Enscape for Revit在BIM可視化技術(shù)中的應(yīng)用

孟凡森

摘? 要：當(dāng)前，Autodesk Revit（以下簡(jiǎn)稱(chēng)Revit）軟件是我國(guó)建筑行業(yè)在BIM技術(shù)應(yīng)用體系中使用最廣泛的軟件之一。但是，Revit軟件在渲染模型方面仍然存在著速度慢、效果不理想的缺點(diǎn)。這不僅降低了設(shè)計(jì)演示效果的觀賞性，也加大了業(yè)主與設(shè)計(jì)人員對(duì)建筑的想象落差，嚴(yán)重影響了BIM技術(shù)在設(shè)計(jì)階段的協(xié)同討論與共識(shí)。因此，該文基于Enscape，一款可以彌補(bǔ)Revit軟件渲染缺點(diǎn)、具有多樣化人機(jī)交互形式的插件進(jìn)行了應(yīng)用研究，介紹了其功能、特點(diǎn)、使用方法，闡述其在BIM可視化技術(shù)中的重要意義。

關(guān)鍵詞：BIM可視化技術(shù)? Revit? Enscape? 即時(shí)渲染

中圖分類(lèi)號(hào)：TU20 ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2019）08（b）-0016-02

BIM通過(guò)建立項(xiàng)目的所有真實(shí)信息，包括幾何尺寸、物理參數(shù)等的三維信息模型，能夠形象直觀地看到項(xiàng)目的建造過(guò)程以及建成后的各種信息，為項(xiàng)目各參與方提供了交流的平臺(tái)，使項(xiàng)目在建設(shè)過(guò)程中的溝通、討論、決策都在可視化的狀態(tài)下進(jìn)行[1]。運(yùn)用BIM可視化技術(shù)，即可在設(shè)計(jì)階段檢視所有的建筑空間以及內(nèi)部的相關(guān)設(shè)備和設(shè)施，甚至動(dòng)態(tài)仿真施工到維運(yùn)，進(jìn)而延伸更多的視覺(jué)分析與檢討;更直觀快速、正確地看到建筑物實(shí)際完成后會(huì)產(chǎn)生的何種問(wèn)題，了解未來(lái)工程的全貌及預(yù)計(jì)施工的過(guò)程，提前預(yù)防并解決錯(cuò)誤的產(chǎn)生。隨著B(niǎo)IM技術(shù)的發(fā)展，可視化的價(jià)值也逐漸被認(rèn)可。

Enscape for Revit不僅能夠?qū)崿F(xiàn)模型實(shí)時(shí)渲染，解決Revit軟件渲染速度慢、渲染效果不理想的問(wèn)題，還提供VR、全景圖等新一代人機(jī)互動(dòng)方式，為BIM設(shè)計(jì)概念可視化的應(yīng)用搭建了更優(yōu)的反饋平臺(tái)。

1? 研究背景

1.1 BIM概述

建筑信息模型（Building Information Modeling， BIM）是以三維數(shù)字技術(shù)為基礎(chǔ)，集成建設(shè)工程項(xiàng)目各種相關(guān)信息的工程數(shù)據(jù)模型，同時(shí)又是一種應(yīng)用于設(shè)計(jì)、建造、管理的數(shù)字化技術(shù)[2]。通俗來(lái)講，與傳統(tǒng)CAD技術(shù)相比，建筑構(gòu)件在BIM中不僅僅是線條所構(gòu)成的圖形，它還包含構(gòu)件的材料、特征等信息。這些信息對(duì)建筑的設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營(yíng)、拆除等階段的管理提供了全生命周期的支持與依據(jù)。

1.2 Enscape for revit概述

Revit軟件是Autodesk公司研發(fā)的一款用于進(jìn)行建筑信息模型的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)平臺(tái)，是我國(guó)建筑業(yè)BIM體系中使用最廣泛的軟件之一。Revit軟件具有信息全局實(shí)時(shí)更新、第三方二次開(kāi)發(fā)便利、能利用其他概念設(shè)計(jì)建模軟件（如Sketchup）導(dǎo)出的DXF文件格式的模型或圖紙輸出為BIM模型、用戶(hù)界面友好等特點(diǎn)[3]。

Enscape是由一家位于德國(guó)的卡爾斯魯厄城的科技公司，研發(fā)的最新一代內(nèi)置于建模軟件中的GPU即時(shí)渲染插件。Enscape具有高速即時(shí)渲染，所見(jiàn)即所得，真實(shí)光線追蹤，可輸出動(dòng)畫(huà)、VR、全景圖、獨(dú)立EXE文件等諸多優(yōu)點(diǎn)。

Enscape for Revit，即Enscape插件安裝于Revit軟件平臺(tái)，二者協(xié)同工作的應(yīng)用體系。

2? Enscape for Revit 的使用特點(diǎn)

2.1 優(yōu)勢(shì)

2.1.1 動(dòng)態(tài)漫游

在Revit中提前建好模型，并賦予各個(gè)構(gòu)件材質(zhì)。打開(kāi)Enscape實(shí)時(shí)場(chǎng)景渲染器，可以生成一個(gè)能夠?qū)崟r(shí)漫游觀看建筑模型的獨(dú)立渲染窗口。通過(guò)對(duì)比，在材質(zhì)、光影等渲染效果方面，Enscape比Revit表現(xiàn)得更加驚艷與逼真。

漫游有兩種模式可供自由切換：飛行模式可以暢通無(wú)阻地查看建筑的任何角落;行走模式加入了重力效果與物理障礙限制，仿真平時(shí)走路的狀態(tài)，無(wú)法穿過(guò)墻和樓板，上樓梯時(shí)鏡頭也會(huì)晃動(dòng)。漫游過(guò)程中，按“M”鍵可以打開(kāi)小地圖，顯示當(dāng)前在建筑平面中的位置。

2.1.2 同步更新模型

Revit與Enscape二者可以實(shí)現(xiàn)協(xié)同工作。若在Revit軟件中改變某個(gè)構(gòu)件的位置、形狀或材質(zhì)，那么在Enscape中這些改變也會(huì)得到實(shí)時(shí)地同步，方便設(shè)計(jì)人員即時(shí)查看修改效果。

2.1.3 環(huán)境設(shè)置

Enscape通過(guò)更改環(huán)境設(shè)置選項(xiàng)，可以使建筑物場(chǎng)地模型更加貼合實(shí)際的地理環(huán)境，營(yíng)造更出色的整體渲染氛圍。例如，加載HDRI環(huán)形貼圖作為背景，調(diào)節(jié)日照、月光、星辰、云、霧、地平線遠(yuǎn)近等。

2.1.4 3D草和動(dòng)態(tài)水

在Revit中將場(chǎng)地（或地板）的材質(zhì)賦予草的貼圖，材質(zhì)名稱(chēng)中加入“Grass”關(guān)鍵詞，Enscape將在該對(duì)象表面生成仿真的3D草。

將水的材質(zhì)運(yùn)用到“場(chǎng)地”“樓板”或任意建筑物非垂直于地面的表面上，Enscape會(huì)自動(dòng)運(yùn)用水的表面法線貼圖。在Enscape VR模式或者動(dòng)畫(huà)模式下，這些水的紋理會(huì)產(chǎn)生流動(dòng)效果。

3D草坪與動(dòng)態(tài)水的加入，使整個(gè)渲染場(chǎng)景表現(xiàn)得更加真實(shí)，并富有層次感。

2.1.5 顯示模式

除默認(rèn)的仿真顯示模式外，Enscape還附帶了其他顯示模式。

聚苯乙烯白模模式，去除紋理、顏色、反射、折射等效果，將整個(gè)模型的外觀變成白色。在這種模式下，設(shè)計(jì)師不僅方便檢查模型的漏光、交疊面、法線錯(cuò)誤等問(wèn)題，也利于查看、調(diào)節(jié)燈光方面的設(shè)計(jì)和室內(nèi)氣氛的展示。

光能熱力圖模式，模擬出建筑物各個(gè)表面的受光強(qiáng)度，方便對(duì)建筑光照進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)。

2.2 輸出模式

2.2.1 漫游動(dòng)畫(huà)

進(jìn)入“Toogle Video Editor”模式，在滿(mǎn)意的視點(diǎn)加入“關(guān)鍵幀”，校準(zhǔn)焦距，調(diào)整各個(gè)關(guān)鍵幀之間的時(shí)間跨度與日照間隔，點(diǎn)擊預(yù)覽，軟件會(huì)自動(dòng)生成一條將各個(gè)關(guān)鍵幀串聯(lián)起來(lái)的攝像機(jī)行駛路徑，一個(gè)伴隨著時(shí)間流逝與日照變化的漫游動(dòng)畫(huà)基本完成。最后，設(shè)置導(dǎo)出動(dòng)畫(huà)的分辨率與質(zhì)量等級(jí)，一鍵導(dǎo)出即可。

2.2.2 VR

點(diǎn)擊“一鍵VR”按鈕，Enscape會(huì)自動(dòng)搜索VR設(shè)備。在VR場(chǎng)景中，操縱手柄可以在模型里飛行或者快速傳送到指定地點(diǎn)，日照時(shí)間也支持實(shí)時(shí)調(diào)整，觀看日出和日落。如果對(duì)模型不滿(mǎn)意，在Revit中修改，修改好的模型可以及時(shí)同步到VR中。對(duì)建筑師而言，VR非常具有實(shí)用價(jià)值，它可以讓設(shè)計(jì)人員在方案階段就切身感受到建筑空間。

2.2.3 全景圖

選好全景圖的中心視點(diǎn)，設(shè)置全景圖的輸出分辨率與質(zhì)量等級(jí);渲染完成后，可以上傳至Enscape云端服務(wù)器，自動(dòng)生成一個(gè)二維碼。在不需要下載任何應(yīng)用的情況下，打開(kāi)手機(jī)的掃一掃功能，掃描二維碼，即可觀看到全景效果。

2.2.4 獨(dú)立exe文件

Enscape支持輸出獨(dú)立exe格式的場(chǎng)景打包文件，可以在任何一臺(tái)沒(méi)有安裝Enscape軟件的電腦上展示具有動(dòng)態(tài)漫游功能的渲染場(chǎng)景，且無(wú)法查看與建筑模型有關(guān)的任何數(shù)字化信息。此共享方式既便利，又起到了防止項(xiàng)目資料外流的保護(hù)作用。

3? 未來(lái)展望

BIM可視化技術(shù)不僅幫助人們擺脫了需要靠專(zhuān)業(yè)知識(shí)、自身經(jīng)驗(yàn)與想象才能感受建筑空間的窘境，也為建筑相關(guān)人員共同審閱建筑模型與協(xié)同討論提供了便捷方式。作為一款具有協(xié)同功能的插件，Enscape在Revit模型設(shè)計(jì)階段展現(xiàn)出了極強(qiáng)的演示參考價(jià)值，為BIM可視化提供了新一代的技術(shù)支持。Enscape智能、高效、即時(shí)的反饋特點(diǎn)，滿(mǎn)足了當(dāng)今社會(huì)快節(jié)奏的工作需求，縮短了溝通時(shí)間，簡(jiǎn)化了溝通過(guò)程，提供了更多人性化、便利化的服務(wù)。相信在不久的將來(lái)，BIM可視化技術(shù)將越發(fā)成熟與多樣，高效即時(shí)的成果反饋形式將被推崇;VR、全景圖等新一代人機(jī)交互方式也會(huì)得到大力推廣，以滿(mǎn)足不同用戶(hù)的多樣化需求。

參考文獻(xiàn)

[1] 張海華，劉宏剛，甘一鳴.基于BIM技術(shù)的橋梁可視化施工應(yīng)用研究[J].公路，2016，61（9）：155-161.

[2] 鄭華海，劉勻，李元齊.BIM技術(shù)研究與應(yīng)用現(xiàn)狀[J].結(jié)構(gòu)工程師，2015，31（4）：233-241.

[3] 張人友，王珺.BIM核心建模軟件概述[J].工業(yè)建筑，2012，42（S1）：66-73.