BIM技术在设计阶段的应用 造型技术和参数化（BIM技术）

BIM专业建模（一）造型技术在建筑设计中的应用策略目录造型元素BIM建模造型技术分类背景介绍小结背景介绍Part1+当今社会已经步入数字化的时代，数字技术及其衍生技术的兴起与普及影响着社会的方方面面。20世纪末当建筑设计领域迈入了数字信息化时代，数字技术的发展成果推动了建筑在设计、建造和管理等方面的改变。从近30年的建筑作品中不难体会到造型技术的更新进步对建筑设计影响的痕迹。同时随着人们对数字化设计工具的依赖与日俱增，尤其在一些异形复杂造型的建筑设计之初，应用正确的造型技术直接影响设计的完成度、可建造性和造价控制力。然而由于建筑业的造型技术落后于制造业20年以上，以及从业人员相对缺乏底层基础造型技术原理，难免存在对造型技术的曲解和盲目迷信，或被软件供应商的宣传所绑架而做出不太合理的应用策略。本节课从造型技术及其工艺特点的角度出发，简要介绍下在建筑设计中如何合理应用造型技术。背景介绍造型元素Part2+造型元素点、线、面是几何学里的概念，是平面空间的基本元素。而在造型技术中的基本元素，则可分为点和样条曲线。是所有图形的基础。点是由无数个点连接而成的。线是由无数条线组成的。面点造型元素——点点是最基本的图元，是由三个空间坐标定义的一个位置。点没有大小，但有位置。为确定点的位置，首先在空间中设置任意一点作为原点。然后，就可以定义某个点的位置在原点左侧（或右侧）的多少个单位处、在原点上方（或下方）多少个单位处以及高于（或低于）原点多少个单位。这三个数字提供了该点在空间中的三维坐标。造型元素——样条曲线是一种用途广泛的样条曲线，它不仅能够用于描述自由曲线和曲面，而且还提供了包括能精确表达圆锥曲线曲面在内各种几何体的统一表达式。样条曲线——非均匀有理B样条曲线（NURBS）样条曲线的由来：样条曲线也属于曲线类型，在用于计算机建模之前，最初是为造船业开发的。船体设计师需要找到一种方法来绘制通过一组点的平滑曲线。解决方法是将压铁（称为节点）放在控制点上，然后弯曲薄金属条或木条（称为样条）使之通过所有压铁。如下图：BIM建模造型技术分类Part3+BIM建模造型技术分类Mesh多边形造型技术：在数字化设计环境下，造型技术主要分为：也称为网格建模技术。Nurbs简称自由曲线曲面造型技术：是建模的曲线曲面的表达法。MeshNurbs判断依据MeshNurbs从形状上判断由至少三点形成的面视觉上近似的曲线曲面光滑的曲线曲面从数据结构判断控制点描述定位曲线曲面方程这两种主流造型技术的区别和适用特点：BIM建模造型技术分类NURBS表示非均匀有理B样条曲线(Non-UniformRationalB-Splines)。非均匀：指曲线的控制点的控制力能够改变，所以曲线的变化可以有密有疏，变化自由灵活。有理：指每条曲线都可以用数学表达式来定义（非常适合于计算机编程）B样条曲线：使用B样条曲线，曲线由多段曲线首尾相接而成，给予控制更大自由。Nurbs自由曲线曲面造型技术：真正意义上的曲线曲面。Nurbs造型方式的流程化特点与产品的设计流程类似。能非常好地配合后端制造需要。Nurbs转Mesh比较容易。制造业建模的标准数据结构。Nurbs特点：BIM建模造型技术分类行业内基于Mesh多边形建模技术的工具主要有：1.笔刷类：Zbrush，Mudbox等。2.配合硬件操控类：例如三维扫描抄数仪等。3.分曲面类（Sub-Div）：Maya等。Mesh多边形造型技术：对曲线曲面的描述不精确。视觉感官的光滑程度与多边形网格的疏密程度有关，网格越密造型越接近光滑，如下图。偏感性和直觉化的造型创作方式。适合生物等仿生造型的创建，以满足视觉效果需求为主。缺乏设计上下游流程的理念。Mesh转Nurbs比较困难，涉及到逆向工程等专项技术。Mesh造型技术的特点：BIM建模造型技术分类结合上述对Nurbs以及Mesh的特点分析比较，行业内主流设计工具按其基于的造型技术进行分类。Mesh/Sub-Div多边形Nurbs自由曲线曲面备注3dsMaxPro/E实体核心MayaSolidworksZbrushCatiaXSISurfacer逆向工程ModoImagewareSiloGeomagicCinema4DRhino曲面核心

Alias

Icem适用于视觉CG行业广泛应用制造加工业

小结Part4+小结