BlenderBIM在OpenBIM中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)研究

陸智斐

使用BIM 的目的是協(xié)作，一個(gè)人創(chuàng)造的數(shù)據(jù)可以交給其他人去使用，不受時(shí)間的限制，不受軟件商的限制，這就是OpenBIM。在CG 產(chǎn)業(yè)已經(jīng)出現(xiàn)由使用專(zhuān)利軟件向使用自由軟件的轉(zhuǎn)換，而在建筑產(chǎn)業(yè)才剛剛開(kāi)始。OpenBIM 是一個(gè)契機(jī)，因?yàn)橐呀?jīng)有很多開(kāi)源的BIM 軟件。目前，一款新的OpenBIM 開(kāi)源軟件（插件）——BlenderBIM 在國(guó)外OpenBIM 領(lǐng)域受到了廣泛關(guān)注，但尚缺乏對(duì)它應(yīng)用優(yōu)勢(shì)的研究。通過(guò)查閱相關(guān)網(wǎng)站和用戶(hù)的反饋，分析Blender 的優(yōu)勢(shì)和不足，從高校教學(xué)和工程應(yīng)用兩方面闡述了其優(yōu)勢(shì)的應(yīng)用場(chǎng)景。最后提出了對(duì)OpenBIM 發(fā)展方向的展望。

作為BIM 實(shí)施的發(fā)展方向，OpenBIM 技術(shù)路線在全世界范圍內(nèi)備受推崇。BIM 是“中國(guó)建造2035”的重要支撐之一，在錯(cuò)綜復(fù)雜的國(guó)際環(huán)境下，建立“多邊”的BIM 平臺(tái)是我國(guó)BIM 擺脫“跟跑”，實(shí)現(xiàn)換道超車(chē)的必然要求。由于我國(guó)三維圖形平臺(tái)技術(shù)落后于發(fā)達(dá)國(guó)家，優(yōu)先尋找一個(gè)開(kāi)源的替代軟件推動(dòng)OpenBIM 在國(guó)內(nèi)快速發(fā)展，與二次開(kāi)發(fā)國(guó)外BIM 軟件的商業(yè)模式搶奪市場(chǎng)，可以避免走進(jìn)類(lèi)似“二次開(kāi)發(fā)CAD”的陷阱，擺脫對(duì)國(guó)外軟件的依賴(lài)。因此，本文將介紹一款新的軟件平臺(tái)，旨在提供一個(gè)研究和應(yīng)用的方向。

一、OpenBIM 和BlenderBIM 簡(jiǎn)介

1.OpenBIM 簡(jiǎn)介

OpenBIM 是基于開(kāi)放的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和工作流程，協(xié)同完成建筑的設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營(yíng)的一種方法，其是由BuildingSMART 和一些使用開(kāi)放的BuildingSMART 數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的主要軟件供應(yīng)商提出。開(kāi)放的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)好處是巨大的，包括①支持更加透明、協(xié)作和開(kāi)放的工作流程；②通用的行業(yè)術(shù)語(yǔ)詞匯表使得信息更加確定：③幫助更多的軟件供應(yīng)商參與其中；④使小公司也能受益于這一工作流程；⑤更大程度的重復(fù)使用數(shù)據(jù)；⑥更容易集成相關(guān)行業(yè)創(chuàng)建和共享的數(shù)據(jù)。在這一工作流程下，各專(zhuān)業(yè)的設(shè)計(jì)師和項(xiàng)目的各參與方都可以使用自己最擅長(zhǎng)和最適用的軟件，打破當(dāng)前Autodesk 軟件為主的BIM 生態(tài)，幫助更多有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的國(guó)產(chǎn)軟件加入到這一工作流中。

2.BlenderBIM 簡(jiǎn)介

Blender 是一款免費(fèi)的開(kāi)源3D 模型創(chuàng)建軟件，它支持整個(gè)3D 流水線——建模、綁定、動(dòng)畫(huà)、仿真、渲染、合成和運(yùn)動(dòng)跟蹤、視頻編輯和2D 動(dòng)畫(huà)流水線。BlenderBIM 是由Dion Moult 領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)基于IfcOpenshell 開(kāi)發(fā)的一款免費(fèi)開(kāi)源的Blender 插件，沒(méi)有授權(quán)費(fèi)用也沒(méi)有廠商鎖定，旨在使用Blender 創(chuàng)建一個(gè)模型更加優(yōu)美、精細(xì)，數(shù)據(jù)更加豐富的OpenBIM軟件平臺(tái)。插件開(kāi)發(fā)從2019 年9 月開(kāi)始，是一款非常新的插件，目前還處于alpha 版，但已經(jīng)具備非常全面的基礎(chǔ)功能。其可以利用Blender 的原生Python API，允許用戶(hù)編寫(xiě)大量腳本，非常容易地進(jìn)行IFC 數(shù)據(jù)的批量管理。用戶(hù)可以立即使用Blender 的所有功能，比如，在實(shí)時(shí)渲染視圖中建模、虛擬現(xiàn)實(shí)、日照模擬、CFD分析、能量模型、碰撞檢測(cè)等。

二、BlenderBIM 的優(yōu)缺點(diǎn)分析

1.Blender 的優(yōu)勢(shì)

（1）集建模、渲染和動(dòng)畫(huà)功能于一身

Blender 作為一款重點(diǎn)應(yīng)用于動(dòng)畫(huà)和游戲領(lǐng)域的軟件，具有強(qiáng)大的建模、渲染和動(dòng)畫(huà)能力，得益于快捷鍵和數(shù)量眾多的插件（如建筑建模用的Archipack），使用者習(xí)慣后操作效率非常高。Blender 自帶的cycle 引擎可以得到照片級(jí)的渲染效果，而Eevee 引擎則可以實(shí)時(shí)渲染，實(shí)時(shí)呈現(xiàn)設(shè)計(jì)方案調(diào)整后的效果，同時(shí)還可以輸出成動(dòng)畫(huà)實(shí)現(xiàn)漫游功能。區(qū)別于傳統(tǒng)建模軟件需要導(dǎo)入、導(dǎo)出各種第三方軟件的情形，使用Blender在一個(gè)軟件中完成建模、渲染到漫游動(dòng)畫(huà)的全部工作，大大節(jié)約了時(shí)間和精力。

（2）正版免費(fèi)

軟件正版化是我國(guó)履行國(guó)際義務(wù)，塑造大國(guó)形象的一項(xiàng)重要內(nèi)容，是保護(hù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)、建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家的需要。使用正版軟件是體現(xiàn)高校尊重知識(shí)產(chǎn)權(quán)和國(guó)際化的重要指標(biāo)，也是高校教書(shū)育人價(jià)值觀的集中體現(xiàn)。因此Blender 非常適用于對(duì)成本控制有極大要求的個(gè)人、小型工作室以及對(duì)軟件有正版要求的高校。

2.Blender 的不足

（1）尖端功能不足

Blender 雖然覆蓋面很寬，在功能上打通了動(dòng)畫(huà)產(chǎn)業(yè)的整個(gè)流程，并且有自己的特色功能，但是在各個(gè)專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域的表現(xiàn)都并非頂級(jí)。所以在建筑領(lǐng)域并不能與ArchiCAD、3DMAX 等大廠商抗衡。

（2）使用人數(shù)有限

建筑行業(yè)的總規(guī)模是一定的，各工作室內(nèi)部已經(jīng)形成自己的軟件平臺(tái)和工作流程。Blender 的使用人群當(dāng)前還不像主流商業(yè)軟件這么多，而且主要在學(xué)生和愛(ài)好者中。設(shè)計(jì)工作是流水作業(yè)，需要團(tuán)隊(duì)的協(xié)作，個(gè)人引入新的軟件雖然提高了個(gè)人的效率但并不能幫助整個(gè)團(tuán)隊(duì)提高效率，而整體更換工作流程的學(xué)習(xí)成本則是巨大的。

（3）缺少技術(shù)支持

Blender 因?yàn)椴皇巧虡I(yè)軟件，相應(yīng)的也沒(méi)有專(zhuān)業(yè)的技術(shù)支持，在遇到問(wèn)題時(shí)得不到及時(shí)的救援，對(duì)于進(jìn)行商業(yè)應(yīng)用的設(shè)計(jì)公司來(lái)說(shuō)，這一風(fēng)險(xiǎn)是無(wú)法接受的。

（4）BlenderBIM 在OpenBIM 中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

OpenBIM 為我們提供了開(kāi)放的數(shù)據(jù)，而開(kāi)源的軟件（如BlenderBIM）為我們提供了開(kāi)放的方式來(lái)使用數(shù)據(jù)。在BlenderBIM 中用戶(hù)的自由不僅是通過(guò)軟件使用數(shù)據(jù)的自由，還包括對(duì)軟件進(jìn)行修改和分享的自由、按自己的意愿來(lái)使用數(shù)據(jù)的自由。BlenderBIM 不是將IFC 當(dāng)做一種數(shù)據(jù)交換的文件格式，而是直接把數(shù)據(jù)交到用戶(hù)手中，用戶(hù)可以直接對(duì)IFC 數(shù)據(jù)進(jìn)行操作，而不僅是對(duì)廠家提供的重新定義后的數(shù)據(jù)進(jìn)行操作。

三、BlenderBIM 的優(yōu)勢(shì)應(yīng)用場(chǎng)景

1.高校BIM 教學(xué)

BlenderBIM 是開(kāi)源的自由軟件，將開(kāi)源軟件引入高校BIM 的教學(xué)實(shí)踐，可以改善專(zhuān)業(yè)人才就業(yè)時(shí)對(duì)國(guó)外商用BIM 軟件的依賴(lài)情況，克服依賴(lài)國(guó)外商業(yè)軟件帶來(lái)弊端，為國(guó)產(chǎn)軟件的崛起創(chuàng)造空間。從BIM 行業(yè)的發(fā)展來(lái)看，OpenBIM 已經(jīng)是必由之路，核心的技術(shù)是對(duì)開(kāi)放數(shù)據(jù)的應(yīng)用而非某一軟件的應(yīng)用，BlenderBIM 可以直接對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行操作更能加深學(xué)生對(duì)數(shù)據(jù)的理解。高校的研究人員還可以針對(duì)教學(xué)實(shí)踐，對(duì)BlenderBIM 軟件進(jìn)行修改，這是商用軟件不能滿(mǎn)足的。國(guó)際上的開(kāi)源BIM 軟件還有很多，但是BlenderBIM 依靠Blender 在顯示效果上具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)，可以使學(xué)生獲得更大的成就感，激發(fā)其學(xué)習(xí)熱情。

2.建設(shè)單位比選設(shè)計(jì)方案

對(duì)于建設(shè)單位，在項(xiàng)目管理和運(yùn)維階段應(yīng)用BIM需要投入大量額外的成本，而在決策和設(shè)計(jì)階段應(yīng)用的性?xún)r(jià)比更高。這兩個(gè)階段，建設(shè)單位需要在設(shè)計(jì)方案上與外部（設(shè)計(jì)、造價(jià)）和內(nèi)部（決策機(jī)構(gòu)、使用部門(mén)）進(jìn)行大量的溝通，期間視覺(jué)表現(xiàn)的作用非常大，如果實(shí)現(xiàn)這些功能的成本足夠小，建設(shè)單位就會(huì)有足夠的動(dòng)力來(lái)使用。

OpenBIM 得以讓不同的用戶(hù)選擇專(zhuān)業(yè)適用的軟件，建設(shè)單位不必安裝設(shè)計(jì)單位使用的商用軟件，就可以達(dá)到所需要的功能。在二維的平面圖和剖面圖中，很多信息地表達(dá)對(duì)非專(zhuān)業(yè)人員是不友好的，溝通雙方信息的不對(duì)稱(chēng)增加了溝通的時(shí)間，更不利地是限制了參與者的思維。對(duì)于使用部門(mén)和決策部門(mén)，看不到信息就無(wú)法提出對(duì)應(yīng)的意見(jiàn)，而對(duì)于建成后提出的意見(jiàn)，返工造成了資源的浪費(fèi)，不返工則成為遺憾。在應(yīng)用BIM 后，二維的圖紙變?yōu)槿S模型，參建方的表達(dá)和理解都更加精準(zhǔn)，提高了溝通的質(zhì)量和效率，加快了項(xiàng)目決策的速度，在各方面降低了成本。

BlenderBIM 使建設(shè)單位投入的軟件成本為零，Blender 可以很便捷地安裝在任何一臺(tái)計(jì)算機(jī)上，無(wú)論是設(shè)計(jì)單位還是建設(shè)單位，都可以用BlenderBIM 在原有方案的基礎(chǔ)上快速地完成模型的調(diào)整和渲染，進(jìn)而完成局部方案的對(duì)比和確認(rèn)，甚至使用部門(mén)也可以用其來(lái)表達(dá)需求。

四、結(jié)語(yǔ)

依靠Blender，作為一個(gè)誕生只有一年多的插件，BlenderBIM 展現(xiàn)了其天生的優(yōu)勢(shì)和與其雄心相匹配的實(shí)力。雖然當(dāng)前還是Alpha 版，需要配合其他軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)完整的流程，但作為開(kāi)源軟件，其功能的上限不是由開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)決定的而是由使用者的需求決定的。未來(lái)，一統(tǒng)天下的不一定是BlenderBIM，但一定是開(kāi)源軟件，當(dāng)編程能力如同識(shí)字一樣基本，用戶(hù)不會(huì)滿(mǎn)足于使用商業(yè)軟件所提供的功能和轉(zhuǎn)換過(guò)數(shù)據(jù)。為了建筑產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，我們應(yīng)當(dāng)支持開(kāi)源軟件，作為普通用戶(hù)所能做的，就是使用它并將意見(jiàn)反饋給開(kāi)發(fā)者。