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接下来说说LOD,它在BIM领域中是个很重要的概念,也是一个被很多人误读的概念。
BIM作为一个工作结果,是要从设计师或者工程师手中交付到用户手中的,有交付的过程,就得有个交付的要求。
用于不同项目阶段的模型,做得要有多细致?信息要有多充足?双方得在交付之前有个约定,这个约定,就是所谓的LOD等级。
LOD有两种解释,一种是Level of Detail,一种是Level of Development。如果你去查询资料,会有很多人说怎么翻译都行,但其实这两种解释代表了两种非常不同的思想和操作方法。
LOD最早的本源是在3D游戏行业开始的。
1976年,James H.Clark最早提出了LOD理论,他的逻辑是:一些大的模型,几何节点相对也就要多,而相应的数据量也就非常大,在显示的时候,限于CPU、内存和显卡能力有限,就会力不从心。
但游戏最终是显示在屏幕上,一个屏幕再大也是有限的,模型精细到一定程度之后,超过这个精细度,在显示器上显示的效果都是一样的。
也就是说,需要显示的数据量可以根据屏幕的分辨率设定成一个常量。
这种LOD思想的核心,就是在用计算机建造游戏世界的时候,当观察者逐渐远离三维模型时,该模型的细节层级可以逐步降低,观察者并不会觉察到它的视觉质量有什么变化。其采用的基本方法,就是通过减少构建模型的多边形数目,提高计算机渲染的效率。
后来一家叫Vico Software的企业,在建筑业使用并发展了LOD理论,那个时候,LOD还是指Level of Detail,就是外观细节等级的意思。这家公司就是用这种等级的划分,来确定建筑预算要精确到什么程度。
后来,美国建筑师协会AIA颁布了一个E202号文件,在这个文件中,LOD指代BIM模型中各个元件在不同阶段的“完整度”。而这个时候,LOD已经是用英文单词Level of Develop-ment来代替原来的Level of Detail,翻译过来就是:模型发展等级。
这个名字的变更,最重要的意义就是,把BIM模型的图形精细度,扩展到了BIM模型在不同阶段、不同方面信息的精度。
原来的Level of Detail所隐含的意思,就是一个模型的外观细节决定了它的深度,而外观信息只是BIM模型信息中的一部分,甚至有的时候还是不太重要的一部分。
比如,一个工程项目的采购人员,不需要知道一把椅子具体的样子和材质,但是他得知道这把椅子的销售商是谁、它在BIM模型中的ID是多少。
而另外一些人需要知道这把椅子的尺寸,才能方便地安排它和它周边的物体的位置。谁需要知道这把椅子精确的外观呢?只有制作效果图的人才需要。
我们已经知道,BIM可不是建立一个很炫的模型,出几张效果图的事儿。所以,这个LOD也不能仅仅代表模型的外观细节,而应该代表它包含的全部信息。
下面用一张图来说明Level of Development所代表的含义。
这个工字钢柱子的模型,从LOD100到LOD400。
LOD100 用一个立方体代表这里有个柱子。
LOD200 描述了这个柱子的外观尺寸。
LOD300,增加了它的材质。
LOD350,增加了地脚螺栓。
LOD400,增加了螺栓的垫片和下面的基础。(www.xing528.com)
如果我们按照Level of Detail来观察这个变化的话,那从LOD200以后,这个柱子本身的模型精度已经没有更高的提升了,从LOD300增加了材质信息开始,增加的这些信息就不再属于它的模型精度信息了。
Level of Development中的Development,就是指一个BIM模型从初步设计,到施工再到交付运维,不同发展阶段所需要携带的信息。
它和Level of Detail有几个区别:
第一,它代表了不同项目阶段不同的人对BIM模型的不同需求。这些需求不仅包括模型的外观尺寸,还包括很多其他的非几何信息,每一个阶段多出来的信息,都有着非常具体的功能,而不是让模型看起来更逼真。
第二,它不是判断一个模型好坏的标准,而是发展阶段的标准。也就是说,一个健康的BIM模型,一定是从概念设计阶段逐步发展到竣工阶段的,每个阶段都不应该跳过,你不能跳过前几个等级,直接得到高LOD等级的模型。
第三,上一个阶段的BIM模型,必须可以传承到下一个阶段,同时也传承给不同的使用者。这样下一个阶段就可以用前一个阶段的模型继续深化,而不需要推翻重来。
那么,不同LOD等级对应工程项目具体哪一个阶段呢?
截止到本书出版的时候,这方面的第一个国家标准,《建筑工程设计信息模型交付标准》的送审稿已经通过审查,未来国内BIM模型交付的LOD要求,很可能就会按照这个标准来执行。
这个标准参考国外的相关标准,对每个LOD等级所对应的项目阶段做了这样的定义:
LOD100对应勘察和概念化设计阶段,模型可用于:项目可行性研究,项目用地许可等。
LOD200对应方案设计阶段,模型可用于:项目规划评审报批、建筑方案评审报批、设计概算。
LOD300对应深化设计和施工图设计阶段,模型可用于:专项评审报批、节能初步评估、建筑造价估算、建筑工程施工许可、施工准备、施工招标投标计划、施工图招标控制。
LOD400对应虚拟建造、产品预制、采购、验收和交付阶段,这个阶段模型可用于:施工预演、产品选用、集中采购、施工阶段造价控制。
LOD500对应竣工阶段,模型可用于竣工结算,以及作为中心数据库整合到建筑运维系统。
需要指出的是,这个标准中将LOD称作模型精细度,引用的全称是Level of Details,这个引用其实是不合适的。
除了前文所述的原因,还有一个原因就是,它和标准里出现的另外几个概念,非常容易混淆,比如建模几何精细度、信息粒度、建模精细度,而建模精细度的英文名和LOD非常相近,是Level of Model Detail。
在查阅这个标准的时候,你肯定会因为这些概念轮番出现而感到困惑。
如果你已经理解了前面的内容,建议你直接抛开标准中的这些概念,把所有出现模型精细度,也就是LOD的地方,都按照本书讲述的Level of Development,即模型发展程度来理解,就不会出现误会了。你只需要了解标准中对于不同发展阶段的模型,需要包含哪些信息,这些信息中又有哪些是图形精度方面的、哪些是非几何信息就好了。
在标准的第5章,“建筑工程信息模型要求”中,就对每一个LOD阶段模型的要求,做了非常细致的说明。
标准的5.3节提出了不同LOD等级要体现哪些非几何信息,这其中包括了建筑基本信息,属性信息,场地地理信息,围护信息,水、电、暖通系统信息等,每一类分别对应一张表格。
标准的5.4节则是对不同LOD等级模型应该包括哪些物体,以及每种物体的图形精度做了相关要求。每一个LOD等级对应一张表格。
到这里,你不仅搞明白了LOD是什么意思,更进一步地理解了BIM不等同于三维模型这个理念。下一节,再来看几个很基础、很火的概念。
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