BIM建筑模型在VR系统中数据转换研究探讨
Abstract： This paper describes the relationship between BIM and VR， respective software operating platform of BIM and VR， and strives to through the study of data conversion and docking in common software platform of VR & BIM， find the information transfer relationship between BIM & VR core modeling software to ensure the sharing and transformation of building information in the whole process of construction.
Key words： BIM；VR；data conversion
中图分类号：TU17 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2016）14-0211-03
0 引言
我国建筑领域将BIM技术作为信息化发展的重点之一，而BIM模型为VR虚拟现实提供了和实际项目一致的完整和精确的模型，但由于BIM & VR技术尚处于发展阶段，许多支持BIM & VR软件平台端口没有完全开放，因此研究软件平台之间数据转换对接十分重要，从而找到BIM & VR核心建模软件之间的信息传递关系，保证建筑全生命过程中建筑信息的共享与转换顺畅。
1 BIM建筑建模与VR系统概述
1.1 BIM与VR概述
BIM即建筑信息模型化，是以三维数字技术为基础，集成了建筑工程项目各种相关信息的工程数据模型，是对工程项目设施实体与功能特性的数字化表达。一个完善的信息模型，能够连接建筑项目生命期不同阶段的数据、过程和资源，是对工程对象的完整描述，可被建设项目各参与方使用。BIM一般具有以下特征：可视化、协调性、模拟性、优化性、可出图性。
VR简称虚拟现实，是利用电脑模拟产生一个三维空间的虚拟世界，提供使用者关于视觉、听觉、触觉等感官的模拟，让使用者如同身历其境一般，可以及时、没有限制地观察三度空间内的事物，是人们通过计算机对复杂数据进行可视化操作与交互的一种全新方式。
1.2 BIM & VR的关系
BIM模型为虚拟现实提供了和实际项目一致的完整和精确的模型，VR虚拟现实是让人在的那个模型环境里面漫游。BIM & VR技术，通过计算机图形学对现实世界近似真实的三维表达，将传统的二维设计（施工）方案转化为直观的三维可视化图形模型，有助于建设单位、设计单位、施工单位以及运营单位在同一个平台上进行沟通，清晰表达建造理念、及时发现设计（施工）方案缺陷、减少资源浪费，从而达到建设工程项目在其全生命周期内，最大限度地降低项目风险、控制项目成本。
1.3 BIM建筑模型软件平台
建筑模型信息化不是一个软件能完成的工作，在工程建造的不同阶段需要用到不同的软件，如在工程设计阶段应用较多的是Revit2015、Arch2012、Sketchup、天正建筑、犀牛、magicad、Naviswork，在施工阶段主要有广联达算量、鲁班算量、鲁班PDS等软件，在运维阶段，则有ArchiBUS。以上提及的软件都是BIM常用软件，工程项目BIM落地大多基于以上软件平台的应用。
1.4 VR虚拟现实软件平台
工程项目的虚拟现实可以通过多种软件平台实现，如UC-WIN-ROAD、Lumion、Virtools、Quest3d，Converse3D等应用软件平台，以上提及的软件都是VR常用软件，工程项目虚拟现实大多基于以上软件平台的应用。
1.5 BIM建筑模型与VR虚拟现实数据转换对接研究意义
众多BIM & VR软件平台尽管都基于唯一的建筑实体模型，却由于只支持自己的数据标准格式，从而导致集成技术相关专业的软件数据交换和共享之间成为瓶颈，本文力求通过研究BIM & VR常用软件平台数据转换对接的实例研究，找到BIM & VR核心建模软件之间的信息传递关系，保证建筑全生命过程中建筑信息的共享与转换顺畅。
2 BIM建筑模型与VR虚拟现实数据转换对接研究
BIM & VR软件平台众多，本文以最常用的几款软件（Arch2012、Revit2015、Sketchup8.0与UC-WIN-ROAD）对BIM & VR数据转换对接进行实例研究，把BIM建筑信息模型数据快速转入VR系统。
2.1 BIM建筑模型
2.1.1 基于建筑设计Arch2012建筑模型
Arch2012建筑模型处理：
①三维楼层组合。
如图1所示，把已经绘制好的办公楼的三层平面图，进行建筑模型的三维组合，组合完成之后，得到如图2所示的模型。
②单位比例缩放。
由于建筑设计图纸采用的单位是mm制，而虚拟现实软件UC-WIN-ROAD默认的单位为m制，需在Arch2012中将模型缩小0.001倍。在命令行输入scale，框选整个建筑物作为选择对象，然后再指定基点，输入指定的比例因子0.001，可以得到以m为单位的建筑物模型。 ③材质附着。
在材质附着之前，先对材质库文件进行材质管理和材质编辑。整理后对建筑各个部件赋予材质。
④3DS格式文件导出。
材质附着完成之后，框选整栋建筑物，以导出3DS格式文件，如图3所示。导出的3DS格式文件必须要跟材质保存在同一文件夹，否则导出来的3DS格式文件的材质可能丢失。
2.1.2 基于revit2015平台建筑模型
由于revit2015软件在建模时已经赋予建筑构造及材质如图4所示，因此可直接导出FBX格式文件，如图5所示。
2.1.3 基于Sketchup8.0建筑模型
在Sketchup8.0软件中，已经赋予建筑材质如图6所示，可以直接导出3DS格式文件，如图7所示。导出的3DS格式文件必须要跟材质保存在同一文件夹，否则导出来的3DS格式文件的材质可能丢失。
2.2 VR虚拟现实仿真系统数据导入
2.2.1 与Arch2012平台对接
3DS格式文件导入到UC-WIN-ROAD中，把所有文件放在同一文件夹下，载入3D模型，单击3DS找到建筑设计软件导出的3DS模型，如图8所示。可根据实际情况，需要改变材质的比例大小与其他参数设置如图9所示，待修改确定后，3DS格式文件就成功导入到UC-WIN-ROAD中，然后可以把模型配置到场景中，可以对其进行各种模拟仿真。
2.2.2 与revit2015平台对接
将FBX格式文件导入到UC-WIN-ROAD中，载入FBX场景，单击导入如图10所示，可根据实际情况，需要改变比例大小与其他参数设置如图11所示，待修改确定后，FBX格式文件就成功导入到UC-WIN-ROAD中，然后可以把模型配置到场景中可以对其进行各种模拟仿真。
2.2.3 与Sketchup8.0平台对接
由于Sketchup8.0软件可以导出3DS格式文件，因此与UC-WIN-ROAD平台对接的方法与Arch2012相同。
2.2.4 仿真虚拟
当建筑模型成功导入、配置到UC-WIN-ROAD场地中，定义飞行路径之后，可以进行飞行路径设置，设置完一系列参数之后，给建筑模型登记一个脚本，保存Road数据，仿真的数据格式为“.rd”，同时可以录制项目的视频录像（文件格式为“.avi”）与图像（文件格式为“.jpg”）如图12所示。
3 结论与展望
本文力求找到BIM & VR核心建模软件之间的信息传递关系，保证建筑全生命过程中建筑信息的共享与转换顺畅，解决软件间的数据对接问题，但是BIM系列软件与VR系列软件应当基于IFC（Industry FoundationClass）数据模型标准开发，通过IFC，在建筑项目的整个生命周期中提升生产力、沟通、时间、成本和质量，为全球的建筑专业、设备专业中的流程提升于信息共享建立一个普遍意义的基准。
