摘要: Autodesk 2011版用于建筑設計的系列軟件擁有全面創新的概念設計功能，幫助設計師進行自由形狀建模和參數化設計，并且還能夠讓您對早期設計進行分析。借助這些工具，設計師可以自由繪制草圖，快速創建三維形狀，交互地處理各個形狀。Revit Architecture概念體量設計環境在設計過程的早期為建筑師、結構工程師和室內設計師提供了靈活性，使他們能夠表達想法并創建可在初始階段集成到建筑信息建模 (BIM) 中的參數化體量。

　　建筑信息模型，又稱為BIM，是在項目建造之前以數字化方式對其關鍵物理特性和功能特性進行探索的綜合過程，可以幫助提高項目交付速度、減少成本，并降低環境影響。借助BIM，設計人員可在整個過程中使用協調一致的信息設計出新項目，可以更準確地查看并模擬項目在現實世界中的外觀、性能和成本，還可以創建出更準確的施工圖紙。

　　人類總喜歡打破常規，創造新奇，人類設計和建造的“現代建筑”也不例外。眾所周知，自由形狀的建筑越來越多，例如鳥巢、水立方、上海塔、阿聯酋迪拜布吉大樓等等。為了幫助建筑師創建各種自由形狀的建筑體量，Autodesk軟件從2011版本起引入了概念設計環境，在這個環境里面建筑師可以根據對建筑外輪廓的靈活要求，去創建比較自由的三維建筑形狀和輪廓，而且可以進行比較強大的形狀編輯功能。除此之外，Revit Architecture還有表面有理化工具，對創建好的三維形狀表面可以做一些復雜的處理，來實現形狀表面肌理多樣化。

　　一、概念體量環境介紹

　　概念體量設計環境是在Autodesk Revit Architecture軟件中為了創建概念體量而開發的一個操作界面，在這個界面用戶可以專門用來創建概念體量。

　　概念設計環境其實是一種族編輯器，在該環境中，可以使用內建和可載入的體量族圖元來創建概念設計。

　　圖1為Autodesk Revit概念體量環境：

圖1

　　在概念體量設計環境中，建筑師可以進行下列操作：

　　(1) 創建自由形狀。

　　(2) 編輯創建的形狀。

　　(3) 形狀表面有理化處理。

　　二、名詞解釋

　　在概念設計環境中，我們常常會遇到一些名詞，例如三維控件、三維標高、三維參照平面、三維工作平面、形狀、放樣、輪廓等，在這里筆者講分別對這些名詞進行一個簡單的介紹，便于讀者更好的了解概念設計環境。

　　(1) 三維控件

　　在選擇形狀的表面、邊或頂點后出現的操縱控件，該控件也可以顯示在選定的點上。如圖2所示：

圖2

　　對于不受約束的形狀中的每個參照點、表面、邊、頂點或點，在被選中后都會顯示三維控件。通過該控件，可以沿局部或全局坐標系所定義的軸或平面進行拖曳，從而直接操縱形狀。通過三維控件可以：

　　在局部坐標和全局坐標之間切換。

　　直接操縱形狀。

　　可以拖曳三維控制箭頭來將形狀拖曳到合適的尺寸或位置。箭頭相對于所選形狀而定向，但您也可以通過按空格鍵在全局 XYZ 和局部坐標系之間切換其方向。形狀的全局坐標系基于 ViewCube 的北、東、南、西四個坐標。當形狀發生重定向并且與全局坐標系有不同的關系時，形狀位于局部坐標系中。如果形狀由局部坐標系定義，三維形狀控件會以橙色顯示。只有轉換為局部坐標系的坐標才會以橙色顯示。例如，如果將一個立方體旋轉 15 度，X 和 Y 箭頭將以橙色顯示，但由于全局 Z 坐標值保持不變，因此 Z 箭頭仍以藍色顯示。下表是使用控件和拖拽對象位置對照表：

　　(2) 三維標高

　　一個有限的水平平面，充當以標高為主體的形狀和點的參照。當光標移動到繪圖區域中三維標高的上方時，三維標高會顯示在概念設計環境中。這些參照平面可以設置為工作平面。需要說明的是，三維標高僅存在概念體量環境中，在Revit項目環境中創建概念體量不會存在，請讀者注意。三維標高顯示如圖3所示：

圖3

　　(3) 三維參照平面

　　一個三維平面，用于繪制將創建形狀的線。三維參照平面顯示在概念設計環境中。這些參照平面可以設置為工作平面。如圖4所示：

圖4

　　(4) 三維工作平面

　　一個二維平面，用于繪制將創建形狀的線。三維標高和三維參照平面都可以設置為工作平面。當光標移動到繪圖區域中三維工作平面的上方時，三維工作平面會自動顯示在概念設計環境中。

　　(5) 形狀

　　我們可以通過“生成形狀”工具創建的三維或二維表面/實體。通過創建各種幾何形狀(拉伸、掃略，旋轉和放樣)來開始研究建筑概念。形狀始終是通過這樣的過程創建的：繪制線，選擇線，然后單擊“創建形狀”，選擇可選用的創建方式。使用該工具創建表面、三維實心或空心形狀，然后通過三維形狀操縱控件直接進行操縱。

　　(6) 放樣

　　由平行或非平行工作平面上繪制的多條線(單個段、鏈或環)而產生的形狀。

　　(7) 輪廓

　　單條曲線或一組端點相連的曲線，可以單獨或組合使用，以利用支持的幾何圖形構造技術(拉伸、放樣、掃略、旋轉、曲面)來構造形狀圖元幾何圖形。#p#分頁標題#e#

　　三、概念設計工作流程介紹

　　在介紹流程之前，有兩個概念先做一個介紹，一個叫體量，另外一個叫形狀。在Revit里面，體量的概念是指在建筑模型的初始設計中使用的三維形狀，整個建筑是由多個形狀拼起來的，這里所說的形狀僅僅只是一個單獨的幾何體，它有可能是立方體、球體或者圓柱體、不規則體等，體量是由一個或多個形狀拼接和連接組成的。

　　下面筆者就概念設計的工作流程做一個簡單的介紹。

　　第一步：繪制形狀輪廓。進入到概念體量的環境當中，前面也介紹了該環境，它跟項目環境和族環境是不一樣的，是一個獨立的環境。在這個環境當中首先通過各種創建曲線的工具，可以創建一個矩形或者一個圓或者橢圓或者樣條曲線都可以。

　　第二步：創建形狀。創建好作為建筑形狀的輪廓或者路徑之后，我們選擇創建好的輪廓和路徑，使用“創建形狀”命令，點擊之后，Revit軟件會根據我們選擇的輪廓和路徑會去自動的判斷它有可能創建出的一些形狀，比如一些拉伸的形狀，或者是旋轉的或者是沿著一個路徑掃略創建出的形狀。軟件會列出所有可能創建的形狀選項讓你去選擇，用戶根據這些選項選擇自己需要的形狀，選擇好之后，一個三維形狀就創建好了。

　　第三步：編輯形狀。創建好的形狀有可能不是我們需要的，比如我們剛才創建的形狀有可能是立方體，我們在實際建筑中大部分的情況是，比如下面截面會大一點，上面截面小一點，這時候我們可以進行編輯形狀，借助三維控件工具，可以拖拽頂點或者輪廓線，使它改變成想要的尺寸，這是對形狀的編輯。

　　第四步：有理化處理表面。有理化主要是處理建筑的表面形式，例如國家游泳中心水立方外層ETFE膜結構中有一些六邊形，而且它是重復的，我們可以把每幾個小方格里放一個六邊形的形狀放進去，這樣整個建筑的造型就非常漂亮了。

　　有理化處理表面的具體流程本文第四部分將會做詳細介紹。

　　第五步：體量研究。您可以將概念設計體量模型引用到 Revit Architecture項目文件中，并繼續對其進行修改。將體量導入到Revit Architecture的項目環境當中后，在項目環境里面，我們可以選取我們剛才做成的一些曲面、斜面生成幕墻系統、墻、樓板、屋頂等;可以生成體量樓層，然后對體量模型樓層面積、外表面積、體積和周長分析，可將這些值統計在明細表中去。

　　值得一提的是，如果發現在項目環境里這個體量可能不是您想要的形狀，這時可以在項目環境里選中體量，回到概念設計環境里對概念體量進行編輯，編輯好之后再加載到項目環境里去，使用“更新到面”工具可以讓已創建的墻和樓板自動匹配修改后的體量形狀。

　　除了概念設計環境之外，Revit Architecture軟件在項目環境里還提供了另外一種比較快捷的概念設計的環境，我們稱之為內建體量的環境，內建體量的環境，它的操作界面跟本文前面提的概念設計環境是基本一致的，可以在里面創建各種各樣的形狀和體量，對它進行編輯以及有理化。功能上基本沒有什么區別，唯一的區別在于我們用在位體量創建的體量，它只能夠應用在當前的項目環境當中，沒有辦法獨立存成另外一個文件，在其他的工程當中去應用。

　　四、有理化處理表面流程介紹

　　(1) 分割表面。

　　選中需要進行有理化的表面，然后應用“分割表面”命令。表面可以通過 UV 網格(表面的自然網格分割)進行分割，分割好之后會發現選擇的表面會被分割成多個均勻的小方格，如圖5所示。在表面中填充圖案時，UV 網格可充當指導。UV 網格用在概念設計環境中，相當于 XY 網格。表面的默認分割數為：12x12(英制單位)和 10x10(公制單位)。用戶可根據需要自定義分隔數或者分隔線間距。

　　在最新發布的Revit 2011系列軟件中，可以根據標高、參照平面、模型線分割表面。

圖5

　　(2) 在表面中填充圖案。

　　分割表面后，可以為其填充圖案。這一階段仍屬于項目的概念設計階段，可以快速預覽并編輯填充圖案的表面。類型選擇器中提供了一個填充圖案集，可以應用到所選分割表面上。 如圖6所示，左側為分割的表面，右側為應用的六邊形填充圖案。

圖6

　　應用填充圖案后，這些填充圖案成為表面的一部分，并需要特定數量的表面單元，具體數量取決于填充圖案的形狀。在規劃構件設計的分割數和填充圖案時，這一點是重要的考慮因素。需要說明注意的是，在應用填充圖案后，分割表面處于隱藏狀態，可以通過“表面顯示”來打開。

　　(3) 應用填充圖案構件族。

　　可以使用“基于公制幕墻嵌板填充圖案”族樣板(Curtain Panel Pattern Based.rft)，來創建靈活的參數化構件，如圖7、8所示。這些參數化構件可載入概念體量族中，并應用到已分割和已填充圖案的表面，如圖9所示。

圖7

圖8

#p#分頁標題#e#

圖9

　　四、案例分享

　　(1)實際工程案例：敦煌研究院莫高窟游客服務設施項目。Revit Architecture局部模型，圖中天井造型使用Revit Architecture概念設計環境中的分割面功能，然后使用三維填充圖案構件實現表面有理化。

　　(2)用戶通過API函數對概念體量進行表面有理化。

(圖片來源：http://buildz.blogspot.com/)

　　(3)在Revit Architecture概念體量中，自定義不均勻分隔線(上密下疏)，然后使用三維構建進行表面有理化。

　　(4)在Revit Architecture概念體量中創建自定義形狀，用戶可以自定義形狀控制點位置，并對控制點位置進行任意修改。

　　五、結束語

　　Revit Architecture軟件的概念體量設計是一個很強大的功能，概念設計環境里面也提供非常強大的二次開發的功能，讀者可以通過Revit Architecture軟件的API程序，去創造非常復雜的高階的曲線。Revit Architecture 2011軟件已經發布，其中增強的概念設計功能相信會讓我們耳目一新，由于篇幅有限，筆者不能一一列舉所有功能，更多功能需要讀者在實際的設計過程中去應用和體會。