基于BIM技術的方案級視頻制作

【摘 要】為拓展BIM技術在橋梁工程建設的應用價值，文章選取2×120 mT型剛構跨鐵鋼箱梁轉體為研究對象，通過Revit建立BIM模型，運用Navisworks，Civil3D，Infraworks等軟件對模型進行整合，總結出一套標準化、流程化的視頻制作流程，在運用視頻匯報方案中具有一定的指導意義。

【關鍵詞】BIM技術; 匯報視頻; Navisworks

【中圖分類號】U445.1【文獻標志碼】A

BIM技術應用于工程實際，服務于現場，是近年來BIM領域的呼聲，基于BIM技術可視化強的特點，把BIM模型制作成視頻，進行交底和匯報工作，是可視化服務于現場的一項重要應用[1]。本文依托新機場高速連接線（雙埠—夏莊段）工程3標段中的上穿青榮城際節點（圖1），主體工程包括北幅跨徑布置為3×40 m預應力混凝土大箱梁（120 m+120 m）+T型剛構橋（耐候鋼），其中主橋（120 m+120 m）鋼箱梁T構同時跨越膠濟鐵路、青榮城際及機場專線;南幅跨徑布置為采用（120 m+120 m）T型剛構橋（耐候鋼）+3×40 m預應力混凝土大箱梁，T型剛構橋跨越膠濟鐵路及青榮城際，預應力混凝土大箱梁跨機場專線，其中240 m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雜、實施難度最大、工藝和技術要求最高的市政道路交通項目，此節點工程的難點在于：

（1）鋼箱梁轉體橋跨越6條既有鐵路線。

（2）鋼箱梁拼裝與吊裝。

（3）與其它標段交叉施工作業點多。

（4）施工組織難度高。

項目建設期間，在兩條既有鐵路營業線之間施工的特定環境下，對施工造成極大的安全風險，對施工總體部署，合理組織機械，帶來極大的挑戰。基于該項目的復雜性，制作精細化視頻，對技術人員技術交底，把控每一個施工工序的要點和難點，突出施工工序的重點，具有重要的實踐意義[2]。根據方案級視頻制作文獻的匱乏，本文基于240 m轉體橋為研究對象，形成一整套施工工序的制作方法，為具有相同條件下的項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化的三維實體模型，在三維模型制作軟件中，有Revit等一系列軟件，Revit軟件它具有很強的兼容性，可以和Navisworks、Fuzor、3dmax等系列軟件進行互導互換，還具有通用性強的特點，其中最強大的族功能，可以通過自建族的方式形成構件，形成完整的項目構件。通常情況下可以運用Revit軟件實現三維模型的有效建立。在基礎設施領域Bently系列具有不可比擬的優勢，Bently系列軟件是基于Microstation進行開發的，它的工作原理是把已經繪制好的圖形寫在硬盤里，把內存釋放出來做新的事情，所以處理大體積文件的運行速度比Autodesk系列軟件快很多， 在各個專業應用的軟件中，各種細節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，這樣的工具欄設計，使得設計工作更加便捷，由此可見Bently系列的優越性，Bentley系列軟件包括建筑設計AECOsim Building Designer;公路OpenRoads;鐵路設計，OpenRail;橋梁設計OpenBridge;工廠設計OpenPlant。相對于Revit來說就是一個族構件，通用性強難以彌補專業性不足的缺陷，可根據實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（復雜構型）、Tekla（鋼結構）、CATIA（制造業）。本文基于此項目構件的特點采用Autodesk系列的Revit進行建模，在實體模型建立之前，對基礎設施工程周圍的地形進行分析，得到地形數據，或者通過專業的軟件形成場布模型，運用AutodeskInfraworks軟件模型生成器形成基本地形，通過Infraworks里的道路，鐵路等基礎設施創建功能對周圍的交通設施的位置進行細化，導出.imx格式用 Civil 3D打開，對其中的數據進行處理，把錯誤的數據點進行刪除整理，提取等高線，最后載入到Revit中，形成了精準的三維實體模型（圖2），建立主體工程模型，模型項目中族的類型決定了視頻的精細化程度，根據方案確定好動畫模型的族構件數量。本文根據龍門吊安拆方案和鋼箱梁吊裝方案構建了完整的族構件（圖3、圖4）。

1.2 模型的導入和渲染

三維模型建立完整以后，骨架搭設完畢，需要對其骨架進行肌肉和姿態的搭建，本文通過Revit中建立好的三維實體模型導出為Nwc格式，隨后載入到Navisworks中，對于施工機械的導入，采用附加的形式，載入已經存在的項目文件中，機械采用族文件導出Nwc的形式，可以制作出精細化的動畫短片，在履帶吊模型中可以看到族構件載入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工具對項目中的每一個族構件進行渲染，形成整體項目渲染圖，盡量做到貼合實際，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、縮放等命令，形成關鍵幀。其中旋轉命令可以控制模型移動的軸心位置，在形成關鍵幀的過程中，在時間軸中輸入時間點來確定每一個時間點的位置[3-4]，而不是拖動時間軸來確定時間點（圖6）。對于復雜的工序，對一個構件在同一段時間內通過不同的命名，在相同的時間點施加不同的命令（移動、旋轉、縮放等命令），形成復雜的動畫動作，達到施工工序的要求，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，可以運用Lumion軟件。Lumion軟件作為BIM軟件中一款較為強大的渲染軟件，具有很強的可視化效果，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雜節點的工序介紹，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，Cinema 4D R10 Studio Bandle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Maxon CINEMA 4D提供了一個完整的3D創作平臺，以致Cinema 4D R10是一款功能超強的三維圖像設計工具，Cinema 4D所擁有強大的3D建模功能，完全能夠滿足施工動畫的制作要求。對于高質量要求的匯報視頻，采用C4d軟件，可以達到不錯的效果。

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，并完整性表達出方案思路的關鍵工作。首先明確好每一個時間幀的施工步驟和施工工序，根據整體配音稿來規劃好每一段施工片段，為形成完整的視頻短片提供基礎，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 結束語

隨著我國信息化、智能化技術不斷發展，對綠色建筑的要求不斷提高。以政策為導向的精細化管理，智能化管理綠色工地不斷推進，應用BIM技術融入工程管理中已經是一種必然的趨勢。目前BIM技術在建筑行業的應用逐漸成熟，特別是在可視化應用方面，方案級視頻匯報不僅僅是業主的要求，也是技術交底的重要輔助工具，符合BIM應用于現場實際的要求[6-7]。但是現有的文獻對于方案級視頻的制作略有匱乏，本文基于BIM建模技術，以新機場三標的鋼箱梁轉體橋為對象，采用動畫制作軟件，以方案為基礎，緊抓方案中的關鍵點來形成關鍵幀，明確視頻制作的具體步驟，為現場方案級匯報視頻提供一定的借鑒意義。

參考文獻

[1]何關培. BIM 總論[M].北京：中國建筑工業出版社，2011：1-3.

[2]鄒陽.橋梁信息模型（BrIM）在設計與施工階段的實施框架研究[D].重慶：重慶交通大學，2014.

[3]VanlandeR'Nicolle C， Cruz C.1FC and building lifecycle management[J].Automation in ，Consrtruction 2008，18（1）：70-78.

[4]Yang Z，ArtoK，Stephen W J.Developing a tailored RBS linking to BIM for risk management of bridge project [J].Engineering，Construction and Architectural Management.2016，23（6）：727-750.

[5]Hu Z，Zhang J.BIM-and 4D-based integrate solution of analysis and management for conflicts and structural safety problems during construction：2.Development and site trials[J].Automation inConsturction .2011，20（2）：1.

[6]張春霞.BIM 技術在我國建筑行業的應用現狀及發展障礙研究[J].建筑經濟 2011（9）：96-98.

[7]楊駭麟.基于BIM 的可視化協同設計應用研究[D].成都：西南交通大學，2016.

[定稿日期]2021-02-03

[作者簡介]黃為（1992～），男，碩士，工程師，從事橋梁、隧道、公路的施工管理和BIM在工程上的應用等工作。