以程式化建模優化室內裝修工作流程

國立高雄大學創意設計與建築學系碩士班

碩士論文

以程式化建模優化室內裝修工作流程

Using Programming Modeling Tools for Improving Interior Design

研究生：李聿釗 撰

指導教授：馬瑜嬪 博士

I

以程式化建模優化室內裝修工作流程

指導教授：馬瑜嬪博士 國立高雄大學創意設計與建築學系 學生：李聿釗 國立高雄大學創意設計與建築學系

中文摘要

當前室內裝修業的生態上，多數的業者在初階設計階段，會免費提供平面圖 設計與初步估價給予業主，讓業主在有限的資料下與其它的考量來做出評選，也 因多數的室內裝修業者提供此服務，讓業主在初步時期能有更多選擇業者的條 件，在室內裝修業者多方的競爭之下，最後只剩一間業者承攬，所以多數有參予 的業者須承擔做無償的服務，這過程無疑是業者無形的成本。在者假使業者平時 因業務量充足，而顯現人力不足而無法承接新案的狀況，必須放棄承接新案，對 業者未來遠景是有弊的。 目前多數業者的整體工作流程，繪製圖面的使用方法不但耗費人力與時間， 估算時的計算數值也較易出現錯誤，所以本研究將多數業者使用的軟體 SketchUp 為建構平臺，透過 Ruby 程式開發，讓程式功能直接在 SketchUp 繪製平面圖， 自動伸成為建模型態，透過參數化的建模，創造的形體都有本身的數據資訊，在 將模型內的各個形體統整，即可自動計算出所需的數值，來轉換工程預算的估 價，由電腦自動計算，減少人工上的誤算，未來的時程也可以減少建模的時間， 整體可讓整個工作流程能更具效率性、準確性與品質性。 關鍵字：室內裝修、工作流程、程式化建模、Sketchup Ruby應用程式介面

II

ABSTRACT

In the ecology of interior decoration, most companies currently provide plan designs and preliminary evaluations to the owners free of charge at the initial design stage, so that the owners can make their selections with limited information and under other considerations. Moreover, because most interior decoration companies provide such services, the owners can consider more conditions in selection companies at the initial stage. Following the competition of many interior decoration companies, in the end only one company is able to take on such projects. Therefore, the majority of participants offer the free services, which undoubtedly have intangible costs. In addition, if any company is unable to undertake new cases due to a shortage of manpower arising from routine business operations, then new cases have to be given up, which is harmful to its future prospects.

The overall work procedures and drawing methods of most companies cost manpower and time, but they also tend to make mistakes in estimating values. Hence, this study took SketchUp, a software used by most companies, as the construction platform. The program functions can be directly adopted to draw planes in SketchUp through Ruby programming development, and then modeling modes were automatically generated. The forms created based on parameterized modeling have their own data information. By integrating all forms in the models, the values needed can be automatically calculated and converted into the estimations for a proper construction budget. The calculations were made automatically by computers, which can reduce human errors. The future time-history can also reduce the modeling time. Overall, the whole working procedures become more efficient and accurate and exhibit higher quality.

Keywords: Interior decoration, Workflow, Programmable Modeling , Sketchup Ruby API

III

謝誌

回想起來，當時很倉促的決定，讓我在大學畢業後趨近十年，居然又重拾課 本的踏入了校園。碩士班這兩年多裡，可感受到自我求學心態的不同之處，也許 是年齡的增長與社會上的歷練，能更認真的在學習上，加上系上各個老師都非常 盡責熱情的教導下，學習到為數不少的學術與專業知識，讓我獲益良多，不枉費 這段煎熬又苦於分身乏術的時間。 雖然這次並不是專職的學生，平常都需要工作，但我不時警惕自我不能以這 理由，作為學習時間不足的理由，希望以盡心盡力的去完成學業上的事務，但自 我本身確實還是沒有做的很完美，在此要非常感謝指導老師馬瑜嬪博士，非常熱 情教導我們學生，更不厭其煩的鞭策我們，如果沒有這樣緊逼的要求，想必我畢 業的時間還遙遙無期。感謝口委陳嘉懿建築師與吳典育建築師，對於我論文上的 指教與教導，相當細心的點出這種問題所在，與現實狀況的指教。感謝系主任陳 逸杰，在一年級的時候，可以感受到對於我們學生的政策，是非常積極性的，用 盡一切資源來教導協助我們，讓我們能順利的完成碩士學歷。感謝系上其他老 師，在上課期間都能感受到，對於我們教育上的熱情與盡責。 感謝我的前老闆翁設計師，不計營運上的不便，在上班期間，讓我使用他的 員工，來讓我做論文軟體的試驗。感謝我設計班同學，也無償無悔的幫忙做試驗 工作。感謝我的部分業主，知道我還有課業之下，時常能體諒工程上時間的延遲。 活到老，學到老，在人生還有學習能力之下，以學無止境的心態，盡量的去 學習，不管主觀意識判斷是否對自己有用，學到了就是你的，總會有用到一天， 願勉勵自我與你。 李聿釗 2019 7 月於高雄

IV

目錄

中文摘要... I ABSTRACT... II 謝誌... III 目錄... IV 圖目錄... VI 表目錄... VIII 第一章緒論... 1 1.1 研究背景與動機 ... 1 1.2 研究問題 ... 2 1.3 研究目的 ... 5 1.4 研究流程與論文架構 ... 5 1.5 名詞定義 ... 8 第二章文獻回顧... 9 2.1 定義與型態 ... 9 2.1.1 室內設計定義 ... 9 2.1.2 室內裝修業型態 ... 9 2.2 傳統模式之設計工作流程 ... 11 2.2.1 設計工作流程 ... 11 2.2.2 傳統設計模式工作流程優缺點對照 ... 12 2.3.3 現況傳統設計輔助工作流程工具介紹與優缺... 14 2.3 BIM 模式之設計工作流程 ... 16 2.3.1 BIM 模式 ... 16 2.3.2 傳統與 BIM 模式比較... 16 2.4 程式化建模與 API... 17 2.4.1 程式化建模... 17

2.4.2 SketchUp 與 Ruby API ... 19

2.5 小結... 19 第三章 API 開發與設計... 20 3.1 系統開發架構 ... 20 3.1.1 研究架構-專家訪談... 20 3.1.2 程式與系統架構... 22 3.2 使用者操作界面設計 ... 26 第四章實驗結果與驗證... 55 4.1 實驗範疇... 55 4.2 實驗前測... 58 4.3 試驗結果與分析 ... 61

V 4.4 使用者回饋 ... 66 第五章結論與建議... 69 5.1 結論 ... 69 5.2 建議 ... 71 參考文獻... 72 附錄... 74 附錄 1：題型 1 測驗圖 ... 74 附錄 2：題型 1 設計需求說明 ... 75 附錄 3：題型 2 測驗圖 ... 76 附錄 4：題型 2 設計需求說明 ... 77 附錄 5：問卷 1 內容 ... 78 附錄 6：問卷 2 內容 ... 79

VI

圖目錄

圖 1.1 室內裝修工作階段與流程圖 ... 2 圖 1.2 BIM 模型透過資料庫將資訊串連... 3 圖 1.3 傳統模式下軟體使用流程圖 ... 4 圖 1.4 研究流程圖 ... 7 圖 2.1 傳統設計流程概念圖(蔡宗瑋，2013) ... 12 圖 2.2 BIM 設計流程概念圖(蔡宗瑋，2013)... 12

圖 2.3 Tradtional Design Process(7Group and Reed，2009) ... 13

圖 2.4 國際使用建築繪圖軟體工具之狀況(Shady Attia，2009) ... 13

圖 2.5 SketchUp 官網內的 Extension Warehouse 內容 (https://extensions.sketchup.com)... 14

圖 2.6 建築生命週期各階段設計變更與成本影響圖 (C.Eastman，2011) .... 17

圖 2.7 傳統設計與 BIM 之流程時間分析 (陳育萱、賴明慧、李怡葳、吳翌禎， 2012)... 17

圖 3.1 寫入程式位階架構圖 ... 23

圖 3.2 SketchUp 如何做到 Ruby 與 JavaScript 之間溝通圖... 23

圖 3.3 舉例使用 API Drawing Plus創建牆面程式流程圖 ... 24

圖 3.4 統計資訊的彙整圖 ... 25 圖 3.5 高雄市小坪國民小學共讀站平面設計圖 ... 27 圖 3.6 高雄市小坪國民小學共讀站預算估價 ... 30 圖 3.7 使用者操作介面主要功能項目 ... 31 圖 3.8 主要功能-牆之操作順序-1 ... 33 圖 3.9 主要功能-牆之操作順序-2 ... 33 圖 3.10 主要功能-牆之操作順序-3 ... 34 圖 3.11 主要功能-地板之操作順序-1 ... 39 圖 3.12 主要功能-地板之操作順序-2 ... 39 圖 3.13 主要功能-地板之操作順序-3 ... 40 圖 3.14 主要功能-天花板之操作順序-1 ... 42 圖 3.15 主要功能-天花板之操作順序-2 ... 43 圖 3.16 主要功能-天花板之操作順序-3 ... 43 圖 3.17 門與窗同時創建立圖與平面圖並可調整隱藏或顯示 ... 45 圖 3.18 主要功能-門窗之操作順序-1 ... 46 圖 3.19 主要功能-門窗之操作順序-2 ... 47 圖 3.20 主要功能-門窗之操作順序-3 ... 47 圖 3.21 主要功能-櫃體之操作順序-1 ... 49

VII 圖 3.22 主要功能-櫃體之操作順序-2 ... 50 圖 3.23 主要功能-櫃體之操作順序-3 ... 50 圖 3.24 主要功能-計算統計功能操作所示圖 ... 53 圖 4.1 高雄市小坪國民小學共讀站設計案-數量計算表 ... 58 圖 4.2 使用優化後外掛 Drawing Plus 程式所繪製的圖面 ... 59 圖 4.3 使用優化後外掛Drawing Plus 程式自動所計算的資訊 ... 60 圖 4.4 測驗者當天測驗照 ... 61 圖 4.5 各個測驗者使用原操作方式所繪製圖 ... 62

圖 4.6 各個測驗者使用優化後 API Drawing Plus測試圖 ... 64

圖 5.1 原操作方式與使用優化後 API Drawing Plus在初步設計階段時間比較圖 ... 69

圖 5.2 原操作方式與使用優化後 API Drawing Plus在初步設計與細部設計階段 時間比較圖... 69

VIII

表目錄

表 3.1 主項目-牆功能列表... 35 表 3.2 主項目-地板功能列表... 40 表 3.3 主項目-天花板功能列表... 44 表 3.4 主項目-門窗功能列表... 48 表 3.5 主項目-櫃體功能列表... 51 表 3.6 主項目-計算功能列表... 54 表 3.7 題型 2 設計需求說明... 77 表 4.1 測驗後評分統計表格... 56 表 4.2 兩種方式計算後數值比較表... 60 表 4.3 各個測驗者原操作方式統計... 62

表 4.4 各個測試者以使用優化後 API Drawing Plus操作方式統計... 63

表 4.5 各個測試者以使用優化後 API Drawing Plus 操作方式統計... 65

表 4.6 試驗者為各功能回饋意見... 66

表 4.7 試驗者對於使用優化後 API Drawing Plus方式是否有助於初步設計階段 時的統計... 67

表 4.8 試驗者對於兩種不同操作，是否有助於整體工作流程的統計... 68

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第一章緒論

1.1 研究背景與動機 近年來台灣全民水準的提升，也讓室內裝修業相當蓬勃發展，根據經濟部工 業局 102 年統計數據，室內裝修業年產值為 1100 億台幣，在競爭的市場上，各 業者也需自我的提升，檢討與改善整體工作流程，來提升工作時間的效率與估算 的準確率。 近年來 BIM 的使用在營建業方面，研究顯示都有相當的成效，國外學者針 對重大工程專案進行調查，導入 BIM 技術可減少 40%的預算外之變更，估價準 確率誤差低於 3%，以及完成時間縮短 7%(Azhar,2011),營建業導入 BIM 是必然 的趨勢，但現階段 BIM 技術期學術及實務上應用都以大型營建工程為主，並不 能全然套入到室內裝修業，導致市場對於 BIM 應用於室內裝修業並不普及。目 前研究雖然 BIM 流程會讓室內裝修業整體流程帶入效益，但室內裝修業主要業 務形態上分為七種模式(楊南南，2002)，BIM 在工作流程不同的階段，於時間上 又有不同的效益(陳育萱、賴明慧、李怡葳、吳翌禎，2012)。因本研究會特別針 對初步設計階段的優化，所以使用 BIM 模式之下，時間性上會較具劣勢。 業主在選擇室內裝修業的思維，通常考慮項目為價格、設計與施工專業程 度、業者的風評與過往作品為主，初估每個裝修案一坪都需花費萬元以上，多數 業主都會選擇多家業者來做提案參考，市場上的競爭性，讓許多業者會無償的報 價，甚至繪製平面規劃圖的服務。如圖 1.1 所示也就是在室內裝修工作流程裡的 初步設計階段，在初步設計階所需工作項目為：初步洽談、現場勘查、設計繪製 平面配置圖、初步估價與簡報。由於在初步階段，各業者需花費不少的工作時間， 又為有機會性的無償階段，各業者也會有所選擇，把握舊客戶為優先服務，依序 為舊客戶介紹的客人，最後才是新接洽的業主，因主觀的判斷與選擇，往往判斷 有所差錯，而錯失機會，總結原因都為初步階段所需花費時間過長，耗費多餘人 力，如何簡化流程以及善用軟體個工具，是為解決這問題的方向。

2 圖 1.1 室內裝修工作階段與流程圖 1.2 研究問題 要提升整體室內裝修工作流程效率，當今 BIM 模式下的研究結果多屬於正 面效益，但對於初步設計階段變更時，使用傳統設計對於成本與時間影響較小 [C.Eastman，2011]。根據國際使用建築繪圖軟體工具之狀況統計，軟體使用率最 高依序為 Autocad、SketchUp 與 Revit(Shady Attia，2009)，即可分為 BIM 設計模 式使用軟體為 Revit，傳統設計模式使用軟體為 Autocad 與 SketchUp。對於初步

3 設計階段使用 BIM 模式，Revit 軟體可將繪製的平面圖，間接地轉換成估價的部 份，如圖 1.2 所示可將資訊有效的連動性，達成對於初步階段時估價時可有效的 節省時間，但在於一開始的繪製圖面需花費較多的時間，因 Revit 有多所限制性。 圖 1.2 BIM 模型透過資料庫將資訊串連 反之使用傳統設計模式下，如圖 1.3 所示使用軟體 Autocad 來設計繪製平面 圖，再以 2D 的圖面來手動轉換尺寸輸入到 Excel 來做初步估算金額，也因為是 手動的輸入的關係，較有機會產生錯誤，對於估價效率上來說是不及 BIM 模式 的，但對於設計繪製圖面上又比 BIM 模式來的有效率，整體對於初步設計階段 變更時，使用傳統設計對於成本與時間影響較小，相對也是比較適合的方式。

4 圖 1.3 傳統模式下軟體使用流程圖 對於估算系統，目前國內外都有一定的廠商在開發，但普遍出現幾個問題： (1) 產品多為針對營建類別，室內裝修類別的估算，項目比較簡略。 (2) 繪製好的圖面須再轉入估價軟體，除了需在熟練操作模式外，雖個家軟體操 作難度不依，但也多了一個工作程序，有礙於初步設計上講究的效率性。 (3) 在台灣多數的室內裝修業，多數為小型工作室，對於購買估價軟體的建置費 用，無疑是沉重的負擔，也不符經濟效益。 目前業界多數使用傳統模式，現階段室內裝修公司對於導入 BIM 技術接受 度並不高，主要幾項限制為：(1)BIM 基礎教育與應用欠缺，(2)建置 BIM 技術 應用環境成本高，(3)傳統設計手法的習慣(廖柏舜，2016)，習慣的設計手法為 主要關鍵，設計者對於不同的軟體操作來設計，需要較多的時間來改變，軟體如 果又限制太多規範，間接也影響了整體的設計彈性，所以大多數業者使用彈性較 高的 SketchUp 為主軸，所以如何使用習慣的繪圖軟體，而又能提升初步設計階 段的效率、準確性，為主要研究的方向。 現今研究對於提升工作流程上來說，大多數都在研究 BIM 如何來提升，也 比較針對整體工作流程，但對於初步階段部份以及室內裝修業，鮮少有人做研 究，所以想針對不使用 Revit 軟體來作主軸，以 SketchUp 作為主軸，間接達到 資訊的合併，以及估價方面的便利與準確性，一樣有 BIM 模式的效果，最後研 究是否有提升整體效率。

5 現階段室內裝修業對於導入 BIM 模式接受度並不高之下，如保留傳統設計 模式又達到相同的效果，改善原有的不足，增加更有效益的方式。對於提升工作 流程，有助於讓冗長的工程縮短時間，也利於開發新客戶，節省室內設計公司營 運成本，更促進整體經濟效益。 1.3 研究目的 本研究嘗試以市場多數操作之繪圖軟體 SketchUp，以優化初步設計階段目 的，來撰寫 Ruby 外掛程式來開發参數式建模方式，實際來試驗出是否對初步設 計階段提升能有以下結果： (1) 整體作業的時間：整體作業時間包含了一開始思考設計的想法時間、繪圖的 時間與最後的估價時間，面對可能只是做白工的狀態下，所耗費的整體作業 時間，每個業者都希望能用最少的時間來做第一步的接洽。 (2) 設計時整體的創造力：當每個設計師有一定的年資後，就會有自己習慣的操 作模式，當然包含了設計模式以及習慣的繪圖軟體，尤其在改變整個繪圖軟 體影響甚大，除了需花費更多的時間重新去學習新的軟體，在設計思考下也 須有另外的模式，所以在軟體選擇上會以市場多數使用優化為主，另外在呈 現給業主解說的平面圖，如果改變以彩現的平面圖方式，因能讓客戶更清楚 的了解。 (3) 估價時的準確性：傳統模式下使用手動的計算估價，是較具不準確性也需花 費另外的時間，利用外掛程式將繪圖時的數據，最後直接自動計算出估價， 達成估價的準確性與節省所花費時間。 1.4 研究流程與論文架構 第一章 緒論 : 簡述研究背景及動機、研究方法、研究流程及論文章節架構。 第二章 文獻回顧 : 介紹相關室內裝修業對於工作流程之研究。以室內裝修業多數使用之電腦軟 體作為研究主軸，並對於強化工作效率及軟體功能之API介紹。 第三章 API開發與設計 : 根據文獻探討所蒐集的資料與問卷內容，發現流程中的問題來進行軟體外掛 開發，將此優化工作流程之外掛程式進行前測實驗，作輪迴式的導正修改，將外

6 掛優化至能實驗為主。 第四章 實驗分析與結果 : 對於實驗對象、題目做出相當的規範與設計，對於試驗者使用優化程式後與 原使用方式來做交叉比對，在依各個試驗者使用者回饋內容，得出的結果，通過 統計分析，評判對於工作流程之初步設計階段是否達成優化性、效率性。 第五章 結論與建議 : 利用開發初步估算系統使工作流程得到之效益並給予建議及未來展望。

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1.5 名詞定義

A. API應用程式介面（Application Programming Interface）

(https://zh.wikipedia.org/wiki/Wikipedia) API又稱為應用編程介面，是軟體系統不同組成部分銜接的約定。由於 近年來軟體的規模日益龐大，常常需要把複雜的系統劃分成小的組成部分， 編程介面的設計十分重要。程式設計的實踐中，編程介面的設計首先要使軟 體系統的職責得到合理劃分。良好的介面設計可以降低系統各部分的相互依 賴，提高組成單元的內聚性，降低組成單元間的耦合程度，從而提高系統的 可維護性和可延伸性。 應用程式介面為：「『電腦作業系統（Operating system）』或『程式 函式庫』提供給應用程式呼叫使用的程式碼」。其主要目的是讓應用程式開 發人員得以呼叫一組常式功能，而無須考慮其底層的原始碼為何、或理解其 內部工作機制的細節。API 本身是抽象的，它僅定義了一個介面，而不涉及 應用程式在實際實現過程中的具體操作。例如，圖形庫中的一組 API 定義了 繪製指標的方式，可於圖形輸出裝置上顯示指標。當應用程式需要指標功能 時，可在參照、編譯時連結到這組 API，而執行時就會呼叫此 API 的實現（庫） 來顯示指標。 應用程式介面是一組數量上千、極其複雜的函式和副程式，可讓程式設 計師做很多工作，譬如「讀取檔案」、「顯示選單」、「在視窗中顯示網頁」 等等。作業系統的 API 可用來分配記憶體或讀取檔案。許多系統應用程式藉 由 API 介面來實現，像是圖形系統、資料庫、網路 Web 服務，甚至是線上 遊戲。 應用程式介面有諸多不同設計。用於快速執行的介面通常包括函式、常 數、變數與資料結構。也有其它方式，如通過直譯器，或是提供抽象層以遮 蔽同 API 實現相關的資訊，確保使用 API 的程式碼無需更改而適應實現變化。

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第二章文獻回顧

2.1 定義與型態 2.1.1 室內設計定義 室內設計係指將空間給予人們使用當下，賦予想要表達的感受，當中涵蓋了 將科學、美學與實質需求所打造出來的。室內設計是藝術、科學與生活所結合的 一個完美整體(王建柱，1976)。 (大美百科全書，1990)認為室內設計是指建築物內部的規劃部分；(劍橋百 科全書，1997)認為室內設計是指裝飾、用具與家具，並不是建築物本體的結構 性，所以須完成建築物體後再施作的工程。在18與19世紀文藝復興期期的作品， 都可稱為室內設計，但事實上室內設計是20世紀的名詞。(簡明大英百科全書， 1998)認為室內設計是屬於人造空間做有意識性的規劃與設計，與建築密不可 分，為其中的一環。 室內設計是把人類居住、活動與休憩空間，將生活行為與生活意識結合，將 室內構建作有善的安排設計，並注重室內空間品質，創造出合理與適合人類的生 活空間(周智中，1995)。 室內設計是根據建築物的使用性質、所處環境和相應標準，運用物質技術手 段和建築設計原理，依照不同的需求，來創造功能合理、舒適與美觀、滿足人們 物質和精神生活需要的室內環境。設計空間環境既具有使用價值，滿足相應的功 能需求，同時也反映了歷史文脈、建築風格、環境氣氛等精神因素。明確地將空 間創造出滿足人們物質和精神生活的環境。即為室內設計的目的，現代室內設計 是綜合的室內環境設計，它包括視覺環境和工程技術方面的問題，也包括聲、光、 熱等物理環境以及氛圍、意境等心理環境和文化內涵等內容。 根據國內建築法第七十七條之二第四項規定訂定之，建築物室內裝修管理辦 法第三條：所稱室內裝修，指固著於建築物構造體之天花板、內部牆面或高度超 過一點二公尺固定於地板之隔屏或兼作櫥櫃使用之隔屏之裝修施工或分間牆之 變更。但不包括壁紙、壁布、窗簾、家具、活動隔屏、地氈等之黏貼及擺設。 2.1.2 室內裝修業型態 依據國內室內裝修管理辦法第三條第四項，專業設計技術人員：係指從事建

10 築物室內裝修設計之專業技術人員；室內裝修管理辦法第三條第五項，專業施工 技術人員：係指從事建築物室內裝修施工之專業技術人員。條例明白指出室內裝 修業，可分為設計與施工兩種性質，在有關的條件下，可個別去執業，亦可合併 執業。 室內裝修業基本上對於國內法來說，可分為設計與施工兩大項，但如果以業 界執業狀態又可以細分為(楊南南，2003)： (1)純設計業：規劃設計 (2)純施工業：一般以招標方式依圖施工 (3)設計兼施工：規劃、設計、用料、監管整體進度與經費掌握 (4)純監管案：要求施工品質與成果 (5)純繪圖案：繪製設計圖、施工圖或透視圖 (6)純代工案：代業主尋訪廠商，作中介工作 (7)純企劃案：針對市場需求、未來發展等分析建議 在業界大多數型態都為第三點，設計兼施工型態，如以此型態為主軸來分析 工作流程為： (1) 初步洽談：依業者各種行銷方式，讓有需求室內裝修的業主，透過這種管道 聯繫到業者的接洽人員，一般常用方式如用電話、電子信箱、手機通訊軟體… 等，雙邊溝通內容，一般為業主將簡單的需求告知業者，以及需要設計空間 的種類，建築物的型態與簡略內容，最後約定時間至需要設計規劃之空間。 (2) 現場勘查與丈量：設計師與業主相約至規劃地點後，首先將環境做進一步的 勘察與了解，再依據業主的需求做紀錄，及簡略回復業主的問題，再將空間 繪製草圖及丈量，最後現場拍照存查。 (3) 繪製平面圖與初步估價：設計師依據丈量後的草圖，結合業主的需求，利用 電腦繪圖規劃出平面設計圖，再將規劃設計好後的圖面，在去計算出需要施 作的項目，來做初步的估價。 (4) 初步設計簡報：將規劃好的平面設計圖與初步估價，進一步的向業主說明設 計想法，與初步估價的解說，並與業主交換意見與溝通，最後讓業主回去思 考是否需要進下一個階段。 (5) 簽定設計合約：如業主贊同設計內容與估價部分，即可簽定設計合約，到下 一個階段。 (6) 繪製模擬圖與工程估價：依據業主的需求與描述，設計將空間做具體化，也 從平面配置圖轉成立體化的模擬圖，再依據立體化的形體，計算出準確性質 的工程估價。 (7) 細部設計簡報：將規劃好的模擬圖與工程估價，進一步的向業主說明設計想 法，與工程估價的解說，並與業主交換意見與溝通，看是否需要設計好的圖 面做調整，以及預算方面的調整。

11 (8) 簽定工程合約：如業主贊同細部設計內容與工程估價部分，即可簽定工程合 約，到下一個階段。 (9) 繪製施工圖：依照定案之模擬圖，轉繪製為施工圖，以利發包施工給施工人 員。 (10) 發包施工：依據需要施工的項目，作有順序性的安排工種施工，一般業者都 有長期配合之施工廠商，甚至為自己的工班，施工方式一切以施工圖為主。 (11) 驗收與完工：設計的空間如圖施工完後，業者會與業主清點檢查各項目，如 有缺失須改善之項目，業者會在完工日之前完成改善，最後在呈交給業主。 (12) 保固與維修：一般保固時間約完工日起算後至一年，如保固期間內發生非人 為故意破壞之缺失，缺失明顯為施工問題，業者須無償將缺失改進。完工交 屋後須做維護手冊與結案報告，最後將資料建檔。 室內裝修設計案作業流程又分為四個階段進行(楊南南，2002)：第一階段為 初步設計階段，包含初步洽談、現場勘查與丈量、繪製平面圖與初步估價直至初 步設計簡報。第二階段為細部設計階段，包含簽定設計合約、繪製模擬圖與工程 估價、細部設計簡報。第三階段為工程施作階段，包含簽定工程合約、繪製施工 圖、發包施工、驗收與完工。第四階段為完成結案階段，為保固與維修。 2.2 傳統模式之設計工作流程 2.2.1 設計工作流程 室內設計雖只是建築的一環，不用像建築考慮的較多方面，但建築物的使用 人在更換之下，相對也會有需求的改變，導致原設計的建築不符合新使用人需 求，在不改變建築本體結構之下，室內設計尤為重要，是將建築物改變為更貼切， 讓新使用人更貼切的使用。 室內設計也跟建築考慮的項目一樣，像是一種整合的科學，結合了人文藝 術、室內空間設計、物理環境、建築與室內材料、預算等多種因素。一個空間的 裝修產生，是由設計師設計、各種工種的施工單位與業主互相的溝通協調出來的 結果。室內裝修生命週期也猶如建築物生命週期，可分為六個階段：(蔡宗瑋， 2013) 1. 概念設計 2. 設計發展 3. 營建計畫 4. 設施管理 5. 維護更新 6. 拆除

12 對於傳統設計工作流程，如圖 2.1 所示，資訊是無法做統合的資訊，仰賴各 階段所產生的資訊，展生線性型的設計工作流程。 圖2.1 為傳統設計流程概念圖(蔡宗瑋，2013) 反之 BIM 設計工作流程，如圖 2.2 所示，可將各資訊做連串的動作，只要 更改模型的一處，所有資訊會跟著連動。 圖 2.2 BIM 設計流程概念圖(蔡宗瑋，2013) 2.2.2 傳統設計模式工作流程優缺點對照 在室內裝修來說，傳統設計模式工作流程是由設計師與各工種專家討論、協 調，來往各階段來發展，不斷的循環至最後再由人工來整合，如圖 2.3 所示，由 最初的概念設計到施工階段，會經過不斷的協調與溝通。也因此不斷的改圖，又 在軟體無法整合下，經常修改一處，導致須將多種圖面一起變更，造成人力的耗 損，也較容易產生人為的疏失，在影響到後期的施工單位的錯誤，連帶成本也受 影響。

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圖2.3 Tradtional Design Process(7Group and Reed，2009)

傳統模式下，如圖2.4所示，一般在設計規劃空間階段時多數使用軟體為 Autocad (Shady Attia，2009)，來繪製平面配置圖，直到空間配置完成後，轉換為 具體空間時，多數會使用SketchUp來繪製3D圖，具體空間設計定案後，在繪製 施工時，載轉換為2D平面，使用軟體為Autocad。對於成本估價使用的方式，軟 體多數以Excel 來計算，搭配Autocad來輔助，以半人工的方式來計算，相對誤 差性較高。

14 2.3.3 現況傳統設計輔助工作流程工具介紹與優缺 以現況傳統設計來輔助工作流程，須分為兩種不同類別的軟體工具，為(1) 繪圖的軟體工具，如 Autocad 與 SketchUp 主要功能都為繪製平面與模擬圖面使 用，(2)為估算軟體工具，如 Excel 與多種市售的估算軟體，主要功能為將圖面繪 製好後，在分析出各種需要施工的項目，計算各種工程單價的價錢。 (1) 繪圖的軟體工具：以傳統設計方式使用的軟體有相當多種，就以大多數 使用軟體 Autocad 與 SketchUp 來做說明，這兩種都可以開發 API 來做輔助功能， 但已開發上來說，Autocad 限制較多，也因此撰寫不易，在市場上也較難取得， 反觀 SketchUp 限制較小，軟體商也樂見讓使用者開發 API，甚至在官網的平台 上都有世界各國的使用者可分享各自開發的 API，來做分享與販售的平台，軟體 可支援使用 Ruby 來撰寫 API 程式，如圖 2.5 目前官網的平台上有關室內設計的 API 共有約五百多種的 API，裡面有各種不同功能的 API。

圖2.5 SketchUp官網內的Extension Warehouse內容 (https://extensions.sketchup.com)

SketchUp 官網內的 Extension Warehouse 目前有多種 API，對於輔助傳統設 計工作流程上來說，網站內的 API 都具備這些條件，例如在繪製門窗可以參數

15 化輸入條件後，直接在牆面自動伸成門窗，可以不用手動在模型內使用點線面與 推拉功能來創造，無疑就可在傳統設計模式下節省繪圖時間，但因為各種 API 都比較針對某些項目去改善，在操作使用上，必須要去研究各種 API 每種需要 使用的功能，但導致需要多花時間去學習，以及去篩選有必要性的 API，但這樣 在 SketchUp 的繪圖軟體版面上會出現過多的功能，導致紊亂不好操作，過多的 功能，及複雜的操作會比較偏向 BIM 模式下的軟體一樣。 估算的軟體工具部分，大家常用的是 Excel，但使用這軟體是無法與模型有 作連動式的，必須手動的去算取模型裡的尺寸與面積，再帶入到 Excel 在做整體 的計算。另外以下使目前是市售的估價軟體，大部分都可以支援從圖檔 Autocad 轉入到估算軟體內，在做初步估算的部分。以下針對國內市場比較常用的數量計 算軟體來說明： 目前市售的估價軟體部分相當多樣，本節針對國內市場比較常用的數量計算 軟體來說明：

1.營建估算會圖系統(Architecture Automatic Cost Control System,AACC)

為汶源資訊事業有限公司所開發的營建數量計算，營建繪圖估算系統包括： 結構繪圖估算系統、裝修繪圖估算系統；結構繪圖估算最大不同是資源均可分 享，畫圖程序簡單，檔案可從 Autocad 轉入，又可作為採發計價控管數量之依據， 資料清楚檢查容易。 可利用結構體繪製完成平面圖，再傳送到裝修系統。裝修估算僅編輯粉刷 表，再將粉刷表之隔局名稱點在平面塗對應格局內，電腦自動計算格局所有地 坪、內牆、平頂、踢腳及防水資料，含計算式。其他雜項估算可用傳統輸入計算 式估算。 2.欣成建築估算家 AQE8.2 欣成工程顧問有限公司所開發之 AQE 建築估算師，以使用者輸入由設計圖 所規定之尺寸、構件位置等，加上使用者自身之經驗，建立表格再依此軟體進行 運算出各構件之數量，此系統為純屬數量表格式計算，並無 2D 圖或 3D 模型供 以參考。對於室內裝業部分，可估算部分為隔間牆面、內牆粉刷、裝修材料建立 等。 3.匡建營建專業系統 6.0 匡建系統已更新至 6.0 版本，其操作方式為採人工依工程圖說所得之數據輸 入系統之中，系統雖然有圖面的輔助來精確其計算，但圖說相關的數據（如長、 寬及高度等），仍舊需仰賴使用者進行數據的輸入，來加以建置，系統所呈現的 展開圖或內部立面圖，僅能提供區域或部位計算時的狀況，雖然可計算出牆面開

16 口部位角隅處的陎積，但全憑使用者於前置作業中，對特殊欄位的編輯，是否正 確無誤而定之，特殊欄位的名稱與業界慣用的語意稍有不同，過程較為繁瑣， 使用者必頇具備高度的圖學能力，方足以避免對構件實際狀況的誤判或編輯錯 誤所產生的失真(林振揚，2007)。 對於估算系統，目前國內外都有一定的廠商在開發，但普遍出現幾個問題： (1)產品多為針對營建類別，室內裝修類別的估算，項目比較簡略。 (2)繪製好的圖面須再轉入估價軟體，除了需在熟練操作模式外，雖個家軟體操 作難度不依，但也多了一個工作程序，有礙於初步設計上講究的效率性。 (3)在台灣多數的室內裝修業，多數為小型工作室，對於購買估價軟體的建置費 用，無疑是沉重的負擔，也不符經濟效益。 2.3 BIM 模式之設計工作流程 2.3.1 BIM 模式 BIM是整個流程創新，創造一個資訊統合的平台，整合建築物生命週期的資 訊，所有資訊合併為一個檔案，只要在模型內修改一個指令，整個模型資訊會連 動更新。由BIM在建築物生命週期所產生的模型為：(Jones，2007) 1. 設計模型-建築、結構、水電、土木和基礎設施 2. 施工模型-將設計模型按照施工步驟進行細分 3. 施工進度模型-將工程項目按時間進度與模型中的物件連結 4. 成本模型-將工程項目成本與時間，和模型中的物件連結 5. 製造模型-替代傳統的圖紙，使用製造模型 6. 營運模型-為業主模擬營運 BIM模式下，在室內裝修的任何階段，大多數即使用Revit這套軟體即可，不 管在繪製2D或3D時，甚至在估價都可直接轉換出資料，由於BIM將模型內部參 數化與元件模組化，讓資料數據有對應，所以準確性相當的高，可避面人工上的 疏失。 2.3.2 傳統與 BIM 模式比較 室內裝修的產生對於執行設計流程模式下，現今狀況分為傳統模式設計流程 與 BIM 模式設計流程，在兩種模式比對之下，發現對於概念設計上並無明顯差 異，因設計師會因個人自我喜好，有自我的設計模式，有可能是手繪方式、製作 模型方式、繪製 3D 模型、参數式設計等等方式，來產生設計的草圖。

17 對於成本關係上，如圖 2.6 所示發現在傳統設計對於初期階段成本花費較 少，但對於整個工作流程後期花費成本較高，反之 BIM 模式在初期階段是花費 較高的，後期則是較少。(Eastman，2011) 圖2.6 建築生命週期各階段設計變更與成本影響圖 (C.Eastman，2011) 對於各階段時間的影響上，如圖 2.7 所示(陳育萱，2012)發現傳統設計對於 初步設計與細部設計時，所花費時間較少，但對於後期施工圖說與施工階段更改 設計，所需花費時間就較長，反之 BIM 模式設計就跟傳統模式設計相反，所以 如果只針對初步設計時，使用傳統模式應會較有效率性。 圖2.7 傳統設計與BIM 之流程時間分析 (陳育萱，2012) 2.4 程式化建模與 API 2.4.1 程式化建模 程式化建模是在 20 世紀 80 年代末逐漸佔據主導地位的一種計算機輔助設計 方法，是程式化設計的重要過程。在程式化建模環境裡，零件是由特徵組成的。

18 特徵可以由正空間或負空間構成。正空間特徵是指真實存在的塊，負空間特徵是 只切除或減去的部分。（例如，突出的凸台），負空間特徵是指切除或減去的部分。 (https://baike.baidu.com/item/%E5%8F%82%E6%95%B0%E5%8C%96%E5%BB% BA%E6%A8%A1) 建模是製造業生產過程的基礎工作，但隨著 VR、3D 列印、多維度資訊模 型的需求下，3D 建模日益精化，朝向普及化、参數化、程式化、網路化及智慧 化發展。(李正冬，2015) 建模是製造業生產過程的基礎工作，但隨著 VR、3D 列印、多維度資訊模 型的需求下，3D 建模日益精化，朝向普及化、参數化、程式化、網路化及智慧 化發展。(李正冬，2015) 有關業界長期以來一直在討論參數化與直接建模的優缺點。有些人喜歡傳統 直接建模的自由度和靈活性，而有些人則喜歡與程式化系統相關的参數定義和尺 寸控制功能。以室內設計人員在使用 SketchUp 軟體繪製時，可簡單的在軟體內 創造幾何圖形，但當需要繪製較複雜之幾何圖形，如果能利用程式化建模，精確 的控制幾何圖形的位置、長度或角度，對於建模時會有相當的效率。(李正冬， 2015)(https://baike.baidu.com/item/%E5%8F%82%E6%95%B0%E5%8C%96%E5% BB%BA%E6%A8%A1) 總和以上整理相關文獻，使用程式化建模，對於室內裝修業優點為： 1. 對設計圖進行更改時，具自動更新模型。 2. 模型易於判別各個組件內容，方便修改。 3. 易於定義和自動創建元件。 4. 圖面較精準，縮短修改施工圖時間與減少現場施工誤差。 缺點： 1. 在概念設計階段，3D 會花費較多的時間，2D 較簡略。 2. 設計更改時，某些修改會花費更多的時間。

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2.4.2 SketchUp 與 Ruby API

SketchUp 是一套可輕易學習的軟體，用簡單直覺的模式，線面製成 3D 圖樣， 由於軟體設計的方式，在沒有很限制的設定下，可輕易的創造 3D 體，對於設計 人員來說可拿來表達細節與客戶的溝通來達成共同目標，更能有效的節省時間與 成本。軟體適用於建築設計、室內設計、景觀設計、遊戲設計、拍攝場景設計、 建築物與工廠管線的配置與設備配置等。 SketchUp 軟體有獨特的推拉功能，在任何造型幾乎都可以使用推拉功能來 完成，並可匯入與匯出 AutoCAD DWG 格式，可互相支援，對於較多人使用 AutoCAD 來繪製平面圖與施工圖，可支援轉換成在 SketchUp 軟體使用，當然也 可將 SketchUp 檔案直接轉換為 DWG 格式後在 AutoCAD 上使用。 Ruby 是一種物件導向、命令式、函數式、動態的通用程式語言，API 是一 種應用程序編程的接口，也就是說可使用 Ruby 語言來擴展 SketchUp。 藉由 3D Warehouse 平台，可免費下載各種模型，使用者可將自身繪製的模 型上傳或下載，讓使用者方便在世界各地都可使用到。那也藉由 Extension Warehouse 平台，可下載來各全世界各地的使用者，也是開發者的開發出來的 API，可以低價的方式讓 SketchUp 有更多的功能，以及使用者個別不同的需求， 來增加功能。 2.5 小結 綜合文獻資料可發現，要將現有的室內設計工作流程提升，勢必得將軟體 為改善目標，那近來年軟體最大的提升為 BIM 的使用，但也因為 BIM 對於室內 設計來說，似乎過於繁雜，而導致多了許多缺點，是否適合室內設計業，還有許 多的疑問。 所以本研究使用室內設計業，最為多數人使用的軟體 SketchUp(Shady Attia， 2009)，開發 API 來提升工作流程效率與估算時的準確性，擷取 BIM 的優勢，將 資訊存在於模型內，並可以收取未來需要的資訊，以必要性的資訊帶入模型內， 不須過於瑣碎複雜化，猶如現有的 2018 BIMUP 5D for SketchUp API，就像一般 的 BIM 軟體一樣，功能強大，但介面複雜化，限制性較多的操作，對於室內設 計業並不適合。API 需要設計為適合室內裝修業使用的，目標為提升整體作業 流程時間、效率與估算時的準確性。

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第三章 API 開發與設計

3.1 系統開發架構 3.1.1 研究架構-專家訪談 根據文獻資料，可發現相關在室內裝修業工作流程裡的問題，主要問題大方 向為： (1) 在初步設計階段，繪圖與估算時間過長 (2) 在多數使用者軟體情況之下，如何提升整體工作流程的效率、準確性 (3) 在整體工作流程，如何擷取 BIM 的優勢 為了讓問題能更加明確，這樣在未來設計 API 時，能有更清楚的方向來做 設計，所以也預先將未來的試驗者先找出，提前以文獻之料的問題方向作為問卷 的內容設計，在次驗証更明確的問題。 問卷 1 內容為： 1. 性別：□男 □女 2. 身分：□設計師 □雇主 3. 年齡：□21-25 □26-30 □31-35 □36-40□40 以上 4. 資歷：□1 年內 □1-3 年□3-7 年□ 7 年以上 5. 每週繪圖的時間： □1-2 天 □2-4 天 □4-5 天 □5 天以上 6. 對於一般居家設計案-空間約 30 坪規劃 3 房兩廳之集合住宅設計時，初步設 計 時 ， 規 劃 平 面 配 置 圖 所 使 用 的 繪 圖 軟 體 為 ? □ Autocad □ Revit □ SketchUp □其他 7. 承問題 6，一般繪圖到完成所需花費多少時間？□1-2 小時 □2-4 小時 □ 4-8 小時 □一天以上 8. 承問題 7，規劃好設計圖後，初步估算時使用的計算軟體為？□Excel □ AACC 估算 □其他 9. 承問題 8，在估算時所花費時間為：□30 分鐘□1 小時□2 小時□3 小時以 上 □由資深設計師或其他人員估算 10. 承問題 9，你認為目前使用估算時使用方式偏向？□半自動 □全自動 □手 動 11. 是否有經驗在於簽約動工後，才發現原本估價因計算的錯誤，導致數值與原 設計不同，而造成困擾與糾紛？□有□無 12. 對於新接洽之業主，你是否曾有放棄規畫平面設計與報價給業主？□無 □ 有

21 13. 承問題 12，放棄之原因為何？(可複選) □主觀感受會白忙一場 □現況業 務繁忙，無閒暇時間 □自我認為不適任 □案子規模太小 □其他 本實驗受測的對象階為目前都在從事的室內裝修業人員，共有六員，男女比 例各半，都為專業設計師，年齡大多為 26-30 歲之間，資歷大多在 3-7 年，每周 大多花費五天以上的時間繪圖，使用的軟體大部分為 Autocad，繪圖時間每天多 數分布在 4-8 小時，估算時使用的計算軟體大多分布為使用 Excel，估算所花費 時間大多為 2 小時的時間，估算使用的方式都為半自動方式，也高達百分百比例 曾經估算錯誤過經驗。以下為問卷統計數值，括弧內數值為選擇人數的統計值。 1. 性別：(3)男，(3)女。 2. 身分：(6)設計師，(0)雇主。 3. 年齡：(1)21-25，(5)26-30，(0)31-35，(0)36-40，(0)40 以上。 4. 資歷：(0)1 年內，(1)1-3 年，(5)3-7 年，(0)7 年以上。 5. 每週繪圖的時間：(0)1-2 天，(0)2-4 天，(1)4-5 天，(5)5 天以上。 6. 對於一般居家設計案-空間約 30 坪規劃 3 房兩廳之集合住宅設計時，初步設 計時，規劃平面配置圖所使用的繪圖軟體為? (6)Autocad，(0)Revit， (0)SketchUp，(0)其他。 7. 承問題 6，一般繪圖到完成所需花費多少時間？(0)1-2 小時，(0)2-4 小時， (4)4-8 小時，(2)一天以上。 8. 承問題 7，規劃好設計圖後，初步估算時使用的計算軟體為？，(6)Excel ， (0)AACC 估算，(0)其他。 9. 承問題 8，在估算時所花費時間為：(0)30 分鐘，(0)1 小時，(4)2 小時，(2)3 小時以上，(0)由資深設計師或其他人員估算。 10. 承問題 9，你認為目前使用估算時使用方式偏向？(6)半自動，(0)全自動， (0)手動。 11. 是否有經驗在於簽約動工後，才發現原本估價因計算的錯誤，導致數值與原 設計不同，而造成困擾與糾紛？(6)有，(0)無。 12. 對於新接洽之業主，你是否曾有放棄規畫平面設計與報價給業主？，(0)無， (6)有。 13. 承問題 12，放棄之原因為何？(可複選) (3)主觀感受會白忙一場，(6)現況 業務繁忙，無閒暇時間(0)自我認為不適任，(4)案子規模太小，(4)其他。 綜合以上整理出幾項項目為發現大多數的問題： (1) 每週繪圖的時間多數為五天以上，時間多數在 4-8 小時，代表每天上班時間 都必須繪圖，所花費時間占比一天工作時間比例算高。 (2) 多數認為估算時所花費需要 2 小時，而且都認為已經是半自動的方式了，從 中發現使用半自動方式，估算價錢需要花費 2 小時，甚至更高於兩小時，而

22 都曾經有估算錯誤過經驗。 (3) 對於新接洽之業主，都曾有放棄規畫平面設計與報價給業主，原因多數為時 間因素。 3.1.2 程式與系統架構 室內裝修業多數使用繪圖軟體為 SketchUp、Revit、Autocad，本研究選擇 SketchUp 2017 版本為主要工具，運用可支援的 Ruby 為開發程式工具。 SketchUp-主要選擇 SketchUp 原因為在室內裝修業多數業者使用，也具有極大的 擴充性，不受限於商業軟體只用於特定的用途，並可以使用支援的程式語言來擴 充功能，滿足使用上的需求。

Ruby- Ruby 是 SketchUp 支援的物件導向程式語言，透過 SketchUp Ruby API 來 和 SketchUp 溝通，優勢為：

(1) Ruby 對於所有的物件具有一個真正的標記-清除（mark and sweep）式

的垃圾收集器（garbage collector）。使用者不必去維護擴充函式庫中的 參 考計數器(reference counts)。

(2) 在 Ruby 中撰寫 C 的擴充程式比在 Perl 或 Python 中方便，擁有許多

方便的 API 可以讓 C 呼叫 Ruby。這樣可以將 Ruby 當成腳本語言， 嵌入到其他軟體之中。它也具有 SWIG 的呼叫界面。 (3) 如果作業系統支援，Ruby 可以動態的載入擴充函式庫。 (4) Ruby 具有與作業系統無關的多線程（threading）能力。可以在所有可以 執行 Ruby 的平台上都能夠達到多線程的目標，而不必管作業系統是否 支援，就算是 MS-DOS 也行。 (5) Ruby 具有高度的移植性：它大部份是在 GNU/Linux 上發展出來，但是 可以執行於多種的作業系統如： UNIX、Mac OS X、Windows、DOS、 BeOS、OS/2 等。

由於 SketchUp 與 Ruby 互相支援，但畢竟以世界上在 SketchUp 有在作開發 的人，預計全世界可能只有約千人左右，所以有關的程式資訊就相對的不足，對 於開發設計上會增進困難度，所以為了將寫入的外掛程式能簡易化點，將帶入網

23 頁程式語言來作程式設計，網路程式語言就屬於現今較流通的語言，相對資訊上 比較充足，會使用的人也較大眾，在寫入的過程當中比較好排解困難，所以在寫 入程式位階架構中會如圖 3.1 分兩個主體(1) SketchUp 搭配 Ruby (2)網頁程式語 言搭配 HTML、JavaScript 與 CSS。 圖 3.1 寫入程式位階架構圖 在此次程式設計上會利用網路程式語言來撰寫文字、放置圖片、程式的版面 設計、表格顯示與功能下載等等，那利用 SketchUp 載入此語言工具列，藉以處 理複雜的介面處理，網路程式語言並且使用下面語法來實現 Ruby 與 JavaScript 之間的溝通，如參數的傳遞與事件的通知等。

如圖 3.2 為解釋 SketchUp 如何做到 Ruby 與 JavaScript 之間的溝通圖，一 開始先在 SketchUp 滑鼠點擊開啟 API 功能，網頁程式語言接收到後，即可起 API 功能，在功能表上輸入好指令後，再回到 SketchUp 聽到事件後，就唯一個溝通 的橋樑，在傳遞到網頁程式語言來做最後的確認動作，最後再到 SketchUp 執行， 來完成此目標動作。

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舉例如果想要創建一道牆面，如圖 3.3 所示，首先會在 SketchUp 功能延伸 程式開啟 API，網頁程式語言收到後，即開啟 API 介面出來，在輸入好所需參數 指定後，再回到 SketchUp 點擊所想要畫的牆尺寸線，點擊好後回到 API 功能， 點 擊 點 選 成 型 ， 回 到 SketchUp 畫 面 收 到 指 令 後 ， 即 可 完 成 牆 面 。

25 對於開發此 API 最大目的之一，即為賦予繪製的所有原件，都需要有相關 資訊，如物件的面積、長度等數據，所以對於資訊的彙整與統計相當重要，在程 式的設計邏輯上編排，會將所有物件的資訊儲存於所有實體上，這樣下一步就是 簡單的統計了，當統計的事件被啟動後，Ruby SketchUp 檢視檔案裡所有實體的 資訊，全部都被彙整起來傳送到 html 視窗來作觀看，也可簡易的將資訊利用 html 來轉換成 Excel 另外來運用。如圖 3.4 為統計資訊的彙整圖。 圖 3.4 統計資訊的彙整圖

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3.2 使用者操作界面設計

首先在開發這優化工作程式的 API，取名為 Drawing Plus，即是將繪圖功能 加強，來達成優化工作流程的工具。 在設計室內空間時，可發現空間主要為三個主體面來構成，分別為牆面、天 花板面與地面，那在使用的空間中，在牆面上一定會有門窗的設置，那在空間的 機能上來說，櫃體也是不可或缺的物件。室內設計主要就是將這些空間主要的元 素，去設計營造出想要的感受空間。 室內設計通常都依現有建築物的室內空間來丈量繪製，在依各種不同的需求 來改變內部的配置空間，所以在工作流程裡的初始階段丈量時，基本上就是以建 築物內的牆面為基準來丈量，再依據建築物內的現況門窗作標記，最後在丈量每 層樓的高度與樑寬。 由上段敘述可發現在繪製平面規畫圖時，主體建築物外牆是繪圖當中為首要 先繪製的，接續繪製內部的隔間牆面，最後將門窗繪製定點，初步要設計的原始 圖即可完成，最後在各種不同需求下，設計規劃出需求空間。 室內設計對空間可表現的地方為牆面、天花板、地板、門窗與櫃體造型，這 些硬體設施即是營造出空間的主體，也都是業主常會委託室內設計師的項目，對 於這些施作的工程預算，都需精確的計算，避免爾後的紛爭。 如圖4.1 是為公共工程室內裝修案例，於民國 107 年高雄市大樹區小坪國民 小學共讀站設計案之平面規劃圖，圖面上一定有基本的牆面而組成的空間，牆面 上也會有門窗的配置，平面圖也直接正視地面的角度，所以地面也一定會在圖面 顯現，對於構成一個室內空間來說，最後就是天花板將其包覆，就是一個完整的 室內空間了，那對於室內裝修設計一個空間，需要功能性的櫃體，或是需要美化 空間的形體，創造型體的手法，有許多不同的工種來創造，例如泥作工法、木作 工法與鐵工工法等等，一般來說大多數都會使用木作工法來創造，原因有成本考 量較能簡易創造，目前在台灣木作裝潢的人才與技術，都具有相當的競爭力，所 以在平面規劃圖上，也免不了有櫃體的配置，這些主要的元件結合在一起，就是 一張完整的室內裝修設計平面配置圖。

27 圖 3.5 高雄市小坪國民小學共讀站平面設計圖 在室內設計師將空間配置完繪好圖面後，接下來就會以設計後空間需施作的 部分來作估價的部份，如圖 3.2 所示在主體工程類別，會依各種不同工程來分 類，依序為室內裝修工程、鐵工工程、泥作工程、廣告工程、水電工程、油漆工 程、空調工程、玻璃工程、植栽工程與雜項工程，再以各種工程需施作的細項來 作單項的估價，各種細項估算的方式都有不同之處，有些會以面積來算，例如施 作超耐磨地板，會計算市內地板的空間，單位以坪數來計算，那有些會以長度來 計算，例如木作施作的櫃檯，會以櫃體的長度來計算，單位以台尺來計算，施作 的工種不同，都有各種不同的單位計算方式，那在傳統模式下的方式，都會以人 工手動的方式，來去計算這種長度與面積等等來做估價，在此案例的估價單中也 可發現，項目最多的為室內裝修工程，就是木作工程的部分，各單項估價就有 26 項，由此可發現木作工程部分在估價時需要花費更多的人力與時間。

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圖 3.6 高雄市小坪國民小學共讀站預算估價

31 綜合以上對於使用者操作介面設計歸類為五大類，再加上其它工種的估價， 可用簡易的方式來計算，而在多加一個項目，主要功能總共有六大項目： (1) 牆 (2) 地板 (3) 天花板 (4) 門窗 (5) 櫃體 (6) 計算 圖 3.7 使用者操作介面主要功能項目 (1) 牆： 在室內設計規劃平面圖上，牆是不可或缺的物件，空間的組成也是牆面的包 覆圍繞所衍生出來的，所以在 API 主功能項目是必須要有的。創造牆的主要工 程，一般常在室內裝修工程的方式分為別為，木作工程、玻璃工程、泥作工程與 鐵工工程這四大項目，再以這四大項目在去細分各種不同的材質與牆的類別。 木作工程：在牆面名稱定義了三種牆面，分別為輕隔間、角材隔間與造型壁 板，以輕隔間來說裡層骨架為輕型鋼架，尺寸上來說會也會依現況高度長度變 化，所以在設定上設計為可填入骨架的深度，作為較彈性的設計，那在牆面的兩 面，可分別選定現有材質，或是新創建牆面設計選定後的材質，這種材質也有不 一樣的尺寸，一樣為了彈性的變化，也可選擇自行輸入的方式，那避免造成繪圖 牆面前的困擾，及有失創建 API 的初衷，提升效率為主要目的，所以在預設時 數值為一般常用的數值，就可盡量節省繪圖前還需要輸入數值所花費的時間，最 後選定好材質後與裡層厚度，程式可自動計算出這牆面所完成後的厚度，這可讓 圖面更加的準確，在現實案場中也可降低空間尺寸的誤差性。那以角材隔間來 說，除了裡層材質為木質，有夾板角材與實木角材，相對於輕隔間，除了裡層材 質的不同外，厚度也不相同，其餘兩面封板的材質，都大為相同，所以在設計功 能與操作上，大至略同。那在造型壁板這功能的設計，是由於室內裝修設計在實 務上，對於壁面上的木作修飾，是經常性設計的方式，所以這功能主要的設計， 除了讓平面圖面更加完善以外，主要也可自動的計算出準確的估價。 玻璃工程：在室內隔間的部分，以玻璃隔間為室內裝修設計手法來說，也是

32 現況非常廣泛的運用，更多使用在一樓室內空間與騎樓交界處，那一般常見的玻 璃隔間，我將其分類為三種，分別為無框玻璃、金屬框玻璃與木作框玻璃，在依 據設計所選擇的玻璃種類與尺寸，功能設計上分為左右兩層，當然也可選擇單一 層玻璃，裡層厚度定義為固定玻璃結構的厚度，可自行依設計的需求輸入，牆壁 的厚度會依禮層的厚度自動計算出，如自行輸入會取消自動計算功能，最後再填 入玻璃隔間牆的牆面高度，就可直接在圖面繪製了。 泥作工程：對於建築來說不管是室內隔間牆，或是建築建外牆部分，泥作工 程施作的方式最為普遍，牆面分類為四種，分別為紅磚牆、白磚牆、混擬土牆與 牆面加工，功能設計來說，以紅磚牆、白磚牆與混擬土牆較為相近，除了裡層主 要的材質，這三種材質最後兩面都需再加工最細部的處理，所以兩面也可設定最 後完成的材質，當遇到原有牆面，最後設計施作的成品不需處理的話，也可選擇 原有材質，這樣程式就可以將原有牆面不納入未來估算的品項，厚度也可依設計 者去改變數值。程式功能另外另一種牆面名稱為牆面加工，設計此功能目的為現 況可能會有些特殊作的牆面，而需要另外來計算，此功能也可將圖面繪製完後， 發現需要去校正或查驗一些計算數值用。 鐵工工程：一般常用於新建的鐵皮屋，或是有些特殊的金屬牆面，在裡層骨 架的厚度上，可選擇一般常用的數值，當也可輸入較特殊的數值，其功能大致跟 其它牆面功能大致相同。 在圖 3.4-3.6 為主功能-牆之操作順序圖，依上序十四個步驟，以簡便的操 作方式，即可以自動伸成牆面。主要功能-牆的操作面板順序與解說： 1. 首先點選主要功能裡的牆功能 2. 點選工程類別 3. 點選牆面名稱 4. 選擇外牆材質與厚度 5. 選擇內牆材質與厚度 6. 輸入裡層厚度的尺寸 7. 輸入牆壁厚度尺寸或不輸入自動計算 8. 輸入牆壁高度 9. 點擊開始繪製-自動切換到繪圖視窗資訊 10. 點選直線功能 11. 依照想要繪製的尺寸繪製 12. 確認表框資訊是否正確 13. 點擊點選成型 14. 伸成牆面完成

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圖 3.8 主要功能-牆之操作順序-1

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圖 3.10 主要功能-牆之操作順序-3

在開發設計 API 功主能-牆時，會有繁雜的材質資訊，又需將各種功能分類， 在寫入程式之前，先將資料統整後以表格的方式來分類，如表 3.1 是將主要功能 裡的牆功能，用列表的方式，將所有設計的細節與功能作表格化。

35 表 3. 1 主項目-牆功能列表 主 項 目 工程 類別 牆面 名稱 選定材質 (內牆) 材質厚度 選定材質 (外牆) 材質厚度 裡層厚 度 牆壁厚度 牆面高 度 牆 木作 工程 輕隔 間 (1) 夾板 (2) 矽酸鈣板 (3) 石膏板 (4) 水泥板 (5) 特殊 (6) 無 (7) 原有 (1) 1 分 (2) 2 分 (3) 3 分 (4) 4 分 (5) 5 分 (6) 6 分 (7) 自行 輸入 (1) 夾板 (2) 矽酸鈣板 (3) 石膏板 (4) 水泥板 (5) 特殊 (6) 無 (7) 原有 (1) 1 分 (2) 2 分 (3) 3 分 (4) 4 分 (5) 5 分 (6) 6 分 (7) 自行 輸入 自行輸 入、預設 8cm 自動計算 ，手動輸入 數值的 話，自動計 算失效。 自行輸 入、預設 300cm 角材 隔間 (1) 夾板 (2) 矽酸鈣板 (3) 石膏板 (4) 水泥板 (5) 特殊 (6) 無 (7) 原有 (1) 1 分 (2) 2 分 (3) 3 分 (4) 4 分 (5) 5 分 (6) 6 分 (7) 自行 輸入 (1) 夾板 (2) 矽酸鈣板 (3) 石膏板 (4) 水泥板 (5) 特殊 (6) 無 (7) 原有 (1) 1 分 (2) 2 分 (3) 3 分 (4) 4 分 (5) 5 分 (6) 6 分 (7) 自行 輸入 自行輸 入、預設 6cm 造型 壁板 (1) 實木皮 (2) 鋼刷實木 皮 (3) 美耐板 (4) 波利板 (5) 石材 (6) 塑膠地板 (7) 特殊 (8) 原有 (1) 1 分 (2) 2 分 (3) 4 分 (4) 6 分 (5) 自行 輸入 (1) 實木皮 (2) 鋼刷實木 皮 (3) 美耐板 (4) 波利板 (5) 石材 (6) 塑膠地板 (7) 特殊 (8) 無 (1) 1 分 (2) 2 分 (3) 4 分 (4) 6 分 (5) 自行 輸入

36 玻璃 工程 無框 玻璃 (1) 透明 (2) 有色 (3) 烤漆 (4) 噴砂 (5) 膠合 (6) 鏡子 (7) 特殊 (8) 原有 (1) 5mm (2) 8mm (3) 10mm (4) 12mm (5) 15mm (6) 自行 輸入 (1) 透明 (2) 有色 (3) 烤漆 (4) 噴砂 (5) 膠合 (6) 特殊 (7) 無 (1) 5mm (2) 8mm (3) 10m m (4) 12m m (5) 15m m (6) 自行 輸入 自行輸 入、預設 0 cm 自動計算 ，手動輸入 數值的 話，自動計 算失效。 自行輸 入、預設 240cm 金屬 框玻 璃 (1)透明 (2)有色 (3)烤漆 (4)噴砂 (5)膠合 (6)鏡子 (7)特殊 (8)原有 (1)5mm (2)8mm (3)10mm (4)12mm (5)15mm (6)自行輸 入 (1)透明 (2)有色 (3)烤漆 (4)噴砂 (5)膠合 (6)特殊 (7)無 (1)5mm (2)8mm (3)10m m (4)12m m (5)15m m (6)自行 輸入 自行輸 入、預設 8 cm 自動計算 ，手動輸入 數值的 話，自動計 算失效。 自行輸 入、預設 240cm 木作 框玻 璃 (1)透明 (2)有色 (3)烤漆 (4)噴砂 (5)膠合 (6)鏡子 (7)特殊 (8)原有 (1)5mm (2)8mm (3)10mm (4)12mm (5)15mm (6)自行輸 入 (1)透明 (2)有色 (3)烤漆 (4)噴砂 (5)膠合 (6)特殊 (7)無 (1)5mm (2)8mm (3)10m m (4)12m m (5)15m m (6)自行 輸入 自行輸 入、預設 8 cm 自動計算 ，手動輸入 數值的 話，自動計 算失效。 自行輸 入、預設 240cm 泥作 工程 紅磚 牆 (1) 粉光 (2) 二丁掛 (3) 磁磚 (4) 抿石子 (5) 大理石 (6) 石頭漆 (1) 1cm (2) 2cm (3) 3cm (4) 4cm (5) 自行 輸入 (1) 粉光 (2) 二丁掛 (3) 磁磚 (4) 抿石子 (5) 大理石 (6) 石頭漆 (1) 1cm (2) 2cm (3) 3cm (4) 4cm (5) 自行 輸入 自行輸 入、預設 8 cm 自動計算 ，手動輸入 數值的 話，自動計 算失效。預 設 12cm 自行輸 入、預設 300cm

37 (7) 特殊 (8) 原有 (7) 特殊 (8) 無 (9) 原有 白磚 牆 (1) 磁磚 (2) 石頭漆 (3) 粉刷 (4) 壁紙 (5) 特殊 (6) 原有 (1) 0cm (2) 1cm (3) 2cm (4) 3cm (5) 自 行 輸入 (1) 磁磚 (2) 石頭漆 (3) 粉刷 (4) 壁紙 (5) 特殊 (6) 無 (7) 原有 (1) 0cm (2) 1cm (3) 2cm (4) 3cm (5) 自行 輸入 自行輸 入、預設 10 cm 自動計算 ，手動輸入 數值的 話，自動計 算失效。預 設 10cm 混擬 土 (1) 粉光 (2) 二丁掛 (3) 磁磚 (4) 抿石子 (5) 大理石 (6) 石頭漆 (7) 特殊 (8) 原有 (1) 1cm (2) 2cm (3) 3cm (4) 4cm (5) 5cm (6) 自行 輸入 (1) 粉光 (2) 二丁掛 (3) 磁磚 (4) 抿石子 (5) 大理石 (6) 石頭漆 (7) 特殊 (8) 無 (9) 原有 (1) 1cm (2) 2cm (3) 3cm (4) 4cm (5) 5cm (6) 自行 輸入 自行輸 入、預設 15 cm 自動計算 ，手動輸入 數值的 話，自動計 算失效。預 設 17cm 牆面 加工 (1) 粉光 (2) 二丁掛 (3) 磁磚 (4) 抿石子 (5) 大理石 (6) 石頭漆 (7) 粉刷 (8) 壁紙 (9) 特殊 (1) 0cm (2) 1cm (3) 2cm (4) 3cm (5) 4cm (6) 5cm (7) 自行 輸入 無功能，不 需輸入 無功能，不 需輸入 自行輸 入、預設 1cm 自動計算 ，手動輸入 數值的 話，自動計 算失效。預 設 2cm 鐵工 工程 金屬 牆 (1) 烤漆板 (2) 造型板 (3) 特殊 (4) 原有 (1) 1cm (2) 2cm (3) 3cm (4) 自行 輸入 (1) 烤漆板 (2) 造型板 (3) 特殊 (4) 無 (5) 原有 (1) 1c m (2) 2c m (3) 3c m (4) 自行 輸入 自行輸 入、預設 8cm 自動計算 ，手動輸入 數值的 話，自動計 算失效。預 設 10cm 自行輸 入、預設 300cm

38 (2)地板： 在室內設計規劃平面圖上，現實中室內空間地板是不可或缺的物件，但在室內設計初步設 計規劃平面圖上，有時候會省略繪製，除非地板有高低差，才會在繪製線條來區分地板的高低， 但在初步設計後比較完整設計時，就需要繪製地板的材質。為了能有延續工作流程到模擬圖時 期，也為了能自然的計算地板的面積，所以在開發 API 的功能，加入的地板的功能，也因為 初步設計的平面圖，不需要浪費多的時間來繪製，所以在設計 API 方面的考慮，一定要用最 簡易化的方式來操作繪製。地板項目在室內裝修的工法，一般常用的就三種工程，為木作工程、 泥作工程與鐵工工程方式來施作，所以在工程主項目就會以這三種來為主體分類。 木作工程：木作在地板施工上來說，一般都是以修飾表面材為主，比較不會當作建築主要 結構體的地板為主，在功能上設計很簡易的操作，就是選擇想要設計的表面材料，再輸入原有 地板的高度，一般原有空間的地板就會預設為 0，在看選擇的材料的厚度，或需要架高到完成 多少的高度，輸入到功能裡的完成面高度，在點選先建好的牆面四周，完成後就可自動伸成為 架高好的模擬地面，在繪製完成的同時，API 功能就可自動記憶計算所繪製的地板面積與材料。 泥作工程：泥作施作的方式，有可能只是表面材料，也有可能會是建築的結構體，功能選 項裡需要選擇最後完成的表面材質，再來是設計簡易的操作方式，輸入原有高度與完成面的高 度，就可自動伸成為立體模擬地板，在繪製完成的同時，API 功能就可自動記憶計算所繪製的 地板面積與材料。 鐵工工程：鐵工工程會預設在原本結構體就為鐵工結構體，只要在原有的結構，或是想要 設計以鐵工為結構體的，就須選擇此功能主體，這樣設計是為了方面資料的分類與計算功能， 其餘功能也是設計簡易的操作方式，輸入原有高度與完成面的高度，就可自動伸成為立體模擬 地板，在繪製完成的同時，API 功能就可自動記憶計算所繪製的地板面積與材料。 在圖 3.11-3.13 為主功能-地板之操作順序圖，依序為十個步驟，以簡便的操作方式，可 自動伸成地板物體。主要功能-地板的操作面板順序與解說： 1. 點選主功能-地板 2. 選擇工程類別 3. 選擇表面材質 4. 輸入底層高度 5. 輸入完成面高度 6. 點擊按開始繪製 7. 點選直線或矩形功能繪圖 8. 確認資訊是否正確 9. 依照想要繪圖的尺寸繪製，點選完成後自動成形 10. 申成地面完成

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圖 3. 11 主要功能-地板之操作順序-1

40 圖 3.13 主要功能-地板之操作順序-3 在開發設計 API 主功能-地板時，面對繁雜的材質資訊，又需將各種功能分類，在寫入程 式之前，先將資料統整後以表格的方式來分類，表 3.2 是將主要功能裡的牆功能，用列表的方 式，將所有設計的細節與功能作表格化。 表 3. 2 主項目-地板功能列表 主項 目 工程類別 表面材質 底層高度 完成面高度 地板 木作工程 (1)海島型(2)實木(3)超耐磨(4)石晶(5)南方松 (6)塑環木(7)塑膠地板(8)地毯(9) 特殊(10)原 有 自行輸入、預設-1 自行輸入、預設 0 泥作工程 (1)打底(2)粉光(3)混擬土(4)尺寸磁磚(5)抿石 子(6)大理石(7)花崗石(8)特殊(9)原有 自行輸入、預設-15 自行輸入、預設 0 鐵工工程 (1) 金屬板(2) 海島型(3)實木(4)超耐磨(5)石 晶(6)南方松(7)塑環木(8)夾板(9)塑膠地板 (10)地毯(11)打底(12)粉光(13)混擬土(14)各 尺寸磁磚(15)抿石子(16)大理石(17)花崗石 (18)特殊(19)原有 自行輸入、預設-15 自行輸入、預設 0

41 (3) 天花板： 在室內設計規劃平面圖上，現實中室內空間天花板是不可或缺的物件，但在室內設計初步 設計規劃平面圖上，並不會顯現天花板樣式，只有到施工圖繪製的階段，或是在模擬圖的階段， 才會繪製天花板部分與天花板平面配置圖。為了能有延續工作流程到模擬圖時期，也為了能自 然的計算天花板的面積，所以在開發 API 的功能，加入天花板的功能，也因為初步設計的平 面圖，不需要浪費多的時間來繪製，所以在設計 API 方面的考慮，一定要用最簡易化的方式 來操作繪製。天花板項目在室內裝修的工法，一般常用的就三種工程，為木作工程、泥做工程 與鐵工工程方式來施作，所以在工程主項目就會以這三種來為主體分類。另外在創建物件時， 會自動創建群組，避免在 SketchUp 的繪圖環境下，讓多種不同性質的物件，交錯到點與線會 讓整個模型錯亂，那整個模型內可會有多個物件，為了讓使用者方便找尋，也可自行輸入創建 群組的名稱，以利資料整理。 那在木作工程天花板又細分三種型態的天花板，如平釘天花板、造型天花板與輕鋼架天花 板，這三樣分類是目前最普遍來運用的，木作的天花板基本上也不會是建築物的結構，一般都 是以修飾表面材為主，或是為了營造出想要有的造型感觀等，在功能上設計很簡單的操作，以 選擇想要設計的表面材料，再輸入原有天花板的高度，一般原有空間的地板就會預設為 300， 在看需要降低到完成面的高度，在輸入到功能裡的完成面高度，瞄準的基準點，可點擊在建好 的牆面點，完成後就可自動伸成為模擬天花板，在繪製完成的同時，API 功能就可自動記憶計 算所繪製的天花板面積與材料。 泥作工程：泥作施作的方式，有可能只是表面材料，也有可能會是建築的結構體，功能選 項先選擇最後完成的表面材質，再以設計簡易的操作方式，輸入原有高度與完成面的高度，就 可自動伸成為立體模擬天花板，在繪製完成的同時，API 功能就可自動計億計算所繪製的天花 板面積與材料。 鐵工工程：鐵工工程會預設在原本結構體就為鐵工結構體，只要在原有的結構，或是想要 設計以鐵工為結構體的，就須選擇此功能主體，這樣設計是為了方面資料的分類與計算功能， 其餘功能也是設計簡易的操作方式，輸入原有高度與完成面的高度，就可自動伸成為立體模擬 天花板，在繪製完成的同時，API 功能就可自動記憶計算所繪製的天花板面積與材料。 在圖 3.14-3.16 為主功能-天花板之操作順序圖，依序為十二個步驟，以簡便的操作方式， 可自動伸成天花板物體。主要功能-天花板的操作面板順序與解說： 1. 點選主功能-天花板 2. 可自我輸入創建群組名稱 3. 選擇工程名稱 4. 選擇天花板結構類型 5. 選擇使用材料

42 6. 輸入天花板底層高度 7. 輸入天花板完成面高度 8. 點擊按開始繪製 9. 點選直線或矩形功能繪圖 10. 確認資訊是否正確 11. 依照想要繪圖的尺寸繪製，點選完成後自動成形 12. 伸成天花板完成 圖 3.14 主要功能-天花板之操作順序-1

43 圖 3.15 主要功能-天花板之操作順序-2 圖 3.16 主要功能-天花板之操作順序-3 在開發設計 API 主功能-天花板時，面對繁雜的材質資訊，又需將各種功能分類，在寫入 程式之前，先將資料統整後以表格的方式來分類，表 3.3 是將主要功能裡的天花板功能，用列