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关键技术简述:BIM轻量化与算法优化

时间:2023-06-17 理论教育 版权反馈
【摘要】:基于BIM轻量化,大致有设计环节模型清理和软件开发算法优化两个阶段。经过专业开发人员测试,一个15.1 MB的rvt格式BIM模型文件,使用一些更复杂算法等技术手段,转化为可基于web端开发浏览模型文件,大小仅为854 kB,是原revit文件1/20,即轻量化了近95%!轻量化技术,让基于BIM的web端开发成为可能,大大降低门槛。

关键技术简述:BIM轻量化与算法优化

本平台将集成近年来陆续投入商用的各类高新技术,增强企业管理信息系统(MIS) ,打破以往先进技术和工具缺乏局面,借助新技术、新工具,大幅提升工作质量、效率,实现工作创新。

本平台为基于BIM三维图形可视化软件信息系统集成平台,其涵盖关键技术主要有:

1.仿真物联网引擎

仿真物联网引擎是真正的3D引擎,运行在浏览器中的3D引擎,它可以让用户轻松地实现各种三维场景以及三维动画;应用在建筑可视化、各类系统拓扑三维展示以及可视化数据等领域,可轻松构建跨PC端与移动终端的企业应用,无须担忧跨平台兼容性、触屏手势交互等棘手问题,可实现优质2D与3D仿真可视化所需一切。

支持多种格式,如:3ds,obj,fbx,gltf,3mfassimp等,支持解析模型自带动画信息;可方便快速加载各类模型,引擎强大的API接口可实现三维模型在web端多种多样的交互,并提供绚丽展示特效。

2.分布式多源数据监控系统

具有设备数据监控体系,配置规则引擎,实时可视化监控,提供通知机制快速定位,解决各种问题。

3.模型轻量化技术简述

我们都知道,BIM模型在可编辑阶段,其模型数据量非常大,陕西大剧院2017年12月竣工版模型就已经有1.96G。如果是原始数据文件直接在基于web浏览器无插件运行,以浏览器的控制内存和显卡的渲染演算能力,绝大多数计算机设备是无法运行起来的;这样就有了模型轻量化问题。

最近4年来,该问题在国内软件研发领域,尤其是算法优化已有突破提升,和国外差距越来越小。

基于BIM轻量化,大致有设计环节模型清理和软件开发算法优化两个阶段。

BIM模型可编辑阶段,即设计环节,如需对BIM模型后续运维开发,则需要通过对冗余模型、存储信息的删减,对建模方式进行一定程度优化,以主流BIM编辑软件Revit而言,大致手段如下(见图5):

清理CAD参照图,不在Revit中炸开CAD图元;

图5 模型可编辑阶段的轻量化

减少组的使用,删除未使用组;(www.xing528.com)

减少内建体量;

清理未使用项;

另存本项目文件,清理操作过程信息;等等。

以上几种操作办法可在BIM模型编辑阶段进行一定程度的轻量化处理,其轻量化程度未经过严格测试取样,根据笔者多年经验,常规项目应用,通过以上手段,可减少3%~10%的模型数据量。

第二阶段轻量化工作,属于软件算法优化,在开发环节。

浏览器受计算能力、内存等方面制约,基于桌面对模型数据组织和加载方式须做出调整,即需要更多使用三维模型轻量化技术对模型深度处理;模型轻量化主要包括:模型轻量化显示和模型文件转换。

常用方式主要有:

图元合并:应用于大模型结构比较复杂,顶点、面数据比较大,可以通过算法根据权重剔除相应顶点、面;从而达到模型轻量化效果。

几何对象构件对象化:相同形状几何对象不做多次拷贝,大模型相同几何体只做一个加载,只做相同模型构件移动、旋转、缩放;这样做模型文件和浏览器内存大小得到明显减少。

场景八叉树划分:八叉树可以快速剔除不可见图元,减少进入渲染区域绘制对象。

Lod:模型可以设备Lod,根据距离、级别加载不同复杂度结构模型。

模型文件压缩:三维模型stl、obj、3ds、obj、json等文件格式算法压缩。

经过专业开发人员测试,一个15.1 MB的rvt格式BIM模型文件,使用一些更复杂算法等技术手段,转化为可基于web端开发浏览模型文件,大小仅为854 kB,是原revit文件1/20,即轻量化了近95%!

轻量化技术,让基于BIM的web端开发成为可能,大大降低门槛。业务层面,促进设计、工程、软件开发、网络通信及物联网多行业快速衔接融合,催生更多提升空间,让全过程工程咨询服务如虎添翼!

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