BIM技術影響下的室內虛擬空間表現形式探究★

蕭 喻

(黃岡師范學院，湖北 黃岡 438000)

環藝設計是各個領域環境藝術設計的總稱，而室內虛擬空間表現則是隸屬于環藝設計的室內設計范疇。傳統室內環境虛擬空間表現形式在市場占有率中占有較高份額(很多企業依然沿用傳統手繪及三維模型進行室內效果圖的繪制與渲染)。在BIM技術逐漸被越來越廣泛的應用到建筑設計中來看，勢必對室內虛擬空間傳統表現形式產生重大及深遠的影響。這種影響是正面的，有助于打破設計行業專業壁壘，讓室內虛擬空間表現形式設計更加精細化、系統化、專業化。

1 傳統室內虛擬空間表現形式的弊端

傳統室內設計虛擬空間表現形式按設計手法分為兩種：二維手繪透視虛擬空間表現形式和電腦三維效果圖及動畫漫游表現形式。

1.1 二維手繪透視虛擬空間表現形式

在沒有電腦參與制圖、設計的年代，這種表達方式為主要虛擬設計空間表現形式。他考驗的是設計師的手繪美術功底及三維透視表達能力，設計師們將腦海中的設計構思通過紙、筆等手繪工具描繪出一個大致空間雛形，然后經過線條深化勾勒及物體著色后，某個角度的三維空間效果便展現出來了。這種表現形式能及時快速的與客戶進行溝通，并進行有效互動，方便設計方案的調整與修改。而二維手繪透視虛擬空間表現形式的弊端：

1)僅局限于二維表現形式，無法360°環繞視角呈現虛擬空間場景，效果圖只能展現某一處透視場景。

2)空間中裝飾構件細部描繪精細度不足、透視效果不夠精確。這種表現形式較適用于設計方案初期階段，進入深入細化設計的階段在空間透視表達及裝飾構建描繪精度上則較為耗時耗力。

1.2 電腦三維效果圖及動畫漫游表現形式

此種形式是將腦海里構思的方案草圖進行電腦效果圖三維呈現的一種過程，利用3dmax，Sketchup，Lumion等三維效果圖設計軟件制作出渲染圖和漫游動畫，以三維空間展示、瀏覽的方式具體而詳盡的將內部結構大概樣式、材質、燈光等元素組合到空間虛擬場景中來，其效果絢爛唯美，相較于第一種方式更加直觀具體，而電腦三維效果圖及動畫漫游表現形式的弊端是：

1)傳統三維電腦及動畫漫游所塑造的場景氛圍與真實空間場景效果千差萬別。在制作過程中賦予各個室內單體的材質、燈光渲染難免失真或過度夸張，致使場景的最終渲染效果與真實呈現有較大差距，不能真實地反映場景效果。

2)這種虛擬空間表現手法雖然相較于手繪表現在空間視角、形體構造表現、透視準確率方面更加精準，但虛擬空間內的單體模型只能呈現出一個基本準確的大概樣式，各個組合構件之間沒有互相關聯的單體模型，這樣易導致構件尺寸、材質等數據的錯誤，并且由于虛擬構件之間的連接點只是拼裝而不是關聯也無真實數據的代入，構建只是模型及無相關數據附著的單體模型，所以改變單個物體數據并不會影響整體造型效果。這樣的組合形式較易導致在進行實際施工作業時，制作效果與設計效果出入甚大，設計與現實不相符的后果。

3)三維場景中的裝飾構件結構、水電管線等無法進行碰撞試驗，在設計過程中的錯誤不能被及時發現，導致實際施工過程中出現成本增加等情況。

2 環藝BIM技術的特點及優勢

2.1 在BIM技術影響下的室內虛擬空間表現形式構成特點

1)打破專業壁壘，建立信息模型庫及協同合作平臺。BIM的技術核心優勢就是建立協同平臺及數據共享，協同平臺就是將客戶與項目負責人、相關設計專業人員一同納入到協同平臺體系構架中，從方案準備階段、概念方案階段、方案深化階段、施工設計階段中，設計方案在多方參與下不斷細化深入的過程，每一個階段建立相關BIM數據信息模型族庫，提交業主確認方案后，族庫文件與協同平臺各專業數據信息就合理性分析得當后進入深化方案階段。在深化方案階段，根據各方專業統一數據對BIM模型數據進行調整，獲得業主確認后匯總模型進入施工設計階段。施工設計階段通過平臺碰撞測評合格后，生成相關二維圖紙及數據表格等文件，等待客戶認可及項目負責人審核[1]。

2)運用多項新開發的虛擬表現技術軟件來營造空間。根據2016年12月中國建筑裝飾協會發布的《建筑裝飾裝修工程BIM實施標準》來看，基于BIM技術背景下的環藝專業室內虛擬空間設計，可選用多種虛擬現實技術來完成空間的營造，如：VR虛擬現實技術、AR增強現實技術、VCD虛擬設計與施工技術等[2]。這些新技術能高效地完成虛擬空間的復合型設計要求，提升空間中的數據聯動效果。

3)建立數據信息共享平臺，建立高效檢查機制。通過參考中國建筑裝飾協會發布的《建筑裝飾裝修工程BIM實施標準》白皮書，信息模型的檢驗方法分為五種：對比分析法、二維視圖法、軟件檢查法、三維視圖法、動畫瀏覽法[3]。其中軟件檢查法就是利用BIM技術背景下的專業軟件碰撞檢查功能，驗證虛擬空間中的各項建筑構件、電氣、排水、暖通等數據是否存在矛盾沖突，以便及時解決并調整方案。

2.2 在BIM技術的室內設計項目中的優勢

1)平臺數據有效整合，高效利用。利用BIM技術將空間中的軟硬裝單體構件附上真實有效的各項信息數據后，引入到虛擬空間環境范疇的同時通過大量真實有效的數據信息載體來實現室內軟、硬裝數據信息模型庫的搭建目的，數據信息模型相關聯到虛擬空間場景中。這里提到的硬裝主要指用于裝飾室內不可移動的構件、隔墻及墻立面、地平面、天花頂面的涂層及各項裝飾構件模型等，這些模型具有體量大、結構復雜等特性。室內設計師需與生產商、材料商取得相關產品數據信息后，將這些信息通過BIM三維建模軟件導入模型載體，建立數據信息集成庫，需要多方溝通、協同合作完成。而軟裝是指室內中可移動的家具、陳設、隔斷等物件，具有體積小、質量輕、數量多等特性。在BIM技術普及的影響下，家具、陳設模型也需附著數據信息，軟裝信息模型集成庫的建立不是一蹴而就，而是室內設計師與軟裝設計師、生產商、材料商等多方協作的成果，為室內設計與軟裝產品設計之間的協同合作模式[4]。信息數據協作平臺能細化設計分工，減輕室內設計師負擔，能夠及時設置裝飾材料、建筑構件等相關數據，作出準確的設計文件清單，裝修做法表、材料統計表等，以滿足經濟技術方面的指標要求[5]。但若缺乏重要的信息載體，那么將無法發揮這項技術的最大優勢。

2)資源及時共享，及時糾錯。在共享平臺的基礎上，以理性思維模式將帶有數據信息的室內空間裝飾構件組合到虛擬場景中，在最大程度還原真實環境效果及構件之間以密切數據相關聯的前提下，通過專業的碰撞試驗對虛擬空間中的各項細節設計數據進行糾察錯漏，以便及時調整方案。

3 BIM技術在室內設計項目中的虛擬信息平臺種類及優勢

3.1 信息平臺的種類

軟、硬裝虛擬模型數據信息平臺、建筑構件數據信息平臺、裝飾裝修成本預算信息平臺、物理環境數據信息平臺搭建及水、電管線信息數據平臺等。

3.2 BIM虛擬平臺的優勢

相關數據信息平臺的建立并關聯起來，能快速達到解決針對性問題的目的[6]，通過建立協同合作平臺及協作手段有效整合虛擬空間內單體模型的真實尺寸、材質、成本及表皮效果呈現等數據信息。

將項目中所涉及到的相關數據信息，如：室內設計數據、建筑表皮數據、裝飾結構數據、設備數據等一系列真實數據整合到一起，建立一個龐大的數據信息庫，之后關于此項目的每一項數據的修改、演算、推行都是相互關聯的整體，所有數據都會因為一項數據的修改而同時做出修整，渲染出來的場景帶有專業數據信息，能完整、真實的全面分析室內各項環境指標所達到的效果。信息集成模型能與專業分析軟件接口，除了能夠真實分析出空間里的聲、光等物理環境，還能及時對建筑裝飾材料內部材料結構環保數據、通風、日照等作出詳盡預估報告，最后可通過漫游動畫進行多視角觀察，以達到優化設計方案的目的[7]。搭建平臺除涉及數據信息共享外，最重要的是需要多項模型制作軟件的參與，將信息數據代入模型中，才能使整個平臺體系以點對接的方式有效成型。

4 BIM虛擬技術所涉及到的軟件種類

建模路徑有專用軟件建模和網絡云平臺建模兩種方式。而制作建模軟件的種類根據協同平臺各相關專業需求分為：Revit(建筑、結構、機電、專業人士使用，支持參數化建模功能、云端分析、碰撞檢測、數據信息庫支持、數據表格、協同合作等功能)；Civil 3D(土木工程、運輸、水利、基礎設施建造方面人士使用)；AECOSsim Building Designer(面向建筑、設備、電氣、給排水專業人士三維設計使用，支持圖紙生成輸出、數據報表、碰撞試驗等功能)；ArchiCAD(建筑師使用)；Allplan(面向建筑師和工程師使用，制作建筑、結構模型)；Vectorwords(面向產品設計、燈光設計、機械工造設計專業使用)；Digital Project(大型項目建模，支持數字信息建模、審核、裝配設計、渲染、動畫等)；CATIA(支持機械加工、外形設計、分析模擬功能)。網絡建模則依托在線BIM網絡云建模工具Onuma Planning System(可供建筑、規劃、結構、室內設計專業人士或客戶使用)。其涉及的技術種類及操作過程的復雜性、協同性、高效性、多樣性突破了傳統室內虛擬空間設計思維的條框。將這種全新的合作模式、技術代入到室內三維空間表現中，除了增加技術含量外，也提升了在空間內部各項細部數據的有效性、真實性。

5 BIM技術在室內設計項目的適用范圍

BIM技術在室內設計項目的適用范圍較適于大型室內公裝設計項目。由于協同平臺的建立需要各相關專業數據信息高度一致，所以前期會耗費較多的人力、物力。其成本會讓許多小型企業難以承受，目前國內有BIM技術參與的項目多為大型公共建設項目，而承建方均為大型企業。自2003年以來，多達20項重大建設項目應用BIM技術設計建造，如：銀河SOHO、上海中心大廈、國家游泳中心、上海世博會中國館、上海世博會德國館、北京財富中心寫字樓等[7]。從以上統計來看，建筑項目數量明顯大于室內項目數量。BIM作為一項為建筑而生的技術，其首要服務對象是建筑，其主要任務是方便建筑設計，幫助相關企業方便管理建筑建造工作，以便后期進行全周期性維護。BIM數字信息化技術將室內工程納入建筑建造體系，在簡化了相應設計流程的同時要求室內設計師具備更多的理工科專業知識。BIM技術在建筑業發揮了很大作用及優勢，但其操作過程的復雜性、專業性對室內設計行業而言，仍有許多困難需要解決。例如行業內小型企業目前無法有效解決專業信息資源匱乏、技術人才單一問題，而且大多數藝術類專業設計師在知識結構掌握上與理工類專業有眾多專業壁壘。加上需要大量各專業數據整合統一作為搭建信息共享平臺的基礎必備條件的企業規模門檻較高，導致了BIM室內虛擬空間表現形式在室內設計中小型項目中的推廣難度的增加。

6 結語

BIM技術是近年建筑行業里的一項重要“革命性”技術。該技術為室內設計行業帶來了巨大變革，補充了新鮮血液。將室內設計中虛擬空間表現形式進行了有效提升與優化。從以前簡單的三維建模、燈光渲染到數據信息模型、數據信息協同平臺的建立，都預示著室內設計行業的變革之路已經開始。隨著社會經濟、文化發展與科技的進步，室內設計虛擬空間逐漸成為一個需要展現多層次、深層化的數據載體空間，有效數據的呈現，能快速達到解決針對性問題的目的。相信一番大浪淘沙過后，一批企業必能在行業內居上，因為他們早已掌握先機，經歷轉型的陣痛，BIM技術必定為其立足有力的籌碼。