BIM建模與漫游技術集成模型的研究

程才

摘 ?要：BIM三維數據模型的建立可以直觀地查看建筑數據信息，便于項目的后期優化和管理。但由于目前主流的建模軟件在漫游技術上存在“觀測死角”的問題。為了更加高效地檢測出建筑設計是否合理、場布是否符合安全文明施工的要求，并能夠將傳統的BIM-3D提升至BIM-4D，甚至于BIM-5D，BIM建模與漫游技術集成模型的研究也就成為了目前建筑行業的一個重要研究課題。

關鍵詞：BIM ?漫游技術 ?集成模型 ?Revit ?漫游動畫

中圖分類號：TU17 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1672-3791（2020）10（a）-0014-04

Abstract： The establishment of BIM 3D data model can directly view the building data information， which is convenient for the later optimization and management of the project. However， the current mainstream modeling software has the problem of "observation dead angle" in roaming technology. In order to more efficiently detect whether the architectural design is reasonable and whether the site layout meets the requirements of safe and civilized construction， and to upgrade the traditional BIM-3D to BIM-4D and even BIM-5D， the research on integrated model of BIM modeling and roaming technology has become an important research topic in the current construction industry.

Key Words： BIM; Roaming technology; Integrated model; Revit; Roaming animation

BIM（Building Information Modeling）是以建筑物的信息數據為基礎建立三維建筑模型的技術。其應用的最大價值在于打通了建筑工程項目的全生命周期，支持建筑工程集成化管理，最大程度地減少推倒重來式的浪費和建筑風險。

基于BIM建模與漫游技術的集成，能真實地建立“在建”或“擬建”項目的全部工程信息，幫助設計方設計出新穎的模型概念;幫助施工方模擬真實的施工場景，及時規避可能出現的建筑風險與建筑錯誤;幫助業主方全局把控整個工程項目，促進業主與施工單位之間更直觀的交流。

1 ?BIM建模技術分析

1.1 建模流程

BIM建模流程，首先通過建模軟件平臺創立新模型，輸入項目信息便于后期管理和輸入地理信息便于模型的定位，之后通過項目結構層層高和設計地坪標高創建立面標高，通過如墻體中心線等信息創建平面軸網。完成之后，便可建立工程項目的建筑、結構與安裝模型。

1.2 常用BIM建模軟件

1.2.1 Revit建模

Revit作為目前國內應用最廣泛的建模軟件之一，能夠幫助建筑設計師設計并建造質量更好、能效更高的建筑物。Revit軟件支持碰撞檢查、可持續設計、施工規劃和建造等。幫助建筑方、設計方與業主之間更直觀的溝通。其面向建筑信息模型而構建，通過參數化模型的創建，真實地模擬或設計建筑工程項目的建筑、結構、安裝模型，幫助設計師在設計流程前期探索出最新穎美觀的設計概念。

針對Revit的基本建模流程相對于整個建筑物來講過于繁瑣的問題，可通過使用如晨曦BIM算量中BIM土建、BIM鋼筋和BIM翻模插件來解決。該插件基于二維平面CAD圖紙，可完美秉承Revit的所有功能特點，利用Revit軟件提取想要翻模的構件，實現快速建模。晨曦BIM算量的功能具有指導施工、一模多用、無縫對接、模擬手算、報表系統、操作簡便等特點。

1.2.2 Bentley系列軟件及與Revit的區別

Bentley產品是基于Microstation開發形成的一系列專業軟件，常用在工業設計（如石油、電力等）和基礎設施（如市政、道橋等）中。與Revit軟件相比其區別可以主要分為以下3個方面。

（1）模型的處理速度方面。

簡單來說，Revit軟件可能由于我們的疏忽沒點擊“保存”按鈕而丟失掉之前所有的成果。這里所謂的“保存”就是指軟件將內存里的東西，保存進入硬盤的過程。但是相對于Bentley來講，不論何時，只要我們繪制構件進入模型中，都將直接保存進入硬盤。對于一般設備而言，硬盤的儲存空間要遠大于內存。這也是Bentley建模速度遠超Revit的原因。

（2）預制積木的數量。

在這個概念上，Bentley是在Microstation的基礎上開發出了許多建模軟件，其中最著名的當屬ABD系列軟件。所謂系列便是ABD軟件包括建筑應用、結構應用、機電應用、電氣應用等獨立的軟件。這樣的好處就是不同領域的人，能在自己專門的軟件上更精細化地完成自己的任務。Revit軟件，只能在自己相關的面板中操作進行。

（3）軟件交互方面。

在這個層面上，Bentley所有相關軟件都是基于Microstation的基礎上開發出來的。換個思維來講，Microstation針對不同的行業人員，搭建不同的預制積木，并賦予其相應的信息。其導出的所有格式均為DGN格式，彼此之間可以相互打開。而Revit模型本身輸出RVT格式，在后期渲染或者進行其他操作的時候，不論是導入或導出LBIM、IFC等格式都會造成部分信息丟失。

2 ?BIM模型的“觀測死角”

當我們創建好一個BIM模型之后，總會有部分建筑構件被其余構件遮擋，不利于直觀地查看所需要的建筑信息。例如：當我們完成建筑模型的一層創建，生成樓板，開始二層建模時一層模型只能通過剖面或者構件顯隱等操作才能查看，步驟較為復雜不利于及時發現建模錯誤。

BIM漫游技術的出現巧妙地解決了這個問題，我們可以通過如Revit建模軟件自帶的相機功能查看，具體見圖1。

也可通過Revit自帶的漫游技術查看，但缺點是其自帶的漫游技術只能按照預先設定好的路線前進查看，缺乏靈活性。具體來說Revit漫游技術存在的問題如下。

2.1 自身功能的局限性

其自帶動畫漫游制作功能需要導出至Navisworks等軟件才能進行，但是這些軟件不具備模型編輯功能，操作者在發現問題之后需要返回Revit模型中修改才能繼續操作，這樣的反復導入導出極大地增加了設備的運行負擔，具有不便性。

2.2 漫游視頻效果差

Revit軟件本身定位于項目工程建筑與結構軟件，其漫游技術并不是很成熟。由于軟件對于設備要求較高和Revit自身漫游模塊不成熟等問題導致導出物體缺乏真實性、美觀性和模擬自然光與燈光的真實性，圖片畫質的清晰度與導出動畫的流暢性都受到了限制。

2.3 缺乏可操作性

Revit漫游功能只能在軟件中預設路徑，然后按照該路徑前進查看。無法轉換視角、改變方位。這樣會導致操作者不能及時地發現模型的碰撞錯誤或者屬性錯誤等問題。且路徑的預設過程需要綜合考慮視角、方位等問題流程復雜，漫游過程缺乏可操作性。

3 ?BIM漫游技術

3.1 BIM漫游技術

BIM漫游技術的出現，方便了人們直接預覽建筑形態與物體屬性，能節省大量的時間和精力。它的便捷之處在于，人們能直接在自己的設備中造景虛擬的空間來模仿現實環境或者模擬虛擬的施工環境，便于項目管理具體見圖2。

其操作方法可以理解為：以自己為第一視角，通過操作鼠標實現視角的轉換，以此漫游在虛擬的模型空間中觀測其外部環境和形態以及內部裝飾和設計。在房地產開發等方向有重要用途。

3.2 BIM漫游技術的軟件分析

3.2.1 Lumion、Fuzor

Lumion與Fuzor作為一個實時的3D可視化工具，具有很強大的渲染效果。模型構件方面，上百種花草樹木、建筑形態、交通工具等助力我們完整地還原真實場景;環境與天氣插件能帶我們還原真實的天氣情況甚至能模擬出海洋效果;燈光方面能完整還原建筑內外一整套照明體系，展現完美夜景;建模動畫設計方面其內置視頻編輯器能完美制作一整套渲染視頻等。

但是其導入Revit模型之后，會造成模型的數據信息及屬性的丟失，嚴格意義來講他們只是做了渲染并不能保留BIM模型的建筑信息。

3.2.2 魯班場布、廣聯達場布

魯班場布主要用于建設工程項目臨建設施的科學規劃場布。其高清渲染技術，采用全新的三維平臺，做到對臨建設施的實時渲染。軟件內嵌數百種常見的構建模型，極大地提升了場布速度，如果剛好項目模型本身就有使用廣聯達或者魯班體系就可以形成互補作用。但是缺點也很突出，就是場布軟件無法與其他軟件交互。并且相對于Lumion、Fuzor等軟件來看，其場布模型死板、功能性弱、畫質差。

4 ?建模軟件與漫游軟件集成過程中的缺點

4.1 軟件不兼容

當完成模型建立進行渲染時，總會存在不同格式不兼容的問題。如Revit導出RVT格式而Lumion卻無法識別該格式。我們就必須通過Revit to Lumion Bridge 轉換為Lumion所能識別的格式。又如魯班BIM系列軟件，必須要通過導出和導入LBIM或者IFC格式才能實現軟件之間的互通，操作具有不便性。但是對于上文提到的Bentley系列軟件導出均為DGN格式就解決了這個問題。

4.2 數據丟失

對于模型添加的族構件，導入漫游軟件不能全部識別。這就使物體失去原有屬性，造成數據丟失。更改的過程就要重復導入與導出不同的格式，操作過于復雜。但是對于項目本身，完整的建模數據也是極其重要的。

5 ? 結語

基于BIM建模技術，在目前國內應用最廣泛的軟件之一當屬Revit。Bentley系列軟件雖然在很多方面要優于Revit，但是由于Bentley系列軟件的產品定位是：面向基礎設施專業人員的解決方案。該方向更支持大文件，及多人員的協同作業，并配備有相應的協同管理平臺，故更適合于企業完成大型復雜項目。而Revit本身瞄準于普及度更高的民用項目市場，具有易操作性、功能性、集成性、用戶廣泛性等特點，產品更著重小團隊的工作體驗。

漫游技術在BIM建模中的應用旨在為用戶提供更好的可視化體驗，為解決如Revit等BIM建模軟件自帶漫游功能極易形成的觀測死角問題，引入Lumion等專業渲染軟件。但是由于軟件兼容性等問題的出現，在渲染軟件中無法準確查看前期建模信息，給軟件操作者帶來了極大的不便。綜上而言，為解決BIM建模“觀測死角”問題，需參考專業渲染軟件從渲染效果、操作方式、動畫制作、漫游場景等方面優化BIM建模軟件的漫游功能。為了優化BIM建模與漫游集成具有的操作不便性，需參考預制積木模式下軟件集成的方法，優化軟件兼容性差的問題。打造兼具美觀+信息的建筑信息模型。

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