本发明涉及计算机应用领域，更具体地说，涉及一种在Web浏览器中浏览BIM模型时能对观察点进行准确定位的方法。
背景技术：
BIM(Building Information Modeling)模型是目前建筑行业新兴的，可以使用于建筑全生命周期管理的信息化三维辅助工具，广泛的应用于建筑建设管理的各个阶段。在各种基于BIM模型的信息化管理手段中，无论基于何种信息化管理需求，在个人电脑的Web浏览器中使用三维BIM模型时，对三维BIM模型的浏览都是常用的重要步骤。但因浏览过程涉及到针对三维空间中任意点位6个自由度的随意操作(XZY轴的移动及旋转)，同时三维空间中充斥了大量雷同的建筑构件，极易导致操作人员在浏览BIM模型时丢失方向感及位置感，最终影响操作人员的操作体验及工作效率。因此在个人电脑的Web浏览器中进行BIM模型浏览时，如何能够在三维空间中方便、准确、灵活的进行位置定位是提升操作人员体验及浏览效率的重要环节。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种在Web浏览器中浏览BIM模型时能对观察点进行准确定位的方法，即一种使用二维坐标图进行三维空间定位的操作方法，以有效解决操作人员在浏览BIM模型时容易丢失方向感及位置感的问题。
本发明在一种在Web浏览器中浏览BIM模型时能对观察点进行准确定位的方法，在Web浏览器中浏览BIM模型的同时在Web浏览器的左下角增加一二维平面略缩图的显示，所述二维平面略缩图中显示的是所述观察点位于所述BIM模型三维空间中对应楼层的二维平面略缩图，利用所述二维平面略缩图能快速地对观察点进行准确定位。
所述二维平面缩略图的控制面板分成三栏，上面一栏是功能按钮，提供模型选择、缩放、适应窗口、观察模式切换和/或批注功能，中间一栏是楼层平面图，用于定位导航，下面一栏是状态栏，显示各种状态信息。
所述二维平面略缩图是根据BIM模型中每一楼层的分布形成一个二维楼层平面缩略图，再依据BIM模型中构件的类型及属性，从BIM模型中抽取主体结构信息形成与BIM模型完全匹配的二维平面略缩图。
在所述二维平面略缩图中附加有坐标信息，即依据BIM模型中构件的类型及属性，从BIM模型中抽取建筑轴网信息，与所述二维平面略缩图叠加展示，并由二维平面略缩图中的控制按钮控制其隐藏及展示。
所述二维平面略缩图中增加有楼层选择栏：用于切换楼层，替代Z方向的移动，当二维平面略缩图中的楼层被切换时，二维平面略缩图及BIM模型展示位置同时做相应切换。
所述二维平面略缩图中增加有观察者位置标识，即在二维平面略缩图中明显标明观察者所处的位置，该观察者的位置在二维平面略缩图中能随意拖动，随着观察者的位置在二维平面略缩图中的变化，BIM模型中观察者的位置也随之发生变化。
进一步在二维平面略缩图的基础上增加交叉轴网高亮模式，该交叉轴网高亮模式有鼠标悬停高亮和选点高亮两种模式。
本发明通过在Web浏览器中浏览BIM模型的同时在Web浏览器的左下角增加一二维平面略缩图的显示，利用所述二维平面略缩图能快速地对观察点进行准确定位。即在一种在Web浏览器中浏览BIM模型时能对观察点进行准确定位的方法，方便观察摄像机的运动方向及轨迹，解决了观察者位置感丢失的问题，提升了用户体验。
附图说明
图1是本发明中六面自由度坐标示意图。
图2是本发明在Web浏览器中浏览BIM模型时同时在Web浏览器左下方显示一二维平面略缩图的示意图。
图3是本发明中二维平面略缩图的布局示意图。
图4是本发明在小地图中显示轴网时的示意图。
图5是本发明在小地图中显示高亮交叉轴网时的示意图。
图6是本发明中虚拟摄像机在平面图包围盒外的示意图。
图7是本发明中摄像机运动移动示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明中的具体实施例作详细说明。
目前在Web浏览器中浏览BIM模型时，一般都采用缩放、平移来进行位置定位，要定位到某个位置，需进行多次反复操作，并且这种缩放、平移的定位方法无法跟踪摄像机(观察点)的运动方向及轨迹，也无法直接得到摄像机(观察点)与轴网的位置关系信息，其中摄像机(观察点)就是操作人员的鼠标在显示屏中的移动点。
下面以在BIM模型中查看特定区域的某一构件为例加以详细说明。
对于查看BIM模型中某区域的构件，现有的做法是不断操作摄像机(观察点)进行缩放及移动，根据移动位置来判断是否到达所希望的区域，操作麻烦，效果也不理想，并且不知道摄像机(观察点)移动到了什么位置。
为此，本发明提出了一种在Web浏览器中浏览BIM模型时能对摄像机(观察点)在BIM模型的三维空间内进行准确定位的方法，该方法主要是在浏览BIM模型的同时在Web浏览器的左下角增加一二维平面略缩图，如图2所示，该二维平面略缩图为与摄像机(观察点)在BIM模型的三维空间中所在楼层对应的二维平面略缩图，利用二维平面略缩图能快速地对观察点进行所在的楼层进行选择、选择楼层后在该楼层内进行准确定位，获得准确的坐标位置及移动的轨迹。
二维平面略缩图的生成及使用过程中是：如图1所示，一个物体只要拥有三维概念上的体积，其自由运动就可分解为6个自由度的组合，分别为沿X、Y、Z轴的移动以及依赖各轴为轴心的旋转X’、Y’、Z’。
在Web浏览器中对BIM模型进行浏览时，观察者(操作人员)所能实时控制的自由度过多是导致观察者丢失位置感的重要原因之一。为此，假设观察者面向的方向为Y轴，综合分析BIM模型的特点，有以下自由度可在浏览时进行舍弃，预设为某个固定的值，分别是：
因BIM模型描述的为建筑信息，自由度Y’对浏览以及业务并无辅助作用，因此将旋转Y’与移动Y固定为水平方向。
因BIM模型作为建筑模型，其天然具有楼层的划分，因此将Z轴的移动可简化为以对楼层的选择。
根据以上简化，观察者的移动自由度简化为4个自由度，分别为X、Y、X’、Z’，如此观察者的观察可分解为在特定楼层进行前后左右移动、旋转及俯仰动作的组合。
在上述四个X、Y、X’、Z’自由度中，沿X、Y轴的移动可以通过一二维平面图来实现，为此本发明在此基础上，再将X、Y两个移动方向通过二维平面缩略图来定位，即根据BIM模型中每一楼层的分布形成一个二维楼层平面缩略图，再依据BIM模型中构件的类型及属性，从BIM模型中抽取主体结构信息形成与BIM模型完全匹配的二维平面略缩图。该二维平面缩略图的控制面板分成三栏，上面一栏是功能按钮，提供模型选择、缩放、适应窗口、观察模式切换，批注等功能，中间一栏是轴网及平面图，用于定位导航，下面一栏是状态栏，显示各种状态信息，如图3所示。再将该二维平面略缩图以相应的楼层进行存储，并可以随时调用，对于如何形成二维平面缩略图，以及二维平面缩略图的存储与调用对于本领域的技术人员来说是容易实现的，因此具体的实现过程不再详细描述。
为了增加二维平面缩略图的定位功能，还可以在二维平面略缩图上附加坐标信息，依据BIM模型中构件的类型及属性，从BIM模型中抽取建筑轴网信息，将轴网与二维平面缩略图叠加展示，可由二维平面略缩图中的控制按钮控制轴网的隐藏及展示，如图4所示。在使用时显示轴网和不显示轴网可能会存在视口变换时的差异。对于视口变换及处理对于领域的技术人员来说是容易实现的，不再详细描述。
为了增加二维平面缩略图的定位功能，还可以在二维平面略缩图中增加有楼层选择栏：用于切换楼层，替代Z方向的移动，当二维平面略缩图中的楼层被切换时，二维平面略缩图及BIM模型展示位置同时做相应切换。
另还可以在二维平面略缩图增加观察者位置标识，即在二维平面略缩图中明显标明观察者所处的位置(图中圆点所示位置)，如图3所示，该观察者的位置在二维平面略缩图中能随意拖动，随着观察者的位置在二维平面略缩图中的变化，BIM模型中观察者的位置也随之发生变化。并且可以为了更加直观的获得轴网信息，还可以在二维平面略缩图的基础上增加交叉轴网高亮模式，该交叉轴网高亮模式有鼠标悬停高亮和选点高亮两种模式。其中鼠标悬停高亮模式是当鼠标移动到轴网交叉点时，高亮交叉轴网。选点高亮模式，首先需要禁用鼠标悬停高亮，然后在轴网区域选点时，高亮离该选点最近的交叉轴网，并显示轴网号，可以一目了然的获得轴网交叉点信息，如图5所示。对于交叉轴网高亮模式的实现对于本领域的技术人员来说是容易实现的，具体实现的过程及方法不再详细描述。
在Web浏览器中浏览BIM模型的同时显示观察点处于BIM模型位置的同一楼层的二维平面缩略图后，可以在二维平面缩略图中直接选择所查找构件所在的楼层，选择好所在楼层，二维平面缩略图中直接显示该楼层的平面缩略图，同时在Web浏览器中显示BIM模型对应楼层的三维空间图。选择好楼层后观察点在该楼层的X、Y方向的移动由二维平面缩略图代替，观察者可以先在二维平面缩略图作X、Y方向的移动，并通过二维平面缩略图直接显示观察者所在的位置及移动的轨迹，在BIM模型的三维空间中则只需调整X’、Z’两个自由度即可，从而可以快速的查看某一特定的构件。也就是说利用二维平面缩略图可以从二维平面缩略图中清楚地了解观察点所在的位置，甚至可以通过在二维平面缩略图中附加的功能明确了解观察点所在位置的具体坐标以及观察点所移动的距离与方向，从而可以完全解决观察者位置感及方向感丢失的问题。
利用本发明中的二维平面缩略图(定位工具，也可以称为小地图)后，具有快速定位能力，且非常容易跟踪摄像机的运动方向及轨迹，实时显示摄像机与轴网的位置信息，具体如下：
二维平面缩略图中的摄像机(观察点)与Web浏览器中正常使用摄像机(观察点)是一样的，只不过二维平面缩略图中的摄像机是从上往下看。二维平面缩略图摄像机的视图无论在何种分辨率下都是一个矩形。在二维平面缩略图中使用一个圆形标记，作为摄像机投影到二维平面缩略图平面上点的“替代”，使用箭头标记来指示摄像机的朝向。圆形标记和箭头标记构成一个“虚拟摄像机”，它只能显示在二维平面缩略图之中。当摄像机移动时，“虚拟摄像机”随之变化，从而能反映出摄像机的运动方向及轨迹。同时在摄像机移动过程中，状态栏中实时反映出摄像机与轴网的位置关系。如图3所示，当前摄像机处在距离轴号(14，D)，X方向偏移-3862mm，Y方向偏移1650mm，距离4楼高度为4136mm的位置。
根据“虚拟摄像机”的标记可以很容易获得摄像机在二维平面缩略图平面上的投影点与二维平面缩略图包围盒的关系，如图6所示，“虚拟摄像机”只有一个箭头标记，说明摄像机在二维平面缩略图平面上的投影点在二维平面缩略图包围盒的外部。摄像机的投影点与二维平面缩略图包围盒存在三种关系：在二维平面缩略图包围盒内、在二维平面缩略图包围盒外且视线与二维平面缩略图包围有交点、在二维平面缩略图包围盒外且视线与平面图包围无交点。在二维平面缩略图包围盒内，可以获得投影位置及观察方向，可以直接绘制“虚拟摄像机”标识；在二维平面缩略图包围盒外且视线(视线指的是摄像机的投影点和摄像机视点的投影点构成的射线)与二维平面缩略图包围有交点，可以根据摄像机在二维平面缩略图平面的投影点和视线来计算交点，在交点处只放置“虚拟摄像机”的方向指示标记；在平面包围盒外且视线与平面图包围无交点，不放置“虚拟摄像机”标记。
另外，在二维平面缩略图中增加有轴网，并增加有交叉轴网高亮模式后，可以很容易获得摄像机的运动方向及轨迹。具体是将摄像机的位置及视点位置投影到二维平面缩略图的平面上，两个投影点就构成一个向量，于是就可以根据该向量计算出摄像机的朝向，如图7所示，E对应摄像机位置，Eproject为摄像机在平面图平面上的投影，T对应视点位置，Tproject为视点在平面图平面上的投影，Tproject与Eproject构成的向量就能反映出摄像机的朝向。摄像机不断移动时，计算新的投影点，根据投影点的变化就可以捕获到摄像机的运动轨迹，E’对应摄像机新位置，E’project为摄像机新位置在二维平面缩略图平面上的投影，T’对应视点新位置，T’project为视点新位置在二维平面缩略图平面上的投影，根据E’project与Eproject就能捕获摄像机的运动轨迹，虚线箭头所示。
综上所述，本发明使用二维平面略缩图的方式解决了观察者位置感丢失的问题，提升了用户体验。使用户能够在个人电脑的Web浏览器中流畅的浏览BIM模型，并处理相关业务事宜。