周 坤 譚 健
(中國(guó)航天建設(shè)集團(tuán)有限公司技術(shù)中心,北京 100071)
可視化—BIM 最直觀的優(yōu)勢(shì):BIM 的可視化體現(xiàn)在三維模型,能夠把傳統(tǒng)抽象的二維圖紙自然地通過(guò)具象的三維模型被視覺(jué)感知,從而達(dá)到由難變易、由繁到簡(jiǎn)、深入淺出、由抽象到直觀的目的。
BIM 技術(shù)具有強(qiáng)大的三維表現(xiàn)能力,例如三維碰撞檢查、虛擬施工、三維動(dòng)畫(huà)渲染和漫游、三維模型校驗(yàn)等[2]。
業(yè)主在進(jìn)行銷售或有關(guān)于建筑宣傳展示的時(shí)候需要用到經(jīng)過(guò)渲染的三維動(dòng)畫(huà),給人以真實(shí)感和直接的視覺(jué)沖擊。然而,對(duì)廣告宣傳公司的相關(guān)人員來(lái)說(shuō),三維建模是相當(dāng)復(fù)雜的過(guò)程,好一點(diǎn)的公司有著大量的素材進(jìn)行拼接整合,但往往不能很好地傳達(dá)出業(yè)主希望通過(guò)建筑表現(xiàn)出來(lái)的真諦。同樣,通過(guò)相關(guān)渲染軟件進(jìn)行三維建模需要投入大量的人力物力,效果卻不盡人意。因此,飽含工程數(shù)據(jù)的BIM 可以成為二次渲染開(kāi)發(fā)的模型基礎(chǔ),大大提高了三維渲染效果的精度和效率。Revit 軟件自身以及將模型導(dǎo)出配合Lumion 做建筑表現(xiàn)越來(lái)越服務(wù)于建筑方案前期推敲以及后期建筑表現(xiàn)(圖1-2)。
圖1 北京十二中項(xiàng)目
圖2 濟(jì)南西河項(xiàng)目
隨著建筑表現(xiàn)行業(yè)的興起和快速發(fā)展,軟件技術(shù)不斷地進(jìn)步和更新,伴隨著行業(yè)應(yīng)運(yùn)而生的渲染軟件有很多種。比如傳統(tǒng)的渲染軟件有vray 渲染器,新興的有Lumion 虛擬現(xiàn)實(shí)軟件。如何高效率、高質(zhì)量的完成建筑效果表現(xiàn)制作,是建筑表現(xiàn)行業(yè)追求的終極目標(biāo)。
Lumion 是近年來(lái)出現(xiàn)的新一代3D 可視化工具,為建筑設(shè)計(jì)行業(yè)提供了全新的動(dòng)畫(huà)表現(xiàn)平臺(tái),在改善表現(xiàn)效果、提高制作效率、降低制作成本、增進(jìn)客戶交互等方面均有不俗的表現(xiàn),對(duì)建筑設(shè)計(jì)的后期制作形成有力的沖擊,它簡(jiǎn)單易學(xué)、可以實(shí)時(shí)渲染的特點(diǎn)使得它自上市以來(lái),在短短的幾年里就得到了迅速地普及。
在傳統(tǒng)的二維模式下進(jìn)行方案設(shè)計(jì)時(shí)無(wú)法很快地校驗(yàn)和展示建筑的外觀形態(tài),對(duì)于內(nèi)部空間的情況更是難于直觀地把握。在Revit 中我們可以實(shí)時(shí)地查看模型的透視效果、創(chuàng)建漫游動(dòng)畫(huà)、進(jìn)行日光分析等,并且方案階段的大部分工作均可在Revit 中完成,無(wú)需導(dǎo)出其他軟件,使設(shè)計(jì)師在與甲方進(jìn)行交流時(shí)能充分表達(dá)其設(shè)計(jì)意圖[3]。
圖3 Revit 模型局部渲染圖
Revit 可以進(jìn)行室內(nèi)外渲染以及局部構(gòu)件的渲染以及漫游(圖3)。大部分建筑構(gòu)件在創(chuàng)建完畢后就可以進(jìn)行照片級(jí)渲染,以觀察方案的情況,方便建筑師及時(shí)查找可能出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行處理。在Revit 中要得到真實(shí)外觀效果,我們需要在渲染之前為各個(gè)構(gòu)件賦予材質(zhì)。Revit 提供了內(nèi)容豐富的材質(zhì)庫(kù),這些材質(zhì)均針對(duì)建筑師進(jìn)行過(guò)優(yōu)化,幾乎無(wú)需對(duì)材質(zhì)進(jìn)行過(guò)多的參數(shù)設(shè)置便能得到逼真的渲染效果。
另外云渲染是Autodesk 公司推出的一項(xiàng)服務(wù),它允許用戶把Revit 模型上傳到云渲染服務(wù)器進(jìn)行在線渲染,并且可以在云中對(duì)多個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行同時(shí)渲染。通過(guò)在云中渲染可節(jié)省時(shí)間并降低項(xiàng)目成本。生成真實(shí)照片級(jí)的逼真可視效果,既不會(huì)占用桌面,也無(wú)需專門的硬件,對(duì)于計(jì)算機(jī)硬件不足的用戶來(lái)說(shuō)是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。
Revit 提供了能夠滿足建筑師需要的基本渲染功能外,根據(jù)項(xiàng)目的需要也可以導(dǎo)出到其他軟件中進(jìn)行渲染。目前Revit 支持較好的渲染軟件主要有Artlantis、3d Max、Lumion 等。
Lumion 是荷蘭Act-3D 公司開(kāi)發(fā)的新一代3D可視化工具,Lumion 是在先進(jìn)的即時(shí)3D 技術(shù)的基礎(chǔ)上,配合3D 設(shè)計(jì)軟件所創(chuàng)建的模型,成為當(dāng)今建筑設(shè)計(jì)、景觀設(shè)計(jì)以及城市規(guī)劃設(shè)計(jì)的最佳動(dòng)畫(huà)表現(xiàn)平臺(tái)。
1)是GPU 即時(shí)渲染的軟件,讓設(shè)計(jì)師真正地把握設(shè)計(jì)的最后效果,即使是中方案的討論階段,也可以即時(shí)地看到效果。
2)提供完美的自然場(chǎng)景生成,可隨意改變白天黑夜效果,可隨意繪制陽(yáng)光、天空、云霧、樹(shù)木、植物、地貌、山川、河流等。
3)提供了豐富的場(chǎng)景素材。
Lumion 在實(shí)踐項(xiàng)目中的應(yīng)用:
以下通過(guò)兩個(gè)實(shí)際項(xiàng)目來(lái)具體說(shuō)明lumion 在BIM 中的應(yīng)用。
項(xiàng)目一:為濟(jì)南市西河片區(qū)A -2 地塊建設(shè)項(xiàng)目為高層辦公及基地內(nèi)的附屬設(shè)施(圖2)。
項(xiàng)目二:為北京市第十二中學(xué)東校區(qū)(圖1)。
3.2.1 前期準(zhǔn)備工作
Revit 可以導(dǎo)出dwg、dxf、fbx 文件,感覺(jué)都不理想。只有dae 格式的文件導(dǎo)入Lumion 后比較理想,Lumion 在revit 中安裝好插件后即可方便地導(dǎo)出。在附加模塊—外部工具Revit to Lumion Bridge 中將revit 模型導(dǎo)出(圖4)。導(dǎo)出Revit 模型之前最好將材質(zhì)外觀進(jìn)行微調(diào),以避免導(dǎo)入Lumion 進(jìn)行材質(zhì)賦予時(shí)材質(zhì)外觀差別太小使Lumion 將其默認(rèn)為同一材質(zhì),從而無(wú)法將材質(zhì)區(qū)分修改。在這兩個(gè)項(xiàng)目中我們?cè)趓evit 模型中就已經(jīng)將各構(gòu)件材質(zhì)進(jìn)行了很大程度的區(qū)分,為導(dǎo)入lumion 后調(diào)整材質(zhì)提供方便。
圖4 Revit 模型導(dǎo)出步驟
對(duì)于模型量較大的建筑群,宜逐個(gè)建筑單體分批導(dǎo)入,而后再進(jìn)行拼接,這樣做的好處是方便后期進(jìn)行某個(gè)模型的修改。在這兩個(gè)項(xiàng)目中由于模型量偏大,我們還是將模型分批導(dǎo)出。
同一類型的物體放在同一圖層內(nèi),我們將建筑物、交通設(shè)施、植被、人物等分別放置在不同圖層提升平時(shí)模型操作速度,減少后期針對(duì)某一部分單獨(dú)渲染時(shí)對(duì)電腦的消耗。
3.2.2 調(diào)整材質(zhì)
調(diào)整本項(xiàng)目外墻涂料、玻璃、金屬等材質(zhì)。雙擊模型的任意部分高亮顯示后進(jìn)入材質(zhì)編輯模式,通過(guò)調(diào)節(jié)RGB 值、反射率、透明度、光澤度等對(duì)模型各部分進(jìn)行材質(zhì)調(diào)節(jié)。新版本Lumion5 新加入123 材質(zhì)球,現(xiàn)擁有648 個(gè)可用材質(zhì),所有材質(zhì)都經(jīng)過(guò)更新成(物理屬性)基礎(chǔ)的材質(zhì)球。新的材質(zhì)編輯界面,要優(yōu)化材質(zhì)通常是一件花時(shí)間完成的事情,Lumion5 重新設(shè)計(jì)了材質(zhì)編輯界面,這減少了調(diào)整材質(zhì)花的時(shí)間。
3.2.3 lumion 環(huán)境與攝像機(jī)設(shè)定
場(chǎng)景中的模型材質(zhì)初步調(diào)節(jié)完畢之后,我們開(kāi)始在之前已經(jīng)確定的鏡頭路徑中布置鏡頭內(nèi)的配景。
Lumion 文件的保存和分享與一些傳統(tǒng)軟件的直接拷貝文件不同,它不是一個(gè)單獨(dú)的文件,而是一個(gè)存在于我的文檔中的一個(gè)以Lumion 命名的文件夾中,具體位置為我的文檔/LUMION。在LUMION 文件夾中包含兩個(gè)文件夾分別為Scenes 文件夾和Library 文件夾[1]。我們?cè)贚umion 中的所有操作都保存在這兩個(gè)文件夾中。
Scenes 文件夾包含所有的場(chǎng)景環(huán)境參數(shù)以及對(duì)導(dǎo)入模型的位置和大小的改變信息。
Library 文件夾中包含導(dǎo)入Lumion 中的模型。這兩個(gè)部分缺一不可,不然即使場(chǎng)景打開(kāi)了,里面的模型也會(huì)變成紅色的問(wèn)號(hào)。
在分享場(chǎng)景的時(shí)候通常是拷貝整個(gè)Lumion文件夾中的Scenes 文件夾和Library 文件夾到自己的電腦中的相同位置。要養(yǎng)成隨時(shí)在自己專門建立的存檔盤中保存Lumion 存檔的習(xí)慣。為了避免我的文檔文件夾過(guò)大,每次使用其他存檔之前都應(yīng)刪除個(gè)人電腦上的我的文檔中Lumion文件夾中的Scenes 文件夾和Library 文件夾,然后再?gòu)?fù)制別人分享給你的這兩個(gè)文件夾到Lumion 文件夾中。
圖5 濟(jì)南西河項(xiàng)目Revit 辦公樓模型
圖6 北京十二中項(xiàng)目Revit 模型
圖7 濟(jì)南西河項(xiàng)目模型外觀Lumion 渲染圖
圖8 北京十二中項(xiàng)目Revit 模型導(dǎo)入Lumion 后夜景渲染圖
3.2.4 lumion 添加燈光、加入配景
濟(jì)南西河項(xiàng)目(圖5)和北京十二中項(xiàng)目(圖6)通過(guò)燈光特效添加聚光燈、點(diǎn)光源等進(jìn)行夜間場(chǎng)景制作,通過(guò)對(duì)燈光的調(diào)整達(dá)到需要的可視化效果。
為導(dǎo)入的模型添加陪體,例如植物、人物、車輛、景觀小品等,在給場(chǎng)景添加植物的時(shí)候不能隨意添加,需要遵循植物配置的原則—功能性、生態(tài)性與藝術(shù)性。
3.2.5 Lumion 輸出(動(dòng)畫(huà)與靜幀圖像)
當(dāng)我們操作完成場(chǎng)景后,我們可以把場(chǎng)景導(dǎo)出一個(gè)視頻短片,或者是直接通過(guò)靜幀系統(tǒng)渲染圖片。以下為這兩個(gè)項(xiàng)目的Lumion 靜幀渲染圖(圖7-8)。
想要制作項(xiàng)目的動(dòng)畫(huà)多媒體文件,只利用Lumion 制作出來(lái)的動(dòng)畫(huà)片段是不夠的,我們還需要使用視頻編輯軟件對(duì)鏡頭進(jìn)行修飾、調(diào)整、增加效果、配置音樂(lè)、添加文字等。
目前在PC 上的視頻編輯軟件有很多,例如After Effects、DIGITAL fUSION、Combustion、Shake、會(huì)聲會(huì)影、Adobe Premiere、Sony Vegas 等。
伴隨著B(niǎo)IM 技術(shù)的不斷發(fā)展,BIM 軟件自身的建筑表現(xiàn)能力不斷加強(qiáng)以及Lumion 配合BIM 做建筑表現(xiàn)會(huì)越來(lái)越服務(wù)于建筑方案前期推敲表現(xiàn)以及后期對(duì)外展示。
Lumion 的可視化體驗(yàn)將引起設(shè)計(jì)表現(xiàn)劃時(shí)代的變革。運(yùn)用Lumion 之后,設(shè)計(jì)師在方案推敲的初期就能輕松實(shí)現(xiàn)漫游3D 環(huán)境的操作,這對(duì)于提高設(shè)計(jì)質(zhì)量有重要意義。Lumion 已經(jīng)能夠在短短幾分鐘時(shí)間內(nèi)制作出高質(zhì)量的靜幀效果圖,讓其他效果圖制作軟件望塵莫及。Lumion 在進(jìn)行動(dòng)畫(huà)制作時(shí)所表現(xiàn)出來(lái)的速度更是讓其他渲染軟件望塵莫及。你僅僅需要數(shù)分鐘就能夠作出工作所需要的動(dòng)畫(huà)。Lumion 能像運(yùn)行三維游戲那樣來(lái)進(jìn)行三維可視化操作。Lumion 的出現(xiàn)讓那些通常需要眾多專業(yè)人士才能完成的任務(wù)只需要幾個(gè)人就能完成。
BIM/REVIT 對(duì)建筑表現(xiàn)市場(chǎng)產(chǎn)生一定的沖擊,面對(duì)REVIT 在建筑表現(xiàn)上功能不斷的加強(qiáng),效果圖公司面臨不小的壓力。但是現(xiàn)階段BIM 在建筑表現(xiàn)上的效果還是與專業(yè)的效果圖公司有一定差距,雖然省去了效果圖公司二次建模的勞動(dòng)量,但是revit 自身渲染漫游及revit 模型導(dǎo)出到其他軟件還存在一些問(wèn)題,如模型信息有時(shí)候會(huì)出現(xiàn)丟失的情況,材質(zhì)需要不斷再調(diào)整等,因此revit 建模時(shí)就要考慮模型導(dǎo)出后的前期準(zhǔn)備工作如材質(zhì)分區(qū)、模型導(dǎo)出精度的設(shè)置。
[1]楊航等.Lumion 建筑.規(guī)劃.景觀.實(shí)踐項(xiàng)目詳解[M].天津:天津大學(xué)出版社,2012.
[2]劉濟(jì)禹.勇敢走向BIM2.0[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2015.
[3]廖小烽,王君峰.Revit2013/2014 建筑設(shè)計(jì)火星課堂[M].北京:人民郵電出版社,2013.