基于BIM技术的方案级视频制作

【摘 要】为拓展BIM技术在桥梁工程建设的应用价值，文章选取2×120 mT型刚构跨铁钢箱梁转体为研究对象，通过Revit建立BIM模型，运用Navisworks，Civil3D，Infraworks等软件对模型进行整合，总结出一套标准化、流程化的视频制作流程，在运用视频汇报方案中具有一定的指导意义。

【关键词】BIM技术; 汇报视频; Navisworks

【中图分类号】U445.1【文献标志码】A

BIM技术应用于工程实际，服务于现场，是近年来BIM领域的呼声，基于BIM技术可视化强的特点，把BIM模型制作成视频，进行交底和汇报工作，是可视化服务于现场的一项重要应用[1]。本文依托新机场高速连接线（双埠—夏庄段）工程3标段中的上穿青荣城际节点（图1），主体工程包括北幅跨径布置为3×40 m预应力混凝土大箱梁（120 m+120 m）+T型刚构桥（耐候钢），其中主桥（120 m+120 m）钢箱梁T构同时跨越胶济铁路、青荣城际及机场专线;南幅跨径布置为采用（120 m+120 m）T型刚构桥（耐候钢）+3×40 m预应力混凝土大箱梁，T型刚构桥跨越胶济铁路及青荣城际，预应力混凝土大箱梁跨机场专线，其中240 m钢箱梁是我国目前为止跨径最大的耐候钢钢箱梁，同时也是沿线条件最复杂、实施难度最大、工艺和技术要求最高的市政道路交通项目，此节点工程的难点在于：

（1）钢箱梁转体桥跨越6条既有铁路线。

（2）钢箱梁拼装与吊装。

（3）与其它标段交叉施工作业点多。

（4）施工组织难度高。

项目建设期间，在两条既有铁路营业线之间施工的特定环境下，对施工造成极大的安全风险，对施工总体部署，合理组织机械，带来极大的挑战。基于该项目的复杂性，制作精细化视频，对技术人员技术交底，把控每一个施工工序的要点和难点，突出施工工序的重点，具有重要的实践意义[2]。根据方案级视频制作文献的匮乏，本文基于240 m转体桥为研究对象，形成一整套施工工序的制作方法，为具有相同条件下的项目制作视频具有一定的借鉴意义。

1 视频的制作流程

1.1 建模软件的介绍和模型的建立

动画的制作首先要建立精细化的三维实体模型，在三维模型制作软件中，有Revit等一系列软件，Revit软件它具有很强的兼容性，可以和Navisworks、Fuzor、3dmax等系列软件进行互导互换，还具有通用性强的特点，其中最强大的族功能，可以通过自建族的方式形成构件，形成完整的项目构件。通常情况下可以运用Revit软件实现三维模型的有效建立。在基础设施领域Bently系列具有不可比拟的优势，Bently系列软件是基于Microstation进行开发的，它的工作原理是把已经绘制好的图形写在硬盘里，把内存释放出来做新的事情，所以处理大体积文件的运行速度比Autodesk系列软件快很多， 在各个专业应用的软件中，各种细节模块都做成了便利的工具栏，方便随时使用，各个功能也划分得更细，这样的工具栏设计，使得设计工作更加便捷，由此可见Bently系列的优越性，Bentley系列软件包括建筑设计AECOsim Building Designer;公路OpenRoads;铁路设计，OpenRail;桥梁设计OpenBridge;工厂设计OpenPlant。相对于Revit来说就是一个族构件，通用性强难以弥补专业性不足的缺陷，可根据实际情况来选择建模软件，这类建模类的软件还有很多例如犀牛（复杂构型）、Tekla（钢结构）、CATIA（制造业）。本文基于此项目构件的特点采用Autodesk系列的Revit进行建模，在实体模型建立之前，对基础设施工程周围的地形进行分析，得到地形数据，或者通过专业的软件形成场布模型，运用AutodeskInfraworks软件模型生成器形成基本地形，通过Infraworks里的道路，铁路等基础设施创建功能对周围的交通设施的位置进行细化，导出.imx格式用 Civil 3D打开，对其中的数据进行处理，把错误的数据点进行删除整理，提取等高线，最后载入到Revit中，形成了精准的三维实体模型（图2），建立主体工程模型，模型项目中族的类型决定了视频的精细化程度，根据方案确定好动画模型的族构件数量。本文根据龙门吊安拆方案和钢箱梁吊装方案构建了完整的族构件（图3、图4）。

1.2 模型的导入和渲染

三维模型建立完整以后，骨架搭设完毕，需要对其骨架进行肌肉和姿态的搭建，本文通过Revit中建立好的三维实体模型导出为Nwc格式，随后载入到Navisworks中，对于施工机械的导入，采用附加的形式，载入已经存在的项目文件中，机械采用族文件导出Nwc的形式，可以制作出精细化的动画短片，在履带吊模型中可以看到族构件载入Navisworks中，动画制作的最小图元是每一段拉伸或者放样的部件（图5）。在Navisworks中首先采用Rendering工具對项目中的每一个族构件进行渲染，形成整体项目渲染图，尽量做到贴合实际，色彩鲜明，形成良好的视觉效果。

1.3 动画形成思路

在动画制作类软件中，Navisworks中Animato可以作为较为成熟的工具，通过Animator中的移动、旋转、缩放等命令，形成关键帧。其中旋转命令可以控制模型移动的轴心位置，在形成关键帧的过程中，在时间轴中输入时间点来确定每一个时间点的位置[3-4]，而不是拖动时间轴来确定时间点（图6）。对于复杂的工序，对一个构件在同一段时间内通过不同的命名，在相同的时间点施加不同的命令（移动、旋转、缩放等命令），形成复杂的动画动作，达到施工工序的要求，施工动画制作的前提要求：拆分方案里的工序，精简每一步施工动作。组织好每一道工序中每一个施工步骤的关键帧，形成流畅、完整的动画短片。

1.4 动画形成软件选择

在方案级视频动画中，视频内容基本分为工程概况、施工工序介绍、致谢三个部分，在工程概况的介绍上，可以运用Lumion软件。Lumion软件作为BIM软件中一款较为强大的渲染软件，具有很强的可视化效果，利用Lumion软件中的漫游功能作为工程概况的部分（图7），对于施工工序的动画制作和复杂节点的工序介绍，采用3dmax和C4d软件。目前市场上较为成熟的动画制作软件，首推C4d，Cinema 4D R10 Studio Bandle包含建模、动画、渲染、角色、粒子以及新增的插画等模块[5]，可以说Maxon CINEMA 4D提供了一个完整的3D创作平台，以致Cinema 4D R10是一款功能超强的三维图像设计工具，Cinema 4D所拥有强大的3D建模功能，完全能够满足施工动画的制作要求。对于高质量要求的汇报视频，采用C4d软件，可以达到不错的效果。

1.5 动画的剪辑和配音的处理

通过C4d或者3dmax形成每一个施工片段，对于零散的施工片段，进行剪辑和配音，以及后期处理，形成完整的施工动画。在施工片段的制作前期，制作思路清晰、表达完整的配音稿（也就是施工步骤），是整个视频短片形成，并完整性表达出方案思路的关键工作。首先明确好每一个时间帧的施工步骤和施工工序，根据整体配音稿来规划好每一段施工片段，为形成完整的视频短片提供基础，在剪辑软件中可以采用爱剪辑和Pr，剪辑好动画短片，配好音，完整的短片制作完成（图8）。

2 结束语

随着我国信息化、智能化技术不断发展，对绿色建筑的要求不断提高。以政策为导向的精细化管理，智能化管理绿色工地不断推进，应用BIM技术融入工程管理中已经是一种必然的趋势。目前BIM技术在建筑行业的应用逐渐成熟，特别是在可视化应用方面，方案级视频汇报不仅仅是业主的要求，也是技术交底的重要辅助工具，符合BIM应用于现场实际的要求[6-7]。但是现有的文献对于方案级视频的制作略有匮乏，本文基于BIM建模技术，以新机场三标的钢箱梁转体桥为对象，采用动画制作软件，以方案为基础，紧抓方案中的关键点来形成关键帧，明确视频制作的具体步骤，为现场方案级汇报视频提供一定的借鉴意义。

参考文献

[1]何关培. BIM 总论[M].北京：中国建筑工业出版社，2011：1-3.

[2]邹阳.桥梁信息模型（BrIM）在设计与施工阶段的实施框架研究[D].重庆：重庆交通大学，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 技术在我国建筑行业的应用现状及发展障碍研究[J].建筑经济 2011（9）：96-98.

[7]杨骇麟.基于BIM 的可视化协同设计应用研究[D].成都：西南交通大学，2016.

[定稿日期]2021-02-03

[作者简介]黄为（1992～），男，硕士，工程师，从事桥梁、隧道、公路的施工管理和BIM在工程上的应用等工作。