建築資訊模型維管階段家具物件資料處理研究

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姓名

林芷璿(Chih-Hsuan Lin) 查詢紙本館藏

畢業系所

土木工程學系

論文名稱

建築資訊模型維管階段家具物件資料處理研究
(Furniture Data Processing of Building Information Modeling Usage for the Facility Management and Maintenance Phase)

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摘要(中)

現代科技日新月異，人們在家居設計中越來越講究，但進行家居室內空間設計時常會面臨困擾，花費大量的時間思考如何擺設家具物件，家具物件與空間大小是否合適或家具間相互位置是否恰當，研究顯示，人類視覺自然成像3D的效果大於2D成像，少數人會繪製2D設計藍圖，但對於多數人繪製設計圖較為困難，一般使用者時常會委託專業人員進行設計，而專業的人員使用各類型的專業軟體進行設計，繪製建築模型有建築相關軟體，電腦動畫有其相關軟體，雖使用3D建模工具可提升設計速度，也可以減少錯誤，建築物在建築軟體中設計後建造的過程中並不會將家具物件放入建築物中，在建築物設計完成蓋好後，在建築物的維管階段才會放入家具，故不會在建築軟體及繪製家具物件的電腦動畫軟體中進行家具物件的編輯，目前亦無針對家具在維管階段與BIM如何整合的研究。
模型檔案在軟體之間轉換有其相容問題，模型資訊可能在轉換過程中有遺失，多數的3D建模軟體較常使用FBX(FilmBoX)格式來進行模型檔案的轉換， FBX格式為商業開發格式，雖在商業界使用率高，但模型檔案文件的解析及修改不易，本研究使用通過ISO標準的COLLADA(COLLAborative Design Activity )格式取代FBX格式進行模型資訊處理，透過對COLLADA進行檔案格式規範的研究，解析其對於3D模型的資訊處理，最後將由各自不同專業軟體導出的模型文件匯入至遊戲引擎進行呈現，在遊戲引擎中，使用者可以進行家具物件在建築中的維護管理，在系統中進行模擬家具的購入、汰換、移動、旋轉，以提升互動性，將來自不同專業軟體的模型整合以提升建築及物件的擬真度。

摘要(英)

In today’s life, people are often faced with many challenges when designing their home. Professional staff usually use various types of professional software to do designing, but the software belongs to their own professional field. There are architectural software to draw building models. Also there are computer animation software. Using 3D modeling can improve speed of the design process and eliminates errors. However, furniture won’t be placed before the building has been built. When the building has been built, the furniture will be placed for the facility management and maintenance phase. So, the furniture assets won’t be edit in the architectural software or computer animation software. There are no research for the combination of the furniture and BIM for or the facility management and maintenance phase.
When transferring the 3D model between different software, the model data may lost. Most 3D software chose FBX(FilmBoX) format to transfer their model files. FBX format were usually be used in 3D model field, but FBX format were developed as a commercial format. Also, the FBX format can’t be read and analyze easily. The study used COLDADA (COLLAborative Design Activity) format to replace the FBX format. COLLADA format had passed the ISO Certification. With the analysis of how COLLADA format do data processing, the study presents an interactive home design application in 3D game engine. In 3D game engine, user can do furniture facility management and maintenance in building. User can simulate purchase, replace, move, and rotate furniture in the system.

關鍵字(中)

★ 建築資訊模型
★ 家具
★ 維管階段
★ COLLADA

關鍵字(英)

★ Building information modeling
★ furniture
★ facility management and maintenance phase
★ COLLADA

論文目次

摘要 ii
Abstract iii
目錄 iv
圖目錄 vii
表目錄 x
第一章緒論 1
1.1 研究背景與動機 1
1.2 研究問題與目的 2
1.3 研究範圍與限制 3
1.4 研究流程 4
1.5 論文架構 5
第二章文獻回顧 6
2.1 前言 6
2.2 FBX格式 7
2.3 電腦繪圖所使用之軟硬體 9
2.3.1 繪圖用顯示卡 9
2.3.2 Revit 11
2.3.3 3ds Max 11
2.4 遊戲引擎 12
2.4.1 Unity 12
2.4.2 CryENGINE 12
2.5 建築資訊模型彩現至遊戲引擎 14
2.5.1 建築資訊模型導入遊戲引擎 14
2.5.2 建築資訊模型經由動畫軟體轉換 16
2.6 IKEA Planning tools 17
第三章家具物件與BIM資料整合 23
3.1 前言 23
3.2 COLLADA 24
3.3 COLLADA檔案格式規範 25
3.3.1 COLLADA材質 25
3.3.2 COLLADA色彩 26
3.3.3 COLLADA幾合資料 28
3.3.4 COLLADA座標成像-立方體 30
3.3.5 COLLADA座標成像-金字塔型 32
3.3.6 COLLADA座標成像-柱體 34
3.3.7 COLLADA座標成像-多面體 37
3.4 3ds Max比例尺轉換 40
3.5 COLLADA及FBX之比較 41
3.5.1 單一物件家具模型導入遊戲引擎 41
3.5.2 多物件家具模型導入遊戲引擎 44
第四章家居設計應用於遊戲引擎 46
4.1 家具物件在遊戲引擎應用 46
4.1.1 物件新增 46
4.1.2 物件刪除 47
4.1.3 物件移動 48
4.1.4 物件旋轉 49
4.2 三維座標之繞軸旋轉 50
4.2.1 物件繞X軸向旋轉 51
4.2.2 物件繞Y軸向旋轉 55
4.3 建築資訊模型及家具物件綜合應用 58
第五章結論與建議 63
5.1 結論 63
5.2 建議 64
5.3 貢獻 65
參考文獻 66
附錄A：立方體模型COLLADA程式檔 68
口試委員意見回應表 73

參考文獻

[1]”Autodesk | 3D Design, Engineering & Entertainment Software”′ 21 November 2013
[2]Crytek, (2016).The Climb. Online http://www.theclimbgame.com/, Last Accessed March, 2017.
[3]Ross, B., Shamus, P.S., Kim, M., and Graham, B., Extending Building Information Models into Game.IE2014 Proceedings of the 2014 Conference on Interactive Entertainment, University of Newcastle, pp.1-8, Australia, December 2-3.
[4]”Khronos Releases Collada 1.5 Specification”. 2008-08-07.
[5]”ISO/PAS 17506:2012 Industrial automation systems and integration -- COLLADA digital asset schema specification for 3D visualization of industrial data”. Retrieved March 30, 2013.
[6]McHenry, K., and Bajcsy, P. An overview of 3Ddata content, file formats and viewers. Technical Report ISDA08-002, pp.1205, October 31, 2008.
[7]Ross, B., Shamus, P.S., Kim, M., and Graham, B., Extending Building Information Models into Game Engine Conversion. Air Working Paper Series, Australia, Number 7, 2014.
[8]Kota, S., Haberl, JS., Clayton, MJ., and Yan, W. (2014). Building Information Modeling (BIM)-based daylighting simulation and analysis. Energy and Building, 81, pp. 391–403.
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[10]AMD, (2016). Radeon™ Pro WX 7100 Workstation Graphics. Online http://www.amd.com/zh-tw/products/graphics/workstation/firepro-3d/wx7100/, Last Accessed March, 2017.
[11]IKEA, (2013). IKEA Planning tools. Online http://kitchenplanner.ikea.com/US/UI/Pages/VPUI.htm, Last Accessed April, 2017.
[12]江正鼎 (2015) 。結合建築資訊模型與感測技術應用於基礎設施情境互動式呈現研究(博士論文)。國立中央大學，桃園市。
[13]呂欣倫 (2016) 。結合 BIM 與 Unity 技術互動式呈現住家節電樣式與教育 (碩士論文)。國立中央大學，桃園市。

指導教授

周建成

審核日期

2017-8-22

推文