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| 編輯推薦： |
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本书以“建筑扩展现实导论”为主题，从建筑信息模型（BIM）出发，深入探讨XR技术在建筑行业中的应用，包括设计、施工、运维等各个环节。
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| 內容簡介： |
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本书是国内首部探讨建筑扩展现实（XR）技术应用的专著，系统阐述XR技术基本概念、原理及其与建筑信息模型（BIM）深度融合的方法体系。
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| 關於作者： |
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赵雪锋，博士，北京工业大学副教授，博士生导师。历任中国土木工程学会理事、中国土木工程学会工程数字化分会副秘书长，中核绿色建造技术与装备重点实验室学术委员会委员，中国建筑学会智能建造专业委员会委员，中国建筑学会建筑施工分会理事，中国建筑学会施工BIM专业委员会秘书长，中国图学学会BIM专委会委员，中国图学学会土木工程图学分会委员，中国工程建设标准化标准数字化工作委员会委员；《Journalofintelligentconstruction》编委。国家注册一级建造师，国家注册造价工程师，国家注册咨询（投资）工程师，国家注册监理工程师。曾获得北京市科学技术二等奖、住建部华夏科技奖二等奖和中国建筑学会科技进步三等奖，参与国家BIM技术及推广标准与政策制定。主要研究方向：BIM+XR（VR虚拟现实、AR增强现实、MR混合现实）、建筑行业知识图谱、智能建造研究、建筑元宇宙。
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| 目錄：
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目录
第1部分引言
第1章建筑与扩展现实的交汇
1.1建筑业数字化的发展与瓶颈
1.1.1建筑业稳固的国民经济支柱产业地位
1.1.2建筑行业亟待进行数字化升级
1.1.3建筑业数字化的发展与演变
1.1.4建筑业数字化面临的问题与挑战
1.2建筑扩展现实的发展意义
1.2.1扩展现实的发展概况
1.2.2建筑扩展现实的意义
第2部分技术基础篇
第2章建筑信息模型技术
2.1BIM概述
2.1.1BIM的定义
2.1.2BIM技术特点
2.1.3BIM技术的价值
2.2BIM数据概况
2.2.1BIM数据分类
2.2.2BIM数据特点
2.3BIM轻量化
2.3.1BIM轻量化概述
2.3.2BIM轻量化技术方法
2.3.3BIM轻量化软件工具
2.4BIM技术应用现状
2.4.1BIM技术应用分布
2.4.2BIM技术在建筑设计中的应用
2.4.3BIM技术在建筑施工中的应用
2.4.4BIM技术在建筑运维中的应用
第3章扩展现实技术
3.1扩展现实技术概念和特点
3.1.1扩展现实技术概念
3.1.2扩展现实技术特点
3.2虚拟现实技术
3.2.1虚拟现实技术概述
3.2.2虚拟现实技术发展历程
3.2.3虚拟现实技术原理
3.2.4虚拟现实技术特点
3.2.5虚拟现实软硬件现状
3.2.6虚拟现实典型应用
3.3增强现实技术
3.3.1增强现实技术概述
3.3.2增强现实技术发展历程
3.3.3增强现实技术原理
3.3.4增强现实技术特点
3.3.5增强现实技术软硬件现状
3.3.6增强现实技术典型应用
3.4混合现实技术
3.4.1混合现实技术概述
3.4.2混合现实技术发展历程
3.4.3混合现实技术原理
3.4.4混合现实技术特点
3.4.5混合现实软硬件现状
3.4.6混合现实典型应用
3.5VR、AR、MR的联系与区别
3.5.1VR、AR、MR的联系
3.5.2VR、AR、MR的区别
第4章BIM技术与XR技术的结合
4.1BIM技术与XR技术结合的可行性
4.1.1特性层面
4.1.2技术层面
4.1.3应用环境层面
4.2BIM技术与XR技术结合的技术优势
4.2.1开发工具
4.2.2模型互通
4.2.3信息传递
4.2.4轻量化技术
4.3BIM技术与XR技术结合的业务优势
4.3.1设计效果可视化
4.3.2施工进程可视化
4.3.3运维管理可视化
4.3.4促进沟通协作
4.4BIM技术与XR技术结合的原理解析
4.4.1BIM技术与XR技术结合的几何信息原理解析
4.4.2BIM技术与XR技术结合的属性信息原理解析
4.5BIM技术与XR技术结合的通用技术路径
4.5.1数据准备与建模(BIM板块)
4.5.2模型转换与优化(中转板块)
4.5.3拓展现实模块组建(XR模块)
4.5.4现有挑战
第3部分行业应用篇
第5章扩展现实技术行业应用现状
5.1扩展现实技术的原位应用
5.1.1XR技术原位应用前景
5.1.2数据来源
5.1.3MR技术原位应用目的
5.1.4设计阶段MR技术原位应用
5.1.5施工阶段MR技术原位应用
5.1.6运维阶段MR技术原位应用
5.2扩展现实技术在施工管理中的应用现状
5.2.1研究背景
5.2.2土木工程施工管理存在的问题
5.2.3数据收集
5.2.4扩展现实技术在土木工程施工管理中的应用分析
5.2.5扩展现实在土木工程施工管理中的未来研究方向
5.2.6结论
5.3扩展现实技术在园林工程中的应用现状
5.3.1研究背景
5.3.2文献数据收集
5.3.3扩展现实在园林工程建设管理中的应用分析
5.3.4扩展现实在园林工程建设管理中的应用挑战
第6章扩展现实技术在建筑设计阶段的应用
6.1交互式建筑设计
6.1.1XR技术在交互式设计中的优势
6.1.2VR交互式建筑设计应用
6.1.3AR交互式建筑设计应用
6.1.4MR交互式建筑设计应用
6.2沉浸式远程评审
6.2.1MR技术在协同评审中的优势
6.2.2基于MR的BIM评审方法
6.2.3基于MR技术的BIM评审系统架构
6.2.4实际应用案例
第7章扩展现实技术在建筑施工阶段的应用
7.1现场可视化与力学仿真分析
7.1.1FEA-MR的力学仿真状态数据处理
7.1.2FEA-MR的力学仿真计算对象建模
7.1.3FEA-MR的力学仿真原位实时可视化系统架构
7.1.4试验与验证： 以梁构件为例
7.2进度控制(进度排期)
7.2.1技术层面
7.2.2机理层面
7.2.3方法层面
7.3质量控制
7.3.1基于扩展现实的事前、事中和事后阶段的质量控制
7.3.2XR质量控制典型应用及案例
7.4安全管理
7.4.1安全管理内容
7.4.2XR技术在安全管理中的典型场景
7.4.3XR技术在安全管理中的应用案例
第8章扩展现实技术在建筑运维阶段的应用
8.1隐蔽工程可视化
8.1.1隐蔽工程运维与扩展现实技术革新
8.1.2隐蔽工程可视化运维阶段的典型应用场景
8.2设施设备信息查询与管理
8.2.1混合现实眼动跟踪
8.2.2眼动跟踪与BIM结合
8.2.3“所见即所得”的信息查询案例
8.3设施设备巡检与维护
8.3.1多源信息集成的地下供水管网混合现实运维管理方法
8.3.2基于BIM+XR的地下管廊智慧运维研究
8.4基于XR的智慧楼书运维
8.4.1基于XR的智慧楼书运维的必要性
8.4.2基于XR的智慧楼书运维的应用
第4部分教育应用篇
第9章扩展现实技术在教学中的应用
9.1国家重大工程进课堂
9.1.1背景概述
9.1.2研究内容、方法、目标与效果
9.1.3技术路线
9.1.4工作方案
9.1.5案例实证
9.1.6XR技术在教育领域的实践与探索
9.2基于XR技术的虚拟力学实验室
9.2.1研究内容
9.2.2研究方法
第5部分案例分析篇
第10章他山之石： 建筑扩展现实全球典型案例分析
10.1案例： 日本株式会社大林组
10.1.1日本株式会社大林组介绍
10.1.2BIM数据结合MR技术
10.1.3工程案例
10.1.4实施效果
10.2案例： DataMesh株式会社
第11章应用探索： 建筑扩展现实本地实践案例分析
11.1建筑扩展现实在装配式建筑领域的应用： 以歇甲庄项目为例
11.1.1基于BIM+MR的装配式建筑施工智能预拼装技术
11.1.2基于MR技术的小市政管线智能运维管理
11.1.3基于AR技术的户型内部智能运维技术研究
11.2建筑扩展现实在核电工程领域的应用： 以中核工艺模拟项目为例
11.2.1基于MR技术的中核“华龙一号”控制棒驱动机构施工仿真系统
11.2.2基于MR技术的中核“华龙一号”冷试组件装配仿真系统
11.2.3基于MR技术的中核“华龙一号”试验台架工艺仿真系统
11.3建筑扩展现实在公共建筑领域的应用： 以中关村论坛永久会址项目为例
11.3.1基于MR-FEA-IoT的钢结构卸载施工监测方法
11.3.2基于BIM+MR/AR技术的隐蔽工程可视化技术
11.4建筑扩展现实在园林工程领域的应用： 以雄安新区金湖公园项目为例
11.4.1研究背景
11.4.2项目概况
11.4.3BIM参数化模型创建
11.4.4BIM+MR技术数字化实践应用
11.4.5研究总结
结语
第12章构建未来——建筑扩展现实的无限可能
12.1人工智能与建筑扩展现实
12.1.1智能设计与场景生成
12.1.2施工模拟与智能优化
12.1.3智能运维与管理
12.1.4个性化交互体验
12.1.5智能辅助与培训
12.2数字孪生与建筑扩展现实
12.2.1设计阶段的创新融合
12.2.2施工过程的智能化管理
12.2.3运维管理的数字化升级
12.2.4客户体验的个性化定制
12.3元宇宙与建筑扩展现实
12.3.1设计： 无限创意的虚拟画布
12.3.2施工： 虚实并行的未来建造
12.3.3运维： 元宇宙中无形守护者
12.3.4生活： 虚拟与现实交织的梦幻体验
12.3.5教育： 沉浸式学习的未来课堂
12.3.6游戏： 虚拟空间中的建筑乐园
12.3.7娱乐： 沉浸式体验的未来场景
12.3.8仿真： 未来城市与建筑的试验场
12.3.9城市管理： 智慧城市的虚实融合
参考文献
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| 內容試閱：
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前言
建筑业作为国民经济的支柱产业，其数字化、智能化转型关系到国家建设水平和行业可持续发展。近年来，随着国家“数字中国”“数字住建”建设整体规划布局战略深入推进，国家陆续出台了《关于推动智能建造与建筑工业化协同发展的指导意见》《“十四五”建筑业发展规划》，以及《智能建造技术导则（试行）》《关于推进新型城市基础设施建设打造韧性城市的意见》等一系列政策文件，为建筑业的数字化转型提供了政策指引和支持，同时也对建筑业的数字化水平提出了更高要求，迫切需要建筑行业通过新一代信息技术实现高质量发展。
从2008年我在香港理工大学做研究助理接触BIM到现在已经17年了，这期间我对BIM底层原理、软件架构和工程应用进行了初步探索。随着研究和实践的逐渐深入，我们也发现了现有数字化手段的局限性，特别是虚拟信息世界与物理建造世界之间缺乏有效的连接桥梁，信息技术往往出不了办公室，进不了工程现场。扩展现实（XR）技术的出现，恰恰为解决这一困境提供了可能突破口——它能够将数字信息无缝叠加于真实物理空间，创造出前所未有的虚实混合交互体验，从根本上改变现场与信息之间的关系。
多年来，我们团队在建筑扩展现实领域进行了大量探索，从最初的概念验证，到如今已在多个工程项目中应用。每一次技术迭代，每一个项目实践，都是经验积累，也是本书内容的来源。另外我们开展了从扩展现实与BIM融合基础理论到核心算法，再到系统实现的全链条研究，取得了一些成果。这些研究不仅发表于国际顶级学术期刊，也在实际工程中得到了验证与应用，力图为行业发展和工程教学提供可复制、可推广的技术路径与方法论。本书的编写是我们对建筑扩展现实技术前期研究的梳理，也为未来建筑元宇宙的研究与实践铺设道路。
本书分为六大部分： 从建筑数字化发展历程与扩展现实技术的革新意义入手，深入剖析BIM与XR融合的核心技术路径，展示XR技术在建筑设计、施工与运维全过程的应用，探讨其在工程教育中构建沉浸式虚拟空间的创新模式，通过国内外典型案例呈现从装配式建筑到核电工程的实践应用，最后展望XR与人工智能、数字孪生及元宇宙的融合前景，为建筑行业数字化转型描绘蓝图。
在此，我要特别感谢北京工业大学原副校长、中国工程院院士杜修力为本书作序。感谢北京工业大学建工学院原院长薛素铎和现任院长许成顺的关心与支持。感谢北京城建集团土木工程总承包部总经理刘奎生、副总经理付勇攀，建筑工程总承包部总工杨应辉、信息中心主任陈利敏、副主任韩冰、项目经理罗党龙、总工罗彦飞在实践项目中的大力支持。感谢中国核工业二三建设有限公司常海军、杨远松、刘海洋、席利国，使我们有幸将XR技术应用到大国重器——华龙一号上。感谢北京建工集团智能建造中心宋萍萍、付亮，北京建工集团四建副总经理张丽丽，使构件有限元计算以及结果呈现可以在工程原位进行。感谢共同作者北京城建设计发展集团股份有限公司副总经理王臣、数字中心主任张波，北京建工集团科技质量部副部长杨震卿，他们给了我大量的指导、帮助和思想碰撞。感谢我的博士研究生樊雄涛、冯子桐、刘震华，硕士研究生厉望秉、杨千太、刘思雨、陶艺冰、彭云飞、陈昊东、晏文凯、张睿、李灿、郑雅铧，他们做了大量的文字工作。正是有了你们的鼎力相助，本书才得以从构想走向现实。
我们的研究只是智能建造发展大潮中的一朵小浪花，希望能为行业数字化转型贡献一份微薄之力。如书中有任何不足之处，也恳请读者给予批评指正。
赵雪锋
2025年9月3日于北京工业大学建工西楼0号段603室
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