投影技术是至今为止最神秘、最富科幻色彩的技术。全息投影技术同样分为三种类型，空气投影和交互技术、激光束技术以及360幻影成像技术。空气投影和交互技术可以在气流形成的墙上投影出具有交互功能的图像，其来源海市蜃楼的原理，将图像投射在水蒸气上，由于分子震动不均衡，可以形成层次和立体感很强的图像；激光束技术利用氮气和氧气在空气中散开时，混合成的气体变成灼热的浆状物质，并在空气中形成一个短暂的3D图像，这种方法主要是不断在空气中进行小型爆破来实现的；360度幻影成像是一种将三维画面悬浮在实景的半空中成像，营造了亦幻亦真的氛围，效果奇特，具有强烈的纵深感，真假难辩，形成空中幻象中间可结合实物，实现影像与实物的结合，同时还可配加触摸屏实现互动 。

　　3 基于BIMServer的绿色铝模板施工技术

　　绿色铝模板施工流程包括配模、生产下料、预拼装以及现场施工安装这几大步骤，其中自动化配模过程是最为复杂的阶段。结合BIM中的核心模型思想，把配模信息存储到核心模型中以共享应用是现阶段配模的通用做法。

　　3.1 绿色铝模板自动化配模
　　在设计阶段，铝模板自动化配模的流程如下“Figure4 铝模板配模流程”所示。在此过程中的核心问题是解决实体各个表面的布尔运算，并对这些分散的表面进行统计分类，同时针对提供的标准模板库进行合理的模板排列。

Figure 4铝模板配模流程

　　3.2 BIMServer
　　◆ BIMServer简介
　　BuildingInformation Model Server，简称BIMServer，是用来整合建筑、结构、设备以及施工等整个建筑流程数据的一种模型服务器，BIMServer的核心是使用OpenSource BIM foundation所公布的IFC数据交流格式。
　　BIMServer是一个开源的系统，其核心代码由 Jakob Beetz 编写，由 TUEindhoven 所有；底层数据库采用 BerkeleyDB，由 Oracle 所有；BIMServer 的大部分代码由 TNO 编写。

　　◆铝模板数据共享
　　基于BIMServer，使用者可以把铝模板配模之后的数据上传到其服务器中。经过BIMServer可以实现铝模板数据的共享。

　　4 全息投影技术在绿色铝模板施工中的应用

　　Figure 5全息投影技术在绿色铝模版施工中的应用

　　4.1 预拼装
　　铝模生产加工企业在铝模版生产出来之后、进行施工安装前需要进行预拼装。预拼装不仅需要大量的人力物力，同时还需要有足够的场地，在预拼装完成之后还需要等待甲方人员验收之后才能打包运送到工地进行现场拼装。

　　由于预拼装的成本较大、周期较长，有些软件开发商提出了虚拟预拼装的概念。虚拟预拼装是在电脑中组装成三维模型，组装完成之后用户可以任意浏览组装之后的铝模版模型。这种方式的确节省了人力物力和预拼装的场地，但是也仅仅限制在一个平面屏幕内，三维效果做的再好，也只能通过单一的屏幕进行模拟。

　　全息投影投影技术在解决这个问题上，凸显了其巨大优势。利用全息投影技术，可以通过两个途径实现全息投影。一种方式是通过提供一些专业投影摄像头布置在场地周围，可以把计算机排版之后的铝模版模型投影到某一空间区域，用户可以任意在模型中浏览，就像走进拼装完成的铝模版框架内。这种全息投影方式适合有固定场地，并且场地不需要太大，用户可以方便的切换任意一个铝模版模型；另外一种方式是通过便携式小型移动终端设备作为投影源，同样通过其设备上的有限的摄像头投影到无限的空间中。后者比较适合在施工现场任何位置，其对场地的环境没有任何限制，而且还可以随着施工场地的移动而随身携带。

　　4.2 施工现场
　　在施工时，施工人员需要携带铝模版施工图纸。铝模版施工图纸虽然在建筑施工中有普遍应用，毕竟二维的信息没有三维真实的实体信息描述的更加真实、直观。

　　移动终端，如智能手机、iPad，它的出现给施工带来了新的解决方案。施工人员可以携带电子图纸到施工现场，从而代替纸质的图纸，也可以携带空间的数字模型到施工现场，直接读取三维模型来代替二维平面的图纸。

　　全息投影技术的逐渐成熟，可以使我们的移动终端设备更加智能、更加便捷。带有全息投影技术的移动终端设备，不再需要大屏幕来展示二维、三维的构件信息，它可以通过空中投影来查看构件、铝模板信息，也不再需要通过触屏来查看、查询模型、构件以及铝模板的信息，它可以通过空中触摸来逼真的实现，甚至显示屏也不再重要，它可以是个手表、纽扣，这样就大大方便了在恶劣施工现场的携带以及操作。

　　5 展望
　　随着全息投影技术及应用的不断成熟，必定会给很多行业带来巨变。数字全息投影技术结合数字建筑，必将把建筑行业的数字化推向新的高潮。同时3D打印的不断完善，也将成为虚拟和现实紧密结合的桥梁。

参考文献
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[3]   “Building Formwork”.Building construction ByB.C.Punmia (2008 edition).
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