基于IFC与WebGL的BIM模型数据可视化方法研究

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建筑信息模型(Building Information Modeling,BIM)的最大价值在于多参与方以及多专业之间的高效协同,而随着建筑规模的不断增大及建筑信息数据的越加复杂,其模型可视化和海量数据管理也变得越加困难,以致于无法满足当前工程建设信息数据管理、共享和同步的BIM本地化应用需求。此外,传统基于C/S架构的可视化应用体系受限于独立系统,基于B/S架构的BIM服务器也受限于三维图形加速技术,尽管基于Web GL的三维图形显示虽规避了这些问题,但仍存在模型传输效率低、渲染效果差、交互性能弱等问题。为了解决当前工业基础类(IFC)标准与Web GL框架集成方案存在模型语义完整性差及数据互操性弱等问题,本文从模型转换压缩和场景优化管理两方面进行探讨,研究建筑信息模型数据网络可视化实施方法。本文完成的主要研究工作如下:(1)针对模型交换标准不一与传统格式解析受限导致网络加载渲染慢问题,通过研究模型数据结构和三维数据结构,提出以IFC标准文件作为输入源、以gl TF作为模型转换目标格式,并研究模型格式转换框架及数据映射机制。(2)针对模型建筑构件复杂与信息数据管理不当导致解析加载时间长问题,通过研究IFC数据结构和BIM构件类型,提出融合冗余顶点剔除及构件匹配算法对三角网格模型构件进行简化,以压缩模型数据,从而实现快速加载。(3)针对模型轻量程度受限与场景数据缺乏管理导致网络渲染帧率低问题,通过研究图形渲染管线和场景组织方式,提出融合视锥体剔除及BS-AB碰撞检测算法对场景不可视构件进行剔除,以优化场景数据,从而提高渲染性能。本文对模型数据压缩和渲染场景管理进行了验证,结果表明本方法能够显著降低BIM模型冗余数据,且能高效完成对复杂场景不可视构件的剔除,为BIM模型数据网络可视化提供了一种可行的参考方案。
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