新聞資訊
基于Revit與Rhino曲面吊頂建模的思考和參數(shù)化選擇
發(fā)布時(shí)間：2025-05-16 14:15:02
隨著科技的發(fā)展及設(shè)計(jì)理念的革新，眾多建筑形態(tài)不再滿足于傳統(tǒng)的簡單線條，轉(zhuǎn)而追求視覺效果，尤其是高層及公共建筑，為了吸引目光，在建筑形態(tài)、室內(nèi)裝飾和公共區(qū)域構(gòu)造上往往采用創(chuàng)新設(shè)計(jì)，如異形或曲面等不規(guī)則形狀。在這種建筑的設(shè)計(jì)與施工中，BIM技術(shù)成為輔助復(fù)雜設(shè)計(jì)及施工的有效工具。
借助BIM技術(shù)，我們可以對(duì)異形構(gòu)件進(jìn)行精確建模，發(fā)現(xiàn)多專業(yè)協(xié)同設(shè)計(jì)中的問題，大幅提升設(shè)計(jì)效率。在施工階段，對(duì)復(fù)雜曲線部分進(jìn)行建模和施工模擬，可以提前處理特殊節(jié)點(diǎn)，避免施工中出現(xiàn)返工現(xiàn)象。然而，針對(duì)異形建筑BIM建模的軟件選擇上，存在多種差異，不同軟件的選擇也影響了我們的工作效率。
本次技術(shù)實(shí)踐基于某軌道交通精裝BIM建模任務(wù)，其中BIM建模的最大難點(diǎn)在于該軌道交通站點(diǎn)的公共區(qū)域裝修設(shè)計(jì)復(fù)雜，尤其是站廳層吊頂，采用了漸變起伏的參數(shù)化吊頂橫桿，吊頂橫桿下起伏分布著數(shù)千盞吊燈，常規(guī)的BIM建模方法繁瑣且困難，因此尋找一種高效優(yōu)質(zhì)的快速建模方式成為項(xiàng)目組首要解決的問題。
在項(xiàng)目實(shí)施前，項(xiàng)目小組通過Revit的體量、常規(guī)模型建模與Rhino建模三種建模方式，分別對(duì)曲面吊頂建模效率和布燈建模效率進(jìn)行對(duì)比測試，最終項(xiàng)目組采用Rhino形體塑造與Grasshopper布燈的最優(yōu)組合方案。
項(xiàng)目整體實(shí)施的難點(diǎn)在于不規(guī)則弧形吊頂BIM模型的建立，除了建立整體的吊桿橫桿BIM模型外，還需要利用參數(shù)化的方式，對(duì)上千盞燈構(gòu)件進(jìn)行自動(dòng)化的位置布置處理。項(xiàng)目小組首先嘗試在Revit中批量生成體量，也嘗試建立相應(yīng)的族模型，以加快模型建模效率，但由于異形吊桿參數(shù)多樣，族的建立異常困難。項(xiàng)目小組又嘗試使用Rhino和Grasshopper結(jié)合的方式，處理生成的構(gòu)件為體量或內(nèi)建模型，發(fā)現(xiàn)這種軟件方式的結(jié)合，使得模型運(yùn)行速度大大優(yōu)于Dynamo做出來的體量。
概括項(xiàng)目整體的實(shí)施流程和參數(shù)化建模的方式，具體見圖2：
2.1 關(guān)鍵事項(xiàng)解析
1）SAT格式解析
Rhino完成吊頂橫桿后導(dǎo)出sat格式（導(dǎo)出dwg只能導(dǎo)出網(wǎng)格線，無法生成網(wǎng)格面，sat格式導(dǎo)入Revit可以生成網(wǎng)格面），導(dǎo)出的sat文件需先導(dǎo)入Revit體量族或常規(guī)模型族，如直接導(dǎo)入Revit項(xiàng)目文件，則物件無法被分解。（導(dǎo)入的對(duì)象包含不能分解的三維數(shù)據(jù)或點(diǎn)。只有二維數(shù)據(jù)被分解）導(dǎo)入后的物件需要分解才能被賦予材質(zhì)，否則物件將以CAD形式存在。
2）BIM模型顯示
Rhino導(dǎo)出的物件必須為封閉的實(shí)體，這樣可以較好地防止模型出現(xiàn)破面、重面、反面等問題，導(dǎo)入Revit或分解CAD時(shí)也可預(yù)防出現(xiàn)破面、閃面、模型丟失等問題。
3）CAD使用解析
參數(shù)化布燈也使用了Dynamo進(jìn)行，整體思路與Grasshopper相似。Dynamo可以直接將點(diǎn)投影至曲面定位，但由于Revit對(duì)CAD的編輯能力較差，需要在AutoCAD或其他CAD編輯軟件中將所要使用的CAD進(jìn)行提前處理，如：編輯圖塊、清理不需要的線等等。導(dǎo)入Revit后分解CAD，進(jìn)一步被Dynamo拾取使用。
2.2 不規(guī)則布置體量橫桿
1）根據(jù)提供的CAD圖紙理解吊頂?shù)拇笾滦螤睢?/p>
2）提取CAD圖紙中相關(guān)的曲線，并進(jìn)行布線。
3）根據(jù)分布的曲線loft放樣，得到吊桿所在的多重曲面。（在Revit體量中是創(chuàng)建形狀，必須是體量或自適應(yīng)常規(guī)模型，公制常規(guī)模型無法生成此類形狀）
4）將CAD吊頂平面線對(duì)齊并投影至放樣后的多重曲面上，然后剪切多重曲面。
5）擠出投影后的曲線為開放的多重曲面，復(fù)制移動(dòng)組合剪切后的多重曲面，將上下兩片剪切后的多重曲面與擠出的多重曲面拼合為封閉的實(shí)體。即可得到了吊頂橫桿。（剪切后的多重曲面不能直接擠出，需要根據(jù)曲線擠出的多重曲面和剪切后的多重曲面拼合）
2.3 參數(shù)化燈具布置
由于吊頂橫桿下按起伏分布著數(shù)千盞吊燈，我們采用Grasshopper批量復(fù)制移動(dòng)的方式進(jìn)行布置，在常規(guī)用Revit布置需要近4小時(shí)的情況下，最終用20分鐘完成了2950盞燈的布置。具體流程見附圖4
具體的實(shí)施步驟為：
1）處理CAD，將CAD平面中的吊燈圖塊編輯成點(diǎn)物件，并提前準(zhǔn)備好一個(gè)用來復(fù)制移動(dòng)的吊燈構(gòu)件。(編輯成點(diǎn)物件是為了平面定位)
2）將底部點(diǎn)復(fù)制上移，上移后的點(diǎn)與底部點(diǎn)連接并與多重曲面相交，獲得相應(yīng)的交點(diǎn)。
3）將獲得的交點(diǎn)數(shù)據(jù)降成一維，并與吊燈構(gòu)件所在位置的目標(biāo)點(diǎn)連成向量。
4）將吊燈構(gòu)件根據(jù)向量復(fù)制移動(dòng)。便得到了根據(jù)吊頂曲面布局的吊燈。（批量復(fù)制移動(dòng)時(shí)需注意數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的對(duì)應(yīng)關(guān)系）
03 實(shí)施小結(jié)
經(jīng)過上述的嘗試，我們發(fā)現(xiàn)Revit體量族建模與公制常規(guī)模型族有一定的共同性，比如Revit體量與Revit族都是.rfa格式的族文件，都需要載入到項(xiàng)目中作為族構(gòu)件使用，但是兩者也存在很多差異。
1）編輯環(huán)境不同
體量編輯環(huán)境與公制常規(guī)模型族編輯環(huán)境明顯的區(qū)別在于一個(gè)在三維標(biāo)高平面中創(chuàng)建，一個(gè)是在平面標(biāo)高創(chuàng)建。
2）建模工具不同
公制常規(guī)模型族主要借助拉伸、融合、旋轉(zhuǎn)、放樣、放樣融合幾個(gè)工具創(chuàng)建形狀，體量就只有模型線、參照線來創(chuàng)建形體。
3）建模方式不同
公制常規(guī)模型族的創(chuàng)建是通過特定的工具繪制出形體，體量則是通過繪制幾何圖形生成實(shí)體，相對(duì)而言體量的建模方式更簡單。
4）形體控制方式不同
公制常規(guī)模型族通過繪制的形體，若是使用拉伸工具創(chuàng)建的形體只能利用拉伸命令編輯形體，其他命令繪制的形體也一樣，體量繪制的形體可以不受拘束，可以編輯整體形狀、某一個(gè)面、或者一條線段、甚至一個(gè)點(diǎn)，體量中可以通過參照點(diǎn)來約束控制形體，是公制常規(guī)模型族環(huán)境中沒有的功能。
5）表面網(wǎng)格劃分
體量提供了分割表面的工具，通過UV網(wǎng)格或交點(diǎn)的形式將表面進(jìn)行了有理化，進(jìn)行一些復(fù)雜的單元構(gòu)件便可以通過劃分的網(wǎng)格進(jìn)行填充，如幕墻。
在制作Revit體量的過程中，雖然根據(jù)參照平面布線并創(chuàng)建形狀得到了吊頂橫桿分布曲面，但在體量族中無法生成類似公制常規(guī)模型的多根封閉曲線的空心推拉。（體量族中單根封閉曲線的空心實(shí)體可以生成，但是扣減數(shù)百根吊頂橫桿的輪廓工作量過于龐大）且體量族與公制常規(guī)模型族之間不能互相導(dǎo)入，導(dǎo)致一些Revit體量族可以制作的構(gòu)件形體公制常規(guī)模型族無法制作，一些公制常規(guī)模型族可以制作的構(gòu)件形體Revit體量族無法制作，讓本就不強(qiáng)的Revit形體塑造能力進(jìn)一步下降。
本案例的體量建模手法和參數(shù)化批量復(fù)制定位移動(dòng)均為異形建模常用思路實(shí)例，目的是為同類項(xiàng)目提供解決方案。
注：本文所有文字版權(quán)均屬寶略科技所有，任何媒體、網(wǎng)站或個(gè)人歡迎來訪交流。如需轉(zhuǎn)載、鏈接、轉(zhuǎn)帖或以其他方式復(fù)制發(fā)表，請(qǐng)注明“稿件來源：寶略科技”。
