Entornos de realidad virtual inmersiva a partir de productos creados con metodología Building Information Modelling como herramienta para el diseño conceptual arquitectónico e industrial y para el análisis de percepciones y sensaciones del espacio diseñado

Abstract

Las empresas de arquitectura y diseño urbano modernas requieren proyectos más eficientes y personalizados, lo que ha impulsado procesos de diseño y desarrollo simultáneos que demandan mejoras y modificaciones continuas. Las herramientas de Building Information Modeling (BIM) y Realidad Virtual (RV) son esenciales, permitiendo la creación de modelos 3D hiperrealistas que mejoran la productividad y facilitan el diseño de espacios complejos. En esta tesis, se ha adoptado el paradigma del modelado paramétrico de sólidos, permitiendo la edición y reutilización continua de modelos virtuales para satisfacer requisitos específicos. Se han implementado metodologías y herramientas en estudios prácticos para lograr los objetivos de interoperabilidad entre proyectos gráficos BIM y CIM, el análisis de opiniones de profesionales y estudiantes sobre el diseño conceptual en entornos virtuales inmersivos, y la evaluación de percepciones y sensaciones del espacio diseñado. Se desarrolló un script para Unreal Engine que asigna propiedades realistas a objetos BIM. Se realizaron experiencias con profesionales y estudiantes usando herramientas de dibujo 3D en RV y RA, empleando HMDs como Oculus Quest 2, HTC Vive Cosmos y Hololens 2, y aplicaciones como Figmin XR, Grafitti 3D , Vr Sketch y Gravity Sketch. En la revalorización del Canal del Puerto de Rímini y el nuevo distrito de LaVallée, se usaron escenas de RV para comparar escenarios antes y después de la intervención, evaluando y mejorando el diseño urbano. En el edificio de Bellas Artes de la Universidad de La Laguna, se evaluaron percepciones y sensaciones a través de un paseo interactivo de RV por el gemelo digital de la facultad. Se utilizaron cuestionarios ad-hoc para evaluar el proceso de diseño conceptual, sensaciones del espacio diseñado y emociones percibidas por los usuarios en entornos de RV, validando las respuestas de profesionales y estudiantes de arquitectura e ingeniería de Francia y España. Las principales conclusiones indican que realizar estudios de percepciones y sensaciones durante el diseño arquitectónico es fundamental para rediseñar proyectos basados en retroalimentación real, asegurando espacios más funcionales y satisfactorios. La RV facilita la identificación de necesidades y preferencias, mejorando la calidad de vida y promoviendo la sostenibilidad urbana. Crear un gemelo digital es posible, aunque herramientas como Infraworks tienen limitaciones y requieren ajustes manuales para alcanzar un realismo aceptable. Los motores gráficos como Unreal Engine son más adecuados para crear entornos 3D realistas. Los entornos de RV permiten realizar análisis de percepción y opiniones de ciudadanos, ayudando a los diseñadores a redefinir el diseño según las sensaciones de los usuarios. Las percepciones de los espacios urbanos varían según factores culturales, y la RV proporciona insights valiosos para mejorar estos espacios. El análisis estadístico de los resultados muestra que la implementación de entornos de realidad virtual en el diseño arquitectónico y urbanístico permite una evaluación más precisa de las percepciones y sensaciones de los usuarios. Los datos indican que la retroalimentación obtenida de profesionales y habitantes mejora significativamente el diseño conceptual y el diseño final, haciendo los espacios más funcionales y satisfactorios. Las aportaciones de esta tesis incluyen una mejor interoperabilidad entre archivos BIM y motores gráficos, la evaluación de percepciones en entornos de RV y RA, y el análisis cultural en el diseño urbano, proporcionando una guía valiosa para futuros desarrollos en estos campos.