BIM技术影响下的室内虚拟空间表现形式探究★

萧 喻

(黄冈师范学院，湖北 黄冈 438000)

环艺设计是各个领域环境艺术设计的总称，而室内虚拟空间表现则是隶属于环艺设计的室内设计范畴。传统室内环境虚拟空间表现形式在市场占有率中占有较高份额(很多企业依然沿用传统手绘及三维模型进行室内效果图的绘制与渲染)。在BIM技术逐渐被越来越广泛的应用到建筑设计中来看，势必对室内虚拟空间传统表现形式产生重大及深远的影响。这种影响是正面的，有助于打破设计行业专业壁垒，让室内虚拟空间表现形式设计更加精细化、系统化、专业化。

1 传统室内虚拟空间表现形式的弊端

传统室内设计虚拟空间表现形式按设计手法分为两种：二维手绘透视虚拟空间表现形式和电脑三维效果图及动画漫游表现形式。

1.1 二维手绘透视虚拟空间表现形式

在没有电脑参与制图、设计的年代，这种表达方式为主要虚拟设计空间表现形式。他考验的是设计师的手绘美术功底及三维透视表达能力，设计师们将脑海中的设计构思通过纸、笔等手绘工具描绘出一个大致空间雏形，然后经过线条深化勾勒及物体着色后，某个角度的三维空间效果便展现出来了。这种表现形式能及时快速的与客户进行沟通，并进行有效互动，方便设计方案的调整与修改。而二维手绘透视虚拟空间表现形式的弊端：

1)仅局限于二维表现形式，无法360°环绕视角呈现虚拟空间场景，效果图只能展现某一处透视场景。

2)空间中装饰构件细部描绘精细度不足、透视效果不够精确。这种表现形式较适用于设计方案初期阶段，进入深入细化设计的阶段在空间透视表达及装饰构建描绘精度上则较为耗时耗力。

1.2 电脑三维效果图及动画漫游表现形式

此种形式是将脑海里构思的方案草图进行电脑效果图三维呈现的一种过程，利用3dmax，Sketchup，Lumion等三维效果图设计软件制作出渲染图和漫游动画，以三维空间展示、浏览的方式具体而详尽的将内部结构大概样式、材质、灯光等元素组合到空间虚拟场景中来，其效果绚烂唯美，相较于第一种方式更加直观具体，而电脑三维效果图及动画漫游表现形式的弊端是：

1)传统三维电脑及动画漫游所塑造的场景氛围与真实空间场景效果千差万别。在制作过程中赋予各个室内单体的材质、灯光渲染难免失真或过度夸张，致使场景的最终渲染效果与真实呈现有较大差距，不能真实地反映场景效果。

2)这种虚拟空间表现手法虽然相较于手绘表现在空间视角、形体构造表现、透视准确率方面更加精准，但虚拟空间内的单体模型只能呈现出一个基本准确的大概样式，各个组合构件之间没有互相关联的单体模型，这样易导致构件尺寸、材质等数据的错误，并且由于虚拟构件之间的连接点只是拼装而不是关联也无真实数据的代入，构建只是模型及无相关数据附着的单体模型，所以改变单个物体数据并不会影响整体造型效果。这样的组合形式较易导致在进行实际施工作业时，制作效果与设计效果出入甚大，设计与现实不相符的后果。

3)三维场景中的装饰构件结构、水电管线等无法进行碰撞试验，在设计过程中的错误不能被及时发现，导致实际施工过程中出现成本增加等情况。

2 环艺BIM技术的特点及优势

2.1 在BIM技术影响下的室内虚拟空间表现形式构成特点

1)打破专业壁垒，建立信息模型库及协同合作平台。BIM的技术核心优势就是建立协同平台及数据共享，协同平台就是将客户与项目负责人、相关设计专业人员一同纳入到协同平台体系构架中，从方案准备阶段、概念方案阶段、方案深化阶段、施工设计阶段中，设计方案在多方参与下不断细化深入的过程，每一个阶段建立相关BIM数据信息模型族库，提交业主确认方案后，族库文件与协同平台各专业数据信息就合理性分析得当后进入深化方案阶段。在深化方案阶段，根据各方专业统一数据对BIM模型数据进行调整，获得业主确认后汇总模型进入施工设计阶段。施工设计阶段通过平台碰撞测评合格后，生成相关二维图纸及数据表格等文件，等待客户认可及项目负责人审核[1]。

2)运用多项新开发的虚拟表现技术软件来营造空间。根据2016年12月中国建筑装饰协会发布的《建筑装饰装修工程BIM实施标准》来看，基于BIM技术背景下的环艺专业室内虚拟空间设计，可选用多种虚拟现实技术来完成空间的营造，如：VR虚拟现实技术、AR增强现实技术、VCD虚拟设计与施工技术等[2]。这些新技术能高效地完成虚拟空间的复合型设计要求，提升空间中的数据联动效果。

3)建立数据信息共享平台，建立高效检查机制。通过参考中国建筑装饰协会发布的《建筑装饰装修工程BIM实施标准》白皮书，信息模型的检验方法分为五种：对比分析法、二维视图法、软件检查法、三维视图法、动画浏览法[3]。其中软件检查法就是利用BIM技术背景下的专业软件碰撞检查功能，验证虚拟空间中的各项建筑构件、电气、排水、暖通等数据是否存在矛盾冲突，以便及时解决并调整方案。

2.2 在BIM技术的室内设计项目中的优势

1)平台数据有效整合，高效利用。利用BIM技术将空间中的软硬装单体构件附上真实有效的各项信息数据后，引入到虚拟空间环境范畴的同时通过大量真实有效的数据信息载体来实现室内软、硬装数据信息模型库的搭建目的，数据信息模型相关联到虚拟空间场景中。这里提到的硬装主要指用于装饰室内不可移动的构件、隔墙及墙立面、地平面、天花顶面的涂层及各项装饰构件模型等，这些模型具有体量大、结构复杂等特性。室内设计师需与生产商、材料商取得相关产品数据信息后，将这些信息通过BIM三维建模软件导入模型载体，建立数据信息集成库，需要多方沟通、协同合作完成。而软装是指室内中可移动的家具、陈设、隔断等物件，具有体积小、质量轻、数量多等特性。在BIM技术普及的影响下，家具、陈设模型也需附着数据信息，软装信息模型集成库的建立不是一蹴而就，而是室内设计师与软装设计师、生产商、材料商等多方协作的成果，为室内设计与软装产品设计之间的协同合作模式[4]。信息数据协作平台能细化设计分工，减轻室内设计师负担，能够及时设置装饰材料、建筑构件等相关数据，作出准确的设计文件清单，装修做法表、材料统计表等，以满足经济技术方面的指标要求[5]。但若缺乏重要的信息载体，那么将无法发挥这项技术的最大优势。

2)资源及时共享，及时纠错。在共享平台的基础上，以理性思维模式将带有数据信息的室内空间装饰构件组合到虚拟场景中，在最大程度还原真实环境效果及构件之间以密切数据相关联的前提下，通过专业的碰撞试验对虚拟空间中的各项细节设计数据进行纠察错漏，以便及时调整方案。

3 BIM技术在室内设计项目中的虚拟信息平台种类及优势

3.1 信息平台的种类

软、硬装虚拟模型数据信息平台、建筑构件数据信息平台、装饰装修成本预算信息平台、物理环境数据信息平台搭建及水、电管线信息数据平台等。

3.2 BIM虚拟平台的优势

相关数据信息平台的建立并关联起来，能快速达到解决针对性问题的目的[6]，通过建立协同合作平台及协作手段有效整合虚拟空间内单体模型的真实尺寸、材质、成本及表皮效果呈现等数据信息。

将项目中所涉及到的相关数据信息，如：室内设计数据、建筑表皮数据、装饰结构数据、设备数据等一系列真实数据整合到一起，建立一个庞大的数据信息库，之后关于此项目的每一项数据的修改、演算、推行都是相互关联的整体，所有数据都会因为一项数据的修改而同时做出修整，渲染出来的场景带有专业数据信息，能完整、真实的全面分析室内各项环境指标所达到的效果。信息集成模型能与专业分析软件接口，除了能够真实分析出空间里的声、光等物理环境，还能及时对建筑装饰材料内部材料结构环保数据、通风、日照等作出详尽预估报告，最后可通过漫游动画进行多视角观察，以达到优化设计方案的目的[7]。搭建平台除涉及数据信息共享外，最重要的是需要多项模型制作软件的参与，将信息数据代入模型中，才能使整个平台体系以点对接的方式有效成型。

4 BIM虚拟技术所涉及到的软件种类

建模路径有专用软件建模和网络云平台建模两种方式。而制作建模软件的种类根据协同平台各相关专业需求分为：Revit(建筑、结构、机电、专业人士使用，支持参数化建模功能、云端分析、碰撞检测、数据信息库支持、数据表格、协同合作等功能)；Civil 3D(土木工程、运输、水利、基础设施建造方面人士使用)；AECOSsim Building Designer(面向建筑、设备、电气、给排水专业人士三维设计使用，支持图纸生成输出、数据报表、碰撞试验等功能)；ArchiCAD(建筑师使用)；Allplan(面向建筑师和工程师使用，制作建筑、结构模型)；Vectorwords(面向产品设计、灯光设计、机械工造设计专业使用)；Digital Project(大型项目建模，支持数字信息建模、审核、装配设计、渲染、动画等)；CATIA(支持机械加工、外形设计、分析模拟功能)。网络建模则依托在线BIM网络云建模工具Onuma Planning System(可供建筑、规划、结构、室内设计专业人士或客户使用)。其涉及的技术种类及操作过程的复杂性、协同性、高效性、多样性突破了传统室内虚拟空间设计思维的条框。将这种全新的合作模式、技术代入到室内三维空间表现中，除了增加技术含量外，也提升了在空间内部各项细部数据的有效性、真实性。

5 BIM技术在室内设计项目的适用范围

BIM技术在室内设计项目的适用范围较适于大型室内公装设计项目。由于协同平台的建立需要各相关专业数据信息高度一致，所以前期会耗费较多的人力、物力。其成本会让许多小型企业难以承受，目前国内有BIM技术参与的项目多为大型公共建设项目，而承建方均为大型企业。自2003年以来，多达20项重大建设项目应用BIM技术设计建造，如：银河SOHO、上海中心大厦、国家游泳中心、上海世博会中国馆、上海世博会德国馆、北京财富中心写字楼等[7]。从以上统计来看，建筑项目数量明显大于室内项目数量。BIM作为一项为建筑而生的技术，其首要服务对象是建筑，其主要任务是方便建筑设计，帮助相关企业方便管理建筑建造工作，以便后期进行全周期性维护。BIM数字信息化技术将室内工程纳入建筑建造体系，在简化了相应设计流程的同时要求室内设计师具备更多的理工科专业知识。BIM技术在建筑业发挥了很大作用及优势，但其操作过程的复杂性、专业性对室内设计行业而言，仍有许多困难需要解决。例如行业内小型企业目前无法有效解决专业信息资源匮乏、技术人才单一问题，而且大多数艺术类专业设计师在知识结构掌握上与理工类专业有众多专业壁垒。加上需要大量各专业数据整合统一作为搭建信息共享平台的基础必备条件的企业规模门槛较高，导致了BIM室内虚拟空间表现形式在室内设计中小型项目中的推广难度的增加。

6 结语

BIM技术是近年建筑行业里的一项重要“革命性”技术。该技术为室内设计行业带来了巨大变革，补充了新鲜血液。将室内设计中虚拟空间表现形式进行了有效提升与优化。从以前简单的三维建模、灯光渲染到数据信息模型、数据信息协同平台的建立，都预示着室内设计行业的变革之路已经开始。随着社会经济、文化发展与科技的进步，室内设计虚拟空间逐渐成为一个需要展现多层次、深层化的数据载体空间，有效数据的呈现，能快速达到解决针对性问题的目的。相信一番大浪淘沙过后，一批企业必能在行业内居上，因为他们早已掌握先机，经历转型的阵痛，BIM技术必定为其立足有力的筹码。