BIM技術(shù)下方案級視頻制作探析
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【摘要】為拓展bim技術(shù)在橋梁工程建設(shè)的應(yīng)用價值，文章選取2×120mT型剛構(gòu)跨鐵鋼箱梁轉(zhuǎn)體為研究對象，通過Revit建立BIM模型，運(yùn)用Navisworks，Civil3D，Infraworks等軟件對模型進(jìn)行整合，總結(jié)出一套標(biāo)準(zhǔn)化、流程化的視頻制作流程，在運(yùn)用視頻匯報(bào)方案中具有一定的指導(dǎo)意義。
【關(guān)鍵詞】BIM技術(shù)；匯報(bào)視頻；Navisworks
BIM技術(shù)應(yīng)用于工程實(shí)際，服務(wù)于現(xiàn)場，是近年來BIM領(lǐng)域的呼聲，基于BIM技術(shù)可視化強(qiáng)的特點(diǎn)，把BIM模型制作成視頻，進(jìn)行交底和匯報(bào)工作，是可視化服務(wù)于現(xiàn)場的一項(xiàng)重要應(yīng)用［1］。本文依托新機(jī)場高速連接線（雙埠—夏莊段）工程3標(biāo)段中的上穿青榮城際節(jié)點(diǎn)（圖1），主體工程包括北幅跨徑布置為3×40m預(yù)應(yīng)力混凝土大箱梁（120m＋120m）＋T型剛構(gòu)橋（耐候鋼），其中主橋（120m＋120m）鋼箱梁T構(gòu)同時跨越膠濟(jì)鐵路、青榮城際及機(jī)場專線；南幅跨徑布置為采用（120m＋120m）T型剛構(gòu)橋（耐候鋼）＋3×40m預(yù)應(yīng)力混凝土大箱梁，T型剛構(gòu)橋跨越膠濟(jì)鐵路及青榮城際，預(yù)應(yīng)力混凝土大箱梁跨機(jī)場專線，其中240m鋼箱梁是我國目前為止跨徑最大的耐候鋼鋼箱梁，同時也是沿線條件最復(fù)雜、實(shí)施難度最大、工藝和技術(shù)要求最高的市政道路交通項(xiàng)目，此節(jié)點(diǎn)工程的難點(diǎn)在于：（1）鋼箱梁轉(zhuǎn)體橋跨越6條既有鐵路線。（2）鋼箱梁拼裝與吊裝。（3）與其它標(biāo)段交叉施工作業(yè)點(diǎn)多。（4）施工組織難度高。項(xiàng)目建設(shè)期間，在兩條既有鐵路營業(yè)線之間施工的特定環(huán)境下，對施工造成極大的安全風(fēng)險，對施工總體部署，合理組織機(jī)械，帶來極大的挑戰(zhàn)。基于該項(xiàng)目的復(fù)雜性，制作精細(xì)化視頻，對技術(shù)人員技術(shù)交底，把控每一個施工工序的要點(diǎn)和難點(diǎn)，突出施工工序的重點(diǎn)，具有重要的實(shí)踐意義［2］。根據(jù)方案級視頻制作文獻(xiàn)的匱乏，本文基于240m轉(zhuǎn)體橋?yàn)檠芯繉ο?，形成一整套施工工序的制作方法，為具有相同條件下的項(xiàng)目制作視頻具有一定的借鑒意義。
1視頻的制作流程
1．1建模軟件的介紹和模型的建立
動畫的制作首先要建立精細(xì)化的三維實(shí)體模型，在三維模型制作軟件中，有Revit等一系列軟件，Revit軟件它具有很強(qiáng)的兼容性，可以和Navisworks、Fuzor、3dmax等系列軟件進(jìn)行互導(dǎo)互換，還具有通用性強(qiáng)的特點(diǎn)，其中最強(qiáng)大的族功能，可以通過自建族的方式形成構(gòu)件，形成完整的項(xiàng)目構(gòu)件。通常情況下可以運(yùn)用Revit軟件實(shí)現(xiàn)三維模型的有效建立。在基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域Bently系列具有不可比擬的優(yōu)勢，Bently系圖1上跨青榮城際節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)位置列軟件是基于Microstation進(jìn)行開發(fā)的，它的工作原理是把已經(jīng)繪制好的圖形寫在硬盤里，把內(nèi)存釋放出來做新的事情，所以處理大體積文件的運(yùn)行速度比Autodesk系列軟件快很多，在各個專業(yè)應(yīng)用的軟件中，各種細(xì)節(jié)模塊都做成了便利的工具欄，方便隨時使用，各個功能也劃分得更細(xì)，這樣的工具欄設(shè)計(jì)，使得設(shè)計(jì)工作更加便捷，由此可見Bently系列的優(yōu)越性，Bentley系列軟件包括建筑設(shè)計(jì)AECOsimBuildingDesigner；公路OpenRoads；鐵路設(shè)計(jì)，OpenRail；橋梁設(shè)計(jì)OpenBridge；工廠設(shè)計(jì)OpenPlant。相對于Revit來說就是一個族構(gòu)件，通用性強(qiáng)難以彌補(bǔ)專業(yè)性不足的缺陷，可根據(jù)實(shí)際情況來選擇建模軟件，這類建模類的軟件還有很多例如犀牛（復(fù)雜構(gòu)型）、Tekla（鋼結(jié)構(gòu)）、CATIA（制造業(yè)）。本文基于此項(xiàng)目構(gòu)件的特點(diǎn)采用Autodesk系列的Revit進(jìn)行建模，在實(shí)體模型建立之前，對基礎(chǔ)設(shè)施工程周圍的地形進(jìn)行分析，得到地形數(shù)據(jù)，或者通過專業(yè)的軟件形成場布模型，運(yùn)用Autode⁃skInfraworks軟件模型生成器形成基本地形，通過Infraworks里的道路，鐵路等基礎(chǔ)設(shè)施創(chuàng)建功能對周圍的交通設(shè)施的位置進(jìn)行細(xì)化，導(dǎo)出．imx格式用Civil3D打開，對其中的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，把錯誤的數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行刪除整理，提取等高線，最后載入到Revit中，形成了精準(zhǔn)的三維實(shí)體模型（圖2），建立主體工程模型，模型項(xiàng)目中族的類型決定了視頻的精細(xì)化程度，根據(jù)方案確定好動畫模型的族構(gòu)件數(shù)量。
1．2模型的導(dǎo)入和渲染
三維模型建立完整以后，骨架搭設(shè)完畢，需要對其骨架進(jìn)行肌肉和姿態(tài)的搭建，本文通過Revit中建立好的三維實(shí)體模型導(dǎo)出為Nwc格式，隨后載入到Navisworks中，對于施工機(jī)械的導(dǎo)入，采用附加的形式，載入已經(jīng)存在的項(xiàng)目文件中，機(jī)械采用族文件導(dǎo)出Nwc的形式，可以制作出精細(xì)化的動畫短片，在履帶吊模型中可以看到族構(gòu)件載入Navisworks中，動畫制作的最小圖元是每一段拉伸或者放樣的部件（圖5）。在Navisworks中首先采用Rendering工具對項(xiàng)目中的每一個族構(gòu)件進(jìn)行渲染，形成整體項(xiàng)目渲染圖，盡量做到貼合實(shí)際，色彩鮮明，形成良好的視覺效果。
1．3動畫形成思路
在動畫制作類軟件中，Navisworks中Animato可以作為較為成熟的工具，通過Animator中的移動、旋轉(zhuǎn)、縮放等命令，形成關(guān)鍵幀。其中旋轉(zhuǎn)命令可以控制模型移動的軸心位置，在形成關(guān)鍵幀的過程中，在時間軸中輸入時間點(diǎn)來確定每一個時間點(diǎn)的位置［3－4］，而不是拖動時間軸來確定時間點(diǎn)（圖6）。對于復(fù)雜的工序，對一個構(gòu)件在同一段時間內(nèi)通過不同的命名，在相同的時間點(diǎn)施加不同的命令（移動、旋轉(zhuǎn)、縮放等命令），形成復(fù)雜的動畫動作，達(dá)到施工工序的要求，施工動畫制作的前提要求：拆分方案里的工序，精簡每一步施工動作。組織好每一道工序中每一個施工步驟的關(guān)鍵幀，形成流暢、完整的動畫短片。
1．4動畫形成軟件選擇
在方案級視頻動畫中，視頻內(nèi)容基本分為工程概況、施工工序介紹、致謝三個部分，在工程概況的介紹上，可以運(yùn)用Lumion軟件。Lumion軟件作為BIM軟件中一款較為強(qiáng)大的渲染軟件，具有很強(qiáng)的可視化效果，利用Lumion軟件中的漫游功能作為工程概況的部分（圖7），對于施工工序的動畫制作和復(fù)雜節(jié)點(diǎn)的工序介紹，采用3dmax和C4d軟件。目前市場上較為成熟的動畫制作軟件，首推C4d，Cinema4DR10StudioBandle包含建模、動畫、渲染、角色、粒子以及新增的插畫等模塊［5］，可以說MaxonCINEMA4D提供了一個完整的3D創(chuàng)作平臺，以致Cinema4DR10是一款功能超強(qiáng)的三維圖像設(shè)計(jì)工具，Cinema4D所擁有強(qiáng)大的3D建模功能，完全能夠滿足施工動畫的制作要求。對于高質(zhì)量要求的匯報(bào)視頻，采用C4d軟件，可以達(dá)到不錯的效果。
1．5動畫的剪輯和配音的處理
通過C4d或者3dmax形成每一個施工片段，對于零散的施工片段，進(jìn)行剪輯和配音，以及后期處理，形成完整的施工動畫。在施工片段的制作前期，制作思路清晰、表達(dá)完整的配音稿（也就是施工步驟），是整個視頻短片形成，并完整性表達(dá)出方案思路的關(guān)鍵工作。首先明確好每一個時間幀的施工步驟和施工工序，根據(jù)整體配音稿來規(guī)劃好每一段施工片段，為形成完整的視頻短片提供基礎(chǔ)，在剪輯軟件中可以采用愛剪輯和Pr，剪輯好動畫短片，配好音，完整的短片制作完成（圖8）。
2結(jié)束語
隨著我國信息化、智能化技術(shù)不斷發(fā)展，對綠色建筑的要求不斷提高。以政策為導(dǎo)向的精細(xì)化管理，智能化管理綠色工地不斷推進(jìn)，應(yīng)用BIM技術(shù)融入工程管理中已經(jīng)是一種必然的趨勢。目前BIM技術(shù)在建筑行業(yè)的應(yīng)用逐漸成熟，特別是在可視化應(yīng)用方面，方案級視頻匯報(bào)不僅僅是業(yè)主的要求，也是技術(shù)交底的重要輔助工具，符合BIM應(yīng)用于現(xiàn)場實(shí)際的要求［6－7］。但是現(xiàn)有的文獻(xiàn)對于方案級視頻的制作略有匱乏，本文基于BIM建模技術(shù)，以新機(jī)場三標(biāo)的鋼箱梁轉(zhuǎn)體橋?yàn)閷ο螅捎脛赢嬛谱鬈浖?，以方案為基礎(chǔ)，緊抓方案中的關(guān)鍵點(diǎn)來形成關(guān)鍵幀，明確視頻制作的具體步驟，為現(xiàn)場方案級匯報(bào)視頻提供一定的借鑒意義。
作者:黃為 單位:中鐵十四局集團(tuán)第一工程發(fā)展有限公司