什么是LOD模型精度和常见等级阶段划分

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文/张新房（网名：纽豪斯）

什么是LOD模型精度？

LOD是“Level of Detail”和“Level of Development”的缩写。在BIM领域里，LOD应当被理解为"Level of Development"。

1.LOD（Level of Detail）

Level of Detail，细节层次（也称“细节层次技术”），最早由J．Clark．于1976年在《Hierarchical Geometric Models for Visible Surface Algorithms》中提出，属于计算机图形学领域的一个专业术语。随着计算机技术的不断发展，各行各业都诞生了许多的可视化系统。为了更有效的利用算力资源，在同等情况下获得更好的视觉效果和处理速度，诞生了一系列的处理技术。LOD（Level of Detail）就是其中的一种。

人眼所能感知的细节，与观察对象距离的远近、运动的快慢、与视野的位置关系有关。与此同时，由于可视化系统必然是通过某种屏幕显示系统呈现的，因此人眼观察细节的能力还会与“帧频率”有关。“细节”的内容主要由3个方面的信息组成，即：光照、纹理、几何面。由于“光照”和“纹理”的基本单位是“几何面”，因此我们可以简单的理解为：三维模型的几何面越多，则细节越多，则相应的LOD层级越高。显然，这是符合人的直觉认知的一个结论。

图1 图像网格化

2.LOD（Level of Development）

Level of Development，发展精细度等级（通常叫做“精度等级”），最早由美国建筑师学会（AIA）于2008年在《E202–2008, Building Information Modeling Protocol Exhibit》中提出，属于BIM领域的一个专业术语。某种程度上LOD可谓是BIM领域的“度量衡”单位。建筑工程项目的全生命周期包括了项目的决策阶段、实施阶段和使用阶段（也称“运营阶段”），其下又可细分为若干个阶段。

在BIM的领域中，模型成为了工程信息的主要载体和呈现形式，LOD也就应运而生。在实际工作中，当精度从LOD100发展至LOD400（此处按AIA定义的等级）时，BIM模型的细节有显著的增加。

图2 BIM模型精细度示例

随着LOD层级的提升，模型具备了更多的信息。相较于LOD200，LOD300具有了主要材质信息；相较于LOD300，LOD350具有了更细致的二次结构深化信息（构造柱、过梁）；相较于LOD350，LOD400具有了十分精细的砌体、钢筋信息。

表1 LOD的定义对比

3.LOD定义

BSI（英国标准协会）自2011年起协助英国政府编制了一整套的BIM管理标准PAS1192系列标准，该标准得到了英国政府及国际标准化组织的认可，成为国际通行的ISO19650 BIM管理标准。在《BSI_PAS_1192_2_2013》中，采用了两个维度来衡量模型等级：模型细节等级LOD（levels of Detail）和模型信息等级LOI（levels of Information）。BSI并未直接给出关于各不同等级的具体定义内容。

美国在《NBIMS-US_V3_2.7_LOD_Specification_2013》的第2.4.7.1中注明：关于LOD的更多信息请访问BIM Forum。

新加坡没有在《Singapore-BIM-Guide_V2》中说明LOD的定义，但在《faq-asbar》中进行了释疑。LOD 200：方案设计，元素的模型具有近似的方向、数量、形状、尺寸和位置信息。LOD 300：施工图设计，元素的模型具有更高的精细度，可以获得精确的方向、数量、形状、尺寸和位置信息。LOD 350：投标前估算/投标阶段，模型包含各类系统和构件的接口。

中国在《GB/T 51301-2018建筑信息模型设计交付标准》的表4.2.2中定义了“模型精细度基本等级划分”。

表2 模型单元的分类

表3 模型精细度基本等级划分

国外的LOD（或LOI）是基于相应单词的缩写而来，作为一个缩略词式的专业术语而存在；我国的“LOD”则是一种代号，与之对应的英文是“Level of Model Definition”，按缩写习惯应当是“LOMD”或“LMD”。

4.美国建筑学会（AIA）模型精度阶段划分

美国建筑学会（AIA）将BIM模型建立精度（Level of Detail, LOD）分为五阶段，分别为LOD 100、LOD 200、LOD 300、LOD 400及LOD 500，每一阶段LOD模型内容必须符合所订定的度要求。

（1）LOD 100

项目中LOD 100作为重要的项目量体评估研究，评估项目的面积、高度、体积、位置和坐向。此阶段通常不考虑任何实际上项目细节，只考虑量体发展，如下图所示即为LOD 100模型精度示意图。此阶段的模型精度通常是用于项目前期规划、视觉方案研究及基本的成本估价，当于LOD 100作业时，建筑项目无太多的信息，仅包含少部分标注让业主大略知道专案面积、体积或者形体。

（2）LOD 200

LOD 200包含项目内部大部分的建筑组件，集合大约的数量、尺寸、外观、位置及坐向。此模型细致等级可将非图形的数据加入到组件里。并且将项目主要的对象如墙、楼板、天花板、屋顶及开口等加入至项目。至于组件所使用的材质及样式在此阶段并未明确定义。某些情况下部分组件已确定尺寸，部分则还未确定。例如项目中墙壁上或是屋顶上的开口在LOD 200 还未定义是否为门、窗或天窗等，并且大致清楚组件的厚度和更准确的空间配置和项目尺寸，组件仅代表项目中的位置，在此精度可分析各组件的呈现效果，决定最佳组件使用，并且依面积、体积、组件数量进行成本估算。

（3）LOD 300

LOD 300所呈现的组件可知道准的参数，如数量、尺寸、外观、位置及坐向等，其精度可能不会包含正确的对象或是内部的材质，但是能为对象加入特定数据、参考标注、限制或规格表，以生成相关施工文件。LOD 300所呈现出来的精度已有足够的数据对项目内的对象做更详细的系统分析，特定的成本估算和施工文件可以藉由LOD 300 之模型产生。目前大多数BIM作业以LOD 300 呈现，所以以LOD 300 建立模行为绝佳的基准点，一开始即可展示个别对象的细节，但对对象吊装及维护并无更详细数据。

（4）LOD 400

在LOD 300之后之细致等级，LOD 400之BIM对象必须包含或是已有相关细节信息如2D平面设计视图、组装顺序及制造。模型组件必须有足够的度能制作出可以作为施工参考的施工文件，对模型做更准确之分析和包含准确的单价数据。LOD 300和LOD 400 最主要差别为在相同对象内所包含的信息数量多寡及对象本身是否有内嵌或外连2D 平面视图，如下图所示为LOD 400模型细致等级。

（5）LOD 500

LOD 500为呈现出模型组件最确的模型细节。但一般模型不需要细到此等级的模型细节，除了组件细部的呈现以外其他地方并不多见，通常此模型精度组件是依附在项目模型中，用于需要精度之细部详图视图中。大部分情况来说建置LOD 500 模型不一定必要，因为LOD 500 模型中的许多信息是许多建筑师不会用到的。项目模型中BIM 组件是从建筑师或设备制造商所建置提供的，所以他们只会依照建筑师的需求而非设备制造商来建置组件。

（6）LOD等级对照表

表4 LOD等级对照表（AIA划分）

参考文献：

[1]中国BIM培训网. BIM模型精度怎么划分的？LOD等级有哪些？2019-01-22

[2]企鹅号 - BIM客网.【BIM客网】模型精度的等级划分（LOD究竟指什么？）

[3]思成-BIM工程师.LOD概念（一）

[4]思成-BIM工程师.LOD概念（二）

[5]漂视数据可视化孪大师.BIM建模过程与精度——LOD各等级划分.2023-01-09

—— 本文同步自微信公众号「筑纬建筑科技」，查看原文 ——