建筑设计软件(建筑工程建模软件)

　　建筑设计软件

　　建筑设计常用软件有：AutoCAD、Sketchup、Vary、Photoshop、lumion、Rhino&Grasshopper、AI、Indesign、AE、3D-max，maya，smart+，BIM等，AutoCAD用来做平面图、施工图，常用的快捷键需求记牢。Sketchup适合方案阶段，页面简略并且操作方便。vary一般结合建模软件使用，如vrayforsu、vrayfor3DMax等，烘托的效果是不可预览的。Photoshop能够做平面图、分析图、效果图，p图基本都会用的到。Lumion烘托与动画，能够直接在自己的电脑上创立模拟实际环境。

　　建筑工程建模软件

　　1.3D建模内核

　　已然BIM是以3D数字模型为信息载体，那么从理论上说，优秀的BIM规划软件就应当具有精准的3D建模才能，这好像是一项合理的要求。但是令人惊奇的是，事实并非如此，简直一切的传统BIM软件都不具有这样的才能。为什么这么说呢？咱们需要先介绍一点核算机图形学的基本知识：

　　在核算机软件里，描绘3D几许的算法能够分为两大类：网格建模和曲面建模。前者是用网格单元（包括三角形、四边形、多边形等）去拟合几许形体，后者是用数学言语去准确描绘各种曲面形体。（能够类比于2D的光栅图和矢量图，这两个概念不清楚的请自行百度，不解释了。）两类算法在本质上截然不同，在实战中各有好坏。

　　网格建模的优势是算法简略、核算速度快，而缺陷是不够准确，因而常用于对核算速度要求较高、而准确性要求不高的场合，尤其是各种视觉渲染、影视特效、电脑游戏等。在这些场合中，网格建模的一大优势是能够经过合并三角形来减少其数量，从而进步核算性能（三角形越少则精度越低、速度越快）。游戏玩家们往往对这一点深有体会——早期3D电脑游戏中的人物造型常常能够看出显着的三角面片，而跟着电脑性能的改进，新的游戏中这种现象现已基本消失。

　　在BIM领域，许多所谓的“模型轻量化”软件实质上都是把模型转为，然后经过减少三角形数量来紧缩模型。这种做法对进步显示速度是有效的，但价值是模型精度的降低，因而轻量化之后的模型只能用于可视化，而不能用于工程建造。一起，在土木工程中，网格建模的另一个重要应用场合是数字地势模型，由于地势模型的特点恰恰是数据量巨大而准确性要求较低，因而简直一切的数字地势处理软件都会运用网格算法来表达地势模型。

　　由于网格建模的准确性差，追求准确的工程软件（尤其是在制造业）不会用它来描绘规划对象，而是运用曲面建模。但是，假如仅仅是用数学言语描绘立方体、圆柱体这样的规矩形体那还好说，假如要用数学言语描绘轿车、飞机的外形，就不是一般人能够轻松做到的了。在工程领域，描绘这类自在曲面的公认最佳方式是NURBS算法（NURBS=非均匀有理化样条曲面），它运用严格的数学函数来描绘曲面，因而无论怎么放大都能坚持准确和接连，这是网格建模无法完结的。当然，除了NURBS之外也有其它的数学算法（例如Hermite），但都不如NURBS超卓，因而在国际规范化组织（ISO）颁布的工业产品数据交换规范（STEP）中把NURBS作为定义工业产品几许形状的唯一数学方法。

　　3D软件的建模引擎就好比电脑里的CPU，是其最关键的核心。但是，3D建模引擎的开发需要适当高超的数学功底，并非一切软件公司都能做到这一点。有些软件公司能够自己开发建模引擎，还有一些软件公司采用他人的建模引擎来搭建自己的规划软件。假如一个3D软件的建模引擎才能不足，这是用户再怎么尽力也很难弥补的。

　　咱们举一个简略的例子：在某BIM软件中别离创立一个半径为1的球体和一个圆柱体（见图1），能够很显着看到这个球体不是润滑的，而是好像由多个面片拼接起来，而圆柱体就没有呈现这样的问题。这是由于该软件的内核支撑圆柱面而不支撑球面，更不要说NURBS曲面了。因而，这样的软件无法用于杂乱曲面的准确规划，也不适于大部分预制构件的数字化加工。与之比较，CATIA软件拥有强壮的NURBS建模技能，因而常常被用于带有杂乱曲面的异形修建。

　　2.土木工程的3D建模

　　土木工程软件对数学算法的要求远比修建软件更高。一方面是由于土木工程（例如铁路、大坝、地道）中存在更多的曲线/曲面，更重要的是，土木工程师常常要跟地势打交道，因而就需要处理规划模型和地势模型之间的交互。无论是场所平坦、大坝开挖、路途边坡、地道洞口，都涉及到边坡核算问题，其本质是要在人工规划的几许实体与自然地势之间进行布尔运算。从土木工程师的角度来看，这一需求是非常简略明晰的，但对软件工程师来说，这却是一个超级难题，由于规划模型（几许曲面）和地势模型（大型网格面）别离是用两类不同的建模机制描绘的。

　　在许多土木工程规划软件中，由于无法处理这个混合运算问题，被迫采取简化方式。它们不是用准确曲面生成路途和放坡，而是用网格面来生成这些规划模型，从而把边坡核算问题统一简化成网格面之间的运算。这种做法的好处是回避了混合运算问题，缺陷则是牺牲了规划的准确性和牢靠性。假如是用过这类软件的人，都能够很直观看到它所建的路途和边坡模型不是接连曲面，而是按指定间距批量创立离散的横断面，然后像皮皮虾般一节节连接起来，与实在国际相差甚远。这样的模型在变化杂乱之处就容易发生问题，而工程量核算也不够准确。一起，用网格模型要完结地道洞口这样的规划就更为困难。

　　例如，下图左侧是某3D软件建立的路途模型，右侧是CATIACivilEngineering建立的路途模型。能够明晰的看出两种软件的建模方式不同，作用也有很大差异。

　　3.CATIA软件的建模技能

　　当咱们了解了各种3D建模技能的好坏之后，才能更明晰的了解达索体系CATIA软件的优势地点。它具有业界最高端的3D建模引擎，并且是完全自主开发的。与其它软件比较，CATIA在3D技能上的优势体现在以下几个方面：

　　(1)CATIA支撑准确的NURBS曲线和曲面建模，因而无论尺度比例怎么，都能够取得准确、接连的几许信息。

　　(2)有了准确的空间曲线，就能够将其作为骨架线进行参数化建模。例如下图中，每个构件单元都运用同一条骨架线进行定位；一旦调整骨架线，一切相关的构件都随之自动更新。

　　(3)在面向土木工程行业的CATIACivilEngineering最新版本中，既能以NURBS曲面生成规划对象，也能以网格面生成数字地势模型。更重要的是，CATIA经过强壮的数学功底完结了曲面建模和网格建模之间的混合运算，从根本上处理了边坡核算问题。在CATIACivilEngineering中，咱们不仅能够创立接连润滑的3D路途中心线，还能够创立相同接连润滑的曲面作为路途的路面和边坡，然后经过布尔运算求出边坡与地势之间的接壤，以及土方挖填体积。这样一来，规划的质量更高，工程量也愈加准确。混合建模技能的问世，给土木工程的3D数字化规划供给了愈加广阔的空间。

　　4.总结

　　本文重点讨论了3D内核问题。传统BIM软件主要是面向常规修建，处理出图而不是制造问题，因而往往运用相对简略的算法，创立简化的3D模型——这关于传统BIM应用或许就足够了。但关于面向数字孪生的软件来说，其方针是为实际国际中的物体创立精准牢靠的数字孪生，因而必须具有愈加强壮的3D内核。修建业的用户或许也有必要考虑：自己的方针是用软件完结传统的工作任务，仍是为了迎接修建工业化、数字化转型？然后再根据自己的方针挑选具有适宜内核才能的3D软件。