BIM建模与漫游技术集成模型的研究
来源:用户上传
作者:程才
摘 要：BIM三维数据模型的建立可以直观地查看建筑数据信息，便于项目的后期优化和管理。但由于目前主流的建模软件在漫游技术上存在“观测死角”的问题。为了更加高效地检测出建筑设计是否合理、场布是否符合安全文明施工的要求，并能够将传统的BIM-3D提升至BIM-4D，甚至于BIM-5D，BIM建模与漫游技术集成模型的研究也就成为了目前建筑行业的一个重要研究课题。
关键词：BIM 漫游技术 集成模型 Revit 漫游动画
中图分类号：TU17 文献标识码：A 文章编号：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据为基础建立三维建筑模型的技术。其应用的最大价值在于打通了建筑工程项目的全生命周期，支持建筑工程集成化管理，最大程度地减少推倒重来式的浪费和建筑风险。
基于BIM建模与漫游技术的集成，能真实地建立“在建”或“拟建”项目的全部工程信息，帮助设计方设计出新颖的模型概念;帮助施工方模拟真实的施工场景，及时规避可能出现的建筑风险与建筑错误;帮助业主方全局把控整个工程项目，促进业主与施工单位之间更直观的交流。
1 BIM建模技术分析
1.1 建模流程
BIM建模流程，首先通过建模软件平台创立新模型，输入项目信息便于后期管理和输入地理信息便于模型的定位，之后通过项目结构层层高和设计地坪标高创建立面标高，通过如墙体中心线等信息创建平面轴网。完成之后，便可建立工程项目的建筑、结构与安装模型。
1.2 常用BIM建模软件
1.2.1 Revit建模
Revit作为目前国内应用最广泛的建模软件之一，能够帮助建筑设计师设计并建造质量更好、能效更高的建筑物。Revit软件支持碰撞检查、可持续设计、施工规划和建造等。帮助建筑方、设计方与业主之间更直观的沟通。其面向建筑信息模型而构建，通过参数化模型的创建，真实地模拟或设计建筑工程项目的建筑、结构、安装模型，帮助设计师在设计流程前期探索出最新颖美观的设计概念。
针对Revit的基本建模流程相对于整个建筑物来讲过于繁琐的问题，可通过使用如晨曦BIM算量中BIM土建、BIM钢筋和BIM翻模插件来解决。该插件基于二维平面CAD图纸，可完美秉承Revit的所有功能特点，利用Revit软件提取想要翻模的构件，实现快速建模。晨曦BIM算量的功能具有指导施工、一模多用、无缝对接、模拟手算、报表系统、操作简便等特点。
1.2.2 Bentley系列软件及与Revit的区别
Bentley产品是基于Microstation开发形成的一系列专业软件，常用在工业设计（如石油、电力等）和基础设施（如市政、道桥等）中。与Revit软件相比其区别可以主要分为以下3个方面。
（1）模型的处理速度方面。
简单来说，Revit软件可能由于我们的疏忽没点击“保存”按钮而丢失掉之前所有的成果。这里所谓的“保存”就是指软件将内存里的东西，保存进入硬盘的过程。但是相对于Bentley来讲，不论何时，只要我们绘制构件进入模型中，都将直接保存进入硬盘。对于一般设备而言，硬盘的储存空间要远大于内存。这也是Bentley建模速度远超Revit的原因。
（2）预制积木的数量。
在这个概念上，Bentley是在Microstation的基础上开发出了许多建模软件，其中最著名的当属ABD系列软件。所谓系列便是ABD软件包括建筑应用、结构应用、机电应用、电气应用等独立的软件。这样的好处就是不同领域的人，能在自己专门的软件上更精细化地完成自己的任务。Revit软件，只能在自己相关的面板中操作进行。 （3）软件交互方面。
在这个层面上，Bentley所有相关软件都是基于Microstation的基础上开发出来的。换个思维来讲，Microstation针对不同的行业人员，搭建不同的预制积木，并赋予其相应的信息。其导出的所有格式均为DGN格式，彼此之间可以相互打开。而Revit模型本身输出RVT格式，在后期渲染或者进行其他操作的时候，不论是导入或导出LBIM、IFC等格式都会造成部分信息丢失。
2 BIM模型的“观测死角”
当我们创建好一个BIM模型之后，总会有部分建筑构件被其余构件遮挡，不利于直观地查看所需要的建筑信息。例如：当我们完成建筑模型的一层创建，生成楼板，开始二层建模时一层模型只能通过剖面或者构件显隐等操作才能查看，步骤较为复杂不利于及时发现建模错误。
BIM漫游技术的出现巧妙地解决了这个问题，我们可以通过如Revit建模软件自带的相机功能查看，具体见图1。
也可通过Revit自带的漫游技术查看，但缺点是其自带的漫游技术只能按照预先设定好的路线前进查看，缺乏灵活性。具体来说Revit漫游技术存在的问题如下。
2.1 自身功能的局限性
其自带动画漫游制作功能需要导出至Navisworks等软件才能进行，但是这些软件不具备模型编辑功能，操作者在发现问题之后需要返回Revit模型中修改才能继续操作，这样的反复导入导出极大地增加了设备的运行负担，具有不便性。
2.2 漫游视频效果差
Revit软件本身定位于项目工程建筑与结构软件，其漫游技术并不是很成熟。由于软件对于设备要求较高和Revit自身漫游模块不成熟等问题导致导出物体缺乏真实性、美观性和模拟自然光与灯光的真实性，图片画质的清晰度与导出动画的流畅性都受到了限制。
2.3 缺乏可操作性
Revit漫游功能只能在軟件中预设路径，然后按照该路径前进查看。无法转换视角、改变方位。这样会导致操作者不能及时地发现模型的碰撞错误或者属性错误等问题。且路径的预设过程需要综合考虑视角、方位等问题流程复杂，漫游过程缺乏可操作性。
3 BIM漫游技术
3.1 BIM漫游技术
BIM漫游技术的出现，方便了人们直接预览建筑形态与物体属性，能节省大量的时间和精力。它的便捷之处在于，人们能直接在自己的设备中造景虚拟的空间来模仿现实环境或者模拟虚拟的施工环境，便于项目管理具体见图2。
其操作方法可以理解为：以自己为第一视角，通过操作鼠标实现视角的转换，以此漫游在虚拟的模型空间中观测其外部环境和形态以及内部装饰和设计。在房地产开发等方向有重要用途。
3.2 BIM漫游技术的软件分析
3.2.1 Lumion、Fuzor
Lumion与Fuzor作为一个实时的3D可视化工具，具有很强大的渲染效果。模型构件方面，上百种花草树木、建筑形态、交通工具等助力我们完整地还原真实场景;环境与天气插件能带我们还原真实的天气情况甚至能模拟出海洋效果;灯光方面能完整还原建筑内外一整套照明体系，展现完美夜景;建模动画设计方面其内置视频编辑器能完美制作一整套渲染视频等。
但是其导入Revit模型之后，会造成模型的数据信息及属性的丢失，严格意义来讲他们只是做了渲染并不能保留BIM模型的建筑信息。
3.2.2 鲁班场布、广联达场布
鲁班场布主要用于建设工程项目临建设施的科学规划场布。其高清渲染技术，采用全新的三维平台，做到对临建设施的实时渲染。软件内嵌数百种常见的构建模型，极大地提升了场布速度，如果刚好项目模型本身就有使用广联达或者鲁班体系就可以形成互补作用。但是缺点也很突出，就是场布软件无法与其他软件交互。并且相对于Lumion、Fuzor等软件来看，其场布模型死板、功能性弱、画质差。
4 建模软件与漫游软件集成过程中的缺点
4.1 软件不兼容
当完成模型建立进行渲染时，总会存在不同格式不兼容的问题。如Revit导出RVT格式而Lumion却无法识别该格式。我们就必须通过Revit to Lumion Bridge 转换为Lumion所能识别的格式。又如鲁班BIM系列软件，必须要通过导出和导入LBIM或者IFC格式才能实现软件之间的互通，操作具有不便性。但是对于上文提到的Bentley系列软件导出均为DGN格式就解决了这个问题。
4.2 数据丢失
对于模型添加的族构件，导入漫游软件不能全部识别。这就使物体失去原有属性，造成数据丢失。更改的过程就要重复导入与导出不同的格式，操作过于复杂。但是对于项目本身，完整的建模数据也是极其重要的。
5 结语
基于BIM建模技术，在目前国内应用最广泛的软件之一当属Revit。Bentley系列软件虽然在很多方面要优于Revit，但是由于Bentley系列软件的产品定位是：面向基础设施专业人员的解决方案。该方向更支持大文件，及多人员的协同作业，并配备有相应的协同管理平台，故更适合于企业完成大型复杂项目。而Revit本身瞄准于普及度更高的民用项目市场，具有易操作性、功能性、集成性、用户广泛性等特点，产品更着重小团队的工作体验。
漫游技术在BIM建模中的应用旨在为用户提供更好的可视化体验，为解决如Revit等BIM建模软件自带漫游功能极易形成的观测死角问题，引入Lumion等专业渲染软件。但是由于软件兼容性等问题的出现，在渲染软件中无法准确查看前期建模信息，给软件操作者带来了极大的不便。综上而言，为解决BIM建模“观测死角”问题，需参考专业渲染软件从渲染效果、操作方式、动画制作、漫游场景等方面优化BIM建模软件的漫游功能。为了优化BIM建模与漫游集成具有的操作不便性，需参考预制积木模式下软件集成的方法，优化软件兼容性差的问题。打造兼具美观+信息的建筑信息模型。
参考文献
[1] 温丹祺，朱邦仁，满卫东.基于GIS+BIM的房屋出售管理系统[J].华北理工大学学报：自然科学版，2020，42（1）：85-92.
[2] 彭天平，徐树椿.基于BIM可视化漫游仿真技术在某项目中的研究应用[J].安徽建筑，2019，26（6）：158-160，165.
[3] 王艺瑾，王睿.BIM建模与漫游动画结合的分析[J].四川建筑，2019，39（1）：37-39.
[4] 蔡玉萍.基于BIM技术在建筑工程管理中的运用研究[J].科技资讯，2020，18（8）：25-25.
[5] 邓甫安，贺建，罗振华，等.GIS-BIM技术在城市建筑规划中的应用[J].科技资讯，2017，15（12）：6-7.
[6] 张易辰，王文虎.基于BIM的公路三维数字地形的建立[J].科技创新导报，2019，16（13）：37-38
转载注明来源:https://www.xzbu.com/8/view-15355940.htm
