一、實驗室簡介

ErgoVR BIM數字建筑人居環(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)境設計理念，結合VR虛擬現(xiàn)實技術沉浸式體驗方式與工程BIM模型的建筑信息數字化特點，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、人與建筑時空交互數據，以及人在建筑環(huán)境中的注意分布、情緒體驗、審美偏好、認知加工等，從而探究建筑設計對于環(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。

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

二、實驗室建設方案

1.實驗室方案

ErgoVR BIM數字建筑人居環(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. 人機環(huán)境多維度數據同步采集系統(tǒng)布置在多間測試室；4. 數字化仿真系統(tǒng)與人機環(huán)境多維度數據分析平臺布置在主控觀察室。

2.系統(tǒng)組成

ErgoVR BIM數字建筑人居環(huán)境虛擬仿真實驗室由ErgoVR虛擬仿真系統(tǒng)和ErgoLAB人機環(huán)境同步云平臺組成，可根據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)基于已有的數字建筑BIM模型，通過轉換為常用的obj、fbx等基礎格式，可直接讀取VR原型并對其設置可交互屬性。能夠1:1呈現(xiàn)虛擬現(xiàn)實場景，并通過激光定位器、手柄、數據手套、頭盔定位器等實現(xiàn)體驗者與數字建筑場景的實時交互、行為和視角變化等。ErgoLAB人機環(huán)境同步云平臺則能夠對多維度主客觀數據進行同步采集，并對不同指標進行針對性高級分析，同步測量與分析指標包括眼動追蹤數據、生理數據、腦電、近紅外腦功能成像數據、時空行為數據、人機交互數據、行為績效數據、主觀問卷量表數據等，從而對虛擬仿真系統(tǒng)所呈現(xiàn)的數字化建筑設計進行多維度的定量化測試評估。通過多維度主客觀人因數據可進行進一步分析，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，進一步實現(xiàn)環(huán)境設計、建筑設計、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模型結合VR虛擬現(xiàn)實

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

2.自定義AOI與SOI

研究者可預先設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)將自動識別并且進行時空、交互、眼動等多模態(tài)定量化數據的統(tǒng)計分析，如注視時間、總注視時間、注視次數、空間停留時間、進入次數等，通過這些數據研究者能夠對被試人員的興趣偏好及注意程度等進行分析。

3.建筑環(huán)境與人因數據同步采集與分析

針對數字建筑人居環(huán)境的不同實驗室方案，均可以結合ErgoLAB人機環(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據，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據，及溫濕度、光照、聲音、風速等環(huán)境數據。從視覺注意偏好、生理應激壓力緩解、行為表現(xiàn)、主觀情緒體驗等多維度綜合評價人居環(huán)境的設計方案。

4.聲光環(huán)境仿真與模擬

通過將數字仿真技術與虛擬現(xiàn)實技術、環(huán)境模擬技術相結合，將數字仿真軟件對聲音、光學特性進行人、建筑、環(huán)境的數據庫建立，并采用數字仿真驅動虛擬場景、模擬物理環(huán)境，在建筑設計的不同階段實現(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據的同步采集，在建筑環(huán)境建造前期對設計方案的人居適宜性即可進行評價、驗證、優(yōu)化。

5.主客觀數據同步采集

本實驗室結合主觀問卷量表測評方法和客觀多維度數據，采用網頁或二維碼作答方式，實時對建筑環(huán)境的感知與體驗進行主客觀結合的評價，從而對數字建筑人居環(huán)境的研究進行多指標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據，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、時空多維度數據綜合交叉統(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)境設計、游客瀏覽路線設計提供參考依據。

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)團隊，支持聯(lián)合訂制開發(fā)，可與高校、科研院所等進行產學研合作，實現(xiàn)理論與算法結合轉化科技成果。公司同時具備專業(yè)的科研實驗團隊，團隊人員均具有專業(yè)研究背景，搭建產學研合作與資源共享實驗平臺，提供實驗設計-數據采集-數據處理-統(tǒng)計分析全流程的聯(lián)合科研與實驗服務。

五、廠家介紹

北京津發(fā)科技股份有限公司是高新技術企業(yè)、科技部認定的科技型中小企業(yè)和中關村高新技術企業(yè)，具備自主進出口經營權；自主研發(fā)的人因工程與工效學相關技術、產品與服務榮獲多項省部級科學技術獎勵、國家發(fā)明、國家軟件著作權和省部級新技術新產品（服務）認證；通過了歐洲CE、美國FCC、歐盟RoHS、ISO9001、ISO14001、OHSAS18001等多項國際認證和國家防爆認證。

津發(fā)科技設立人因工程專業(yè)的學術科研團隊、技術團隊及研發(fā)團隊，并通過多年與科研機構及高校的產學研合作，積累了人因與工效學領域多項核心技術，以及基于機器學習等人工智能算法的狀態(tài)識別和人機工效評價技術與研究方法等，是*要的人因工程技術創(chuàng)新中心！津發(fā)科技的實驗室規(guī)劃建設技術團隊提供的技術支持及售后服務，從實驗室建設的規(guī)劃與布局，到設備的培訓與指導，多角度的進行實驗室建設的全生命周期的服務。