BIM建筑信息模型（Building Information Modeling）作為一種建筑工程行業(yè)大力推廣的信息化技術(shù)，在國內(nèi)應用越來越廣泛。

當實時云渲染助力BIM，又會誕生什么樣的行業(yè)新應用呢？本期直播我們邀請到BIM技術(shù)專家劉勇老師，為我們介紹BIM+實時云渲染技術(shù)在工程管理中的平臺研發(fā)與應用。

1?嘉賓介紹

劉勇

BIM領(lǐng)域技術(shù)專家

劉勇老師現(xiàn)任萬間科技總經(jīng)理、BIM技術(shù)負責人。本科畢業(yè)于華中科技大學，土木工程專業(yè)，研究生畢業(yè)于天津大學，管理科學與工程專業(yè)（BIM）。

從事BIM軟件、BIM云計算引擎、BIMVR技術(shù)與產(chǎn)品研發(fā)，首提BIMVR、BIMAR技術(shù)理念，有7年建筑工程BIM產(chǎn)品研發(fā)經(jīng)驗。

2?主題介紹

▎分享主題

BIM+實時云渲染技術(shù)在建筑工程中的平臺研發(fā)與應用

▎內(nèi)容

• BIM技術(shù)及引擎平臺簡介

• GPU虛擬化及實時云渲染技術(shù)介紹

• 實時云渲染+BIM平臺技術(shù)架構(gòu)

• 實時云渲染+BIM平臺產(chǎn)品研發(fā)

• 產(chǎn)品落地應用案例分享

• 技術(shù)發(fā)展趨勢與前景

▎主題簡介

BIM是建筑工程行業(yè)大力推廣的信息化技術(shù)，在國內(nèi)應用越來越廣泛。但目前絕大部分BIM平臺都是輕量化的WebGL瀏覽器引擎平臺，效果和性能均無法滿足行業(yè)需求。而隨著GPU虛擬化技術(shù)的成熟，基于BIM+實時云渲染的BIM管理平臺架構(gòu)模式在技術(shù)和成本上逐漸可行可控，開始在建筑工程領(lǐng)域落地應用。本次分享主要介紹基于BIM+實時云渲染技術(shù)的BIM管理施工管理、運維管理平臺的技術(shù)架構(gòu)與落地應用模式。

3?嘉賓專訪

1、是什么契機讓您進入BIM技術(shù)領(lǐng)域？

我本科是華科的土木工程專業(yè)。在本科快畢業(yè)時，當時是進入了一家央企建筑施工企業(yè)，做施工現(xiàn)場管理工作。學校的理論東西，其實在工地上基本用不上，工程管理還是依靠傳統(tǒng)的面對面溝通交底的方式來執(zhí)行的，簽字審批都是紙質(zhì)文檔。

當時感慨萬千，覺得其他行業(yè)都已經(jīng)全面擁抱互聯(lián)網(wǎng)信息化了，而建筑業(yè)實際上還是按如此粗放式、低效率的管理溝通方式來運轉(zhuǎn)的，就想要做點事情，做些改變。但是直接創(chuàng)業(yè)也沒有太明確的方向，所以后面又去考了天大的工程管理的研究生，主要方向就選擇了BIM信息化。

在天大期間，算是系統(tǒng)性的學習了BIM方面的理論知識，以及圖形引擎、互聯(lián)網(wǎng)方面的技術(shù)工具與知識。掌握了這些理論與工具，其實就想著如何結(jié)合自己的專業(yè)背景，來做些不一樣的事情，就注冊成立了萬間。當時是從BIM項目咨詢服務開始，逐漸進入BIM行業(yè)；后面再從項目咨詢過渡，走向BIM產(chǎn)品研發(fā)。公司名字取自杜甫詩“安得廣廈千萬間”，是希望通過新的信息化技術(shù)手段，去改變建筑業(yè)，實現(xiàn)這全行業(yè)人的理想。

2、可以介紹一下貴司研發(fā)的建筑工程BIM產(chǎn)品嗎？BIM產(chǎn)品研發(fā)過程中，有遇到什么挑戰(zhàn)嗎，您是怎么解決的呢？

提到BIM產(chǎn)品研發(fā)，就要說到UE4引擎了。萬間是在2015年了解到UE4，那時候UE4剛好開始開源并免費。使用過大量的工程行業(yè)BIM軟件之后，一接觸UE4，我們便預見到UE4在建筑工程行業(yè)的廣泛應用前景，從此開啟了BIM與UE4結(jié)合的應用探索之路。

萬間在BIM團隊的基礎上，又組建了UE4開發(fā)團隊，開始探索如何發(fā)揮UE4引擎的高質(zhì)量圖像渲染性能。剛開始，UE4僅僅是用來做BIM模型的可視化場景展示。將BIM模型（Revit、Tekla、ArchiCAD等）導出FBX文件，然后導入UE4引擎進行模型渲染，添加常規(guī)的漫游交互及動畫藍圖，輸出可執(zhí)行展示文件及BIM動畫視頻，輔助項目溝通。

UE4建筑施工場景截圖

具體產(chǎn)品蠻多的，涉及BIMVR、BIMAR以及BIM平臺等各個方面，下圖有介紹。其他不講，就講一下近兩年在做的一個平臺產(chǎn)品OurBIM吧。

萬間的BIM產(chǎn)品矩陣

OurBIM不算是一個完整的、獨立的端產(chǎn)品，我們其實更希望把它做成一個通用的，可以對外提供BIM數(shù)據(jù)服務的SaaS平臺。而做BIM平臺是非常有難度的，涉及到BIM數(shù)據(jù)流的打通，BIM圖形引擎，以及滿足各類建筑工程業(yè)務應用的功能服務。

這些是跨度非常大的技術(shù)領(lǐng)域，每個領(lǐng)域有獨有的產(chǎn)品模式、開發(fā)語言以及行業(yè)規(guī)則。這種跨界，除了技能，更有思想認知上的跨界。比如，要讓一個游戲引擎的研發(fā)工程師了解BIM，了解工程行業(yè)，拋開技術(shù)融合難題，愿意進來長期發(fā)展，這本身就面臨很大的認知障礙。這也造成人員招聘會非常難，因為需要有跨界認知和跨界技能儲備的人才，而這類人才是非常稀缺的。

所以我們的平臺產(chǎn)品開發(fā)可以說是非常艱難的，不過也不是都無法解決。技術(shù)人才問題就是靠招聘嘛，在很多UE4引擎的QQ技術(shù)群里，都會發(fā)現(xiàn)萬間的招聘貼。對于產(chǎn)品崗位，其實更加稀缺，國內(nèi)做這一塊的本身就非常少，有經(jīng)驗的就更少了，招聘也不起作用，所以我們更多是內(nèi)部培養(yǎng)，讓其在項目中學習歷練，然后負責起一個個產(chǎn)品或產(chǎn)品模塊來。

經(jīng)歷過5年多的發(fā)展，雖然緩慢，沒有實現(xiàn)黑馬式的爆發(fā)式增長，不過我們走的還算穩(wěn)重。我們希望每個人都有跑馬拉松的心態(tài)來做研發(fā)，而不是大起大落，這會導致一蹶不振，甚至飲鴆止渴。不過我們每年都有升級，包括團隊人員方面的，產(chǎn)品技術(shù)方面的，也包括公司經(jīng)營收益方面。

3、您首提了BIM-VR、BIM-AR技術(shù)理念，可以介紹一下BIM-VR、BIM-AR研發(fā)初衷和應用現(xiàn)狀嗎？

在2015，國內(nèi)剛剛開始第一波的VR熱，主要是游戲以及地產(chǎn)領(lǐng)域，而BIM在那時已經(jīng)發(fā)展了有六七年了。但是BIM的主要應用依舊是可視化，還沒有太深入的有價值應用出來。

做VR的往往都自詡高大上，看不上工程行業(yè)，又土又木，周期長，形象差，拖款賴賬是家常便飯。而我們基于UE4引擎做了一些BIM可視化的延伸應用，市場反饋非常好，可以說是讓外界看來“又土又木”土木工程人，體驗到了真正的BIM。因為以前的BIM都是平面3D，建筑空間合理性還不太直觀。

我們從那時就認識到BIM和VR/AR本身就是一對孿生體，BIM的核心是信息和數(shù)據(jù)，VR/AR更多的是可視化的視角表達，所以我們就提出了BIM與VR/AR應該是一體的一個概念，就叫BIMVR、BIMAR。

當然實際上做可視化的VR是沒有什么技術(shù)門檻的，更多是一種技術(shù)服務。而工程行業(yè)其實有大量各種各樣的VR需求，我們便基于此開發(fā)了覆蓋工程各個階段的各類BIMVR產(chǎn)品。比如針對工人施工安全教育培訓的SafetyVR、施工工藝技能培訓的SimVR、項目管理流程培訓的PMVR、運維仿真應用ComVR以及工程BIMVR教學實訓平臺BIMVR Lab。我們非常熟悉建筑工程這個行業(yè)，在2016-2017年，這一個系列的產(chǎn)品推出來，基本上行業(yè)內(nèi)就獨萬間一家了。我們后續(xù)還出了AR結(jié)合BIM的施工現(xiàn)場應用APP產(chǎn)品Mr.BIM。這一系列產(chǎn)品，對外我們都稱之為BIMVR、BIMAR產(chǎn)品。

?BIMVR產(chǎn)品logo（SafetyVR、SimVR、PMVR、BIMVR Lab）

4、您認為，實時云渲染在BIM領(lǐng)域的應用優(yōu)勢和前景如何？

BIM+實時云渲染是我這次線上直播分享的主題，也是對萬間在BIM云平臺產(chǎn)品研發(fā)上的一點介紹和經(jīng)驗分享。希望大家多多捧場。

總體來說，我們是非?？春脤崟r云渲染在BIM領(lǐng)域的應用前景的。甚至可以說是把公司大部分的技術(shù)研發(fā)方向，都押在這個技術(shù)上。

這兩個技術(shù)的結(jié)合，目前是落地在萬間的BIM云平臺產(chǎn)品中的。在建筑工程行業(yè)，最近幾年其實已經(jīng)興起了不少BIM平臺了。什么是BIM平臺呢？通俗的講，就是不依賴專業(yè)BIM軟件來看看模型管理模型，而是把各家軟件生產(chǎn)的BIM模型，都放在云服務端，直接通過網(wǎng)頁來實時查看和管理，并做數(shù)據(jù)和業(yè)務交互，滿足應用需求。

但是目前市面上主流的BIM平臺產(chǎn)品，基本都是清一色的WebGL輕量化網(wǎng)頁渲染產(chǎn)品。WebGL其實也沒幾年的成長歷史，應該說也非常年輕。它是依靠瀏覽器本身的WebGL渲染模塊，來對加載到瀏覽器緩存中的BIM幾何數(shù)據(jù)文件進行實時渲染。這種渲染的模型體量是非常小的，在幾十KB到幾十MB的范圍，且效果非常差，僅僅是幾何和基本材質(zhì)的渲染，更復雜的基本上就帶不起來了。再者數(shù)據(jù)是以本地緩存形式存在，安全性也是問題。

而BIM應用恰恰就面臨這幾個問題。首先是文件大小，一般的BIM模型輕者幾百MB，大的更是十幾個GB。如此體量的模型一般是依靠工作站來加載的，對網(wǎng)頁來說不在一個數(shù)量級上。

為了讓瀏覽器能夠加載大模型，各家就發(fā)明了模型輕量化的算法，可以對模型數(shù)據(jù)做分離，對幾何信息做刪減，給前端傳遞經(jīng)過輕量化后的數(shù)據(jù)，這樣就可以勉強渲染出來了。而這其實背離了BIM的本質(zhì)目標，把數(shù)據(jù)都刪減了剝離了，這個BIM還是BIM嗎？所以這是典型的削足適履，面臨天然的應用天花板。

這個時候其實我們就會想，要想不削足適履，讓瀏覽器具備大型工作站、服務器的能力，還要保障數(shù)據(jù)的實時渲染效果以及安全性，有沒有可能呢？Bingo，采用云渲染哈！

云渲染顧名思義，就是把BIM模型的渲染工作交給服務器，客戶端僅僅拿到的是實時視頻流和指令流。在沒有實時云渲染之前，這是不可能的；如果實時云渲染成本太高，可能也會有應用障礙。不過云計算技術(shù)發(fā)展是非常迅猛的，在我看來，目前已經(jīng)具備了廣泛的可用性，未來隨著云計算基礎設施的進一步完善，這個綜合成本還會比傳統(tǒng)模式的成本更低。

技術(shù)優(yōu)劣勢對比

這里面有幾個技術(shù)關(guān)鍵點，一個是云計算的GPU服務器成本，原來一張NVIDIA顯卡最多支持兩個用戶端的BIM模型渲染訪問需求。但是目前GPU虛擬化技術(shù)已經(jīng)越來越成熟了，行業(yè)內(nèi)甚至還有企業(yè)研發(fā)了圖形渲染與視頻編解碼分離的算法，解決了硬件限制的問題。

其實這一塊解決的最好的是游戲廠家，2019年被稱為云游戲發(fā)展的“元年”，谷歌、騰訊云、華為云、阿里云、網(wǎng)易游戲、金山游戲等等，甚至中國電信、聯(lián)通、移動，都發(fā)布了自家的云游戲平臺，一個月幾十塊錢的包月費用，就可以暢玩3A級游戲大作。GPU服務器成本問題已經(jīng)被各大廠家通過技術(shù)手段逐漸解決，而建筑行業(yè)很多人基本不知道。

其次是網(wǎng)絡帶寬與時延問題。目前國內(nèi)大力推進的新基建，其中5G網(wǎng)絡、超寬帶光纖網(wǎng)絡建設內(nèi)容，就是解決這個問題的。還包括大數(shù)據(jù)中心在各個省市不斷落地。很快，不管是用于BIM領(lǐng)域，還是游戲領(lǐng)域，基于實時云渲染技術(shù)的應用，網(wǎng)絡延時和帶寬成本也不再是問題。最近華為云發(fā)布了鯤鵬云手機、阿里云發(fā)布了無影云電腦，可窺一斑。

目前萬間的BIM平臺實測，基本上4G網(wǎng)絡帶寬就可以滿足超大規(guī)模BIM模型的1080P分辨率的實時網(wǎng)頁交互體驗。5G和超寬帶光纖網(wǎng)絡，更多是服務于對帶寬和時延要求更嚴格的領(lǐng)域，比如云VR、云AR以及自動駕駛等。

可以說基于實時云渲染的BIM產(chǎn)品，在應用推廣上也會更加順暢。且不說技術(shù)所帶來的產(chǎn)品功能優(yōu)勢了，降低了客戶端對硬件設備配置的要求，用戶只需要一個輕量化終端設備，就可以做傳統(tǒng)所做不了的BIM管理工作?？梢詷O大的降低用戶端設備的采購成本，擴大潛在的用戶接入數(shù)量。建筑工程行業(yè)的企業(yè)都會算賬，這個成本節(jié)約是非常直觀的。

多端多并發(fā)訪問

萬間目前的OurBIM云渲染引擎及PaaS平臺，就是依靠實時云渲染技術(shù)來實現(xiàn)的。目前正在開發(fā)落地的產(chǎn)品有針對工程施工管理的OurBIM施工協(xié)同管理平臺和針對建筑工程運維領(lǐng)域的FBIM運維協(xié)同平臺。

隨著技術(shù)不斷發(fā)展，我們將把其他的PC客戶端BIM產(chǎn)品、移動端APP產(chǎn)品、BIMVR和BIMAR產(chǎn)品，都逐漸實現(xiàn)云化。

5、如果想從事BIM技術(shù)研發(fā)行業(yè)，需要具備什么技能，以及如何提升？

我對想從事BIM技術(shù)研發(fā)的人的建議就一個詞：跨界。

我們行業(yè)內(nèi)，BIM技術(shù)研發(fā)這個領(lǐng)域目前有很多的分支。目前核心的還是傳統(tǒng)造價算量軟件的開發(fā)企業(yè)，接下來一些開發(fā)BIM工具插件的企業(yè)，然后就是萬間這一類，做獨立BIM產(chǎn)品和平臺研發(fā)的企業(yè)了。

應該說還處在發(fā)展的早期階段，大家都還有機會。同時，這又是一個非常龐大的行業(yè)，建筑業(yè)的產(chǎn)值可是占了GDP的四分之一啊。在這里面的建筑信息化部分，目前可以說是原始階段，還有無限的成長空間。別看不上行業(yè)的“又土又木”，建筑業(yè)的BIM信息化依舊可以非常高大上，還能解決實際問題。

另一方面，這個行業(yè)的天然壁壘也造成了不是哪個互聯(lián)網(wǎng)巨頭隨隨便便進來就可以顛覆的。需要沉下心來慢慢深耕，逐漸積累，不斷試錯，也等待著行業(yè)內(nèi)的從業(yè)人員逐漸轉(zhuǎn)型接納。這需要一個比較長的過程。

所以我覺得對于想從事這個領(lǐng)域的人來說，技能可能是其次的，認知的轉(zhuǎn)變或升級可能更加重要。

在具備這個行業(yè)認知之后，再就是逐漸升級技能了。這個行業(yè)需要跨界的人才，敢于跨界是突破認知障礙，能夠跨界還需要努力學習。出身建筑工程行業(yè)的，去學習互聯(lián)網(wǎng)、軟件行業(yè)的東西；出身互聯(lián)網(wǎng)、軟件行業(yè)的人，去了解建筑行業(yè)，了解BIM與建筑信息化。

只要兩撥人建立對稱的認知格局，對等的溝通能力，接下來就可以形成團隊，做出一些既好看又好用的BIM產(chǎn)品來了。

如果也跟萬間一樣，不只是說找個固定行業(yè)，謀個固定工作，而是有堅定的方向和理想，想要用技術(shù)去改變落后的建筑業(yè)，提高行業(yè)生產(chǎn)效率，提高信息化和工業(yè)化水平，那我們非常歡迎你加入萬間，跟我們一道，去努力奮斗，做出改變。