一种数字孪生BIM模型转换与轻量化方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提出了一种数字孪生BIM模型转换与轻量化方法及装置，涉及BIM领域。该方法包括不同模型设计软件导出的文件转换为统一的自定义格式文件；将统一的自定义的格式中三维模型自带的坐标系统转换为web引擎所支持的三维坐标系统；将三维模型拆分成关键数据,根据关键数据及三维模型的曲率值对三维模型进行缩减优化，将优化三维模型的几何特征、空间拓扑、纹理数据写入瓦片格式文件。本发明专利技术将原本体积庞大的模型缩小到原来的十五分之一左右，在BIM领域应用，轻量化后的模型可以广泛的应用到web端和手机客户端，提高了生产效率；同时在三维模型重构方法中加入了LOD的技术，减轻系统渲染的压力，使系统操作更流畅。使系统操作更流畅。使系统操作更流畅。

【技术实现步骤摘要】
一种数字孪生BIM模型转换与轻量化方法及装置


[0001]本专利技术涉及BIM领域，具体而言，涉及一种数字孪生BIM模型转换与轻量化方法及装置。

技术介绍

[0002]BIM技术已逐渐成为工程设计、建设、管理和维护的新途径和办法，目前已率先在建筑工程设计领域开始了全面应用。除了设计部门，围绕设计成果的后续相关建设和运维管理，也已开始大力推广BIM技术的相关应用。然而，通过在设计领域的BIM应用中可以发现，BIM模型工程浩大、体量巨大，对后续应用系统的计算机性能提出了严峻挑战。如若要顺畅地进行BIM设计及管理应用，需要采购高端的图形工作站，成本巨大，尤其是服务于网络端的应用，网络三维场景模型的实时渲染会出现卡顿、传输速度慢、体验交互性差等现象，迫切需要新的解决方案，在确保BIM技术在设计、施工、运维等方面的应用优势的同时，通过减少模型的体量(包括减少点、面等数量)，对BIM模型进行轻量化处理，以保证模型的轻量化程度。
[0003]目前，对BIM模型的轻量化的方法比较多，大致就是删除相关顶点、对面片进行折叠、LOD等，如果简化比更高则是将内层模型删除，只显示外层模型，这种简化方式存在的最大问题是无法查询内部构件信息。有的方法在此简化的基础上，对外围的面片进一步优化，将外围作为一个整体，模型体积进一步减少，但丢失了属性信息，不能实现BIM信息化的价值。

技术实现思路

[0004]为了克服上述问题或者至少部分地解决上述问题，本专利技术实施例提供一种数字孪生BIM模型转换与轻量化方法及装置。
[0005]本专利技术的实施例是这样实现的：
[0006]第一方面，本专利技术实施例提供一种数字孪生BIM模型转换与轻量化方法，包括：
[0007]将多个不同模型设计软件导出的文件转换为统一的自定义格式文件，其中，上述自定义格式文件中包括定义了三维模型信息、定义了三维模型属性、定义了三维模型的几何信息、定义了BIM构件属性、定义了几何体gltf中引用的外部资源和定义了三维模型的结构树中的节点；
[0008]将统一的自定义的格式中三维模型自带的坐标系统转换为web引擎所支持的三维坐标系统，通过拓扑分析重建各个模型构建之间的坐标关系；
[0009]将三维模型拆分成关键数据,根据关键数据及三维模型的曲率值对三维模型进行缩减优化，得到优化三维模型，存储优化后的关键数据；
[0010]分析优化后的关键数据中材质和UV纹理关系，建立与自定义格式文件相对应的纹理数据模型，将优化三维模型的几何特征、空间拓扑、纹理数据写入瓦片格式文件。
[0011]基于第一方面，在本专利技术的一些实施例中，还包括：
[0012]分析不同模型设计软件的部件属性存储结构，将部件属性数据写入到结构化关系数据库建立属性转换规则，构建统一的属性数据存储模型。
[0013]基于第一方面，在本专利技术的一些实施例中，还包括：
[0014]基于LOD技术将三维模型解析出不同的显示精度和显示细节。
[0015]基于第一方面，在本专利技术的一些实施例中，还包括：
[0016]采用压缩算法压缩多个不同模型设计软件的数据。
[0017]基于第一方面，在本专利技术的一些实施例中，上述压缩算法为Draco谷歌3D压缩算法。
[0018]基于第一方面，在本专利技术的一些实施例中，多个模型设计软件包括Autodesk 3dmax、Revit和达索CATIA模型设计软件。
[0019]基于第一方面，在本专利技术的一些实施例中，上述关键数据包括顶点、顶点索引、UV、法线和材质信息。
[0020]第二方面，本专利技术实施例提供一种数字孪生BIM模型转换与轻量化装置，包括：
[0021]数据解析模块，用于将多个不同模型设计软件导出的文件转换为统一的自定义格式文件，其中，上述自定义格式文件中包括定义了三维模型信息、定义了三维模型属性、定义了三维模型的几何信息、定义了BIM构件属性、定义了几何体gltf中引用的外部资源和定义了三维模型的结构树中的节点；
[0022]坐标转换模块，用于将统一的自定义的格式中三维模型自带的坐标系统转换为web引擎所支持的三维坐标系统，通过拓扑分析重建各个模型构建之间的坐标关系；
[0023]模型减面模块，用于将三维模型拆分成关键数据,根据关键数据及三维模型的曲率值对三维模型进行缩减优化，得到优化三维模型，存储优化后的关键数据；
[0024]模型纹理保存模块，用于分析优化后的关键数据中材质和UV纹理关系，建立与自定义格式文件相对应的纹理数据模型，将优化三维模型的几何特征、空间拓扑、纹理数据写入瓦片格式文件。
[0025]第三方面，本专利技术实施例提供一种电子设备，包括：
[0026]至少一个处理器、至少一个存储器和数据总线；其中：
[0027]上述处理器与上述存储器通过上述数据总线完成相互间的通信；上述存储器存储有可被上述处理器执行的程序指令，上述处理器调用上述程序指令以执行上述的方法。
[0028]第四方面，本专利技术实施例提供一种非暂态计算机可读存储介质，上述非暂态计算机可读存储介质存储计算机程序，上述计算机程序使计算机执行上述的方法。
[0029]相对于现有技术，本专利技术的实施例至少具有如下优点或有益效果：
[0030]本专利技术提供一种数字孪生BIM模型转换与轻量化方法，包括以下步骤：
[0031]将多个不同模型设计软件导出的文件转换为统一的自定义格式文件，其中，上述自定义格式文件中包括定义了三维模型信息、定义了三维模型属性、定义了三维模型的几何信息、定义了BIM构件属性、定义了几何体gltf中引用的外部资源和定义了三维模型的结构树中的节点；
[0032]该步骤中，Autodesk 3dmax、Revit和达索CATIA模型设计软件导出文件格式比较多，这也为不同的数据格式转换和解析带来了困难。为此，在三大平台支持二次开发的基础上，通过导出自定义的格式不仅可以避免解析多种格式带来的麻烦，最重要的是可以把项
目需要的数据全部存储，为后续轻量化奠定基础。
[0033]将统一的自定义的格式中三维模型自带的坐标系统转换为web引擎所支持的三维坐标系统，通过拓扑分析重建各个模型构建之间的坐标关系；
[0034]该步骤中，Autodesk 3dmax、Revit和达索CATIA等常用商业BIM模型设计软件在模型设计中带有不同的坐标系统定义，通过坐标系的平移、旋转和缩放可以实现把模型自带的坐标系统转换为web引擎所支持的三维坐标系统，同时通过拓扑分析，重建各个模型构建之间的坐标关系，确保轻量化后的模型不失真，位置正确。
[0035]将三维模型拆分成关键数据,根据关键数据及三维模型的曲率值对三维模型进行缩减优化，得到优化三维模型，存储优化后的关键数据；
[0036]该步骤中，将三维模型根据最小组成单元拆分成包括顶点、顶点索引、UV、法线和材质信息的关键数据并进行储存的方法，不需要三维模型人员进行处理就可本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种数字孪生BIM模型转换与轻量化方法，其特征在于，包括：将多个不同模型设计软件导出的文件转换为统一的自定义格式文件，其中，所述自定义格式文件中包括定义了三维模型信息、定义了三维模型属性、定义了三维模型的几何信息、定义了BIM构件属性、定义了几何体gltf中引用的外部资源和定义了三维模型的结构树中的节点；将统一的自定义的格式中三维模型自带的坐标系统转换为web引擎所支持的三维坐标系统，通过拓扑分析重建各个模型构建之间的坐标关系；将三维模型拆分成关键数据,根据关键数据及三维模型的曲率值对三维模型进行缩减优化，得到优化三维模型，存储优化后的关键数据；分析优化后的关键数据中材质和UV纹理关系，建立与自定义格式文件相对应的纹理数据模型，将优化三维模型的几何特征、空间拓扑、纹理数据写入瓦片格式文件。2.根据权利要求1所述的一种数字孪生BIM模型转换与轻量化方法，其特征在于，还包括：分析不同模型设计软件的部件属性存储结构，将部件属性数据写入到结构化关系数据库建立属性转换规则，构建统一的属性数据存储模型。3.根据权利要求1所述的一种数字孪生BIM模型转换与轻量化方法，其特征在于，还包括：基于LOD技术将三维模型解析出不同的显示精度和显示细节。4.根据权利要求1所述的一种数字孪生BIM模型转换与轻量化方法，其特征在于，还包括：采用压缩算法压缩多个不同模型设计软件的数据。5.根据权利要求4所述的一种数字孪生BIM模型转换与轻量化方法，其特征在于，所述压缩算法为Draco谷歌3D压缩算法。6.根据权利要求1所述的一种数字孪生BIM模型转换与轻量化方法，其特征在于，多个模型设计软件...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈杰，罗胜，
申请(专利权)人：瑞测江苏空间信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：