基于Revit和Unity3D的三维车间可视化研究

大型规模车间建设过程中为保障按时投产达产,对车间公辅配套建设和工艺设备安装调试周期提出了更高的要求。为解决项目建设中存在的管理协调、施工碰撞以及后期运维等问题,传统的CAD图纸二维平面图纸设计已经不能满足实际的需求。依托Revit和Unity3D平台进行车间BIM模型的设计和可视化研究,从BIM建模、BIM模型导入、BIM数据导入等关键技术的研究,解决BIM模型兼容性问题和BIM数据导入丢失的问题。从渲染场景优化、模型的动态合并批处理、实时光照和阴影效果优化等关键技术的研究,提高了整个三维车间的渲染效率,实现了三维车间的可视化和漫游。     

基于三角剖分算法的BIM模型高精度显示方法

BIM模型在Web前端的渲染问题是BIM技术在实际应用中的重要问题,利用三角面片来加快模型前端渲染效率（模型轻量化）是该问题的解决方案。根据Revit二次开发技术中BIM模型的三角面片网格平均质量系数较低的问题,针对BIM模型轻量化和基于Web端共享的应用需求,提出结合Revit二次开发和Delaunary剖分算法的改进算法。通过在Revit二次开发得到的BIM模型原始点上增加点,使得原始点与增加的点按照B-W算法符合Delaunay准则,生成更为精细的三角面片,同时避免了域外三角形的产生,改进了算法实际应用效果。实验结果表明改进算法得到的三角面片的网格平均质量系数和网格关联质量系数相较于原始算法均有提高。最后设计利用WebGL将BIM模型按照优化算法生成的三角面片的方式进行渲染,实现BIM模型在Web端的渲染,验证该方法的有效性。     

基于Web的BIM模型轻量化展示及渲染控制研究

针对当前BIM模型数据量庞大且需要专业软件查看,对计算机软硬件要求苛刻以及在C/S架构进行模型展示时十分不便的问题,提出了一种BIM模型的轻量化展示及自适应渲染控制的方法。该方法以Revit模型为研究对象,首先利用二次开发技术编写插件自动提取模型信息并转化成glTF格式;然后通过数据优化算法压缩glTF格式,并利用WebGL技术以及Three.js框架解析glTF格式实现模型的Web端重组;最后通过LOD-AD优化算法,实现距离较远且体积较小的三角面片剔除,并且帧率较低时优先渲染高层级构件,以此完成渲染过程中的自适应控制效果;实验结果表明,该方法在确保模型保真度的前提下,极大减少了模型体量以及模型传输时间,且场景的自适应控制能有效剔除低重要度构件,达到显著提升渲染流畅度的效果,为BIM模型轻量化展示以及渲染控制提供了一种可行的参考方案。     

Revit三维模型中房间信息的自动标注方法

针对Revit模型三维视图不能显示房间名称及房间编号（ID）的问题,设计了自动标注Revit三维模型中房间信息的中间件.该方法采用面向对象的C#编程语言,借助Revit API扩展方式,首先识别出Revit模型各楼层平面图的建筑构件,提取房间坐标数据信息;结合SQL server,建立BIM数据库（Epplus库）,存储提取的数据信息;最后,利用Visual Studio和Revit平台,采用坐标数据匹配方法,实现Revit三维模型房间信息的自动标注.实例仿真证明,该方法能够自动准确定位识别Revit模型中的房间,完成标注,提高了设计人员和审图人员工作效率.     

数字孪生峡江水利枢纽工程多尺度建模及可视化渲染关键技术应用

为探索实现物理流域及水利工程的数字化映射,提出多尺度建模和可视化渲染技术方案,并深入探讨无人机倾斜摄影、BIM、三维激光扫描等多尺度建模技术,以及实时渲染引擎、多细节层次处理、仿真渲染优化等可视化渲染技术。以数字孪生峡江水利枢纽工程应用为例,采用 GIS 与 BIM 的可视化方法,对模型数据进行层次划分,实现可视化渲染,构建峡江水利枢纽工程宏观、局部、微观等 3 个层面的可视化模型,实现工程多时态、全要素地理空间数字化映射,有效支撑上层智慧化业务应用建设,为多尺度建模和可视化渲染在水利行业的应用提供参考。     

基于BIM+Cesium三维可视化校园系统的设计与实现

构建具备“三维可视化”、“信息化”、“数字化”特征的校园平台是智慧校园建设的基础点,现有校园平台大多使用传统建模工具融合C/S架构的GIS平台搭建,缺乏模型信息统一整合、趋于平面化且可视化水平较低、不具备跨平台等问题;BIM技术因其数据整合模式有效提高了建筑业信息化水平,文章结合BIM技术二三维信息整合及WebGIS-Cesium框架免插件、可跨平台的优点,以本校作为建模原型借助Revit软件建模及二次开发、文件流等技术,基于B/S架构开发兼备可视化、信息化及跨平台能力的校园平台,实现了地图显示模块、建筑物信息查询模块、空间GIS模块、地物对应查询模块及其子功能;通过测试,设计的系统工作可靠可行,满足校园平台需求。     

基于我国清单计价规范的Revit模型工程量提取

工程算量的提取是基于BIM的建设工程项目重要的环节,现有的算量软件(比如广联达、鲁班)可对目前常用的建模软件Revit模型导入其平台下算量,但部分模型数据可能会丢失而且对转换模型和构件的名称等有严格要求,适用性较差。Revit作为目前国内使用最为广泛的BIM软件之一,工程量的提取具有非常高的精度,但是其体积扣减规则和明细表功能并不能满足我国《GB50500-2013_建设工程工程量清单计价规范》的要求。为实现基于Revit平台工程量提取的本地化,本文通过Revit平台和Revit API,建立了BIM预算模型,利用二次开发技术对模型构件体积扣减规则重置,并按照相关规范进行构件编码,实现了项目工程量清单快速准确的提取,验证了基于Revit平台工程量提取本地化的可行性,提高了工程量计算的工作效率和精度,减少材料浪费,降低了管理成本和预算风险。     

基于Revit 的牵引变电设备BIM 模型与信息集成研究

牵引变电设备在其生命周期内拥有大量异构的信息,然而以Autodesk Revit 为建 模软件建立牵引变电设备BIM 模型时,由于模型属性参数类型与参数分组方式有限,导致模型 无法满足对设备全生命周期信息集成的要求。本文针对上述问题,以牵引变压器为例,在分析 牵引变压器非几何信息并将信息进行分类分级的基础上,提出一种将牵引变压器非几何信息融 入设备BIM 模型使几何信息与非几何信息集成于同一Revit 文档的集成方法,并基于Revit API 开发插件对上述方法进行实现。结果表明该方法既实现了将设备几何信息与相对大量的非几何 信息集成于同一Revit 文档的目标,又保证了Revit 文档的轻量化,达到了预期目标。     

基于模型特征匹配的BIM模型混合推荐算法

为了辅助地铁工程的专业设计人员从BIM模型实例库中快速获取匹配当前设计需求的参考模型,提出一种基于特征匹配的BIM模型混合推荐算法。首先基于Revit二次开发从BIM模型中获取特征数据;随后,利用模型特征参数等基本信息,采用熵权灰色关联模型计算模型实例的推荐度;然后,结合用户交互数据,采用梯度提升决策树算法(GBDT)与逻辑回归(LR)算法的融合模型计算模型实例的推荐度;最后,根据训练数据集的规模动态调整2种推荐度的组合比例。实验表明,该方法不仅避免了系统冷启动问题,并且在足够的用户交互数据支持下有更好的BIM模型推荐质量。     

面向 Web 的建筑三维模型可视化方法研究

针对当前工业基础类(IFC)标准文件与 WebGL 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,提出一套建筑信息模型(BIM)数据网络可视化实施方案。该方案以 IFC 标准文件作为输入数据源, 首先对 BIM 模型进行重构,并提出基于 IFC 结构树的构件实例层次拆分策略将原始 IFC 文件实施数模分离; 然后,将重构后的 IFC 模型文件向 glTF 格式文件进行转换,并在转换过程中完成几何空间和语义属性的双重 关系映射;最后,提出基于层次包围体(BVH)结构的 BS-AB 场景构件可视性检测算法对建筑构件进行可见性剔 除。实验结果表明：该方法能够显著减少 BIM 模型数据冗余,且高效完成了对复杂 BIM 场景不可见构件的剔 除工作,降低了渲染管线的开销,为基于 IFC 标准与 WebGL 框架集成方案的 BIM 模型数据网络可视化提供了 一种可行的参考方案。     

顾及高效可视化的 CAD模型数据重组织方法 *

CAD模型造型精度高 ,渲染效果逼真 ,被广泛应用于虚拟现实、实时仿真以及三维地理信息系统等三维可视化中 ,但是其几何模型数据复杂 ,图像数据量大 ,也导致可视化效率低下。为此 ,提出了一种 CAD模型数据重组织方法 ,旨在解决当前可视化应用集成 CAD模型数据效率低下的问题。采用预先计算可视化信息 ,高度紧凑组织数据 ,顾及图形软硬件特性等一系列策略 ,实现 CAD模型数据的高效可视化功能。其中 ,几何模型绘制和图像纹理生成效率均提高了 10倍以上。该方法被成功应用于香港志莲净苑佛寺虚拟旅游演示项目中。     

基于WebGL技术的某升船机塔柱结构仿真可视化平台研究

在数字化技术应用于水利水电工程的大背景下,为在某升船机塔柱结构某升船机数字化升级项目中实现智慧化模拟,完善可视化和数据交互能力,研发一个结构仿真可视化平台。平台采用WebGL技术,在网页端对有限元网格模型进行重绘;提供云图及变形动画渲染功能用于展示前、后处理数据;研究有限元数据处理、模型面片和云图渲染优化技术,用于高效渲染。平台在某升船机数字化项目中得到了良好应用,可视化功能可用于常用结构分析,并基于平台接口开发监测对比功能,提高运行管理单位对结构安全的分析水平。相关技术可用于其他水利水电工程结构的仿真可视化平台当中。     

BIM 和GIS 的空间语义数据集成方法及应用研究

随着数字城市和智慧城市的建设发展,建筑信息模型(BIM)和地理信息系统(GIS) 的集成被广泛研究和应用。目前的集成研究主要是通用数据标准IFC 和CityGML 之间的空间和 语义转换,但由于应用领域和空间尺度等差异,存在信息错误和丢失、几何语义信息耦合度低、 应用拓展性差等问题。为此提出了一种兼顾三维实体对象和地理空间对象的三维城市数据模型, 研究了BIM 和GIS 的空间和语义数据的提取、处理和转换方法,设计了BIM 和三维GIS 的集 成应用框架并在三维可视化平台上进行验证和初步应用。该方法可实现BIM和GIS 信息在几何、 语义、精度上的完全融合,避免了传统的数据转换带来的信息缺失,在多尺度的空间和语义信 息分级存储和加载显示方面存在着优势,有利于实现大规模、高精度的建筑和城市信息的高效 集成。     

基于Mitab库的嵌入式GIS地图导航设计与实现

利用嵌入式Linux操作系统和MIF格式地图数据源,设计了一种基于Mitab库的嵌入式GIS导航电子地图系统。分析了MIF数据文件的存储格式和地图对象模型,提出嵌入式GIS导航电子地图系统结构。采用图形用户界面系统MiniGUI开发,通过Mitab库读取矢量地图几何数据和属性数据,并进行地图数据坐标转换算法处理,实现了嵌入式GIS地图可视化导航功能。原型系统运行实例表明了模型的可行性和算法的有效性。     

曲面二阶几何连续性的混合曲率评价与可视化

曲面连续性评价与可视化在工业设计和分析过程中起着重要作用.针对曲面二阶几何连续性评价,提出了混合曲率的概念,并给出了基于混合曲率的曲面二阶几何连续性评价与可视化方法,可处理比传统基于单一曲率的评价方法更多奇异情况;还给出了纹理映射方法和自适应网格细分的实现算法,达到实时渲染和精度可调的要求.最后通过实例说明了该方法的有...     

基于BIM与知识图谱的智能化审图系统设计与实现

针对传统建筑审图存在的人工依赖性强、数据难融合共享和审查内容可视化水平低等问题,提出一种基于BIM与知识图谱的建筑智能审图方法;首先,利用知识图谱技术将繁杂的建筑规范文本数据关联为结构化知识,建立知识与数据间的语义联系;其次,鉴于BIM模型的多源异构特性,提出基于IFC的建筑数据信息提取整合,为后续建筑智能化审图实现提供数据基础;最后基于HTML5网络框架和人工智能技术设计开发了具有三维可视化、跨平台等功能的建筑智能审图系统,实现了建筑模型网页端显示及可交互操作、审图内容可视化展示、规范条文对应显示等功能;经实际建筑项目实验测试,该系统有效实现了被审建筑模型的智能化审图,并自动检测出不符合规范的建筑模型构件,一定程度上提升建筑行业智能化审图水平。     

基于VolumeViz的地震数据三维可视化关键技术

随着三维可视化技术的应用领域越来越广泛,三维地震数据的信息量过多,三维可视化绘制的运算量过大,渲染速度过慢等问题成为制约地震数据三维可视化技术发展的桎梏.本文基于Open Inventor的扩展模块VolumeViz,通过三维地震数据存储格式的转换实现大量数据的存储,通过自动控制分辨率的方式减少运算量,最后建立场景数据库并渲染实现地震数据三维可视化.     

融合BIM的建设信息资产管理平台建设

为了解决如何有效地将建设行业信息化建设过程产生的大量数据沉淀为信息资产的问题,搭建建设信息资产管理平台进行全过程管控是十分必要的。本文提出了以BIM为纽带,在构建相关标准体系的基础上,搭建建设信息资产管理平台,对建设项目全过程的信息进行采集、流转、沉淀,通过建立BIM模型关联机制,将模型与设计资料、内业资料、清单文件、施工进度等信息关联,实现资产的可视化定位及动态、在线化管理。项目实施结果表明,平台通过多维度的分析挖掘,形成可持续应用的信息资产,为智能建造及智慧运维提供信息支撑。     

基于结构化粒子模型的云可视化应用

云数据的三维可视化模拟一直是计算机图形学和气象科学领域的研究热点。提出了基于WRF模式数据的建模与渲染技术,以实现真实云数据三维可视化模拟。针对粒子系统建模复杂、实时性差的问题,首先通过计算云粒子之间的相互关系建立结构化粒子模型,实现WRF云数据的建模;然后利用光照模型和公告牌技术对建模粒子进行光照渲染和三维模拟,同时结合Imposter技术提高纹理绘制速度和效果。实验仿真结果验证了该方法在提高云数据的建模与渲染速度,提高云三维可视化的逼真度方面的有效性。     

限定TIN与CSG集成仿真模型生成算法研究

为了有效地组织和管理三维GIS空间数据，实现对三维空间实体高效、完整地表达，提出了限定不规则三角网（TIN）与构造实体几何（CSG）集成的仿真建模算法。采用TIN模型描述地形，CSG模型描述建筑物，通过抽取建筑物地面轮廓线作为地形三角剖分时的限定约束条件，将两种模型有机集成在一起。同时，实现了两类模型可视化渲染操作的同步进行。仿真试验结果表明，算法在保证模拟精度的前提下，能有效地简化建模过程，在一定程度上降低了可视化渲染计算的复杂度。