Day17：開源BIM/IFC工具概觀

17th鐵人賽 blenderbim ifcopenshell ifc bim

Yi-Ping, Fang

2025-08-17 21:40:42

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對於IFC語法格式有初步的了解之後，今天我們要來看的是如何來編輯修訂它們。

17.1. 主流開源BIM/IFC工具

17.1.1. BlenderBIM

　　熟悉CG (Computer Graphics)產業的朋友應該都知道Blender這套免費3D軟體吧？而BlenderBIM就是基於Blender中的一個插件外掛，雖然它不像商業軟體那麼廣泛被採用，但免費真的是很大一個誘因。
　　由於Blender學習曲線高、不容易上手，且Blender 本身定位在 3D 建模與動畫製作，缺乏原生的 BIM 思維與流程，不過因為BlenderBIM是開源專案，能夠客製化撰寫外掛，甚至與其他 Python 工具鏈結合，可實現高度自動化的處理流程。因此使用時，若加上理解 IFC 概念與資料結構，就能真正發揮它的威力。

17.1.2. IfcOpenShell

　　BlenderBIM 背後的關鍵技術之一，就是 IfcOpenShell。因此不論是需要做 IFC 模型的讀取、修改、轉換，甚至自動化批次處理，都可以用它來實現，其常用模組會有以下幾類，更多內容可詳IfcOpenShell 0.8.3 文檔 Python 模組索引：

ifcopenshell.file：基本開啟、建立與儲存
ifcopenshell.guid：產生與解析 GlobalId
ifcopenshell.api. ：高階 API，可再細分為geometry、material、unit…等
IfcConvert：批次轉檔

例如以高階API導入模組的範例：

!pip install ifcopenshell
import ifcopenshell, ifcopenshell.guid as guid

new_id = lambda: guid.new()

m = ifcopenshell.file(schema="IFC4")

# 1) 專案 + 幾何脈絡（3D）
proj = m.create_entity("IfcProject", GlobalId=new_id(), Name="Demo Project")
wcs  = m.create_entity("IfcAxis2Placement3D",
        Location=m.create_entity("IfcCartesianPoint", Coordinates=(0.0,0.0,0.0)),
        Axis=m.create_entity("IfcDirection", DirectionRatios=(0.0,0.0,1.0)),
        RefDirection=m.create_entity("IfcDirection", DirectionRatios=(1.0,0.0,0.0)))
ctx3 = m.create_entity("IfcGeometricRepresentationContext",
        ContextIdentifier="Body", ContextType="Model", CoordinateSpaceDimension=3,
        Precision=1e-5, WorldCoordinateSystem=wcs)

# 2) 空間階層（Site → Building → Storey）
site   = m.create_entity("IfcSite", GlobalId=new_id(), Name="Site")
bldg   = m.create_entity("IfcBuilding", GlobalId=new_id(), Name="Building")
storey = m.create_entity("IfcBuildingStorey", GlobalId=new_id(), Name="Level 1")

m.create_entity("IfcRelAggregates", GlobalId=new_id(), RelatingObject=proj, RelatedObjects=[site])
m.create_entity("IfcRelAggregates", GlobalId=new_id(), RelatingObject=site,  RelatedObjects=[bldg])
m.create_entity("IfcRelAggregates", GlobalId=new_id(), RelatingObject=bldg,  RelatedObjects=[storey])

# （可選）樓層放置：改 z 可抬高樓層
storey_lp = m.create_entity("IfcLocalPlacement",
    RelativePlacement=m.create_entity("IfcAxis2Placement3D",
        Location=m.create_entity("IfcCartesianPoint", Coordinates=(0.0,0.0,0.0)),
        Axis=m.create_entity("IfcDirection", DirectionRatios=(0.0,0.0,1.0)),
        RefDirection=m.create_entity("IfcDirection", DirectionRatios=(1.0,0.0,0.0))))
storey.ObjectPlacement = storey_lp

# 3) 一扇門（方盒示意幾何：W=900, H=2100, T=50）
door = m.create_entity("IfcDoor", GlobalId=new_id(), Name="D1",
                       OverallWidth=900.0, OverallHeight=2100.0)

# 門位置：相對樓層 x=3000mm
door_lp = m.create_entity("IfcLocalPlacement", PlacementRelTo=storey_lp,
    RelativePlacement=m.create_entity("IfcAxis2Placement3D",
        Location=m.create_entity("IfcCartesianPoint", Coordinates=(3000.0,0.0,0.0)),
        Axis=m.create_entity("IfcDirection", DirectionRatios=(0.0,0.0,1.0)),
        RefDirection=m.create_entity("IfcDirection", DirectionRatios=(1.0,0.0,0.0))))
door.ObjectPlacement = door_lp

# 幾何：矩形剖面 + 沿 Z 拉伸
rect = m.create_entity("IfcRectangleProfileDef", ProfileType="AREA",
    Position=m.create_entity("IfcAxis2Placement2D",
        Location=m.create_entity("IfcCartesianPoint", Coordinates=(0.0,0.0)),
        RefDirection=m.create_entity("IfcDirection", DirectionRatios=(1.0,0.0))),
    XDim=900.0,  # 寬
    YDim=50.0)   # 厚
solid = m.create_entity("IfcExtrudedAreaSolid", SweptArea=rect,
    Position=m.create_entity("IfcAxis2Placement3D",
        Location=m.create_entity("IfcCartesianPoint", Coordinates=(0.0,0.0,0.0)),
        Axis=m.create_entity("IfcDirection", DirectionRatios=(0.0,0.0,1.0)),
        RefDirection=m.create_entity("IfcDirection", DirectionRatios=(1.0,0.0,0.0))),
    ExtrudedDirection=m.create_entity("IfcDirection", DirectionRatios=(0.0,0.0,1.0)),
    Depth=2100.0)  # 高
rep = m.create_entity("IfcShapeRepresentation", ContextOfItems=ctx3,
    RepresentationIdentifier="Body", RepresentationType="SweptSolid", Items=[solid])
door.Representation = m.create_entity("IfcProductDefinitionShape", Representations=[rep])

# 4) 把門放進樓層（ContainedInSpatialStructure）
m.create_entity("IfcRelContainedInSpatialStructure", GlobalId=new_id(),
    RelatingStructure=storey, RelatedElements=[door])

# 5) 寫檔
for e in [proj, ctx3, site, bldg, storey, door]:
    m.add(e)
m.write("door_box.ifc")
print("Saved: door_box.ifc")

圖17.1 IfcOpenShell範例圖

17.2. 開源工具未來發展趨勢

　　在現行BIM專案的運作上，常常會遇到專案資料被鎖在專有格式中，雖然在該軟體可使用內建工具或外掛完成自動化，但一旦需要跨平台協作、長期資料保存或整合到其他系統時，這種封閉格式往往會成為資料流通與延伸應用的瓶頸。
　　隨著IFC 標準與開源工具持續更新迭代與完善，如果你的目標是長期資料可用性、跨平台協作與自動化應用，減少對單一軟體生態的依賴，或許才是更穩健的投資方向。

（轉向 IFC 的懷抱吧——啊嘶~~）