Lumion 在BIM 技術(shù)建筑表現(xiàn)的應(yīng)用

周 坤 譚 健

(中國航天建設(shè)集團有限公司技術(shù)中心，北京 100071)

1 簡述

可視化—BIM 最直觀的優(yōu)勢:BIM 的可視化體現(xiàn)在三維模型，能夠把傳統(tǒng)抽象的二維圖紙自然地通過具象的三維模型被視覺感知，從而達到由難變易、由繁到簡、深入淺出、由抽象到直觀的目的。

BIM 技術(shù)具有強大的三維表現(xiàn)能力，例如三維碰撞檢查、虛擬施工、三維動畫渲染和漫游、三維模型校驗等［2］。

業(yè)主在進行銷售或有關(guān)于建筑宣傳展示的時候需要用到經(jīng)過渲染的三維動畫，給人以真實感和直接的視覺沖擊。然而，對廣告宣傳公司的相關(guān)人員來說，三維建模是相當復(fù)雜的過程，好一點的公司有著大量的素材進行拼接整合，但往往不能很好地傳達出業(yè)主希望通過建筑表現(xiàn)出來的真諦。同樣，通過相關(guān)渲染軟件進行三維建模需要投入大量的人力物力，效果卻不盡人意。因此，飽含工程數(shù)據(jù)的BIM 可以成為二次渲染開發(fā)的模型基礎(chǔ)，大大提高了三維渲染效果的精度和效率。Revit 軟件自身以及將模型導(dǎo)出配合Lumion 做建筑表現(xiàn)越來越服務(wù)于建筑方案前期推敲以及后期建筑表現(xiàn)(圖1-2)。

圖1 北京十二中項目

圖2 濟南西河項目

2 建筑表現(xiàn)軟件Lumion 介紹

隨著建筑表現(xiàn)行業(yè)的興起和快速發(fā)展，軟件技術(shù)不斷地進步和更新，伴隨著行業(yè)應(yīng)運而生的渲染軟件有很多種。比如傳統(tǒng)的渲染軟件有vray 渲染器，新興的有Lumion 虛擬現(xiàn)實軟件。如何高效率、高質(zhì)量的完成建筑效果表現(xiàn)制作，是建筑表現(xiàn)行業(yè)追求的終極目標。

Lumion 是近年來出現(xiàn)的新一代3D 可視化工具，為建筑設(shè)計行業(yè)提供了全新的動畫表現(xiàn)平臺，在改善表現(xiàn)效果、提高制作效率、降低制作成本、增進客戶交互等方面均有不俗的表現(xiàn)，對建筑設(shè)計的后期制作形成有力的沖擊，它簡單易學(xué)、可以實時渲染的特點使得它自上市以來，在短短的幾年里就得到了迅速地普及。

3 BIM 技術(shù)帶來建筑表現(xiàn)的變革

3.1 Revit 自身具備的渲染漫游功能

在傳統(tǒng)的二維模式下進行方案設(shè)計時無法很快地校驗和展示建筑的外觀形態(tài)，對于內(nèi)部空間的情況更是難于直觀地把握。在Revit 中我們可以實時地查看模型的透視效果、創(chuàng)建漫游動畫、進行日光分析等，并且方案階段的大部分工作均可在Revit 中完成，無需導(dǎo)出其他軟件，使設(shè)計師在與甲方進行交流時能充分表達其設(shè)計意圖［3］。

圖3 Revit 模型局部渲染圖

Revit 可以進行室內(nèi)外渲染以及局部構(gòu)件的渲染以及漫游(圖3)。大部分建筑構(gòu)件在創(chuàng)建完畢后就可以進行照片級渲染，以觀察方案的情況，方便建筑師及時查找可能出現(xiàn)的問題進行處理。在Revit 中要得到真實外觀效果，我們需要在渲染之前為各個構(gòu)件賦予材質(zhì)。Revit 提供了內(nèi)容豐富的材質(zhì)庫，這些材質(zhì)均針對建筑師進行過優(yōu)化，幾乎無需對材質(zhì)進行過多的參數(shù)設(shè)置便能得到逼真的渲染效果。

另外云渲染是Autodesk 公司推出的一項服務(wù)，它允許用戶把Revit 模型上傳到云渲染服務(wù)器進行在線渲染，并且可以在云中對多個項目進行同時渲染。通過在云中渲染可節(jié)省時間并降低項目成本。生成真實照片級的逼真可視效果，既不會占用桌面，也無需專門的硬件，對于計算機硬件不足的用戶來說是一個不錯的選擇。

3.2 借助其他渲染器Lumion 進行建筑表現(xiàn)

Revit 提供了能夠滿足建筑師需要的基本渲染功能外，根據(jù)項目的需要也可以導(dǎo)出到其他軟件中進行渲染。目前Revit 支持較好的渲染軟件主要有Artlantis、3d Max、Lumion 等。

Lumion 是荷蘭Act-3D 公司開發(fā)的新一代3D可視化工具，Lumion 是在先進的即時3D 技術(shù)的基礎(chǔ)上，配合3D 設(shè)計軟件所創(chuàng)建的模型，成為當今建筑設(shè)計、景觀設(shè)計以及城市規(guī)劃設(shè)計的最佳動畫表現(xiàn)平臺。

1)是GPU 即時渲染的軟件，讓設(shè)計師真正地把握設(shè)計的最后效果，即使是中方案的討論階段，也可以即時地看到效果。

2)提供完美的自然場景生成，可隨意改變白天黑夜效果，可隨意繪制陽光、天空、云霧、樹木、植物、地貌、山川、河流等。

3)提供了豐富的場景素材。

Lumion 在實踐項目中的應(yīng)用:

以下通過兩個實際項目來具體說明lumion 在BIM 中的應(yīng)用。

項目一:為濟南市西河片區(qū)A -2 地塊建設(shè)項目為高層辦公及基地內(nèi)的附屬設(shè)施(圖2)。

項目二:為北京市第十二中學(xué)東校區(qū)(圖1)。

3.2.1 前期準備工作

Revit 可以導(dǎo)出dwg、dxf、fbx 文件，感覺都不理想。只有dae 格式的文件導(dǎo)入Lumion 后比較理想，Lumion 在revit 中安裝好插件后即可方便地導(dǎo)出。在附加模塊—外部工具Revit to Lumion Bridge 中將revit 模型導(dǎo)出(圖4)。導(dǎo)出Revit 模型之前最好將材質(zhì)外觀進行微調(diào)，以避免導(dǎo)入Lumion 進行材質(zhì)賦予時材質(zhì)外觀差別太小使Lumion 將其默認為同一材質(zhì)，從而無法將材質(zhì)區(qū)分修改。在這兩個項目中我們在revit 模型中就已經(jīng)將各構(gòu)件材質(zhì)進行了很大程度的區(qū)分，為導(dǎo)入lumion 后調(diào)整材質(zhì)提供方便。

圖4 Revit 模型導(dǎo)出步驟

對于模型量較大的建筑群，宜逐個建筑單體分批導(dǎo)入，而后再進行拼接，這樣做的好處是方便后期進行某個模型的修改。在這兩個項目中由于模型量偏大，我們還是將模型分批導(dǎo)出。

同一類型的物體放在同一圖層內(nèi)，我們將建筑物、交通設(shè)施、植被、人物等分別放置在不同圖層提升平時模型操作速度，減少后期針對某一部分單獨渲染時對電腦的消耗。

3.2.2 調(diào)整材質(zhì)

調(diào)整本項目外墻涂料、玻璃、金屬等材質(zhì)。雙擊模型的任意部分高亮顯示后進入材質(zhì)編輯模式，通過調(diào)節(jié)RGB 值、反射率、透明度、光澤度等對模型各部分進行材質(zhì)調(diào)節(jié)。新版本Lumion5 新加入123 材質(zhì)球，現(xiàn)擁有648 個可用材質(zhì)，所有材質(zhì)都經(jīng)過更新成(物理屬性)基礎(chǔ)的材質(zhì)球。新的材質(zhì)編輯界面，要優(yōu)化材質(zhì)通常是一件花時間完成的事情，Lumion5 重新設(shè)計了材質(zhì)編輯界面，這減少了調(diào)整材質(zhì)花的時間。

3.2.3 lumion 環(huán)境與攝像機設(shè)定

場景中的模型材質(zhì)初步調(diào)節(jié)完畢之后，我們開始在之前已經(jīng)確定的鏡頭路徑中布置鏡頭內(nèi)的配景。

Lumion 文件的保存和分享與一些傳統(tǒng)軟件的直接拷貝文件不同，它不是一個單獨的文件，而是一個存在于我的文檔中的一個以Lumion 命名的文件夾中，具體位置為我的文檔/LUMION。在LUMION 文件夾中包含兩個文件夾分別為Scenes 文件夾和Library 文件夾［1］。我們在Lumion 中的所有操作都保存在這兩個文件夾中。

Scenes 文件夾包含所有的場景環(huán)境參數(shù)以及對導(dǎo)入模型的位置和大小的改變信息。

Library 文件夾中包含導(dǎo)入Lumion 中的模型。這兩個部分缺一不可，不然即使場景打開了，里面的模型也會變成紅色的問號。

在分享場景的時候通常是拷貝整個Lumion文件夾中的Scenes 文件夾和Library 文件夾到自己的電腦中的相同位置。要養(yǎng)成隨時在自己專門建立的存檔盤中保存Lumion 存檔的習(xí)慣。為了避免我的文檔文件夾過大，每次使用其他存檔之前都應(yīng)刪除個人電腦上的我的文檔中Lumion文件夾中的Scenes 文件夾和Library 文件夾，然后再復(fù)制別人分享給你的這兩個文件夾到Lumion 文件夾中。

圖5 濟南西河項目Revit 辦公樓模型

圖6 北京十二中項目Revit 模型

圖7 濟南西河項目模型外觀Lumion 渲染圖

圖8 北京十二中項目Revit 模型導(dǎo)入Lumion 后夜景渲染圖

3.2.4 lumion 添加燈光、加入配景

濟南西河項目(圖5)和北京十二中項目(圖6)通過燈光特效添加聚光燈、點光源等進行夜間場景制作，通過對燈光的調(diào)整達到需要的可視化效果。

為導(dǎo)入的模型添加陪體，例如植物、人物、車輛、景觀小品等，在給場景添加植物的時候不能隨意添加，需要遵循植物配置的原則—功能性、生態(tài)性與藝術(shù)性。

3.2.5 Lumion 輸出(動畫與靜幀圖像)

當我們操作完成場景后，我們可以把場景導(dǎo)出一個視頻短片，或者是直接通過靜幀系統(tǒng)渲染圖片。以下為這兩個項目的Lumion 靜幀渲染圖(圖7-8)。

4 后期視頻制作

想要制作項目的動畫多媒體文件，只利用Lumion 制作出來的動畫片段是不夠的，我們還需要使用視頻編輯軟件對鏡頭進行修飾、調(diào)整、增加效果、配置音樂、添加文字等。

目前在PC 上的視頻編輯軟件有很多，例如After Effects、DIGITAL fUSION、Combustion、Shake、會聲會影、Adobe Premiere、Sony Vegas 等。

5 總結(jié)

伴隨著BIM 技術(shù)的不斷發(fā)展，BIM 軟件自身的建筑表現(xiàn)能力不斷加強以及Lumion 配合BIM 做建筑表現(xiàn)會越來越服務(wù)于建筑方案前期推敲表現(xiàn)以及后期對外展示。

Lumion 的可視化體驗將引起設(shè)計表現(xiàn)劃時代的變革。運用Lumion 之后，設(shè)計師在方案推敲的初期就能輕松實現(xiàn)漫游3D 環(huán)境的操作，這對于提高設(shè)計質(zhì)量有重要意義。Lumion 已經(jīng)能夠在短短幾分鐘時間內(nèi)制作出高質(zhì)量的靜幀效果圖，讓其他效果圖制作軟件望塵莫及。Lumion 在進行動畫制作時所表現(xiàn)出來的速度更是讓其他渲染軟件望塵莫及。你僅僅需要數(shù)分鐘就能夠作出工作所需要的動畫。Lumion 能像運行三維游戲那樣來進行三維可視化操作。Lumion 的出現(xiàn)讓那些通常需要眾多專業(yè)人士才能完成的任務(wù)只需要幾個人就能完成。

BIM/REVIT 對建筑表現(xiàn)市場產(chǎn)生一定的沖擊，面對REVIT 在建筑表現(xiàn)上功能不斷的加強，效果圖公司面臨不小的壓力。但是現(xiàn)階段BIM 在建筑表現(xiàn)上的效果還是與專業(yè)的效果圖公司有一定差距，雖然省去了效果圖公司二次建模的勞動量，但是revit 自身渲染漫游及revit 模型導(dǎo)出到其他軟件還存在一些問題，如模型信息有時候會出現(xiàn)丟失的情況，材質(zhì)需要不斷再調(diào)整等，因此revit 建模時就要考慮模型導(dǎo)出后的前期準備工作如材質(zhì)分區(qū)、模型導(dǎo)出精度的設(shè)置。

［1］楊航等.Lumion 建筑.規(guī)劃.景觀.實踐項目詳解［M］.天津:天津大學(xué)出版社，2012.

［2］劉濟禹.勇敢走向BIM2.0［M］.北京:中國建筑工業(yè)出版社，2015.

［3］廖小烽，王君峰.Revit2013/2014 建筑設(shè)計火星課堂［M］.北京:人民郵電出版社，2013.