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2012年7月16日 星期一

Expectation to SketchUp

作者:數碼阿叔/柏基建築師,歲次壬辰年七月寫於台北

緣起
2012年7月10日Trimble SketchUp團隊受SketchUpBBS論壇的邀請,首度訪問中國上海、武漢、廣州三個城市,除了考察參訪以外,SketchUpBBS在三個城市各安排一場跟中國SketchUp使用者面對面的技術交流研討會。7月10日在上海外灘的遊艇俱樂部舉行的研討會,從下午13:30開始一直到晚上10:00結束。
SketchUpBBS一共準備了27個議題,含括了對SketchUp在各專業領域的應用,以及使用者對SketchUp未來走向BIM的看法與期待。筆者身為SketchUpBBS論壇的資深會員,特別為此提出對SketchUp的期望做為研討議題,議題的原文如後。

Expectation to SketchUp

By Paul Pai, Architect in Taiwan,  SketchUpBBS Member: digitalarch (數碼阿叔)

SUBIM = SketchUp + Plugins
    I have been using SketchUp as our primary design tool for 10 years (since 2002).  As an architect, I have been hoping the SketchUp team comes up with a Ruby plug-in that supplies comprehensive BIM functionalities.

我把SketchUp做為主要設計工具已達10年(始自2002年)。從一個建築師的角度,我希望SketchUp開發團隊能發展出Ruby外掛插件,賦予SketchUp完整的BIM功能。

〖說明〗
Despite of the fact that some people, due to unfamiliarity to SketchUp or other reasons, think SketchUp is only capable of conceptual design, many architects and designers like us have already been using SketchUp for the stage of schematic design and design development. With the help of LayOut of other CAD software, we can also produce construction document with SketchUp. In fact, SketchUp has always been the primary design tool, rather than just a sidekick.
In recent years, Building Information Modeling (BIM) is flourishing, forming a revolutionary wave in the architecture industry, and the China market will not be an exception. The China government is already on its way to settle down regulations for BIM implementation, and BIM may become a requirement in 2 years. With the raising of BIM, the BIM-based softwares will become the mainstream tools in the industry, and SketchUp can not be absent. We hope that the value of SketchUp can be extended to support BIM implementation.
However, it does not mean SketchUp needs to change its core functionality for BIM. We hope that SketchUp Pro can be enhanced to provide BIM functions via Ruby plug-ins, to keep the flexibility.

雖然有些建築業者、學者和軟體供應商,由於對SketchUp的功能一知半解或者基於其他目的,仍然堅持SketchUp僅能應用在建築概念設計(Conceptual Design)上。但是這些年來建築行業中的確有許多建築師和設計師不這麼認為,他們除了把SketchUp用在概念設計階段,還延伸到方案設計(Schematic Design)和深化設計(Design Development)階段,並且運用SketchUp搭配LayOut模組或其他CAD軟體,去完成建築施工圖說(Construction Document)。事實上SketchUp一直是許多建築設計工作者的主要設計工具(而不是製圖工具)

近年,建築資訊模型化(Building Information Modeling, BIM)在建築業界被炒得火熱,形成全球性的變革浪潮。當前中國的建築業界也無可避免的身處其中,推想在可預見的未來,基於BIM的建模軟體勢將成為建築行業的主流工具,政府正在制定BIM的實施標準,兩三年後可能會要求建築行業必須把BIM應用在工作中。我們不想SketchUp在這場變革中缺席,或者被摒除在主流設計工具之外,期待SketchUp的開發團隊能把SketchUp的功能擴展到BIM的領域,使我們能繼續把它應用在建築生命週期的各個階段。

全世界使用SketchUp的設計師數目可能超過了百萬以上,雖然其中大多數是在跟建築相關的專業領域裡,然而SketchUp是個面向多種設計專業的三維設計軟體,用在各種不同專業的設計師手中都是為人稱道的設計工具。因此我們認為不必為了BIM而更改SketchUp既有的核心程式,保持它與生俱來的高效率操作性,繼續讓SketchUp跟設計師的思維能同步運行比什麽都重要。我們的建議是強化SketchUp Pro版的功能,經由Ruby插件來賦予SketchUp完整的BIM功能,由使用者自己來決定怎麼有效的使用它。

Building Information Modeling
    In our interpretation, a BIM model satisfies the following two criteria:
1. It must be an object-oriented, three-dimensional representation of a building. 
2. It must consist of some additional information about the objects beyond the  graphical properties.

我們認知,所謂BIM模型需要具備下面二個特徵:
1. 它必須是一種基於物件導向、以三維表示的建築物。
2. 模型物件的屬性中必須包含圖形以外的特定建築資訊。

〖說明〗
SketchUp has leveraged the advantage of geometrical faces to the maximum. We can create a detailed skyscraper model in less than 100 kilobytes, as it only consists of the visual information of the building exterior.
However, when it comes to practical architecture design, there are three essential criteria to satisfy:

1. Architectural Object: These visual elements have to be grouped into architectural    objects, such as predefined walls, windows, etc.
2. Data Association: Each object has to associate to its material and physical   properties. For example, given a wall object, we need to keep track of its materials of construction, strength, weight, noise rate, heat transfer rate etc.
3. Calculation and Query: In the later stages of design, we have to do aggregated    calculation and object query based on these properties. For instance, we may need to sum up the total volume of walls of a certain material, or to retrieve a list of objects that involve the use of a certain material in the model.

The challenge is, SketchUp model elements are not object based at the core. When we use push/pull function to generate a "wall", instead of a real wall object, it just creates 6 faces visually shaped like a wall. In addition, we also need to keep track of the physical properties of the wall, such as its materials of construction, strength, weight, noise rate, heat transfer rate etc.

With the current SketchUp. A possible way to work around is to support the object model via the use of Dynamic Component, and put the material information in Component attributes. However, with this approach, we will stuck at the stage that requires data manipulation.

We don't have a solid solution on how we can achieve the requirements yet. A wild guess could be handling the data externally by a 3rd party program, with Dynamic Component providing callbacks upon model changing and API for making changes back to SketchUp, so that the state of both sides can be synchronized via a plug-in as a bridge. In this way, SketchUp probably doesn't have to change much, while users can pick up their own backend BIM implementations.

SketchUp在三維模型上極致發揮了幾何面的效益,我們可以構建一座百米高樓的模型,看起來精緻得栩栩如生,卻只有一層薄薄的外殼表皮,內部空空如也。整個模型檔案的大小可能不到100 Kb,在Google Earth上你總會發現滿是這種型態的模型。否則如果拿那種動輒超過數百Mb的三維資訊模型栽在GE上,我不相信Google Earth還跑得動,更別說拿來利用3D模型做什麽GIS定位了。

但是在實際的建築設計應用中,需要構建的設計模型並非僅僅是一層薄薄的外殼表皮或者粗略的體塊。我們的模型包含了建築物內外部所有的建築構件,從樑、柱、牆體、樓板、屋頂、門窗、樓梯、欄杆…等等,甚至包含建築設備的細節,同時在模型的面(face)上也賦予了適當的表面紋理(texture),通常我們不是僅只簡單的使用顏色(Color),而是使用真實的材料紋理圖像(texture image)。

一向以來,經由SketchUp建立模型不是運用所謂"基於物件"(Object-based)的方式,也就是說在建模的過程中並非運用"牆"命令去創建一堵牆,或者運用"柱"命令去創建一根柱子。說得清楚一點,例如我們在SketchUp裡利用"Push/Pull"命令拉伸出一堵牆,實際這堵牆只是由6個面(Face)連接成"牆的形狀",除了視覺上的主觀認知以外,在模型的數據庫(database)裡並不記錄或生成什麽跟這堵"牆"(Wall)相關聯的性質(properties)。即使你選取了這堵牆,你也無法得知牆體的構造材料、強度、重量、隔音率、熱傳透率和耐火時效等等特性。

原因是這堵牆的性質此刻並不是一個"物件"(Object),可是當我們把它定義成動態組件(Dynamic Component)以後,它就具有了物件的性質。實際上當前那些所謂基於物件的件的BIM建模軟體所建立的模型構件(Model Elements),骨子裡也都是些組件(Components)和組裝件(Assemblies),利用相同的方式由程式建立,並附加了許多預設的屬性值和相應的編碼。我們可以從另一個角度來看,SketchUp的動態組件功能很大程度的能滿足這種需要,但是得預設一些必要的屬性欄位和內容,這些屬性值也就是這個模型構件所攜帶的建築資訊。在接下去的設計、施工以及使用階段中,我們適當的提取這些資訊,有效的用於設計、模擬(simulation)、分析(analysis)、乃至於估算、排程等等,這樣就能符合建築資訊模型化BIM的目的要求。

Object-based Model Element
    We hope, via plug-ins, we can create architectural objects (like wall, column, beam, slab, roof, window, door, etc.) directly in SketchUp, while assigning each model element a global unique object identifiers (OID) with a naming convention based on the classification given by UnitFormat II and MasterFormat.

我們期望,經由插件能在SketchUp裡直接建立"建築物件"(例如:牆體、柱、樑、樓板、屋頂、窗、門…等等)。對於Model Element賦予"全球唯一物件識別碼"(global unique object identifiers, OID),並且參照AIA E202-2008 BIM Protocol Exhibit的要求,運用UniFomat II和MasterFormat對物件進行分類和命名。




  ● Query and List 
    It would be great if SketchUp provides a constraint query/listing function, so that user can retrieve target elements or aggregated values from the model. (For instance, the count of windows of a specific type, or the total area of building exterior tiles.) 

建議SketchUp能提供查詢和輸出明細表的功能,使得使用者能從明細表進行計算和估價。
(例如:計算模型裡某型窗戶的數目,或者統計所有貼磁磚外牆的面積等等) 

Import / Export IFC file
    As the members of consulting team may use different software, we hope SketchUp can supply import/export functionalities from/to IFC file format, so it would be easier to communicate with other software.

設計顧問團隊的成員可能使用不同的軟體,我們期望SketchUp提供導入和導出IFC格式的功能,以利於跟其他軟體進行溝通。

LayOut
    We hope we can insert Microsoft Excel file (perhaps .xlsx) into LayOut, in addition to Skp, image, plain text and RTF text.

對於LayOut模組,除了可以插入Skp模型、Raster Image、Plain Text和RTF Text等文件格式以外,我們建議能增加插入Excel表格(例如.xlsx試算表)的功能。

〖說明〗
The feature of Scene (Page) is one of the best features in SketchUp, regarding to BIM design. In many other BIM softwares, only a few fixed views are provided, so that users are forced to work on model from restricted viewpoints. Unlike those softwares, in SketchUp, user can freely decide the view, and freely orbit and zoom in/out the scenes. These scenes correspond to the drawing sheets in the old 2-dimensional CAD design methodology and serve as pivots to create different architectural documents. For example, to create a Construction Document, a SketchUp user would import the scenes into LayOut, set up print size, add a frame, legends, text comments, and eventually turns it into a formal document.

As LayOut can be used to create such documents, there is a common demand to enhance it to work with data tables and charts. Therefore we are also looking forward a possibility that LayOut can integrate with Excel.

往昔建築界應用二維CAD表達設計內容,不惟圖形數目很多,並且每個圖形(Drawing file)就只對應一張圖紙(Sheet),個別製圖和改圖的過程中容易造成遺漏和各圖面內容不一致。
晚近,當所謂BIM建模軟體出現以後,在軟體供應商的一再宣傳下,眾多使用CAD的設計師驚喜的發現,BIM建模軟體在三維模型上預設了能對應平面、立面、剖面等等的各種"視圖"(View),使用者可以從任一個視圖去修改模型,想當然爾其他視圖中顯示的內容也跟著改變。從這些視圖導出二維設計圖紙自然避免了圖形內容不一致的錯誤,減少了更改設計時的工作量,實際上也成為許多設計師改用 BIM建模軟體製圖的動機。
然而這種被說成史上初見的好功能,對於SketchUp的使用者來說,並沒有引起什麽刺激和興奮。因為"視景"(Scene / Page)頁面從多年前就始終是SketchUp固有的功能,每個設計師在工作中都會創建多個不同角度和觀視範圍的視景,並且在編輯過程中可以任意的環視(Orbit)和縮放(Zoom)操作視景。真正的三維設計軟體是能讓設計師按照自己的思維自由操控模型,而不是勉強自己去適應軟體程式設計者的操作想法,或者只能在固定比例的視景中工作。如果在應用三維設計過程中,設計師還是以傳統製圖習慣在平面視景上工作,那又何能算是三維設計呢?

SketchUp輸出二維圖紙(drawing sheet)的方式,和那些BIM建模軟體採用的方式有所不同,SketchUp並非從模型的視圖(View)直接輸出二維圖紙,而是透過LayOut模組操作。設計師完成精確的模型細節以後,從模型中把需要的"視景"(Scene)分別導入到LayOut裡,設定圖紙大小、加上圖框、尺寸標註、文字註解等等,最終輸出建築施工圖。
關於製作建築施工圖說(Construction Document),除了應用到圖形、圖像和文字說明以外,設計師還會應用到各種表格和明細表類,諸如面積表、門窗清單、工程材料清單、估價表等等,因此很需要LayOut能具備插入Excel試算表的功能。

"Partial" X-Ray Mode
    We hope there is a "partial" X-Ray mode that transparentize only user-selected objects.

我們期望SketchUp的X光模式能針對使用者選取的物件顯示成透明或不透明。


〖說明〗
In the process of architecture design with BIM, it is often necessary to view only the objects of a certain types. In the X-ray mode of SketchUp, we can make all the faces semi-transparent, but there is no way to keep a group of objects opaque and the others transparent. It will be great if, perhaps in a new X-ray mode, user can select the objects he wants to keep opaque and show the texture, and leave others transparent.

開啟SketchUp既有的X光模式以後,模型中所有的表面(face)都顯示成半透明狀態,讓我們能透視到原先被表面遮蔽的模型內部,並且可以選取到位於內部的構件進行某些編輯。SketchUp的X光模式是全域性的,它無法只針對某些部份顯示成透明,換句話說,也無法讓某些部份維持原先顯現表面材質的不透明狀態。

當詳細的模型構建完成以後,有些模型構件會隱蔽在模型內部,例如被澆灌在混凝土樑柱內部的鋼筋,或者被封閉在管道井內部的管線等等。在實際應用中,我們有很大的機會需要把場景切換成可以透視到建築構件內部的狀態,方便經由視覺回饋檢查那些被遮蔽的物體,然而在SketchUp既有的X光模式下內外部都變成了透明狀態,反而不利於看清楚位於內部的物體。

因此我們需要增加一種新的X光模式,讓使用者能選擇那些部份顯示成透明(例如上圖中樑柱混凝土部份),而其餘的部份(例如樑柱內部的鋼筋)維持不透明狀態,並且顯現出其表面材質。

SketchUp can do more than visual representations.
     SketchUp不僅僅用於視覺表現。

    Model creator: digitalarch,  SketchUpBBS member,  2008

Our members have done more.
     我們的會員已經做得更多。

   Model creator: zfbim,  SketchUpBBS member,  2009

    Model creator: zfbim,  SketchUpBBS member,  2009

The Future:        
    • Visualization 
    • Integration    
    • Coordination 
    • Construction 
    • Maintenance

Trimble SketchUp團隊首次參訪中國紀實 (2012年)

作者:數碼阿叔/柏基建築師,歲次壬辰年七月寫於台北

Trimble SketchUp團隊首次參訪中國紀實 (2012年)

SketchUp目前是全球最受歡迎的3D設計建模工具,截至2011年統計全球已經有3000萬的使用者。也成為中國建築規劃設計行業裡使用率最高的三維應用程式,可以說是每個專業設計師必須掌握的設計工具。

2012年4月26日,Trimble公司宣布從Google手中購併了SketchUp和其開發團隊,這是自從2000年SketchUp正式發表以來的第二次被購併,上一次是2006年3月Google購併SketchUp和研發它的@Last公司。對SketchUp而言,經過兩次購併並非其命運多舛,而是因緣際會的提升了功能和擴大了使用層面。

2006年Google購併了SketchUp以後,除了發行SketchUp Pro專業版之外,為了Google Earth建模的需求,另外發行了免費版的SketchUp,使得SketchUp在全球快速的普及開來。SketchUp的專業版由於價廉物美,在世界各地被設計師廣泛採用,做為三維設計的首選工具,也讓被CAD糾葛不清許多年的"設計"和"製圖"正式的劃清了界線。以往許多設計師拿SketchUp操作三維設計,接著利用CAD輸出二維圖形,等到SketchUp專業版提供了LayOut模組以後,將二維圖形鏈接在三維模型上,跟著模型同步更新,實際上消除了以往運用CAD輸出二維圖形時個別修改圖面的問題。

市面上跟設計相關的應用程式很多,在網際網路上的諸多討論中,從一些使用者表達的意見中可以發現,有的軟體被使用者認為好學易用,有的卻受到的批評多於讚美,甚至有人認為像是被軟體發展商綁架了不得不用,為何會有差別?人的因素,也是軟體的因素。有些人操作軟體工作時,只知道遵循軟體開發者的思維,舉凡軟體現有功能涵蓋不到的,就認為是使用上的禁區,這是人的因素。軟體的操作方法和過程是由其編程者建立的,而有些軟體的界面複雜,加上編寫程式界面者的操作思維未必適合使用者既有的思維習慣,造成使用者必須改變自己去適應軟體。因此一個應用程式好不好用,使用者和軟體本身都負有一定的責任。大家都知道這個世界上從來沒有出現過功能完備並且無缺點的應用程式,應用程式本身是否能適應其目標市場的真正需要,得看應用程式的界面是否貼近使用者原生的習慣,以及具有足夠的開放性,讓使用者能根據個別的需要去增減或訂製操作功能,真的不需要軟體發展商去越俎代庖。

SketchUp本身的核心程式很小,不挑電腦硬體的等級,唯一比較奢侈一點的要求就是得配上一塊中階以上能有效支援OpenGL的好繪圖卡,用來運行其實時著色顯像的操作要求。SketchUp內建了Ruby API,讓使用者能根據自己的需求寫出擴充或延伸功能的外掛插件(Plugins)。Ruby是個開放原始碼的程式語言,是可以自由取得的免費軟體工具,也不需要再另外購買昂貴的SDK進行程式編譯。Google不斷在完善SketchUp的Ruby API(應用程式界面),所以這幾年下來使用者和第三者團體不斷的開發出各種功能的插件,迄今已經有了八百多個插件,其中大部分可以讓使用者免費下載使用。跟市面上其他套裝軟體相比,SketchUp無疑更貼近讓使用者按照需求個別訂製功能的目標。Google公司購併SketchUp以後的另一個作為,就是創造了世界上最大的3D Warehouse模型庫,這是個公用模型庫,讓使用者自由上傳與下載分享模型,磁吸效應吸引了許多建築構件與設備製造商,構建了攜帶其產品資訊的SKP模型,上傳到這個模型庫裡提供選擇採用,儼然取代了傳統的廣告與服務通路。

從2012年6月1日起,SketchUp正式成為Trimble系列的一員,Trimble公司成立於1978年,總部設在美國加利福尼亞州桑尼維爾市,共有3600名員工分佈在全球18個國家。同時也是著名的BIM軟體Tekla的供應商,Tekla本身在全球擁有5000多家客戶,跟Trimble的工程預算、專案管理和BIM-to-Field,加上新加入的SketchUp,未來將整合成完整的AEC應用串列。

受SketchUp中國官方合作論壇SketchUpBBS的邀請,Trimble的SketchUp團隊中主要成員於2012年7月10日首度訪問中國。作為主辦方的SketchUpBBS論壇除了安排參訪活動以外,並在上海、武漢、廣州三個城市各舉辦一場面向SketchUp與BIM的設計師論壇,讓來訪的SketchUp團隊成員們跟各地前來的設計師們面對面的研討和技術交流,了解SketchUp在中國的應用現況,以及其未來發展的方向,尤其中國眾多使用者對於未來促使SketchUp走向BIM的期待。

此次來參訪的SketchUp團隊主要成員包括:
Product Manager (產品經理) John Bacus
Global Channel Manager (全球通路經理) Steven Dapkus
Global ATC Manager (全球ATC教育訓練經理) Shara Rice
China Program Manager (中國項目經理) Sophie Feng

SketchUp團隊在中國的活動內容如下:
(1) 7月10日在上海外灘遊艇俱樂部,由SketchUpBBS舉辦 "Better SketchUp, Better Design" 技術交流研討會,一共準備了27個議題,請來二位精通SketchUp的博士使用者做同步口譯。
(2) 7月12日在武漢,上午訪問華中科技大學中國首屆BIM工程碩士的教學點,下午在武漢大學由SketchUpBBS和渲影公司共同舉辦武漢設計師技術交流研討會。
(3) 7月13日在廣州大學由優比建築諮詢有限公司和SketchUpBBS共同舉辦技術交流研討會,內容包括BIM戰略專家何關培先生介紹中國關於BIM標準制訂情況和中國BIM發展需求狀況。SketchUp團隊向中國客戶演講了"SketchUp in U.S, Past and Future", "Welcome aboard SketchUp ATC"等主題。

在7月10日上海的交流研討會中,SketchUpBBS的會員鍾凡(zfbim)先生就其多年應用SketchUp在MEP方面進行BIM化的研究心得進行報告。
在7月13日廣州的交流研討會中,SketchUp團隊提出美國知名的Turner Construction公司,他們自行開發Ruby外掛插件把SketchUp應用在建造施工管理過程中的案例,顯示SketchUp具有足夠的潛力,利用插件增益其功能,在設計與施工的過程中達成建築資訊模型化Building Information Modeling的應用要求。

Turner Construction公司的案例見SketchUp官方博客:
http://sketchupdate.blogspot.tw/2012/01/sketchup-pro-case-study-turner.html
http://sketchupdate.blogspot.tw/2012/02/pro-case-study-turner-construction-and.html
http://sketchupdate.blogspot.tw/2012/02/pro-case-study-safety-training-with.html

2012年2月2日 星期四

千江有水千江月

作者:數碼阿叔/柏基建築師,歲次壬辰年二月寫於台北

千江有水千江月

Building Information Modeling (BIM),在臺灣被譯成「建築資訊模型化」,在大陸被譯成「建築信息模型」。不管怎麼說,這個由洋人搞出來的東西,這幾年傳到咱們中土以後,對這裡開始產生重大的影響,稱它為一次「建築革命」並不為過。相對於30年前甩開圖板搞設計拿CADD取代傳統手工製圖的過程,說起來那次引進CADD軟體和電腦工作,並沒有改變傳統的觀念和做法,不論從二維演繹三維的建築設計方法、二維圖紙表達的內容等等都跟沿用了百年的手工製圖表達方式相同,僅只把手工換成電腦而已。然而這次引進BIM,則將對建築行業影響深遠,不論在東西方,這都是建築行業無法逆轉的進化進程,其結果將是一次跟物種演化同樣的結果——優勝劣敗,最終必然會淘汰掉一批閉關自守的或跟不上革新步伐的建築從業者。

那麼BIM究竟是什麼?我們不妨從這些角度看:
【應用BIM的目標】:在建築生命週期的各個階段,以三維模型做為載體,實施資訊傳承,對建築物進行最佳化的處置。(※講得白話一點就是要省錢、按時完工、提高品質啦!)
【BIM的載體】:電腦生成的三維模型(※建築構件要符合組件化的特別要求,例如牆、柱、樓板、門窗…等等)
【BIM的本質】:嵌附在模型上的"建築資訊"(包括各階段幾何的和非幾何的資訊)
【BIM的工具】:電腦和能建立這種建築資訊模型的建模工具軟體,以及延伸作業與協同作業所需要關聯性軟硬體。

說實在的,推動BIM出力最多的其實是幾個外國的軟體發展商,在經過多年努力的研發和整合後,把原先的CAD蛻變成為所謂的「BIM建模工具軟體」,自動化了許多關聯性的功能,形成一種特別的軟體體系。為了推銷他們的軟件,花了不少銀子鋪天蓋地的來這裡做宣傳,在推銷軟體的同時也把BIM的概念順利導入古老的東方,給這裡開啟了新的思維,衝擊了原先沿用已久的建築規制。

能建立「建築資訊模型」的建模工具軟體?這東西引起了很大的關注,許多人都在審視自己用得順風順水的工具軟體到底算不算是這種類型的軟體。當然為了商業利基,只要經營的項目能跟BIM沾上點邊兒,有些軟體公司也紛紛響應,宣稱自己的軟體原本就是BIM軟體,只是以往沒使用這個名詞而已。這倒也無可厚非,世上從不存在完美的軟體,只要對BIM的應用有利,怎麼個說法都行。但是,對於軟體的使用者來說可就不一樣了,假如只建立了三維模型,卻不帶有必要的建築資訊,或者嵌附了資訊但在專案中卻從未萃取和使用資訊,那麼硬要拗成「我做的這專案是BIM」,說得過去嗎?

不可諱言的,在建築生命週期的各個階段對建築的設計、施工乃至於運營管理的各操作過程中,要處理各種三維模型、二維圖形這些設計載體、Data base以及各階段knowledge management都是令人煩心的事情。因此對於用做基本載體的三維模型能不能快速而有效率的創建起來,並且能夠即時的派上用場,對於整體的效率而言是至關重要的。
竊以為,做為一個每天都要使用的工具,其先決條件是「好學易用」,讓使用者能隨心所欲的駕馭工具,而不是被工具綁架,像上了賊船般被工具處處牽著鼻子走。市面上各個BIM建模工具軟體究竟好不好用,我不表示意見。而關於SketchUp的易用性,我拿一個真實的故事來說明。

2011年底,在臺北市東區的世貿中心正舉辦資訊電腦展覽,這是電腦人年度的盛會,參觀者眾,軟硬體廠商幾乎傾巢而出。我的朋友柯先生代理SketchUp銷售與教育訓練多年,循例在會場設置了展位推銷這個軟體。當他正在電腦前向參觀者演示SketchUp的時候,有一對年輕的夫妻帶著一個年紀約五歲的小女孩經過附近,小女孩一眼看到監視器上的畫面,就笑顏逐開甩著長長的馬尾蹦蹦跳跳的奔了過來,
稚嫩的嗓音說:『草圖大師,我也會!』
他的父親跟過來對她說:『妳不要亂說,那是給設計師設計房子用的!』
小女孩說:『人家才沒有亂說,幼稚園的老師有教,我們常常在玩草圖大師畫房子的遊戲!』
面對這位可能是年紀最小的使用者,柯先生覺得有趣,把畫面調成三維視景,順手把滑鼠遞給了小女孩。小女孩惦起腳尖,按著幾乎跟她手掌一般大的滑鼠,眼神專注盯著螢幕熟練的操作起來,推拉出牆壁、門窗…不一會兒就有模有樣的畫出一座有著紅瓦斜屋頂白石牆的童話式房子來。
扭頭對她的父親說:『你看吧!我沒騙你吧?』……
過後,當柯先生向我轉述這件事的時候,我由衷的佩服這間幼稚園的老師們,除了每天要穿著白雪公主那種蓬蓬的長裙照料這群猢猻之外,還能細心的想到拿SketchUp直觀的視覺回饋能力來訓練這些娃娃眼睛、手指跟大腦間的知覺協調和對形狀邏輯的認知反應。

這也就是SketchUp能進入到每位設計師電腦裡的底層原因,幾乎全圖像化的操作界面,極少的操作命令,實時顯現形體表面和擬真的材質(不必再經過Render過程),順應人類視覺印象的三維透視視景,藉此操作者能利用直觀的視覺回饋把想到的、看到的即時體現在三維模型上,這才是真正的所見即所得。致使SketchUp成為極有效率的三維建模工具,當然也是首選的設計工具,說它就像設計師手中握的那支鉛筆,誠不誣也。

雖然當初原始開發SketchUp的@LAST公司可能只是想著拿這個軟體用於量體組合的概念設計,但是SketchUp的巨大潛能使得使用者們不斷自行發展出外掛的插件延伸它的功能,建築行業裡的使用者根本不滿足於只拿它做初期的概念設計,很早就開始運用SketchUp從建築概念設計一直做到詳細設計的階段,原先還需要轉換到CAD軟體下出圖紙,等到Google公司接手之後給SketchUp附加了LayOut模組,為用戶解決了出圖問題,使用者在LayOut裡設定好圖框,把SKP模型的視景「鏈接」到LayOut上,形成出圖所需要的平立剖面和詳圖等二維圖形,對模型所做的任何修改都會關聯性的反應在LayOut的頁面中。

接著,我們談談SketchUp官方跟BIM之間有些什麼瓜葛呢?
話說2009年3月,網際網路上披露了Google公司的Aaron Stein先生和John Bacus先生兩人間的一段電話訪談。Aaron Stein先生在Google公司裡負責的是公關的業務,而說起這位約翰巴卡斯大爺,在SketchUp圈子裡可是個響噹噹的人物,他是Google公司裡負責開發SketchUp的產品經理(SketchUp Product Manager)。在這次訪談中包含有他們間幾句重要的對話:

AFR: "LayOut2 is really touching on the the fringe of a CAD program and SketchUp Pro 7 with its new Dynamic Components is bringing sophisticated parametrics to 3D form making. And now you can add meta data to objects. Whether you want to admit it or not you are evolving SketchUp Pro 7 into a building information modeling system (BIM). Is this Google's back-door approach to entering the BIM market?"
『LayOut 2算是真正搆上了一個CAD應用程式的邊,並且SketchUp Pro 7挾著新的動態組件把先進的參數化帶進3D造形,現在你可以把原型數據加進物件裡面。不管你是否接納這個說法,你正把SketchUp Pro 7演變成「建築資訊模型化」(Building Information Modeling, BIM)的系統。Google是否在背地裡設法進入BIM市場?』

JB: "We have always said we had no intention in going head-to-head with anybody in the CAD or BIM market. We are not trying to be another BIM. What we want to do is build on our strengths in conceptual design and modeling."
『我們一直說,我們沒打算跟任何人在CAD或BIM市場上拼刺刀,我們並不試圖變成另一個BIM,我們想做的是在概念設計(Conceptual Design)與建模(Modeling)上建立我們的力量。』

AFR: "Can't third-party developers start building out tools that bring architectural BIM functionality into the SketchUp 7 eco-system? Already we are seeing energy analysis tools compatible with SketchUp models. All you need now is a space object."
『難道第三方開發者不能為此開發出工具程式,把建築的BIM功能帶進SketchUp 7生態系統中嗎?我們已經看到能量分析工具跟SketchUp模型相容了,現在所有你所需要的是個空間物件。』
……………………..(節錄自ZFBIM在SketchUpBBS論壇裡的帖子)

先說說2009年3月訪談當時的時空背景,那時SketchUp 7版剛上市不久,在它的Pro專業版中首次增加了"動態組件"(Dynamic Component, DC)模組,它運用了Web Dialog的技術開發界面,能以參數化(Parametric)的方式操控模型,使用者可以經由DC給模型物件設置屬性,當然更可以利用開放的Ruby API介面開發出外掛的插件(Plugins),用於給模型物件嵌附特定的屬性內容(幾何性的和非幾何性的),也就是所謂的"資訊"(Information)。許多SketchUp的使用者在此看到了陽光,因此在訪談中Aaron Stein有此一問。

按照John Bacus的說法,明確的否定了讓SketchUp走向"建築資訊模型化" (Building information modeling, BIM)的可能性。在列強環伺爭相搶食BIM大餅的時刻,Google公司小心翼翼的對SketchUp畫地自限,想避免去跟那些號稱BIM的軟體發生頭頂頭、拼刺刀的白刃戰。在市場定位上他們打算把SketchUp局限在佔領概念設計與建模市場的制高點,這種商業經營的心態我們可以理解,可能當時他們還沒意識到從他們手裡創造出來的SketchUp潛能有多巨大,當然另外一種可能就是他們愛惜羽毛,不願意陷進開發BIM應用程式的泥淖中,如果在軟體半生不熟、處處蟲孔的時候就迫不及待的推上市場搞錢,既對不起SketchUp的千萬使用者,也壞了他們老谷家的名聲。

這檔事就此結束了嗎? 沒有!
到了2011年11月10日,在上海舉行了一場「2011中國谷歌SketchUp Pro研討會」,當然這次研討會老谷家的巴大爺也來啦!那天下午我看著咱們SketchUpBBS的老大在現場透過微博直播研討會的內容,巴卡斯大爺利用一系列燈片向與會者展示SketchUp Pro的諸多應用。其中有一段內容是這樣的:

「There are over 2 milloin "3D experts" using SketchUp every week.」
「Is SketchUp Pro BIM?」
「BIM is a process of design(設計), analysis(分析), communication(溝通) and validation(驗證).」
「…just what SketchUp Pro does best.」
「Single-model BIM.」
「Federated Models.」
「One model=one tool」
「The right tool for the job.」

對比之前他所說的:『…BIM?咱老谷家不淌這渾水!…』
何以才三年不到的光陰,巴卡斯大爺竟然態度丕變,對於拿SketchUp Pro用做"BIM工具"變得這麼底氣十足?

不奇怪!有道是:「台上唱戲的耍賴不唱,台下看戲的不依不饒,自己粉墨登場」。
大家都知道SketchUp具有開放介面Ruby Extension,在這方面Google的度量很大,不但持續開發也完全公開Ruby API所有能應用在SketchUp上的Method和Class。SketchUp不缺的就是在世界各地都擁有自願為它進行插件程式設計的好手,並且粉絲們提供的插件其中大部份都是免費自由流通的,這讓SketchUp的延伸功能與時俱進。

由於SketchUp在建築圈子裡被廣泛使用,市場占有率不斷擴大,眼看如火如荼的利基,這幾年中許多大型的軟體先後主動的對它伸出手,提供了銜接介面,甚至內建直接讀取SketchUp模型格式的功能,使得基於SketchUp建模的應用領域急速的擴大。下面這些是眾所周知能夠支援SketchUp延伸應用的軟體:

[ NREL/DOE OpenStudio ]
(由美國能源部國立再生能源實驗室發行的專用插件,把SketchUp做為EnergyPlus的圖形驅動介面,EnergyPlus是做什麼用的,瞭解HVAC專業的人都很清楚)
[ IES VE-Ware ]建築性能模擬
(IES plug-ins to SketchUp, Integrated Environmental Solutions, global thought leaders in measurable sustainability, whole-building annual energy and carbon usage tool. )
[ Synchro ]
(4D Solution for project production planning, scheduling, resource management and comprehensive virtual 4D construction simulation.直接讀取SketchUp的SKP模型 )
[ Modelur - Parametric Urban Design for SketchUp ]
(參數化城市規劃設計)
[ Technion Suntools SketchUp Plug-in ]
(日照模擬插件)
[ Trelligence Affinity ]
(seamlessly fits into common project workflows through seamless integration with key BIM, design, and sustainability analysis tools, including SketchUp )
[ D-Studio XD Virtual Builder ]
(4D Virtual Builder for Sketchup is a part of the full xD Virtual Builder product line. A software family to integrate and synchronize all technical project data into one BIM model, ready for analysis, reporting, monitoring)
[ Inglobe Augmented Reality Systems ]
(With AR-media Plugin, Google SketchUp users are allowed to visualize their 3D models using Augmented Reality directly in the real physical space which surrounds them. AR-media allow companies, organizations and people to interact in novel as well as more efficient and natural ways as to satisfy their needs through the sharing and exchange of information)
[ gModeller for Google SketchUp ]
(gModeller is an energy analysis plugin for Google SketchUp)
[ Onuma System ]
(Open Architecture,提供Onuma SketchUp Plug-in透過其BIMXML導入/導出SKP模型)
[ IFC2SKP for SketchUp ]
(works inside SketchUp and has the ability to load IFC data from popular BIM applications)
據悉把SketchUp的SKP模型轉換成IFC格式的插件SKP2IFC目前正在開發中。
[ Navisworks ]干涉檢查軟體,接受SketchUp的模型。
[ ECOTECT ]很早就被用來做建築性能模擬,利用3DS或DXF轉換模型格式。
[ 3SKENG ]專用於SketchUp的三維配管插件和組件庫。
…………………………..等等。

除此之外,當然還包括Google自家的Google Earth以及世界最大的模型庫3D Warehouse等。這其中包含了專案排程(project schedule)模擬軟體直接把SketchUp推向4D的領域;
從可視化的角度,SketchUp很早就結合了多種Renderer (渲染器)軟體生成Photo-realistic級的模型場景圖像,靜態的和動態的。也早就跨進Virtual Reality的領域,而且是real-time immersive reality (實時身歷其境),把豐富的圖像用在對設計內容的展現和解說程序中。

至於SketchUp究竟是不是BIM?

有些人對此說得斬釘截鐵:『SketchUp不是BIM!』其中包括國外一些大佬級的BIM先行者,有的是所謂BIM軟體公司,他們把SketchUp的用途定位在僅限於設計初期的概念設計工具。當然,還有Google那位巴卡斯大爺說:『SketchUp就是BIM!』,孰是孰非?

我的看法是,這是立場問題和私心問題,跟是非對錯無關。如果從當前這些BIM建模軟體的立場來看SketchUp而宣稱SketchUp不是BIM,這就是一個前提失格的偽命題,自己本身不是SketchUp的使用者,甚至對SketchUp的命令操作都弄不清楚的人,即使是專家學者也沒有資格去評斷SketchUp的是非,更無由僅憑一些初級操作者的圖片和自以為是的想像就推定SketchUp在建築專案裡的用途。

平心而論,如果按照那些所謂BIM軟體公司給BIM設定的「操作方法」來做些比對,當前版本的SketchUp其本身的顯性功能確實未達到跟它們一樣的整合性效能,但是這不代表未來永遠做不到,在眾多Ruby程式設計者的努力下,也許就在不久的將來我們會看到另一番氣象,也許出現的是由一系列插件集成的「SU-BIM」。SketchUp是個泛用型的建模軟體,被廣泛應用在許多跟設計、製造相關的行業裡,Google永遠不會把SketchUp改造成只用於建築的整合型軟體。許多在BIM建模軟體裡整合成自動組織運行的邊際功能,SketchUp經由不同的插件加持同樣做得到。相比之下,猶如自動排檔汽車跟手排檔汽車之別,自動排檔車駕駛起來很舒適,但是一級方程式(Formula 1)賽車為什麼都是手排檔呢?這跟專業攝影師永遠不使用照相機的全自動(Auto)功能是同樣的道理。

在東方的學習體制下,我們習慣於遇事先選邊站,習慣於依附所謂權威觀點,總認為教科書和操作手冊上寫的都是對的,認為那些專家學者的言論都是不容置疑的,認為外國的做法都是先進的,我們似乎已經失去自我成長和思維創新的能力。如果我們缺乏「雖千萬人吾往矣」的勇氣,缺乏「橫眉冷對千夫指」的氣魄,遇事總拿「人云亦云」這種最廉價的方式營造自己的觀點,那麼我們永遠跳不出別人設置好的窠臼。今天我們以義無反顧的心態追隨外國建立的BIM運行環境,想要快速的跟外國的作法接軌,卻只願意付出最少的代價——「複製和模仿」,藉此就想跟外國並駕齊驅。在急於師夷之長的時候,我們是不是忽略了什麼?外國那些BIM操作模式原先並不存在於我們沿用多年的專案建築架構中,一成不變的直接套用進來,真的適合我們的水土嗎?我們在地(Local)的特質又在哪裡?我們真該適時停下來好好思量一下,今天我們對BIM的認知和期待,究竟是自己的思維還是軟體公司的思維。

最後,對於在建築專案裡應用BIM的實施目標,數碼阿叔我還是要重複一次我個人說法:
『在建築生命週期的各個階段,以三維模型做為載體,實施資訊傳承,對建築物進行最佳化的處置。』
所謂「條條大路通羅馬」,只要能有效率的完成建築專案,達成在建築生命週期的各個階段進行最佳化處置的目的,運用什麼樣的軟體工具並沒有非我不可的必然性,運用當前的BIM建模工具是一種選項,即使運用SketchUp也是一種選項,除了真正的參與者(stakeholder)之外,圍觀的第三者無由對此指手畫腳。如果硬說只有白貓捉到的才叫做老鼠,黑貓捉到的只能算是嚙齒類動物,你認為這樣合適嗎?

我所期望的是,今天你我都站在這場真正建築革命的風頭浪尖上,如何禦風而行。如何以開闊的心胸迎向改革的挑戰,為我們建築環境的未來走出一條我們自己的路。沒有人能肯定當前市面上的BIM建模軟體就是建築行業演化的唯一解決方案,因此不要把心思老放在「你是、我不是」的這些枝微末節上,畢竟——

「千江有水千江月,萬里無雲萬里天」
.

2010年3月28日 星期日

從DWG導入SKP的準備工作

作者:數碼阿叔
http://blog.sketchupbbs.com/space.php?uid=6670&do=blog&id=2553
緣起
有時數碼阿叔在論壇上看到有些朋友們提出在把DWG格式的2D圖形導入SketchUp以後,在建立模型階段出現了一些問題,歸納起來這些問題大致包括下面這些狀况:

封面的問題:在進行描邊封面的過程中某些地方總是封不了面、在意外的位置封了面、封面時總有些面粘來粘去或出現不該有的重叠面、無法分離內部的面等等。
模型大小的問題:明明建立的模型很簡單,也還沒貼材質,但是SKP文件變得非常大,感覺有點拖不動模型,影響到操作性。

圓弧問題:原先連接在圓和弧上的綫端點現在抓不到或抓到的位置不對,以致封不了面。
對於上述這些現象,說起來導入的DWG圖形本身要負很大的責任,這個DWG圖形是在SketchUp裏三維模型的定位基準,再怎麽說在導入SketchUp之前也要先把DWG圖形整理得正確和清爽才行。否則帶過去後患無窮。

關於在把DWG格式的2D圖形導入SketchUp之前如何清理圖形內容的問題,由於原始的DWG圖形可能很單純也可能比較複雜,數碼阿叔抽空寫了這篇比較完整的清理圖形過程。

從DWG導入SKP的準備工作


雖然SketchUp本身具備完整的建模功能,可以從無到有的完成整個三維模型。但由於SketchUp使用的座標系統不是AutoCAD的那種WCS絕對座標系統,在AutoCAD裏使用WCS座標系統是根據絕對座標值明確而直接的給圖形裏的各個"圖元" (Entity)定位。SketchUp所使用的是相對座標系統,所有的操作幾乎都是根據前一點的相對距離或角度進行定位,對於習慣於操作AutoCAD的使用者在初期概念設計階段或對既有圖形放樣會造成一定的不習慣。同時SketchUp對于圖層定義不像AutoCAD那麽嚴謹,在AutoCAD中每個圖元都隸屬於某個單一的圖層,新畫上一條綫,一定會落在"當前圖層" (Current layer)上,不同圖層上的圖元間不會相互干擾。

SketchUp對圖層的定義則鬆散得多,圖層主要的用途常用在視景管理上,即使也可以設置當前圖層,但是許多新圖元産生時(例如推拉)跟當前圖層也沒有必然的關係。對于比較複雜的建築圖,在基底平面上放樣的時候,SketchUp只要感應到能够圍合的區域又會自動産生封面粘來粘去,在這個階段的確難以提升工作效率。

該使用哪一種或哪幾種設計軟件完成設計工作,選擇權完全在于設計師自身,不在軟件發展商,設計師沒有必要忠心耿耿的死抱著某一個軟件跟它同生共死。別相信軟件發展商所說的『我們的軟件是XX設計唯一的解决方案(solution)』那種鬼話,世界上沒有完美的軟件,不論SketchUp、AutoCAD或其他軟件都各有其優勢也各有其不足。對於設計師來說不論什麽軟件都只是個設計工具,只要能提高設計的效率和品質,我們完全可以自由的把各種軟件組織在一起交互運用各取所長。因此在整個設計的進程中,有許多建築師和設計師會把從AutoCAD或其他CAD應用軟件所建立的二維圖形導入SketchUp用作建立三維設計模型的底圖。

對于我們準備導入SketchUp的DWG圖形,究其來源,可以區分爲下面幾種類型:
第一種類型:取得的建築資料本身就是原先已經完成的設計圖電子文件(DWG格式的圖形檔)。這些圖形可能是自己製作的,也可能是外來的。由于製圖習慣和作業水平的差异,這些圖形也幷不是專爲導入SketchUp所繪製,因此絕大多數躲不掉得先做許多清理工作。

第二種類型:利用AutoCAD進行設計初期的場地配置規劃、建築物量體分割放樣的概念平面作業,把由此産生的二維DWG圖形導入SketchUp,進行從概念設計到細部設計的三維模型化設計作業。

第三種類型:把AutoCAD做爲SketchUp的前置工具,爲了SketchUp建模的需要,利用AutoCAD製作全場地或部份建築物的二維圖形,導入SketchUp用做構建三維模型的底圖。
對於上述第二和第三種類型産生的DWG圖形幷不用太擔心,因爲這兩種類型本身有很明確的目標,就是爲了要用於SketchUp建立三維模型使用,製圖者在細節上相對的會比較小心和仔細,事實上在導入SketchUp之前需要做清理準備的工作也比較單純。

經常會産生相當困擾的是上述第一種類型,由於這些圖形製圖的目標是爲了印出傳統的圖紙,幷不是專爲SketchUp建模所準備的,只要在列印出來的圖紙能看,有些地方可能就會便宜行事。根據經驗爲了要導入SketchUp常常得花很大的功夫去做整理準備的先期工作,然而爲了能在SketchUp裏節省大量放樣的時間,花費這些時間還是很值得的。

對于該怎麽著手把DWG圖形清理乾淨,我不想把它弄成檢查表這類的東西,由於DWG圖形的來源各有不同,需要清理的內容也各有不同。數碼阿叔根據最不利的第一種類型的外來圖型可能遇到的狀况,把完整的清理圖形工作列成十三個循序進行的步驟。雖然幷非對於所有的DWG圖形都用得到每一個清理步驟,使用者可以依循著這些順序檢查圖形。

檢查並清理圖形的建議步驟:


[步驟一]檢查圖形中當前的座標系統是否爲WCS "世界座標系統"
看看AutoCAD屏幕視窗左下角顯現的當前圖形座標系統圖標,如果不是WCS,就得把AutoCAD的座標系統從"使用者定義座標系統" (UCS)改回到"世界座標系統" (WCS)。

[步驟二] 開啓全部圖層(Layer)
進入"圖層管理器" (Layer Manager),把所有關閉(Off)、冷凍(Frozen)和鎖定(Locked)狀態的圖層全部打開,成爲可操作的"圖層" (Layer)。
這麽做的目的是把目前因爲被隱藏而看不到的圖元都顯現出來,幷且處於可操作狀態以利於清理圖面。

[步驟三] 執行Zoom Extent命令,把圖形的可見範圍放大到包含全部圖元的範圍
這是一個預先檢查的步驟,看看Zoom Extent以後,準備要載入SketchUp的圖形是不是剛剛好充滿了整個視窗。如果不是,表示圖形中還有不需要帶過去的圖元。在整個清理圖元的過程中可以重複在各個步驟裏使用Zoom Extent命令,檢驗主要模型範圍外還有沒有什麽東西。

[步驟四]删除圖形中不需要帶進SketchUp的"圖元" (Entity)
①清除圖形中游離的"點" (Point)
執行Pdmode命令把"點"(Point)的顯示模式改爲"3"。原先AutoCAD對于點的顯示模式既設的爲"0",在圖形上就是一個沒有大小的亮點,如果這個點剛好落在綫段上就看不見它存在。把點的顯示模式改爲3,AutoCAD會以一個相對尺度的"X"符號顯現點的位置。
由于在SketchUp視窗裏很不容易找到一個單獨點的位置,這種點圖元絕大多數在SketchUp裏用不到,把它們删除掉。執行Zoom Extent命令把圖形顯示範圍放大到顯現全部圖形,檢查畫面邊緣部位是否還有游離的點。
删除完了以後可以再度使用Pdmode命令把"點"(Point)的顯示模式改回到"0"。
②删除圖形中不需要帶進SketchUp的"圖元"

檢查一下凡是跟在SketchUp裏建模無關的綫段、輔助綫、座標軸綫、文字、數字、符號標記、尺寸標注、門窗、設備、家具、植栽、紋理(hatch)以及圖框等等都把它們一一删除掉。
執行Zoom Extent命令,把圖形的可見範圍放大到包含全部圖元的範圍。這個動作很重要,有的時候在製圖過程因爲操作失誤,剛從鍵盤打進去的字不見了或者複製的圖元不見了,通常我們不會很在意,頂多重做一次。可是AutoCAD不這麽想,它會很好心的把這些圖元放在遠遠的天邊。當你執行Zoom Extent命令以後,假如發現顯示器上原先充滿屏幕的圖形一下子縮成一小塊,那麽趕快在對角或對面邊緣處仔細找一找,看看有沒有一小段綫、一個點或者一個字藏在那裏,如果真的有那麽趕快把它删除掉吧。

[步驟五]處理"圖塊" (Block)
關于DWG圖形裏面的"圖塊" (Block)是否應該先炸開(Explode)以後再導入SketchUp,衆說紛紜。有人認爲保留圖塊對於以後在SketchUp裏封面比較容易,因此動輒建議一定要保留圖塊。數碼阿叔則認爲此事不可一概而論,必須看圖塊本身的內容而定,只能選擇性爲之。

我們經常從一些外來的DWG圖形文件中發現,嵌附在裏面的圖塊亂七八糟的什麽都有,甚至于還會有整張平面圖在裏面,AutoCAD很好心,凡是用過的圖塊它都會保留在這個圖形的數據庫裏,如果不做清理而讓這些圖塊跟著DWG圖形一股腦兒的帶進SketchUp裏面,就有可能發生前面所說的,很簡單的小模型還沒貼材質的時候SKP就膨脹到幾十兆。SketchUp會接受這些圖塊,但是在SketchUp裏却不可能用上這些2D圖塊,何苦爲難自己呢?

假如圖塊裏包含有不共面的圖元(entity),導入SketchUp以後勢必增加封面工作的困擾。幷且應用那個讓Z值歸零的AutoLISP程式FLATTEN.lsp也無法對圖塊(Block)做壓平的工作,因此數碼阿叔還是建議把圖形裏的圖塊炸開(Explode)。

[步驟六]處理綫型(Linetype),確認均爲連續綫型
我們把CAD圖形導入SketchUp的目的是爲了建模,原先在AutoCAD圖形裏如果使用了虛綫、點綫等等這些不連續的綫段,到了SketchUp裏就變得完全無用。因此得先把這些不連續的綫型更改爲連續(Continue)綫型。
具體的操作方法:使用Chprop > linetype命令把那些不連續的綫型改變成連續的綫型。

[步驟七]檢查圖形單位(Unit)和精確度(Precision)
檢查DWG圖形的圖形單位是否跟日後在SketchUp裏面建模使用的圖形單位相同,如果兩者不相同的話,在這裏先對DWG圖形的圖形單位作調整,例如把DWG上英制(不是沒有可能)改爲十進位公制,比較合乎我們的使用習慣。其實幷不是一定得弄成毫米對毫米,像數碼阿叔自己的習慣就是在DWG裏使用毫米(mm)而在SKP裏使用米(m)爲單位,導入時單位轉換幷沒有任何不便或誤差。

有一件容易被使用者忽略的就是DWG圖形中所設置的長度與角度精確度問題,許多人使用附加在AutoCAD上的所謂建築專業軟件製圖,這些軟件爲了尺寸標注和製圖的便利,多半會自動設置毫米(mm)單位幷且把長度與角度的精確度(Precision,指小數位數)設置爲個位(不顯示小數點後面的尾數),使用Distance命令量測兩點距離時顯現的距離爲不帶小數的整數值。對於二維圖紙固然很方便,但是對于準備要導入SketchUp建立模型而言,就很容易造成認知上的誤差,不利於日後做模型的比例縮放和旋轉方位。例如說在精確度默認爲個位數的15長度值,真正的長度可能爲15.0535…或15.3953…,所以說15和15.0000可能是不同的長度。

因此我們在DWG裏先把圖形單位裏長度與角度的精確度設置成0.000,目的是確認場地和建築物的正確尺度,做爲日後在SketchUp裏建模時比例縮放和旋轉方位的有效參考。

[步驟八]處理圖元的高程(Elevation),使全部圖元都落在X-Y平面上
爲了方便在SketchUp裏建模,先檢查一下圖形裏所有的圖元是否都在Z=0的高程位置。如果因爲原先製圖時不小心或者其他軟件自動産生圖形時弄出一些不在X-Y平面上的圖元(其Z值不等于0),導入SketchUp以後由于這些綫不共平面,直接會造成在SketchUp裏這個部分無法封面。因此在AutoCAD裏事先把它們的Z值歸零都放在X-Y平面上,對於後續在SketchUp裏建模封面工作有很大的幫助。

具體的做法是運用一個AutoLISP程式FLATTEN.lsp一次性的把圖形中所有圖元的Z值歸零。這個FLATTEN.lsp程式完全是英文介面,數碼阿叔已經把程式的操作方法和原始碼放在博客日志裏。另外我們SketchUpBBS論壇裏有個漢化介面的FLT.lsp,需要使用的話可以自行搜索下載。

FLATTEN.lsp載入AutoCAD裏必須在WCS座標系統下執行,把幾乎"所有"圖元的Z值歸零,目的是使所有圖元都落在X-Y平面上,成爲名副其實的二維圖形。但是FLATTEN無法處理圖塊(Block)裏的圖元,如果圖塊裏有些圖元的Z值不爲0,執行FLATTEN是無法將其歸零的。因此在[步驟五]裏我建議把圖形裏的圖塊炸開,使得FLATTEN能順利的把這些圖元的Z值歸零。

[步驟九]處理曲綫、圓、弧與交叉綫
AutoCAD裏的圖元使用的是向量格式,所謂向量格式指的是以屬性描述圖元的記錄方式,聽起來似乎很玄,關于綫、圓、弧的叙述式,舉個例子說,綫(line)包括起點和終點座標(x, y, z)、以及綫的向量。弧包含了起點和終點座標(x, y, z)、弧的園心座標(x, y, z)。園就更簡單了只包含園心座標和半徑。但是不會紀錄在圖形裏有哪些圖元跟它交叉,例如兩條任意交叉的綫段,只有AutoCAD的Osnap抓點功能能以交叉點(intersection)模式算出這二個圖元同時通過(X-Y平面)某個座標點位置因而顯示出抓點靶框來。如果我們關閉了Osnap抓點功能,那就別想精確的從這個交叉位置再做出什麽來。

囉囉嗦嗦的講這些交叉綫做什麽,爲的是兩條交叉綫段導入SketchUp以後還是兩條獨立的交叉綫段,導入時SketchUp也不會對交叉位置做任何標記和認知那裏有個交叉點,描邊封面的過程中通過SketchUp的snap抓點功能感應到那裏有個交叉位置顯現一個綠點,必須等到你在綠點處按下滑鼠讓描邊的邊綫在那裏建立一個端點,當SketchUp感應到附近能由端點連接綫段形成能閉合區域以後,就會自動産生封面的動作。由此可以推想,在導入的底圖上如果存在著許多交叉綫,封面過程中出現意外的封面範圍或重叠面也就不足爲奇了。在整理DWG圖形的時候該不該處理圖形裏的交叉綫,把它們打斷成爲端點連接。不好說,使用者自己拿主意吧!

圓和弧是另一個問題,前面說過DWG圖形是向量格式,如果以圓周或弧段上的某處爲起點畫一條綫,這條綫同樣跟圓或弧不發生關係,只能說那個綫端點跟園周某處有相同的座標值(爲了方便說明我們稱它爲端點A)。導入SketchUp以後問題就來了,我們得知道SketchUp裏的綫是沒有曲綫的,看到的不論圓、弧、曲綫都是由相互連接的直綫段組成,我們稱爲"段落" (segment),導入時SketchUp會默認的給每個圓和弧設置24個段落,意即原先DWG裏的圓變成由24段直綫連在一起(有點類似AutoCAD的多重綫)。這時問題就來了,原先落在圓周上的直綫端點A因爲圓周和弧的改變必然會脫離原先在圓周和弧上的位置,要不變成了交叉要不就成了完全脫離狀態。

由於必須要把視景連續放得很大才能看清楚這種接觸點的差异,通常在描邊封面時只會感覺這個位置明明點了下去却老是封不了面,就是圓弧曲綫被SketchUp段落化所造成的後果。該怎麽辦?在SketchUp裏說起來無解,只能像綉花那樣一點一滴慢工細活的去修補或重新連綫。但是知道會有這種後果,在AutoCAD裏倒是可以未雨綢繆去避免它,其一是儘量別把綫的端點放在圓周或弧段上,其二是別畫什麽切綫之類的,真有需要的話到了SketchUp裏面再補畫這些綫。

第三個問題是比較傷感情的,也多發生在前述第一種類型的外來圖形文件中,按照製圖規定平面圖上柱子、剪力墻是要塗黑的,目的是好跟砌塊能有所區別,因此DWG圖形裏柱子和剪力墻得弄成不透明,正規的方法是先畫出墻柱斷面輪廓綫,再應用Solid或Pline命令把輪廓綫內塗滿。但是我曾經不止一次在把出自一些設計單位的平面圖上墻柱塗滿的部份删除以後,訝然發現柱子沒有了、剪力墻也不見了,經仔細檢查以後發現原來這些被Pline多重綫塗滿的部份底下根本沒有畫出墻柱的輪廓綫。尤有甚者,被塗滿遮蔽住的下面原本該跟墻柱銜接的墻綫長長短短亂七八糟。金絮其外敗絮其中,看得令人搖頭,仿佛又回到上個世紀拿著鉛筆人力製圖的年代,我們有些設計師對專業的輕忽態度和對製圖的不到位著實該好好檢討。當然我們不能一根竹竿打翻一船人,還是有許多設計單位的圖形畫得中規中矩。我在這裏提出來的目的是要告訴大家在把DWG圖形導入SketchUp之前的準備階段中,一定要考慮到可能會遇上這種現象。如果運氣不好真的撞上了,那麽趁早把那些該有的墻柱輪廓綫、沒接在一起的墻綫、投影綫都一一修整清楚。

[步驟十]整理幷精簡"圖層" (Layer)
把圖形從AutoCAD導入SketchUp時,圖層會跟著導入變成爲SketchUp的圖層。如果在DWG圖形裏圖層用得很多,導入後讓SketchUp憑空多了一大堆圖層,對于後續在SketchUp裏建立模型幷沒有什麽好處。由于SketchUp對圖層定義非常鬆散,不像AutoCAD會嚴格的在現行圖層(Current layer)上工作,建模過程中很難保持圖層的齊一性,通常我們會在建模到了一個段落以後調整模型中各個構件的所屬圖層,爲的是可以用圖層做爲這些模型構件的可視性開關,利於場景操控。

因此把一大堆圖層從AutoCAD帶進SketchUp幷沒有實質性的必要性,通常會全選圖形以後,運用Chprop > layer命令把整個圖形都改變到某個單一圖層上,或者乾脆放在"0"圖層(Layer 0,浮動圖層)上面。剩下這些多餘的圖層則清理掉(見步驟十二)。

[步驟十一]調整北向方位和座標原點
在AutoCAD的製圖作業中爲了製圖方便和效率,通常會把矩形建築物的長短向放在平行XY軸方向,使得真正的地理北向可能幷不在平行Y軸的方向。如果就這樣導入SketchUp,SketchUp會以初始綠軸對齊DWG的Y軸方向,致使模型的北向相對于真正的地理北向發生偏差,連帶使得陰影方位角跟著産生誤差,雖然在SketchUp裏可以重設北向角度,但是輸入方位角度分秒幷不那麽方便,因此在AutoCAD裏就把北向方位校正才是正確的做法。

具體的操作方法不難:選取整個圖形,根據地理北向與Y軸間的角度差把圖形"旋轉" (Rotate)到跟Y軸平行北向的方位。(意即Y軸對齊北向)

另外得注意的就是"座標原點" (Origin)的問題,AutoCAD的WCS是絕對座標系統,圖形的每一個圖元都從座標原點(0, 0, 0)起算來計算其相對位置。如果圖形距離座標原點很遠,等到導入SketchUp以後,SketchUp會把DWG的座標原點對應到SketchUp的"初始座標原點" (建立一個新的skp模型檔的時候,最初紅綠藍軸的交叉點),結果會使得在視景中看不到導入的圖形,必須執行SU的Zoom Extent把視景擴大到包含整個模型才看得到導入的模型。因此在這個階段最好的方式便是在AutoCAD中把圖形的左下角"移動" (Move)到座標原點上,就能有效的避免導入後找不到模型的現象。

具體的作法:選取整個圖形,啓動Move命令,以圖形的左下角做爲起始點,從鍵盤輸入"0, 0, 0"做爲第二點,這麽做可以把圖形搬到座標原點處,利於導入SketchUp以後的處理。

[步驟十二]清理圖形數據庫(Purge All)
這是最重要的步驟,爲圖形瘦身减肥。AutoCAD的DWG圖形裏有一個看不見的"數據庫" (database),數據庫裏嵌裝著全部圖形信息,包含了在這個圖形裏"曾經使用過"(used)的圖塊、綫形、紋理、文字、圖層、尺寸類型…等等,所謂"曾經使用過"的意思是即使我們現在的圖形中已經把這些東西給删除掉了,可是這些東西還是留存在數據庫裏,占了相當大的內存量。有的時候明明圖形很簡單,導入SketchUp以後Skp模型陡然變得很大,不用說就是在導入時把一些"幽靈"夾帶了進去。因此我們必須在這裏把圖形數據庫清理一番,去蕪存菁。

具體的操作方法:執行AutoCAD的"清除全部" (Purge All)命令,會跳出一個對話框視窗,上面列出所有可以進行清除的項目列表,凡是列出的項目前端有個加號(+)的項目表示這個項目裏包含了曾經使用過而現在不再用到的東西(可以清除的項目),按清除按鈕執行清理數據庫(database)的工作。需要注意的是,有些不再參考到的圖塊被清除了以後,原先圖塊所屬或包含的圖層、字型、綫型、紋理…等等才會浮現出來等待下一次清理,因此這個"清除全部" (Purge All)命令應該重複執行三到四次,等到各項目前端的加號都消失了爲止,這時圖形數據庫也被精簡到最小的狀態。

[步驟十三]保存DWG文件
對這一個步驟不必多做解釋了。使用"另存爲"(Save as)命令吧,保存成一個乾淨的新圖形文件。

對于把DWG導入SKP過程中可能遇到的問題以及在SKP裏封面的種種問題,請看數碼阿叔下一篇教程:『從DWG導入SKP後的封面問題』

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