一种基于WebGL的BIM模型轻量化显示方法技术

本方法涉及一种基于WebGL的BIM模型轻量化显示方法，该方法包括以下步骤：步骤一、Revit

【技术实现步骤摘要】
一种基于WebGL的BIM模型轻量化显示方法


[0001]本专利技术涉及一种基于WebGL的BIM模型轻量化显示方法，具体涉及Revit-JSON接口实现、Revit二次开发、三维BIM模型的轻量化显示、模型交互与对象属性关联。

技术介绍

[0002]传统BIM应用对电脑软硬件的配置要求较高，用户通过Revit等三维建模进行三维模型的浏览时需要先安装指定的专业工具才能进行后续的操作，缺乏操作的便捷性，而且使用三维建模进行二次打开还可能破坏三维模型的原始数据，存在安全隐患。除此之外，基于PC端的专业工具不能满足用户进行三维模型和属性实时查看的需求，而且也无法在移动端进行三维模型展现的操作，这就给BIM技术的应用落地和推进造成了很大的不便。
[0003]面对传统BIM的诸多弊端，Web端技术和三维可视化的发展成为BIM模型轻量化显示的敲门砖，可以通过良好的Web端三维可视化效果极大地提高工程项目设计、施工、监督的效率，从而为决策者作出科学决策提供便利。同时，WebGL的发展支持在浏览器中无插件进行三维模型的高效渲染，使大体量复杂的BIM模型实现脱离专业工具的可视化以及实时的模型查看和交互操作。
[0004]因此，如何基于WebGL实现BIM模型的轻量化显示，满足用户通过浏览器全面浏览各种建筑物并查询相关属性的需求，使BIM模型的展现具有更逼真的3D效果和更友好的人机交互性，使建筑物的三维可视化具有通用性、简易性、真实性和全面性已然成为BIM技术三维动态发展面临的主要问题。

技术实现思路

[0005]本方法所要解决的技术问题在于针对上述传统的BIM模型在三维动态展示方面需要借助专业工具和对电脑软硬件配置要求高的弊端，提供一种基于WebGL的BIM模型轻量化显示方法，通过Revit二次开发，将模型属性信息导出为JSON格式并存放在JSON中间文件的属性区域，从而进行Revit模型的Web端重建和渲染，并实现轻量化三维场景的模型交互和属性查询。
[0006]本专利技术的技术方案如下：
[0007]一种基于WebGL的BIM模型轻量化显示方法，包括以下技术步骤：步骤一、Revit-JSON接口实现；步骤二、Revit二次开发；步骤三、轻量化显示-Web端重建及渲染；步骤四、三维交互与对象属性关联。
[0008]本专利技术该方法步骤一、Revit-JSON接口实现包括：
[0009]步骤101、设计Revit-JSON接口，并定义JSON格式中间文件；
[0010]步骤102、JSON格式中间文件划分：1.几何数据信息区域；2.属性数据信息区域；
[0011]步骤103、进行二次开发导出数据的分开存放，其中在JSON中间文件几何模型区域存放格式化后的OBJ格式的几何信息数据，其属性信息区域存放模型JSON格式的纹理及属性信息，然后通过JSON键值对统一标识符实现两区域信息的一一对应。
[0012]本专利技术该方法步骤一、Revit-JSON接口实现：JSON格式中间文件包括几何数据文件、材料数据文件和属性数据文件；几何数据文件包括ID、类型和数据：顶点、法向量、UV坐标面；材料数据文件包括ID、类型和材料：颜色、环境光、透明度、线框；属性数据包括：ID、类型、属性数据和子类：子集属性数据。
[0013]本专利技术该方法步骤二、Revit二次开发包括：
[0014]步骤201、设计模型信息数据提取流程：在Revit二次开发之前完成，分为三个部分：
[0015]步骤2011、提取定点数据：提取定点数据需要获取模型元素对象的坐标体系和几何坐标定位，采用嵌套IFCLocalPalcement对象的方法实现；
[0016]步骤2012、提取模型法线数据：在步骤2011提取定点数据后，提取模型法线数据，同时进行几何信息的约束修正；
[0017]步骤2013、提取模型纹理和材质信息：提取材质信息，首先要获取材质属性唯一标识符UID，这里通过Onmaterial()方法来获取，然后通过UID得到Material信息，利用Material的AppearanceAssetId属性得到AppearanceAssetId并得到Appearance Asset Element，最后取到包含所有渲染信息的Asset对象；
[0018]步骤202、Revit二次开发流程如下：
[0019]步骤2021、注册插件；
[0020]步骤2022、设定工作在三维视图模式下；
[0021]步骤2023、添加外部文件引用：RevitAPI.dll、RevitAPIUI.dll、System.Windows.Forms；
[0022]步骤2024、使用IExtemalCommand命令的Execute函数进行外部扩展；使用IExtemalApplication接口添加应用；
[0023]步骤2025、设置.addin注册文件，用以自动识别和加载外部文件；
[0024]步骤2026、Revit对象转换为JSON文件。
[0025]本专利技术该方法步骤二、Revit二次开发，Revit对象转换为JSON文件，具体步骤为：
[0026]开始；使用Command模式，重写Execute方法；获取View3D对象文件；继承IExportContext类，重写OnPolymesh方法；遍历Revit节点，获取模型几何数据，材质、纹理属性数据，获得临时对象文件；编写UserSetting类，用于格式化临时文件得到JSON文件；通过CustomExporter将JSON文件写入硬盘中；结束。
[0027]本专利技术该方法步骤三、轻量化显示-Web端重建及渲染包括：
[0028]步骤301、构建三维场景，通过THREE.Mesh创建网格模型；
[0029]步骤302、三维模型渲染；
[0030]步骤3021、创建场景Scene；
[0031]步骤3022、JS异步请求加载JSON文件，将几何关系和属性信息依次生成Geometry、Mesh模型并加载进场景；使用parseGeometries()对Geometries中type属性遍历，通过THREE.JSONLoader函数对二次开发后的JSON文件解析得到场景在渲染器内进行渲染着色操作。
[0032]本专利技术该方法步骤四、三维交互与对象属性关联包括：
[0033]步骤401、添加控制器和事件监听：将TrackballControls控制器加入场景，实现对
透视相机的控制，通过DOM事件处理机制进行监听操作；
[0034]步骤402、模型拾取，通过THREE.Ray方法，检测视景中与射线相交的物体，THREE.Projector方法，通过矩阵运算实现世界坐标到屏幕坐标的转换；
[0035]步骤403、设置统一标识符ID，进行JSON文件几何信息与属性信息的关联；
[0036]步骤404、Web端匹配标识符算法；
本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于WebGL的BIM模型轻量化显示方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一、Revit-JSON接口实现；步骤二、Revit二次开发；步骤三、轻量化显示-Web端重建及渲染；步骤四、三维交互与对象属性关联。2.根据权利要求1所述的基于WebGL的BIM模型轻量化显示方法，其特征在于，该方法步骤一、Revit-JSON接口实现包括：步骤101、设计Revit-JSON接口，并定义JSON格式中间文件；步骤102、JSON格式中间文件划分：1.几何数据信息区域；2.属性数据信息区域；步骤103、进行二次开发导出数据的分开存放，其中在JSON中间文件几何模型区域存放格式化后的OBJ格式的几何信息数据，其属性信息区域存放模型JSON格式的纹理及属性信息，然后通过JSON键值对统一标识符实现两区域信息的一一对应。3.根据权利要求1所述的基于WebGL的BIM模型轻量化显示方法，其特征在于，该方法步骤一、Revit-JSON接口实现：JSON格式中间文件包括几何数据文件、材料数据文件和属性数据文件；几何数据文件包括ID、类型和数据：顶点、法向量、UV坐标面；材料数据文件包括ID、类型和材料：颜色、环境光、透明度、线框；属性数据包括：ID、类型、属性数据和子类：子集属性数据。4.根据权利要求1所述的基于WebGL的BIM模型轻量化显示方法，其特征在于，该方法步骤二、Revit二次开发包括：步骤201、设计模型信息数据提取流程：在Revit二次开发之前完成，分为三个部分：步骤2011、提取定点数据：提取定点数据需要获取模型元素对象的坐标体系和几何坐标定位，采用嵌套IFCLocalPalcement对象的方法实现；步骤2012、提取模型法线数据：在步骤2011提取定点数据后，提取模型法线数据，同时进行几何信息的约束修正；步骤2013、提取模型纹理和材质信息：提取材质信息，首先要获取材质属性唯一标识符UID，这里通过Onmaterial()方法来获取，然后通过UID得到Material信息，利用Material的AppearanceAssetId属性得到AppearanceAssetId并得到Appearance Asset Element，最后取到包含所有渲染信息的Asset对象；步骤202、Revit二次开发流程如下：步骤2021、注册插件；步骤2022、设定工作在三维视图模式下；步骤2023、添加外部文件引用：RevitAPI.dll、RevitAPIUI.dll、System.Windows.Fo...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴学明，张社荣，戴华存，王超，梁礼绘，严磊，刘增辉，祝安东，刘涵，尹健梅，苗建杰，李世杰，张发瑜，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：