规则结构BIM模型动画生成方法、设备及存储介质技术

本发明专利技术公开了一种规则结构BIM模型动画生成方法、设备及存储介质，所述方法包括构建规则结构BIM模型，导出BIM模型并转换成图形引擎兼容的格式文件；编制着色器，将格式文件、着色器导入图形引擎；获取规则结构的监测数据；根据监测数据生成纹理贴图，将纹理贴图导入图形引擎；利用着色器对规则结构模型中每个点的坐标值进行归一化处理，得到对应点的UV值；将规则结构模型中每个点的UV值与纹理贴图中每个像素点的RGB值进行关联；将规则结构模型中每个点的坐标值加上与关联的RGB值后在图形引擎中渲染，实现规则结构模型的变形，进而实现模型动画效果。本发明专利技术可以实现BIM模型与业务数据的动态结合及可视化展示。据的动态结合及可视化展示。据的动态结合及可视化展示。

【技术实现步骤摘要】
规则结构BIM模型动画生成方法、设备及存储介质


[0001]本专利技术属于BIM图形
，尤其涉及一种以实时业务数据驱动的规则结构BIM模型动画生成方法、设备及存储介质，以实现规则结构BIM模型与业务数据的动态结合及可视化展示。

技术介绍

[0002]随着工程建筑业的数字业务需求日益增长，亟待优化BIM展示数据的动态实时性及可视化程度。现有BIM展示信息技术的主要局限包括：
[0003]1)主要储存静态设计信息；
[0004]2)通过构件ID为索引可实现与信息数据库的交互，但没有充分利用模型的顶点数据、纹理贴图等模型资产搭载信息；
[0005]3)BIM模型离线渲染与实时渲染主要是对物理外观进行可视化，在展现更丰富的可视化信息方面存在局限。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种规则结构BIM模型动画生成方法、设备及存储介质，以解决传统BIM技术应用中只储存静态信息，单一通过构件ID为索引与信息数据库交互搭载信息，主要对物理外观可视化，缺乏更丰富的可视化信息的问题。
[0007]本专利技术是通过如下的技术方案来解决上述技术问题的：一种规则结构BIM模型动画生成方法，所述方法包括以下步骤：
[0008]步骤1：构建规则结构BIM模型，导出所述规则结构BIM模型并转换成图形引擎兼容的格式文件；
[0009]编制着色器，并将所述格式文件、着色器导入所述图形引擎；
[0010]步骤2：实时获取规则结构在当前采样周期的监测数据；
>[0011]步骤3：根据所述监测数据生成纹理贴图，将所述纹理贴图导入所述图形引擎；或，将所述监测数据导入所述图形引擎，根据所述监测数据生成纹理贴图；
[0012]步骤4：利用所述着色器对规则结构模型中每个点的x、y值进行归一化处理，得到对应点的UV值；将所述规则结构模型中每个点的UV值与所述纹理贴图中每个像素点的RGB值进行关联；将所述规则结构模型中每个点的x、y、z值加上与该点关联的RGB值后在所述图形引擎中渲染，实现规则结构模型的变形；
[0013]步骤5：实时获取规则结构在下一个采样周期的监测数据，重复步骤3～5，实现规则结构模型的动画生成。
[0014]进一步地，所述规则结构包括桥梁、道路、边坡、规则结构面、建筑物的板梁柱。
[0015]进一步地，所述图形引擎为WebGL图形引擎或OpenGL引擎。
[0016]进一步地，所述着色器包括顶点着色器和像素着色器；所述顶点着色器，用于对所述规则结构模型中每个点的x、y值进行归一化处理，得到对应点的UV值，将所述规则结构模
型中每个点的UV值与所述纹理贴图中每个像素点的RGB值进行关联，并将所述规则结构模型中每个点的x、y、z值加上与该点关联的RGB值，得到偏移后的规则结构模型；所述像素着色器，用于对偏移后的规则结构模型进行渲染。
[0017]进一步地，根据所述监测数据生成纹理贴图的具体实现过程为：
[0018]对同一振型下，与规则结构走向一致且相互平行的监测点进行分组，并根据每组监测点的位置及其监测数据生成该组的监测曲线；
[0019]创建空白纹理贴图，将每组监测曲线上的点投影至所述空白纹理贴图中，并对投影后的纹理贴图进行插值处理，生成当前采样周期的所述纹理贴图。
[0020]进一步地，所述监测数据为位移数据或变形数据。
[0021]基于同一构思，本专利技术提供一种电子设备，包括：
[0022]存储器，用于存储计算机程序；
[0023]处理器，用于执行所述计算机程序时实现如上所述的规则结构BIM模型动画生成方法。
[0024]基于同一构思，本专利技术提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的规则结构BIM模型动画生成方法。
[0025]有益效果
[0026]与现有技术相比，本专利技术的优点在于：
[0027]本专利技术在实时导入规则结构的监测数据时，生成与监测数据对应的纹理贴图，再在图形引擎中利用着色器技术实现规则结构模型与纹理贴图的关联，以模型变形方式来显示监测数据，实现了模型的动画效果，解决了可视化信息缺乏的问题。
[0028]本专利技术利用着色器实现纹理贴图的数据读取以及模型动画的控制，可以很好地实现监测数据到模型变形的可视化转换，具有动画效果好、响应速度快、数据兼容性强以及交互方式友好等优势；本专利技术可以适用于道路、桥梁、边坡、结构面等形状规则、或者能简化成规则形状的BIM模型的动态可视化的应用场景，复用程度高，兼有灵活性及扩展性。
附图说明
[0029]为了更清楚地说明本专利技术的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一个实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0030]图1是本专利技术实施例中桥梁BIM模型动画生成方法流程图；
[0031]图2是本专利技术实施例中桥梁监测点分组示意图；
[0032]图3是本专利技术实施例中表1中振型1示意图；
[0033]图4是本专利技术实施例中表1中振型2示意图
[0034]图5是本专利技术实施例中监测数据插值生成监测曲线示意图；
[0035]图6是本专利技术实施例中监测数据到纹理贴图的映射图；
[0036]图7是本专利技术实施例中纹理贴图插值示意图；
[0037]图8是本专利技术实施例中桥梁模型中的点归一化处理示意图；
[0038]图9是本专利技术实施例中桥梁模型与纹理贴图之间的映射图；
[0039]图10是本专利技术实施例中图形引擎控制原理图；
[0040]图11是本专利技术实施例中桥梁无振型效果图；
[0041]图12是本专利技术实施例中桥梁振型1效果图；
[0042]图13是本专利技术实施例中桥梁振型2效果图。
具体实施方式
[0043]下面结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0044]下面以具体地实施例对本申请的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。
[0045]以规则结构为桥梁为例，如图1所示，本专利技术实施例所提供的一种桥梁BIM模型动画生成方法包括以下步骤：
[0046]步骤S101：构建桥梁BIM模型，导出桥梁BIM模型并转换成图形引擎兼容的格式文件根据业务需求构建能反映桥梁物理外观的BIM模型，桥梁BIM模型的构建为现有技术。由于动画生成需在图形引擎中实现，因此需要将桥梁BIM模型导出后转换成图形引擎能够兼容或识别的格式文件。该格式本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种规则结构BIM模型动画生成方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤1：构建规则结构BIM模型，导出所述规则结构BIM模型并转换成图形引擎兼容的格式文件；编制着色器，并将所述格式文件、着色器导入所述图形引擎；步骤2：实时获取规则结构在当前采样周期的监测数据；步骤3：根据所述监测数据生成纹理贴图，将所述纹理贴图导入所述图形引擎；或，将所述监测数据导入所述图形引擎，根据所述监测数据生成纹理贴图；步骤4：利用所述着色器对规则结构模型中每个点的x、y值进行归一化处理，得到对应点的UV值；将所述规则结构模型中每个点的UV值与所述纹理贴图中每个像素点的RGB值进行关联；将所述规则结构模型中每个点的x、y、z值加上与该点关联的RGB值后在所述图形引擎中渲染，实现规则结构模型的变形；步骤5：实时获取规则结构在下一个采样周期的监测数据，重复步骤3～5，实现规则结构模型的动画生成。2.根据权利要求1所述的规则结构BIM模型动画生成方法，其特征在于，所述规则结构包括桥梁、道路、边坡、规则结构面、建筑物的板梁柱。3.根据权利要求1所述的规则结构BIM模型动画生成方法，其特征在于，所述图形引擎为WebGL图形引擎或OpenGL引擎。4.根据权利要求1所述的规则结构BIM模型动画生成方法，其特征在于，所述着色器包括顶点着色器和像素着色器；所述顶点着色...

【专利技术属性】
技术研发人员：张嘉敏，苏治东，苏文哲，马迎浩，
申请(专利权)人：中国电建集团中南勘测设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：