那是最好的时代，也是最坏的时代。那是智慧的时代，也是愚蠢的时代。那是信仰的时期，也是破灭的时期。那是光明的季节，也是黑暗的季节。那是希望之春，也是绝望之冬。我们面前应有尽有，我们面前一无所有。我们正走向天堂，我们都正走向另一方向。——《双城记》狄更斯

中国是基建狂魔

中国是新技术的竞技场

"基建狂魔"外号应该是近年兴起. 

源于近年来中国大规模基建建设和超级工程. 

新技术的竞技场，历史将这么描述这段大历史：2010年至2020年，正处于中国经济快速发展时期，中国发达的工业化与传统建筑业发生剧烈碰撞，短短10年，各种新技术竞相登场：原来设计阶段的交互式CAD技术，与CAD鏖战10年未分胜负的BIM技术，中途杀入的支持场景化决策的虚拟现实技术，以及量变到质变的互操作数字孪生技术。

物理世界的一切皆可复制

建筑信息的科学表达始于蒙日的画法几何。但随着电子计算机迅速发展，CAD、BIM技术横空出世，再到虚拟现实一个场景就能解决诸多问题，如今数字孪生技术悄然兴起，正所谓江山如画，一时多少豪杰。

画法几何起初是军事机密。在18世纪工业革命中，法国数学家加斯帕尔-蒙日在参与军事防御工事设计时，对前人的建筑制图做法进行了归纳总结，研究了如何用平面图来表示空间形体的规律，提出了用多面正投影表达空间形体，从而创建了画法几何，奠定了图学理论的基础。由于当时画法几何是军事机密，外界一直未知晓，直到1794年蒙日才得到允许在巴黎师范学院将其公开发布。此后各国学者有在投影变换和轴测图等方面不断提出新理论和方法，使得这门学科日趋完善。

画法几何是工业化的基础。画法几何学是每一个设计人员和技术工人必须具备的一种通用语言。按照这种语言，设计人员可以把自己头脑中设想的机器部件用一张图纸上的两幅平面图形表示出来；图纸到了工厂，熟练的技术工人根据这两幅平面图形立即想象出该部件的实际形状应该是什么样子，并把它制造出来。因此，他在《画法几何学》的导言中指出，画法几何学既是使法国摆脱长期对外国工业的依赖、普及工业进步不可缺少的知识，也是利用机器减轻手工劳动、提高产品精确度的不可缺少的知识。正因为如此，《画法几何学》公开出版后便不胫而走，迅速传入各国。起初是军工学校，之后是普通理工院校相继开设了这一科目，出现了英、德、俄、日等语种的译本。画法几何学得到广泛的推广应用，对各国工业的发展起了重要的推动作用。本世纪的一位数学家评论说，没有蒙日的画法几何学，19世纪机器的大规模的出现也许是不可能的。我们人类文明的相当大一部分要归功于数学家蒙日。

几何学教育加速中国的工业化进程。现如今在中国大学里的机械、建筑、土木、船舶、汽车等本科专业都开设了类似“画法几何和工程制图”的课程，同时中国从小学便开始学习简单的几何课程，高中甚至开始学习复杂的解析几何。前者为中国培养大量的制图工程师，后者初高中毕业生虽然没上大学，但他们成为了数以亿计的能读懂图纸的能按图施工技术工人、建筑工人、装修工人。中国成为世界第一制造业大国，其实是离不开扎实的几何学教育。

交互式CAD的兴起让工程师摆脱圆规直尺。以AutoCAD、MicroStation为代表的CAD技术兴起，让工程师摆脱了丁字尺、图板，极大程度降低了绘图劳动强度，同时期还出现渲染软件（效果图），动画软件，为建筑信息表达带来了前所未有的新体验。但建筑设计、建筑施工等很多实质性问题并未随之解决。

没有计算机辅助

只能图板绘图

有了计算机辅助

解放了人类的身体

面向对象法的普及，开始区分门窗构件。面向对象法是一种程序设计的新方法，它把墙体、门、窗、梁、柱等建筑构件看作对象，相对于传统的CAD软件，一条线、一段弧这样低效地画图方式，效率又得到极大的提升。其代表软件是天正。建筑设计、建筑施工等很多实质性问题并未随之解决。

BIM横空出世，意在贯穿全生命周期。BIM不仅仅是一项技术革命，也一个过程的变革，使建筑物能够由具有关于自身的详细信息的智能对象来表达并且还能了解它们与建筑物模型中其他对象的关系。——拉希米-哈姆拉尼

我国国家标准《建筑信息模型应用统一标准》中这样介绍BIM：在建设工程及设施全生命周期内，对其物理和功能特性进行数字化表达，并依此设计、施工、运营的过程和结果的总称。

目的就是应用BIM来实现建筑工程项目的高效、优质、低耗。

BIM就是为了解决设计、施工、运维建筑全生命周期中存在的实质性问题，这些才是BIM具有革命性的原因。贯穿全生命周期，打通信息孤岛。

BIM同时还能改变建筑管理模式，也能适应和改良各种建设管理模式。

支持场景化决策的虚拟现实。虚拟实境（Virtual Reality），简称VR技术，也称灵境技术或人工环境，是利用电脑模拟产生一个三度空间的虚拟世界，提供使用者关于视觉、听觉、触觉等感官的模拟，让使用者如同身历其境一般，可以及时、没有限制地观察三度空间内的事物。——只是抄一下定义。

综合利用多种计算机手段，可视化地表达建筑信息，姑且称之为基于虚拟现实的建筑信息表达新阶段。虚拟现实，最重要的一点是要有足够好的沉浸感。频频出现死机，卡顿，闪屏，掉帧，卡墙等等，是不会有沉浸感的。

量变到质变，互操作特性的数字孪生技术。我们常常用“海量”来形容信息或者大数据，比如激光扫描数据、未来的实景中国数据，遍布整个城市的传感器采集的数据，中国的天眼系统数据。或许我们能建立某种海量数据的管理平台，如此远远不够，如何实现从量变到质变？

海量数据的可视化互操作

虚实融合，虚实互相操作

数字孪生技术是美国NASA提出。量变到质变技术拐点出现，具有互操作性的数字孪生技术真的应运而生了。数字孪生体（Digital Twin）这个概念是由美国国家航空航天局（NASA，National Aeronautics and Space Administration）为了解决日益复杂的工程系统问题，而由相关专家发明的一个新词汇。同时，为了更好跟传统的IT技术区分开来，伴随数字孪生体而产生了数字线程（Digital Thread）等概念。

数字孪生技术在NASA的应用

特点是互操作地获取和处理信息，获得情报，为决策带来了革命性的空前巨变，通过海量信息集成展示极大地提升决策水平和研判水平。

后 记——盗 火 者 与 传 道 者 。如果说蒙日是盗火的普罗米修斯，发明了画法几何，助力了世界工业化；CAD则大大地解放了人类的身体；而对象化绘图则极大地提升了工作效率；BIM是一种信息数字化技术，是信息的搬运工；虚拟现实是集成信息的可视化，方便人们对信息进行处理分析；而数字孪生技术是再造一个世界，虚实互融互操作，服务于情报可视化研判和决策。

来源丨GISBIM

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