Revit二次開(kāi)發(fā)及其應(yīng)用研究

王 增 竹

(中國(guó)電建集團(tuán)成都勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司，四川 成都 610072)

0 前 言

BIM(Building Information Modeling)技術(shù)由Autodesk公司在2002年率先提出，目前已經(jīng)在全球范圍內(nèi)得到業(yè)界的廣泛認(rèn)可。它可以輔助實(shí)現(xiàn)建筑信息的集成，貫穿建筑的設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行直至建筑全壽命周期的終結(jié)。它將各種信息始終整合于一個(gè)三維模型信息數(shù)據(jù)庫(kù)中，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)、施工單位、設(shè)施運(yùn)營(yíng)部門(mén)和業(yè)主等各方人員可以基于BIM進(jìn)行協(xié)同工作，有效提高工作效率，節(jié)省資源，降低成本，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

BIM的核心是通過(guò)建立虛擬的建筑工程三維模型，利用數(shù)字化技術(shù)，為這個(gè)模型提供完整的、與實(shí)際情況一致的建筑工程信息庫(kù)。該信息庫(kù)不僅包含描述建筑物構(gòu)件的幾何信息、專(zhuān)業(yè)屬性及狀態(tài)信息，還包含了非構(gòu)件對(duì)象(如空間、運(yùn)動(dòng)行為)的狀態(tài)信息。借助這個(gè)包含建筑工程信息的三維模型，大大提高了建筑工程的信息集成化程度，從而為建筑工程項(xiàng)目的相關(guān)利益方提供一個(gè)工程信息交換和共享的平臺(tái)。

Revit軟件由Autodesk公司開(kāi)發(fā)，是全球建筑市場(chǎng)上最常用的BIM(Building Information Modeling，建筑信息模型)軟件平臺(tái)。它可幫助建筑設(shè)計(jì)師設(shè)計(jì)、建造和維護(hù)質(zhì)量更好、能效更高的建筑。其功能模塊主要包括：建筑、結(jié)構(gòu)、給排水和電氣等專(zhuān)業(yè)模型的協(xié)同設(shè)計(jì)，功能強(qiáng)大[1]。Revit軟件的優(yōu)勢(shì)有：

(1)參數(shù)式組件。使用智能型建筑組件提高設(shè)計(jì)準(zhǔn)確性。

(2)雙向關(guān)聯(lián)性。在設(shè)計(jì)中的任何變更都會(huì)自動(dòng)反映在整個(gè)模型中。

(3)工作共享。多個(gè)用戶可同時(shí)處理相同的智能型建筑模型。

(4)施工建模。更深入了解建筑元素的可施工性。

Revit軟件提供建筑生命周期中詳盡的整合信息，以利于項(xiàng)目各參與方通過(guò)更精確的方式讓設(shè)計(jì)可視化，更好地促進(jìn)溝通和交流，進(jìn)而提高設(shè)計(jì)效率、降低項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)。隨著B(niǎo)IM建筑信息模型概念的推廣和落實(shí)，Revit越來(lái)越受到建筑工程業(yè)界的重視。

目前，Revit軟件在我國(guó)應(yīng)用方面做得不夠全面，例如，軟件內(nèi)部的單位都是以英制來(lái)?yè)Q算的，因此需要二次開(kāi)發(fā)工作來(lái)滿足本地化需求。

1 Revit二次開(kāi)發(fā)

Revit軟件提供了豐富易用的二次開(kāi)發(fā)接口(Application Programming Interface，應(yīng)用程序編程接口，簡(jiǎn)稱(chēng)API)。Revit軟件自帶的功能，可以滿足大多數(shù)情況的需求，如碰撞檢查、工程量統(tǒng)計(jì)等。但針對(duì)項(xiàng)目的特殊需求，如導(dǎo)出某類(lèi)型窗的離地高度，就需要結(jié)合二次開(kāi)發(fā)工作，自定義獲得模型中的詳細(xì)信息。此外，二次開(kāi)發(fā)還能在軟件功能的基礎(chǔ)上，形成新的功能，如快速建模、批量修改等，以滿足項(xiàng)目的特定需求，提升用戶的工作效率。

Revit API通過(guò)連續(xù)不斷地強(qiáng)化補(bǔ)充，已經(jīng)逐漸變成了一個(gè)非常強(qiáng)大的體系。通過(guò)自主編程開(kāi)發(fā)，用戶可以實(shí)現(xiàn)軟件界面中沒(méi)有提供的功能。它提供的主要功能有：訪問(wèn)模型的圖形數(shù)據(jù)；訪問(wèn)模型的參數(shù)數(shù)據(jù)；創(chuàng)建、修改、刪除模型元素；創(chuàng)建插件UI進(jìn)行增強(qiáng)；創(chuàng)建插件完成對(duì)重復(fù)自有工作的自動(dòng)化；集成第三個(gè)程序；執(zhí)行BIM分析等。用戶自己開(kāi)發(fā)的插件可以集成到軟件界面中，方便調(diào)用，并且編譯的DLL文件可以適用于多個(gè)Revit版本，通用性強(qiáng)。對(duì)于規(guī)律性強(qiáng)、數(shù)據(jù)量大的建模工作，利用Revit API二次開(kāi)發(fā)，可以有效提升工作效率。

1.1 二次開(kāi)發(fā)條件

Revit API借助Microsoft Visual Studio平臺(tái)，依托C#、C++、VB.NET等語(yǔ)言，可滿足多種開(kāi)發(fā)需要。開(kāi)發(fā)所需的條件包括：Revit軟件、Revit SDK(Software Development Kit，軟件開(kāi)發(fā)工具)、Microsoft Visual Studio。Revit軟件是開(kāi)發(fā)功能實(shí)現(xiàn)和檢驗(yàn)的載體。Revit SDK是軟件安裝包中自帶的，可為開(kāi)發(fā)者提供常用的二次開(kāi)發(fā)命令，其中包含Add-in Manager加載插件和Lookup構(gòu)件信息查看插件，能夠有效提高開(kāi)發(fā)效率。Microsoft Visual Studio是二次開(kāi)發(fā)的平臺(tái)，代碼在此平臺(tái)編寫(xiě)，通過(guò)Revit API在Revit內(nèi)部進(jìn)行編譯，最后加載到Revit軟件中實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能。

1.2 二次開(kāi)發(fā)流程

Revit二次開(kāi)發(fā)的流程如圖1所示，主要包括：需求分析、模式設(shè)置、新建類(lèi)、編寫(xiě)代碼、編譯、加載、調(diào)試等步驟。

需求分析。此步驟是對(duì)功能是否具備開(kāi)發(fā)條件進(jìn)行分析，二次開(kāi)發(fā)的功能是在Revit自身功能之上的延伸，使軟件中需要繁瑣操作才能實(shí)現(xiàn)的功能，得以快速完成。

模式設(shè)置。選擇外部命令(External Command)或者外部應(yīng)用(External Application)方式來(lái)實(shí)現(xiàn)功能。兩者的區(qū)別為：外部命令由用戶點(diǎn)擊按鈕來(lái)啟動(dòng)命令，而外部應(yīng)用在啟動(dòng)和關(guān)閉Revit.exe時(shí)自動(dòng)執(zhí)行。在實(shí)際開(kāi)發(fā)中，外部命令最常用。

新建類(lèi)。依據(jù)模式的不同，分別從IExternalCommand和IExternalApplication接口派生，重載相應(yīng)方法。

編寫(xiě)代碼。在Visual Studio中編寫(xiě)代碼，這是二次開(kāi)發(fā)的核心環(huán)節(jié)。在編寫(xiě)時(shí)可以參考SDK工具包中的代碼樣例。

編譯和加載。編譯代碼，生成DLL文件，在Revit中借助Add-in Manager將DLL文件加載到軟件中(見(jiàn)圖2)。

調(diào)試。調(diào)試是開(kāi)發(fā)工作的重要一環(huán)。編譯后的代碼，有時(shí)無(wú)法實(shí)現(xiàn)預(yù)定的功能，需要在軟件中不斷調(diào)試修改。對(duì)于外部命令和外部應(yīng)用，要采用不同的調(diào)試方法。

圖1 Revit二次開(kāi)發(fā)的流程

圖2 利用Add-In Manager將DLL文件加載到Revit中并實(shí)現(xiàn)

2 Revit二次開(kāi)發(fā)的應(yīng)用

2.1 快速建模

模型建立的工作量大而且比較瑣碎，利用Revit二次開(kāi)發(fā)工具，可以很大程度減少重復(fù)工作，提升建模效率，實(shí)現(xiàn)快速建模。目前市場(chǎng)上已經(jīng)有很多Revit二次開(kāi)發(fā)插件具備輔助快速建模的功能(見(jiàn)圖3)，如橄欖山、鴻業(yè)、建模大師等等。這些插件可以實(shí)現(xiàn)軸線生墻、軸線生梁、快速畫(huà)柱等功能，提高建模效率。

市場(chǎng)上的插件大多是針對(duì)建筑項(xiàng)目的應(yīng)用特點(diǎn)而研發(fā)的，除此之外，其他專(zhuān)業(yè)的項(xiàng)目人員也在開(kāi)發(fā)相應(yīng)的插件。丁建洋等[2]針對(duì)軌道交通工程設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)多、模型復(fù)雜的特點(diǎn)，開(kāi)發(fā)了軌道交通快速建模工具集，該工具集能夠?qū)崿F(xiàn)軌道交通專(zhuān)業(yè)的單體(如軌枕、支吊架等)的快速建模，在項(xiàng)目中取得了良好的應(yīng)用效果。賈盈平[3]等開(kāi)展了面向?qū)傩缘膮?shù)化建模在Revit API中的應(yīng)用，借助二次開(kāi)發(fā)，只通過(guò)界面輸入矢高、跨度和環(huán)數(shù)等結(jié)構(gòu)參數(shù)即可以完成模型的快速建立，實(shí)現(xiàn)了三維模型的快速生成。

圖3 橄欖山快速建模插件

2.2 輔助三維出圖

三維出圖是模型應(yīng)用的重要方面，也是三維正向設(shè)計(jì)的成果體現(xiàn)。通過(guò)三維模型直接生成CAD圖紙，可以直接利用模型信息，也方便后期的修改。但由于Revit的本地化工作還不夠完善，在標(biāo)注、明細(xì)表等方面還有優(yōu)化的空間。

李昌華等[4]研究了Revit管線自動(dòng)標(biāo)注方法的實(shí)現(xiàn)，基于Revit管線批量自動(dòng)標(biāo)注的實(shí)際工程要求，針對(duì)不同的管線排布情況，開(kāi)發(fā)了相應(yīng)的管線自動(dòng)標(biāo)注功能。利用該功能可以簡(jiǎn)化標(biāo)注操作，提高標(biāo)注效率。陳劍佳等[5]研究了基于Revit 的梁平法快速成圖方法及輔助軟件，通過(guò)二次開(kāi)發(fā)，添加配筋小標(biāo)簽、 鏈接配筋結(jié)果、集中標(biāo)注所有跨梁、直接添加鋼筋信息到梁實(shí)體圖元中等，提出一種梁平法快速成圖方法，能夠滿足設(shè)計(jì)中反復(fù)修改的需求。

2.3 滿足項(xiàng)目的特定需求

在實(shí)際項(xiàng)目中，會(huì)遇到特殊的建模和應(yīng)用需求，如特定功能的族的建立，特殊模型信息的批量導(dǎo)出等等。二次開(kāi)發(fā)為滿足項(xiàng)目的特定需求提供了良好的平臺(tái)，通過(guò)開(kāi)發(fā)可以實(shí)現(xiàn)建立復(fù)雜構(gòu)件和導(dǎo)出特定信息等功能，提高模型建立和應(yīng)用的效率。

陳慶軍等[6]進(jìn)行了基于Revit及Revit API的應(yīng)縣木塔建模研究，通過(guò)二次開(kāi)發(fā)，快速并準(zhǔn)確地建立了階基、華拱、柱子、斗拱等特殊族，降低了斗拱創(chuàng)建的難度，為木塔的結(jié)構(gòu)分析建立了基礎(chǔ)。丁曉宇等[7]開(kāi)展了基于Revit二次曲面網(wǎng)殼參數(shù)化建模的研究，使用C#編程語(yǔ)言和 API類(lèi)庫(kù)，開(kāi)發(fā)出了單層二次曲面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的參數(shù)化設(shè)計(jì)插件，實(shí)現(xiàn)了二次曲面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)在Revit視圖中的自動(dòng)生成。

3 結(jié) 語(yǔ)

BIM技術(shù)帶來(lái)了建筑行業(yè)的新一輪變革。Revit軟件是目前BIM技術(shù)的重要應(yīng)用軟件和平臺(tái)，二次開(kāi)發(fā)技術(shù)有利于Revit推廣和應(yīng)用，是實(shí)現(xiàn)功能本地化的重要工具。它可以大大提高模型建立的速度，提高協(xié)同設(shè)計(jì)效率，輔助三維出圖，有利于滿足項(xiàng)目的特定需要。二次開(kāi)發(fā)具有一定的技術(shù)門(mén)檻，設(shè)計(jì)人員進(jìn)行開(kāi)發(fā)時(shí)需要先進(jìn)行較長(zhǎng)時(shí)間的學(xué)習(xí)；此外由于Revit軟件的限制，二次開(kāi)發(fā)成果的保護(hù)力度也不夠，這些都在一定程度上限制了二次開(kāi)發(fā)的應(yīng)用。但隨著國(guó)家對(duì)BIM技術(shù)的不斷宣傳和推廣，我們相信，Revit二次開(kāi)發(fā)技術(shù)將被更加廣泛地應(yīng)用。