Trong các dự án xây dựng, cần chia sẻ chính xác khối lượng lớn thông tin như kế hoạch thi công, nội dung thiết kế, tình trạng công trường và tài liệu xem xét giữa nhiều bên liên quan. Tuy nhiên, trong môi trường mà bản vẽ 2D, hình ảnh và tài liệu thuyết minh truyền thống được quản lý riêng lẻ, việc nắm bắt trực quan bức tranh tổng thể trở nên khó khăn, dễ dẫn đến sai lệch nhận thức giữa các bên.

Đặc biệt, khi giải thích quy trình thi công hoặc mối quan hệ vị trí trong không gian cho các bên liên quan còn ít kinh nghiệm hiện trường hoặc cho các bộ phận khác, bản vẽ mặt bằng đơn thuần không thể truyền tải đầy đủ ý đồ. Mỗi lần cần xác nhận lại, nhóm dự án lại phải chuẩn bị thêm tài liệu hoặc tổ chức các buổi họp giải thích, khiến việc ra quyết định và điều phối hiện trường mất rất nhiều thời gian.

Mục tiêu của dự án là xây dựng một nền tảng trực quan hóa bằng 3D các dữ liệu phức hợp liên quan đến xây dựng và thiết kế, cho phép tất cả các bên liên quan cùng xem một màn hình để kiểm tra và thảo luận theo thời gian thực về kế hoạch thi công cũng như tình hình hiện trường.

Mục tiêu là chuyển từ cách truyền đạt thông tin phụ thuộc vào bản vẽ 2D và các tài liệu rời rạc sang chia sẻ thông tin trực quan lấy mô hình 3D làm trung tâm, qua đó giúp các bên sớm nắm bắt kế hoạch thi công, đẩy nhanh việc kiểm tra hiện trường và ra quyết định thuận lợi hơn trên toàn dự án.

SMILE phụ trách phát triển trình xem cho phép hiển thị và thao tác mượt mà với dữ liệu 3D dung lượng lớn ngay trên trình duyệt Web. Chúng tôi quản lý tích hợp mô hình 3D, dữ liệu đám mây điểm, hình ảnh độ phân giải cao và bản vẽ 2D trên cùng một màn hình, đồng thời triển khai xuyên suốt từ thiết kế UI/UX đến lập trình để kỹ sư có thể xem, đo đạc và đối chiếu một cách trực quan.

Phạm vi triển khai chính bao gồm phát triển trình xem Web, xử lý tối ưu hóa và chuyển đổi định dạng dữ liệu 3D, xử lý chia ô dữ liệu đám mây điểm, chức năng liên kết hình ảnh và bản vẽ, chức năng đo khoảng cách, diện tích và các chỉ số khác, tối ưu hóa hiệu năng hiển thị, cùng với xây dựng và kiểm chứng đặc tả tích hợp với hệ thống hiện có của khách hàng.

Trong quá trình phát triển, chúng tôi ưu tiên cao nhất việc kết hợp giữa khả năng thao tác trực quan và khả năng hiển thị rõ ràng, để ngay cả các bên liên quan chưa quen với các công cụ CAD/BIM chuyên dụng cũng có thể nắm bắt tình hình công trường một cách dễ dàng. Do thông tin trong lĩnh vực xây dựng vô cùng đa dạng, việc chỉ tăng thêm dữ liệu có thể hiển thị sẽ làm giảm tính thực tiễn của công cụ. Vì vậy, chúng tôi đã tổ chức lại chức năng lọc đối tượng cần kiểm tra, chuyển đổi góc nhìn và cấu trúc liên kết với các tài liệu liên quan như bản vẽ, hình ảnh, qua đó xây dựng một trình xem phù hợp với quy trình làm việc thực tế tại công trường.

Ngoài ra, các mô hình 3D, bản vẽ 2D, ảnh chụp tại hiện trường và dữ liệu đám mây điểm có cấu trúc dữ liệu cũng như dung lượng rất khác nhau. Thay vì chỉ hiển thị song song các dữ liệu này, SMILE đã thiết kế một pipeline xử lý dữ liệu cho phép chồng lớp và so sánh chúng theo ngữ cảnh của quy trình thi công và kiểm tra hiện trường, tức hiển thị overlay.

Một điểm nổi bật khác của dự án là cách tiếp cận tập trung vào giá trị cốt lõi: “chia sẻ trực quan những thông tin hiện trường vốn khó truyền đạt”, thay vì cố gắng tích hợp toàn bộ các chức năng BIM quá phức tạp.

Thách thức kỹ thuật lớn nhất là tích hợp ngay trên trình duyệt, không có độ trễ, các loại dữ liệu rất khác nhau về định dạng và dung lượng như “mô hình 3D”, “bản vẽ 2D”, “ảnh hiện trường” và “dữ liệu đám mây điểm dung lượng lớn” vào cùng một hệ tọa độ không gian, đồng thời vẫn bảo đảm thao tác mượt mà. Đặc biệt, dữ liệu đám mây điểm có dung lượng rất lớn; nếu tải trực tiếp lên Web, hệ thống dễ bị áp lực bộ nhớ và suy giảm tốc độ khung hình hiển thị (FPS).

Để giải quyết thách thức này, SMILE áp dụng “công nghệ chia ô và điều khiển LOD (Level of Detail)”, trong đó dữ liệu đám mây điểm được phân tách theo không gian và chỉ những phần cần thiết mới được tải theo từng giai đoạn. Bằng cách triển khai phân phối streaming theo yêu cầu dựa trên góc nhìn camera và mức thu phóng, hệ thống vừa đảm bảo thao tác 3D mượt mà, vừa hỗ trợ kiểm tra hiện trường với độ chính xác cao ngay cả trên các PC phổ thông có cấu hình hạn chế.

Các kỹ sư có thể xem, đo đạc và đối chiếu mô hình 3D, dữ liệu đám mây điểm, hình ảnh và bản vẽ ngay trên một trình duyệt Web duy nhất, qua đó loại bỏ thao tác mất thời gian khi phải chuyển đổi giữa nhiều phần mềm chuyên dụng.

Nhờ đó, các bên có thể nắm bắt trực quan những mối quan hệ vị trí trong không gian và các vấn đề giao cắt vốn khó truyền tải chỉ bằng bản vẽ hoặc hình ảnh, góp phần đẩy nhanh quá trình rà soát kỹ thuật và giảm đáng kể việc phải làm lại giữa các bên liên quan. Việc không cần cài đặt phần mềm chuyên dụng cũng giúp hạ thấp đáng kể rào cản chia sẻ thông tin giữa giám sát công trường, nhà thiết kế và đối tác bên ngoài.

Tại SMILE, đầu mối phía Nhật Bản và đội ngũ phát triển tại Việt Nam phối hợp chặt chẽ, xây dựng cơ chế làm việc thống nhất từ định nghĩa yêu cầu, đặc tả màn hình đến tiêu chuẩn xử lý dữ liệu 3D. Bridge SE (BrSE) dịch và hệ thống hóa chính xác các yêu cầu nghiệp vụ cũng như thông số kỹ thuật; với những phần dễ phát sinh khác biệt về nhận thức như trải nghiệm thao tác 3D và liên kết dữ liệu, đội ngũ sớm trình bày prototype và demo màn hình để thống nhất cách hiểu.

Trong giai đoạn triển khai, chúng tôi cũng tiến hành kiểm thử kỹ lưỡng về hiệu năng hiển thị, tốc độ phản hồi thao tác và tính nhất quán của dữ liệu. Vì đây là dự án đòi hỏi tính trực quan về thị giác và không gian, chúng tôi không chỉ dựa vào thông tin dạng văn bản trong tài liệu đặc tả mà còn bám sát màn hình vận hành thực tế, áp dụng cách làm agile để nhanh chóng phản ánh các phản hồi.

Trong trường hợp này, chúng tôi đã xây dựng một giải pháp dùng công nghệ trực quan hóa Web 3D để chuyển đổi cách chia sẻ thông tin phức tạp vốn xoay quanh bản vẽ 2D trong lĩnh vực xây dựng và thiết kế thành một trải nghiệm trực quan hơn. Thông qua phát triển trình xem Web 3D, xử lý dữ liệu 3D và đám mây điểm ở mức nâng cao, cùng xây dựng nền tảng liên kết dữ liệu, SMILE đã hỗ trợ “trực quan hóa” kế hoạch thi công và tình hình hiện trường, đồng thời rút ngắn quá trình thống nhất ý kiến.

Đối với các doanh nghiệp đang xem xét triển khai DX trong xây dựng hoặc digital twin, việc quản lý tập trung dữ liệu 3D một cách dễ dàng trên Web mà không phụ thuộc vào phần mềm chuyên dụng là một cách tiếp cận hiệu quả để nâng cao hiệu suất vận hành và thúc đẩy DX tại công trường một cách vững chắc.