基于Revit 開發(fā)創(chuàng)建模型數(shù)據(jù)提取插件

丁軍晨，王曉東，彭禹立，張?chǎng)┝?，夏皓倫，馬靖東

（遼寧工程技術(shù)大學(xué)土木工程學(xué)院，遼寧阜新 123000）

引言

Revit 是Autodesk 公司制作的一系列軟件，主要用于建筑信息建模，為設(shè)計(jì)師和工程師提供了一個(gè)設(shè)計(jì)和記錄建筑信息的平臺(tái)，可以根據(jù)他們對(duì)有關(guān)項(xiàng)目的需求，更好的設(shè)計(jì)、建造和維護(hù)建筑。由于Revit 消除了建筑行業(yè)很多復(fù)雜的任務(wù)，在國(guó)內(nèi)外的建筑行業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。

Autodesk 公司在設(shè)計(jì)Revit 的同時(shí)也為Revit 提供了API 接口[1-2]。Revit API 是一個(gè)類庫(kù)，只有在Revit 運(yùn)行時(shí)才能夠工作。通過(guò)強(qiáng)大的Revit API，用戶可以添加基于Revit API 開發(fā)的插件來(lái)擴(kuò)展和增強(qiáng)Revit 的功能和應(yīng)用。通過(guò)這些功能和應(yīng)用可以在短時(shí)間內(nèi)完成龐雜的工作，大幅度的節(jié)省了工程師的時(shí)間成本。運(yùn)用在工程中，可以加快項(xiàng)目的進(jìn)度。

二次開發(fā)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)以下的功能[3]：（1） 訪問(wèn)模型的參數(shù)數(shù)據(jù)；（2） 訪問(wèn)模型的圖像數(shù)據(jù)；（3） 創(chuàng)建插件完成一些重復(fù)龐雜的工作；（4） 通過(guò)創(chuàng)建插件來(lái)增強(qiáng)Revit 的UI；（5） 對(duì)BIM實(shí)現(xiàn)各種分析；（6） 自動(dòng)創(chuàng)建項(xiàng)目文檔；（7） 借助第三方應(yīng)用來(lái)完成如連接外部的數(shù)據(jù)庫(kù)。

編譯完成后， 需要使用Revit 附加模塊AddInManager 將程序運(yùn)行到Revit 2017 平臺(tái)上，附加模塊的運(yùn)行界面見圖1。

圖1 AddInManger2014 運(yùn)行界面

1 基于Revit 插件開發(fā)

本文基于Revit 2017 以及Revit2017 SDK，由于Revit 二次開發(fā)的核心運(yùn)行環(huán)境為.NET4.7,因此可以選擇Visual Studio 2017 版本為程序編寫平臺(tái)，通過(guò)NET4.7環(huán)境，使用C#編程語(yǔ)言完成編寫與編譯[4-5]，主要工作包括參數(shù)信息收集與參數(shù)信息載入[6-8]。

1.1 總體架構(gòu)

在Revit API 與編程技術(shù)的支持下，可以選擇需要輸出的構(gòu)件參數(shù)，以及輸出后不同參數(shù)所放置的位置。通過(guò)收集器與過(guò)濾器收集模型相關(guān)的參數(shù)信息，然后將收集到的相關(guān)信息寫入到Excel 表格中。

1.2 程序開發(fā)

（1） 在Visual Studio 2020 中創(chuàng)建一個(gè)類庫(kù)，在類庫(kù)中添加引用RevitAPI 與RevitAPIUI，并將“復(fù)制本地”勾選為false，通過(guò)加載外部命令I(lǐng)ExternalApplication 的方式，來(lái)實(shí)現(xiàn)Revit 軟件與外部應(yīng)用的同步性。以上操作完成后需要實(shí)現(xiàn)OnStartup 和OnshutDown 函數(shù)的內(nèi)容，將用戶所需要的操作放置其中，OnStartup 中的操作會(huì)在Revit 啟動(dòng)時(shí)調(diào)用并執(zhí)行，OnshutDown 中的操作會(huì)在Revit 關(guān)閉時(shí)調(diào)用并執(zhí)行。使用IExternalApplication 命令可制作Revit 插件的UI 時(shí)需要編寫如下代碼：

（2） 在上述類庫(kù)中新建一個(gè)類，并調(diào)用外部命令I(lǐng)ExternalCommand（IExternalCommand 是Revit API 通過(guò)外部命令來(lái)擴(kuò)展Revit 時(shí)必須在外部命令中實(shí)現(xiàn)的接口），調(diào)用此外部命令可以讓插件加載運(yùn)行。在此類中需要在抽象函數(shù)Execute 添加相關(guān)構(gòu)件的收集器，為了更好的收集到構(gòu)件的信息，需要再加入一個(gè)過(guò)濾器。遍歷過(guò)濾器把相關(guān)參數(shù)寫入DATATABLE 中。

最后將在IExternalCommand 中所編寫的命令添加到Revit 的UI 中，使之成為Revit 插件按鈕的命令。

利用API 為Revit 編寫插件的流程見圖2 所示。

圖2 插件開發(fā)流程圖

2 模型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)分析

Revit 圖元是模型的基礎(chǔ)，在Revit 的數(shù)據(jù)體系中，大部分的類是繼承于元素的。在Revit 中，圖元可大致分為模型圖元、基準(zhǔn)圖元、視圖專有圖元[2]。

2.1 模型圖元

模型圖元表示建筑業(yè)實(shí)際的三維幾何圖形，他們顯示再模型的相關(guān)視圖中。模型圖元有兩種類型包括主體圖元與模型構(gòu)件，主體圖元可以獨(dú)立存在與模型中，不受其他構(gòu)件存在與否的影響，其包括墻、樓板等，模型構(gòu)件必須依附于主體圖元存在，包括樓梯、門等，模型構(gòu)件又包括結(jié)構(gòu)圖元與MEP 圖元。

2.2 基準(zhǔn)圖元

基準(zhǔn)圖元可以在空間和細(xì)節(jié)上表達(dá)項(xiàng)目場(chǎng)景中的模型，其包括軸網(wǎng)、標(biāo)高和參照平面。

2.3 視圖專有圖元

視圖專有圖元有兩種類型，包括注釋圖元與詳圖，其中注釋圖元包括文字說(shuō)明、標(biāo)記等，詳圖包括詳圖線、填充區(qū)域等。他們都時(shí)模型表現(xiàn)的方法。

模型圖元是BIM信息繼承的載體，各種信息都動(dòng)態(tài)的集中在模型圖元中，而模型圖元又是以各類構(gòu)件的形式表現(xiàn)出來(lái)的。為滿足工程的需求，構(gòu)件中信息可分為基本信息和擴(kuò)展信息，其中基本信息是基礎(chǔ)新數(shù)據(jù)，而擴(kuò)展信息是為了滿足工程需要加入的信息，需要通過(guò)對(duì)模型的信息進(jìn)行擴(kuò)展才能得到，見圖3。

圖3 Revit 圖元

3 模型數(shù)據(jù)提取與輸出的方法

3.1 信息的提取

對(duì)構(gòu)件信息提取需要使用Revit API 的項(xiàng)目參數(shù)BuiltlnParameter 或者共享參數(shù)SharedParameter，項(xiàng)目參數(shù)特定于單一項(xiàng)目中，不能與其他項(xiàng)目進(jìn)行共享，且不可用于多個(gè)項(xiàng)目之間的使用。共享參數(shù)則可以用于多個(gè)項(xiàng)目與族文件中，不僅可以在族文檔中定義與再定義參數(shù)，還可以實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目參數(shù)的功能。共享參數(shù)的設(shè)定具有更高的普適性。如果項(xiàng)目需要在文件中建立明細(xì)表，且需要推廣到所有的項(xiàng)目中，可以采用共享參數(shù)來(lái)提取構(gòu)件的參數(shù)化屬性信息。

3.2 信息的輸出

由于Revit 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，并不支持將模型構(gòu)件信息導(dǎo)出Excel，需要通過(guò)二次開發(fā)將信息輸出到Excel 中。常用的輸出方法有三種，分別為NPOI 庫(kù)；Epplus 庫(kù)；COM組件。COM組件需要設(shè)備安裝Excel 軟件，在導(dǎo)出模型構(gòu)件信息時(shí)需要考慮Excel 版本的問(wèn)題。NPOI 與Epplus 都是開源的C#讀寫Excel 文檔的項(xiàng)目，它們都可以在沒有安裝Office 情況下對(duì)Excel 文檔進(jìn)行讀寫的操作，NPOI 庫(kù)使用較少，因?yàn)橄嗤瑪?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)，Epplus 的導(dǎo)出能力遠(yuǎn)比NPOI 強(qiáng)，除此之外，NPOI 庫(kù)支持Excel 的版本有限。如果需要大量屬性信息的輸出，可以采用Epplus 庫(kù)作為Revit 信息的輸出方法。

4 實(shí)例驗(yàn)證

用于實(shí)例驗(yàn)證的插件使用了項(xiàng)目參數(shù)BuiltlnParameter 提取信息，使用COM組件將信息輸出到Excel 中。其核心代碼如下所示。

此插件可以從模型中提取構(gòu)件的族類型，位置信息與幾何信息，將提的取構(gòu)件參數(shù)化屬性信息導(dǎo)入Excel表格。插件面板見圖4 所示。

圖4 插件示意圖

為了驗(yàn)證插件的功能與上文提出理論，以Revit2017 建筑樣例項(xiàng)目（圖5）為例，在這個(gè)模型中含有建筑中常用的構(gòu)件，包括墻、門、窗等構(gòu)件。

圖5 Revit 2017 建筑樣例項(xiàng)目模型展示圖

從Revit 2017 建筑樣例項(xiàng)目中提取墻的信息，得到墻的族類型、標(biāo)高、寬度與高度，見表1。

表1 樣例項(xiàng)目模型中提出墻的部分?jǐn)?shù)據(jù)

5 結(jié)論

Revit 的二次開發(fā)功能為設(shè)計(jì)師創(chuàng)造了諸多便利，本文通過(guò)Revit 二次開發(fā)的功能，結(jié)合本文對(duì)模型構(gòu)件信息分析與提出的模型構(gòu)件信息提取與輸出的方法，設(shè)計(jì)出了一款模型構(gòu)件信息提取插件，并且通過(guò)實(shí)例驗(yàn)證了插件的可行性與本文提出方法的可靠性。通過(guò)這款插件可以導(dǎo)出工程所需構(gòu)件的信息，滿足了一些工程對(duì)于模型構(gòu)件信息進(jìn)行大批量提取的需求。