1.3 Autodesk Revit技术架构

1.3.1 Revit软件的自身特点

Revit软件现是Autodesk公司旗下，在BIM时代被主推使用的核心软件之一，是一款专业的建筑行业软件。Revit最初分为建筑、结构和机电三大专业软件，同时包含了幕墙、室内装修、景观等多专业模块，自2014版本开始，Autodesk公司将三大专业合体为Revit合集版，将各专业建模功能集成于一款软件之中，可用于建筑的方案规划设计、招标投标、施工建造等多个环节。

在使用Revit软件的过程中，基于软件自动划分的多种模型类别，可以将不同建筑信息添加进三维模型属性当中，从而满足不同模型的深度要求。除此之外，由于BIM的三维模型体系，所以建立起来的模型能够将平立剖等正向视图、三维轴测视图、工程算量及其他数据进行充分协调，从而实现多种模式的使用和共享，例如实现设计、算量、图纸生成、碰撞分析等多种需求。典型应用例如当一个Revit模型创建完毕后，可以利用模型生成相应的平立剖面视图、模型构件信息表，不同的“视图”都可以从不同角度表达模型，当模型有所修改时，各方向视图以及图元的量化信息表均可以直接显示更新。

BIM模型和普通模型的最主要区别在于BIM中的“I”（Information），也就是“信息”，这里面的信息包含有许多种类。除去模型中的各图元类别，还包括模型的几何信息，如长、宽、高，或是物理信息，如密度、荷载，产品参数如风量、冷量等属性信息。这些信息有些是直接依附在模型上，也有通过数据连接，直接与模型进行关联。制作一个BIM模型，首要是根据相应的建模规则把模型建准确，然后根据模型的用途逐步添加相应的信息量，而非简单的制作一个三维模型。

Revit作为典型的BIM软件，能较完整体现BIM制作的三维信息模型的特点。在Revit软件的模型创建和管理过程中，分为元素层、构件层、视图层及图纸层4个层级。这4个层级同时也代表着BIM模型从无到有的4个阶段，也是模型生产过程中的4个操作面。

1.元素层

BIM模型与CAD图形的主要区别在于组建一个BIM模型需要涵盖模型和信息两大要素。

从图元的角度上来说，CAD的图形最小单元是点、线、面、体，通过制图的规则与注释的信息，定义不同的图形组合形成建筑构件对象；比如墙体用双线进行表达，单开门可以用四分之一圆进行表达，单线配合系统缩写绘制给水排水管道等；而BIM模型的最小单元是构件对象，普遍由模型图元构成，每个模型图元对应于实际的构件对象；例如创建窗的模型时，需要由多个模型图元组成，分别代表窗框、窗扇、玻璃嵌板、亮子等。

当然，模型本身并不足以代表建筑构件对象，它仅是构件对象的图形表达。对创建后的模型图元进行定义可以得到不同的构件对象；例如楼板和屋顶在三维图形表达上均为平板图元，但是因为定义上会区分为楼板和屋顶，用来代表不同的构件对象。

从狭义的角度来说，元素是指未被实例化的构件对象，可以被重复使用。它用来代表构件对象的使用规则，规则包含元素被定义的相关参数与信息等内容。

元素未被实例化是指该构件对象还没有被设置具体项目维度的坐标，无法描述出它在模型中所处的具体位置。元素自身不仅包含图形，还包括信息，如上文所述的几何信息和属性信息，这些信息绝大多数是在元素层级定义的。

从广义的角度来讲，元素是整个模型的最根本构成因素。因为所有构件都是由元素通过不同层级构成，元素是组成模型的最小单元。

在Revit当中，元素层的典型代表即是各种族，此外还有模板等内容。

2.构件层

构件是依据元素来创建的实例对象，它同元素之间的典型区别在于构件是在BIM模型当中被实例化的，具有坐标信息；简言之即是通过元素创建并放置在项目某位置的构件对象。构件具有相对明确的信息，它是根据元素中包含的规则所创建的，符合元素中所定义的相关规则。

此外，构件并不仅仅是单一的实例化的构件对象，它可以是一些基础构件的组成，例如一个标准卫生间单元，或一段包含风管、管件、风管附件及风道末端的通风系统等。

3.视图层

模型经由多个构件搭建完毕后，对其进行切割、剖断、展开，或视角定位，从而形成一个布局样式；或者通过对整体模型中的内部构件元素进行信息的提取、抽离、简单计算来生成的一个图表。

与构件层级相对比，视图中的所包含的信息更为丰富，它约定了在该视图下模型的显示方式，以及内部各构件的坐标位置、材质信息等，还有其他注释性质的补充说明信息。

总而言之，视图可以充分表达建筑对象基于某一特定用途的所有图形和信息内容。

4.图纸层

现阶段，模型的最终成果呈现仍旧无法脱离图纸。为符合出图标准，需要在视图的基础上，进行多方设定，如线宽、视图排布、灰度调节、图纸排序，从而形成BIM层级的图纸。编制图纸前应检查BIM视图及相关信息的完整性和准确性。

Revit在前叙的逻辑层次中，首先从元素的创建及选择，构件对象的规则及样式的定义，接着再基于元素创建构件，明确构件的创建规则，具象化构件的属性信息。如此，项目中包含了大量的元素和构件及构件组，通过设置这些构件的角度和显示，形成平立剖面图和三维视图，随后在视图上添加注释信息以及一些二维图元，加载在带有图框的图纸上，形成最终的交付图纸。

这一逻辑不仅体现在Revit中，也体现在很多其他BIM软件中。依照这一逻辑，可以触类旁通地理解其他BIM软件。

如图1-6所示，创建构件最根本的是基于元素所建立的。在Revit中为保证项目的完整性，元素的主要功能除了为构件创建提供基础以外，还包括其他的内容。所以Revit中的元素层级也可以再被细分为四个方面，包含模型元素、视图元素、数据元素以及视图详情元素。

模型元素是指在Revit中表达客观构件对象的元素，例如门窗、墙柱、设备等。在项目实际建造过程中，模型元素会真实地还原到建设过程中去。这部分的元素最主要特点是真实性，对于这部分元素，其信息是依附在模型当中的；在元素的编辑过程中，不仅可以编辑其图形表现属性，也可以编辑它的信息属性。

视图元素，是指视图的创建规则。在构件形成某个特定的视角时，视图元素定义了视角的范围、方向和显示模式，例如平面视图、立面视图、轴测视图、剖面视图、渲染3D视图等。此外还包括了在表格视图中，针对表格形式提取对象信息范围以及表格的最终成形样态。

数据元素，是指模型中必要的数据信息。这些信息会贯穿在整个模型中，但在实际建造过程中并不客观地体现出来，比如楼层层高、轴网、项目详情、项目业主等；这些信息依附的对象并不是具体的构件对象，而是项目整体。

视图详情元素，是指为了满足图纸出版的表达要求，而添加的图形对象，包括标注、文字、填充、线型、符号、标记、详图线、遮罩等。这部分元素的信息普遍来源于其注释的对象，通过提取对应模型元素、视图元素、数据元素来表现相应的详情信息。

1.3.2 围绕Revit的软件体系

一直以来，BIM倡导全生命周期应用。在项目的全生命周期中，所涉及的应用众多，而这些应用目前是没有可能在一款软件上独立全面完成的，需要其他软件的配合；而其他软件是否能够实现配合，主要取决于软件之间是否存在相应的文件接口。接口分为两个部分，输入及输出。输入是指其他软件的生成文件或信息是否可以被Revit所接收，而输出是指经由Revit生成的文件或信息，可以被其他软件所接收。

在输入层级，Revit支持的导入格式包括DWG/DWF/DGN/SKP/SAT/ADSK/IFC，而在输出的层级，Revit支持的格式涵盖DWG/DXF/DGN/SAT/DWF/DWFx/ADSK/FBX/gbXML/ IFC/DSN/JPG/AVI/EXCEL，如果有合适的插件配合，还可以支持更多的格式。

在文件被输入的过程中，Revit接收的文件格式的形式并不完全相同；接收程度的主要区别在于在Revit的操作环境下，被导入的文件的编辑模式是可视化编辑还是可再编辑，前者主要是指被导入文件在Revit中仅可以执行可视化操作，无法进一步编辑，而后者则是不仅仅满足可视化编辑，还可以基于Revit的模型修改和分析功能进行再次编辑。

在输出文件的过程中，对其他软件的支持形式也分为两种情况：一种是直接可以读取Revit所生成的模型文件；一种是可以读取Revit的导出格式文件，至于被导出文件在其他软件中的编辑能力，主要取决于导出格式本身所包含的信息以及软件对指定格式的编辑能力。

根据以上区分可以发现，输入层级满足所有模型文件格式可视化编辑，而对输出层级，能够支持Revit制作的原生文件格式的软件，是与Revit关联度最为紧密的软件，这种紧密关联可以最大程度地继承Revit的模型信息，同时也可使用该软件的相关功能进行继续编辑；另一种类型软件是可以通过某一格式与Revit进行关联，实现数据交互的软件，其数量是庞大的，甚至某些特定的软件，虽不能直接与Revit导出的文件格式相关联，但可以通过一个与Revit相关联的其他软件进行数据转换或格式转换，从而间接地与Revit相关联，这些软件又可称之为与Revit有关联的软件。

针对那些与Revit关联紧密的软件，称之为围绕Revit的软件体系。同理，这一关系逻辑同样适用于其他BIM软件。软件的常态是不断的创新和发展，而围绕Revit的软件体系，也是不断变化和发展的。

基于Revit软件，其对应的软件体系如图1-7所示。

Dynamo是一款基于Revit的可视参数化插件，类似于Grasshopper，通过模块化的简单编程方式，可以完成数据抽取、计算、建模和分析等应用。

Formit 360是一款建模软件，建模并不基于构件对象，与SkechUp相似，比较普遍应用于概念设计阶段，也可以用来辅助制作族，增加BIM技术在建筑工程行业的使用率，真正做到方案模型与BIM基础平台的无缝链接和实时协同。

Insight 360是一款建筑能源与环境绩效软件，替代原有工作流程中的Ecotect，能自动分析模型创建和性能信息，直接在建模环境下的可视化生成洞察，用于整个建筑能源，加热、冷却、采光、太阳辐射模拟。

Advance Steel 是一款结构专业钢结构详细设计的软件，适合设计钢结构的细部，可自动生成图纸、BOM（材料表）和NC（数控机床）文件。

Fabrication Suites是一款面向机械、电气和给水排水设计师和绘图师的软件，主要提供绘图、制造和制作工作流程等功能的软件。

Project Expo是一款以建筑为重点的沉浸式3D体验的展示软件，与Stingray不同的是不需要游戏创作环境，牺牲某些游戏制作的配置。

Stingray 是一款3D游戏引擎和实时渲染软件，游戏创作环境，作为交互式实时图像应用程序的核心组件，是一些游戏所需的工具，可以应用在建筑效果展示、动画，也只有此应用场景，可以跟3dsmax直接链接和实时渲染，可配合VR。

React Structures是一款结构分析软件，直观的3D分析建模器，能在同一平台上反映不同的结构、钢结构、钢筋混凝土或木材，且能和Dynamo相互集成。

Robot structure Analysis是一款结构分析软件，目前在桥梁、体育场、海上结构和一些有较高要求的建筑项目中应用广泛。

Navisworks 是一款BIM碰撞检测应用和4D应用软件，可以有效地实现轻量化模型展示，在BIM实施中，常与Revit配合使用。

3dsMax 是一款图像与视频渲染专用软件，有比较好的影像渲染效果。

在围绕Revit的软件体系中，除了本地资源性软件（计算性能主要依靠本地计算机），还有一些云系列软件（计算性能主要依靠云技术），它们除了进行文件存储以外，可以通过云技术对模型进行计算和处理，例如通过云技术进行模型渲染、仿真、复杂的分析计算等。这些产品包括Autodesk 360、BIM 360 和Infranworks 360等。

1.3.3 项目层级上Revit软件的协同应用技巧

Revit软件除了提供模型搭建的便利，以及利用Revit的软件体系可以达到多软件、多专业、多层级的协同办公以外，软件自身携带的协同工作方式，也是一种推进多专业协作的工作方式和技巧。

众所周知，完成一套建筑模型，所包含的内容囊括建筑、结构、水暖电、室内、景观、场地等多专业的共同作业。在以往的工作模式中大都采用多专业分工机制，不同的专业各自负责各自的工种，定期进行作业核查，这样的作业模式虽然有效，但却因为缺少协同而容易导致施工过程中出现种种不协调的问题。

Revit软件自身提供了两种协作模式——模型链接以及模型工作集的操作模式，如图1-8所示。前者主要用于各专业工程师完成模型设计、搭建的工作后，通过互相链接各专业的模型，定期定点地更新模型链接，即可查看设计工作中出现的各种模型问题；后者为模型工作集方式，该种方式将整体模型进行类别划分，随后按照分工类别完成模型，分工类别可以按照模型构件类别、各专业工程师自己的专业范畴、模型整体的楼层或者地块等方式进行更加细致的划分。

如图1-8所示，利用Revit协作选项卡下的“复制/监视”以及“协调/审阅”功能，可以监视多个模型之间存在复制关系的模型构件，例如当机电专业复制了建筑专业的标高参数，如果机电专业在建模过程中不小心移动了标高，则Revit会提醒建模人员该操作是否被接受，也会提示建筑专业的操作人员是否接受机电专业的操作人员的修改意见，从而减少多专业人员由于缺少沟通而产生的模型错误。

善于利用Revit软件协同工作方式，并利用Revit软件体系中的其他软件，如利用Civil3D的场地构建，利用Navisworks等进行模型整合、碰撞检测、4D模拟等，可以有效地提升工作效率，完善模型深度。