基于BIM工作流的Lumion可視化應(yīng)用

吳建明

（湖北工業(yè)大學(xué)土木建筑與環(huán)境學(xué)院）

1 BIM及可視化應(yīng)用概述

1.1 BIM可視化應(yīng)用現(xiàn)狀

隨著BIM工作方式的不斷完善，以BIM工作流為主導(dǎo)的全生命周期工程管理技術(shù)逐漸變得成熟。然而，目前BIM的可視化應(yīng)用現(xiàn)狀，還存在很大的局限性，大多數(shù)BIM軟件以滿足單項(xiàng)應(yīng)用為主，集成性高的BIM應(yīng)用系統(tǒng)比較少。而且，在一個(gè)完整的BIM工作流程中，一個(gè)完善的信息模型能夠連接建設(shè)項(xiàng)目生命周期不同階段的數(shù)據(jù)、過程和資源，為建設(shè)項(xiàng)目參與各方提供一個(gè)集成管理與協(xié)同工作的環(huán)境是必不可少的。對(duì)此，本文將結(jié)合具體的實(shí)際案例來探討B(tài)IM工作流中可視化的應(yīng)用，連接建筑項(xiàng)目生命周期中不同階段的數(shù)據(jù)、過程和資源，以提高建設(shè)項(xiàng)目全生命周期內(nèi)的工作效率和質(zhì)量。

1.2 BIM工作流

BIM工作流是指把BIM技術(shù)運(yùn)用在整個(gè)工程管理的流程中，在項(xiàng)目設(shè)計(jì)、施工以及運(yùn)維階段提供所需要的信息。BIM全程可視協(xié)同設(shè)計(jì)在整個(gè)項(xiàng)目生命周期中，為各階段各部門提供協(xié)同工作平臺(tái)，使各方各取所需，減少重復(fù)工作量，保證整個(gè)項(xiàng)目周期中建筑不同側(cè)面的信息一致性，完整反映實(shí)景建筑。在整個(gè)BIM實(shí)施的流程中，成果是動(dòng)態(tài)的、多維的，必須借助電腦和軟件來承載和傳遞，在這個(gè)過程中，更多的表現(xiàn)為團(tuán)體運(yùn)動(dòng)，越多的項(xiàng)目成員使用價(jià)值越高，它改變了生成的工具，又改變了生產(chǎn)的內(nèi)容。

1.3 多源數(shù)據(jù)融合

多源數(shù)據(jù)融合技術(shù)是指利用相關(guān)手段將調(diào)查、分析獲取到的所有信息全部綜合到一起對(duì)信息進(jìn)行統(tǒng)一的評(píng)價(jià)，最后得到統(tǒng)一的地質(zhì)體信息。該技術(shù)研發(fā)出來的目的是將各種不同的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行綜合吸取不同數(shù)據(jù)源的特點(diǎn)，然后從中提取出統(tǒng)一的，比單一數(shù)據(jù)更好、更豐富的信息[1]。由于空間數(shù)據(jù)來源、數(shù)據(jù)格式、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的不同，需要采用一定的技術(shù)方法才能將它們合并在一起使用，這就產(chǎn)生了數(shù)據(jù)融合問題。本文將利用Lumion軟件把多種文件格式的數(shù)據(jù)源融合到統(tǒng)一的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中，并且對(duì)不同來源的建筑信息模型進(jìn)行整合處理。

1.4 BIM可視化應(yīng)用

利用BIM的三維技術(shù)在前期進(jìn)行碰撞檢查，直觀解決空間關(guān)系沖突，優(yōu)化工程設(shè)計(jì)，減少在建筑施工階段可能存在的錯(cuò)誤和返工，而且優(yōu)化凈空，優(yōu)化管線排布方案。三維可視化功能再加上時(shí)間維度，可以進(jìn)行進(jìn)度模擬施工。隨時(shí)隨地直觀快速地將施工計(jì)劃與實(shí)際進(jìn)展進(jìn)行對(duì)比，同時(shí)進(jìn)行有效協(xié)同。通過虛擬現(xiàn)實(shí)讓客戶有代入感，給人以真實(shí)感和直接的視覺沖擊，配合投標(biāo)演示及施工階段調(diào)整實(shí)施方案。通過Lumion軟件在實(shí)際項(xiàng)目中的可視化應(yīng)用，來解決大多數(shù)BIM軟件的單一性（如Revit、SketchUp等），充分發(fā)揮Lumion軟件對(duì)多源數(shù)據(jù)集成的處理能力，將其可視化應(yīng)用到整個(gè)BIM工作流程中[2]。

2 基于BIM工作流的可視化應(yīng)用實(shí)踐

2.1 項(xiàng)目簡(jiǎn)介

本例項(xiàng)目是中南設(shè)計(jì)院委托的關(guān)于海南大學(xué)體育館三維動(dòng)畫的制作，總占地面積11869.4m2，總建筑面積78321.3m2，首層層高4.8m，有地下停車場(chǎng)。業(yè)主方提供了主體的建筑、結(jié)構(gòu)以及機(jī)電的Revit模型，場(chǎng)地模型需要我們利用SketchUp軟件進(jìn)行制作，其中包括周圍的環(huán)境信息模型，場(chǎng)地內(nèi)的停車位以及景觀模型；室內(nèi)裝修環(huán)境的模型需要我們利用3dmax軟件制作。

根據(jù)業(yè)主的需求對(duì)其進(jìn)行各專業(yè)協(xié)同設(shè)計(jì)，并且根據(jù)建立的模型進(jìn)行工程施工進(jìn)展模擬，對(duì)后期的施工建設(shè)進(jìn)行指導(dǎo)。

2.2 模型數(shù)據(jù)處理流程

對(duì)于本次大型綜合體項(xiàng)目的體量模型來說，建模工作通常由多個(gè)部門合作完成，這增加了后期做可視化過程的難度。而Lumion是眾多BIM軟件(Revit、SketchUP等）中的一種，其強(qiáng)大的三維可視化功能為項(xiàng)目制作效果圖、施工視頻以及傳遞現(xiàn)場(chǎng)情景提供了便捷的方式，更有利于施工的進(jìn)行。Lumion的強(qiáng)大在于它能夠提供優(yōu)秀的圖像，并對(duì)多源數(shù)據(jù)進(jìn)行整合處理，快速的與高效工作流程結(jié)合在一起，為整個(gè)工程節(jié)省了大量的人力、物力資源。

2.3 三維模型轉(zhuǎn)換

Revit模型可以導(dǎo)出Dwg、Ifc等格式文件，但是卻不能直接導(dǎo)出支持Lumion的Dae格式。因此，需要通過下載一個(gè)Lumion for Revit插件，我們可以直接利用這個(gè)插件將Revit模型導(dǎo)出為Dae文件，而且這個(gè)方法模型和材質(zhì)都不會(huì)有丟失[3]。

對(duì)于本次大型項(xiàng)目的體量模型來說，由于電腦的內(nèi)存是一定的，為了使運(yùn)行流暢，我們通常將建筑、機(jī)電、結(jié)構(gòu)模型分別導(dǎo)出Dae文件，然后在Lumion軟件中進(jìn)行合成，通常情況下，場(chǎng)地模型由SketchUp來完成，這就導(dǎo)致在模型整合的過程中，無法將其與建筑模型完美的契合，這就是模型錯(cuò)位的問題，此時(shí)需要借助Lumion軟件中的坐標(biāo)調(diào)整的功能，通過設(shè)置坐標(biāo)值，將模型進(jìn)行整合。在導(dǎo)入Lumion時(shí)，記住第一個(gè)導(dǎo)入模型的坐標(biāo)值，將之后導(dǎo)入的模型的坐標(biāo)值設(shè)置成此值，即可使模型完美的契合。

將場(chǎng)地模型以及室內(nèi)裝修模型與主體模型結(jié)合的時(shí)候，運(yùn)用上述所提到的方式，將場(chǎng)地的坐標(biāo)值改為與主體模型的坐標(biāo)值一致，這樣使得場(chǎng)地與建筑主體模型能夠完美的契合。

2.4 模型材質(zhì)賦予

在將整個(gè)項(xiàng)目不同來源的模型導(dǎo)入到Lumion中的時(shí)候，往往會(huì)碰到材質(zhì)丟失的問題。通常情況下，室內(nèi)裝修模型是由3dmax制作的，通過FBX文件格式與Lumion結(jié)合，而FBX文件導(dǎo)入Lumion中會(huì)出現(xiàn)材質(zhì)丟失的問題。因此，在將FBX文件導(dǎo)入Lumion后，需要單獨(dú)附加材質(zhì)，并且將材質(zhì)的相關(guān)信息進(jìn)行保存，以便在模型修改更新后，保持材質(zhì)與原模型的統(tǒng)一性。

Lumion自帶了一個(gè)龐大而豐富的內(nèi)容庫，里面有建筑、植物、水體、人物、交通工具以及各類地表石材的材質(zhì)[4]。我們將Revit模型導(dǎo)入Lumion中后，選擇相應(yīng)的材質(zhì)進(jìn)行貼圖。然后根據(jù)實(shí)際的需要，對(duì)材質(zhì)的光澤度以及反光率進(jìn)行微調(diào)，以達(dá)到真實(shí)的效果。

2.5 模型更新處理

當(dāng)整個(gè)項(xiàng)目模型導(dǎo)入Lumion軟件中結(jié)合后，我們需要借助Lumion軟件強(qiáng)大的渲染功能，渲染出整個(gè)工程項(xiàng)目三維動(dòng)畫的小樣，以此來與業(yè)主方溝通。在溝通的過程中，模型往往會(huì)有相應(yīng)的修改。

在本例項(xiàng)目中，將模型進(jìn)行整合、貼材質(zhì)處理后，我們通過制定相應(yīng)的路徑來完成我們的三維動(dòng)畫設(shè)計(jì)，然后渲染出小樣，進(jìn)而與業(yè)主溝通。在溝通的過程中，業(yè)主方針對(duì)動(dòng)畫中的每一個(gè)細(xì)節(jié)進(jìn)行評(píng)審，對(duì)于不符合實(shí)際需求的地方，提出了相應(yīng)的更改意見。

對(duì)于模型修改變動(dòng)的部分，本例項(xiàng)目有兩種修改情況：1、對(duì)于主體（建筑、結(jié)構(gòu)、機(jī)電、場(chǎng)地）模型的修改，在處理這個(gè)問題時(shí)，我們對(duì)Revit模型進(jìn)行修改，然后導(dǎo)出覆蓋之前的Dae文件，在Lumion軟件中進(jìn)行一鍵更新模型的操作，使在不變更其他模型的前提下，快速的修改Lumion中所需要修改主體的模型。2、場(chǎng)地模型的修改，由于場(chǎng)地模型是由SketchUp軟件繪制，其模型與Lumion軟件通過Dae文件格式進(jìn)行轉(zhuǎn)換，為了防止前后材質(zhì)的參數(shù)不一致，我們需要對(duì)材質(zhì)的參數(shù)進(jìn)行記錄，以便達(dá)到最接近真實(shí)的效果。

3 結(jié)語

在實(shí)際項(xiàng)目中，通常會(huì)遇到多源數(shù)據(jù)的融合問題。針對(duì)這些問題，Lumion軟件為我們提供了很好的解決辦法，它能夠?qū)⒍嘣磾?shù)據(jù)進(jìn)行融合處理，其渲染生成的超高清仿真動(dòng)畫可以幫助設(shè)計(jì)師對(duì)整個(gè)方案進(jìn)行不斷的推敲，及時(shí)發(fā)現(xiàn)其中的不足并進(jìn)行優(yōu)化，同時(shí)使業(yè)主可以全方位多角度體驗(yàn)自己的投資項(xiàng)目，提高方案的說服力及項(xiàng)目視覺展示效果。Lumion軟件可視化的運(yùn)用，將會(huì)使設(shè)計(jì)師能夠更快速的對(duì)方案進(jìn)行智能的迭代，增加多方合作的溝通效率，增加了模型更新迭代的速度，對(duì)BIM技術(shù)的發(fā)展將起到很好的推動(dòng)作用。