宋全记

摘 要：本文通过BIM建模教学内容的课程设计，介绍了Revit族的具体应用，并融入了photoshop和python解决倾斜摄影贴图问题，实现了BIM建模课堂的项目融合教学。

关键词：BIM建模；Revit教学；倾斜摄影

中图分类号：G4     文献标识码：A      doi：10.19311/j.cnki.16723198.2023.05.091

1 设计背景

目前，许多高校开设了BIM相关课程。这一类课程有很强的操作性、综合性较强，学生不容易掌握。针对这一问题，我们采用把项目融入课程实训中，即要求学生在实训时完成一个接近企业的实际项目，加深学生对本门课程知识的掌握，同时增强学生对相关课程知识的理解。

2 项目概述

本项目基于微软公司2019年9月推出的混合现实硬件HoloLens2开发一个MR+GIS智慧园区管理模型：通过无人机航测采集园区3D模型等加载到微软HoloLens2可穿戴设备软件中，通过HoloLens2捕获当前视频图像进行精确定位，同时将当前HoloLens2摄影数据与空间数据库匹配，并对应其视角下的“3D虚拟场景”地物进行逐一模式识别，对识别后地物信息混合呈现在“真实场景”。

3 课程设计

3.1 任务分解

我们拆分整个项目后，发现建模部分的内容可以融合到BIM课程中，所以在这里我们给學生提供园区的测量图像和对应的3d模型。由于现阶段基于测量图像自动生成的3d模型存在碎片，所以要对3d模型做进一步优化。

3.2 标高、轴网和墙体的创建

教材中Revit标高、轴网的创建都是基于Autocad绘制的图形，在本例中由于课时的限制和精度的要求，我们直接在底部视图和立面视图中插入参考图片来绘制标高和轴网，并进一步完成墙体的创建。

3.3 窗体族的创建

族的创建是Revit的重点也是难点，在课程的实训过程中要加强学生对Revit基础绘制工具的掌握。

（1）在外部视图中用tab键选择洞口，并锁定洞口的四条边。

（2）用矩形拉伸工具创建外窗框，为了增强窗体族通用性，我们创建参考平面并设置族参数，并赋予合适的窗框材质。

（3）切换至左侧或右侧视图中，用同样的方法创建参考平面并设置族参数，使其能够自适应外墙的厚度。

（4）用同样的方法，重复步骤2和步骤3，创建内窗框和玻璃，设置参考平面、配置族参数，并分别赋予对应的材质。

由于Revit不是专门的建模软件，对于外观复杂的窗框，通过3dmax、犀牛、blender等工具会更方便快捷，这里我们可以引导学生应用其他软件建模，我们以blender为例说明创建过程：

（1）在正面视图中导入参考图片，用平面添加工具创建外边框，并删除内部多余部分。

（2）通过多边形边挤出工具，根据参考图片生成对应的内边框，同时需要注意布线要准确、整齐。

（3）切换视图并通过多边形面挤出工具，生成对应的立体窗框，并根据需要调整倒角使相应部分光滑。

（4）在内窗框部分创建玻璃，由于模型需要导出到Revit里，所以这里不用赋予材质。

需要注意的是，在blender导入Revit的过程中，需要将窗框和玻璃分开导入，这样才能分别赋予不同的材质，否则Revit会默认是同一类型物体。

3.4 模型其他部分的创建

限于篇幅其他部分的内容可以根据课时调整，模型创建好以后，如果要更好的渲染效果，可以导出到其他3d软件里。在本项目中，部分材质的渲染可以直接选择拍摄的图片，但是航拍时倾斜摄影的数据需要调整才能应用到贴图中。为了解决摄影数据的问题，学生想到了应用photoshop，photoshop处理的一般过程如下：

（1）导入图像后复制背景图层，通过裁剪工具选择需要变形的部分。

（2）通过透视、自由变形、网格变形、液压等工具将变形的部分还原为正视图。

（3）通过复制、仿制图章等工具继续处理图像中需要修改的图像信息。

（4）在blender软件3d视图中，进一步查找错误的部分，并重复步骤（2）和步骤（3）加以修正。

同时为了提高学生编程解决实际问题，我们引导学生使用所学的python进行图像处理。限于对学生数学知识的要求，这里我们采用较简单的三角形变换算法，下面列出一般处理过程：（1）根据图像特征和图像信息，将变换前后的图片分割成多个三角形。

（2）由于变换前后三角形是相似的，所以根据位置信息可以找到对应的初始值。

（3）变换后图像的颜色信息可以从变换前图像的对应三角形的颜色信息获得。

（4）如果需要更准确的结果，可以进一步通过线性插值算法提升转换效果。

4 总结与思考

相比于本科教育，职业教育的时间短，而且偏向于应用，现有的教材和教学或者倾向于理论研究，或者倾向于某一领域应用。理论研究不符合职业院校学生毕业后的工作内容，领域应用的更新换代又很快，我们希望通过项目融合在两者之间寻找合适的切入点，使教学更能符合职业院校毕业后的工作要求。

参考文献

[1 ]杨梅兰.《土木工程CAD》微课程教学模式应用研究 [J ].产业与科技论坛，2021，（10）.

[2 ]吕建祥.CAD在土木工程领域中的发展和应用 [J ].中小企业管理与科技（上旬刊），2018，（10）.

[3 ]刘家友，王以功.案例教学方法在《土木工程CAD》教学中的应用 [J ].现代计算机（专业版），2014，（34）.

[4 ]朱亚红，王璐.土木工程专业CAD课程的教学改革研究 [J ].四川职业技术学院学报，2015，（04）.

[5 ]王强.土木工程CAD实例法教学模式改革 [J ].教育教学论坛，2017，（01）.

[6 ]刘家友，王以功.“土木工程CAD”教学改革与实践 [J ].计算机时代，2015，（05）.

[7 ]朱亚红，张成兴.转型背景下土木工程CAD课程教学的改革探讨 [J ].湖南工业职业技术学院学报，2015，（04）.

[8 ]陈晓霞.土木工程制图CAI探索 [J ].山西建筑，2009，（32）.