一种BIM模型的抽壳轻量化方法及系统与流程

一种bim模型的抽壳轻量化方法及系统
技术领域
1.本发明属于工程设计技术领域，特别是涉及一种bim模型的抽壳轻量化方法及系统。


背景技术：

2.基本概念：随着bim技术的快速发展以及在国内外迅速普及，bim逐渐成为一种通用技术，随着各专业不断完善内容和精细化工程量的提升，模型的高质量提升显而易见，但是也带来数据量的急剧攀升，因此产生了对模型轻量化的强烈需求。
3.现有技术：通过网络查找相应的轻量化方法，都是围绕将revit模型或其他三维建模软件通过导出其他格式模型，并提取模型几何网格（mesh）后，再通过压缩算法进行模型轻量化。
4.现有技术的缺陷：并未实质减少模型构件数量，如果将前面所述方法的轻量化后的各个构筑物模型，再次导入到revit软件或其他三维建模软件中，那么对于总图渲染、外网电缆、管道、道路等，需要前期大量车间拼接的总图为基础的后续工作，还是给计算机带来了巨大的运算荷载，现有的计算机配置也很难“带的动”，但是构筑物内部的元素对于外部渲染、道路、管道、电缆桥接的铺设等的后续工作，都可以理解为是无意义的信息元素，是可优化的元素。
5.解决上述技术问题的难度和意义：模型的（抽壳）轻量化，保留外观的可见图形元素，从而达到模型轻量化的目的，目标就是保留原软件文件格式的同时，与现有工作平台及各专业工作流程完全兼容，同时该方法应是适用自由度大，理论上应适用于所有bim建模软件模型。


技术实现要素：

6.技术目的：本发明提供一种bim模型的抽壳轻量化方法及系统；针对后续总图渲染、外网铺设、道路等，需要以全部构筑物总图为基础的三维建模的工作，以图形学为基础的，对构筑物内部元素进行清除优化的bim模型轻量化。
7.技术方案本发明的第一目的是提供一种bim模型的抽壳轻量化方法，包括如下步骤：s1、创建bim模型的副本；所述副本包括m个图元；m为大于0的自然数；s2、根据所述副本，创建bim模型的三维视图；调整三维视图的视角方向；s3、选择比对范围，并获取比对范围内的三维图像；s4、遍历三维图像中的每个图元，选出图元中与外观相关的外观图元；s5、改变s2中三维视图的方向，并重复s3到s5，获得不同方向上的外观图元；s6、在s2中的三维视图基础上，删除其他图元，保留外观图元。
8.优选地：s4具体为：首先剔除三维图像的背景信息，获取三维图像的图像信息，所述图像信息包括外观图元的路径；然后根据外观图元的路径，历遍每个外观图元，并选取外
观图元，将选取的外观图元放入到指定的图元集合中。
9.优选地：s4具体为：历遍副本中的每个图元，并对每个图元单独进行修改操作，得到m张对照图像，将每张对照图像与所述三维图像进行比对，当比对结果为两者一致时，则判定该对照图像对应的修改图元不是外观图元；当比对结果为两者不一致时，则判定该对照图像对应的修改图元是外观图元。
10.优选地：s4具体为：通过二分法创建n个图元集合，历遍副本中的每个图元集合，并对每个图元集合单独进行修改操作，得到n张对照图像，将每张对照图像与所述三维图像进行比对，当比对结果为两者一致时，则判定该对照图像对应的修改图元集合不是外观图元；当比对结果为两者不一致时，则判定该对照图像对应的修改图元是外观图元。
11.本发明的第二目的是提供一种bim模型的抽壳轻量化系统，包括：副本创建模块：创建bim模型的副本；所述副本包括m个图元；m为大于0的自然数；三维视图创建模块：根据所述副本，创建bim模型的三维视图；调整三维视图的视角方向；三维图像选择模块：选择比对范围，并获取比对范围内的三维图像；外观图元选择模块：遍历三维图像中的每个图元，选出图元中与外观相关的外观图元；循环模块：改变s2中三维视图的方向，并重复s3到s5，获得不同方向上的外观图元；执行模块：在s2中的三维视图基础上，删除其他图元，保留外观图元。
12.优选地：外观图元选择模块的选择过程为：首先剔除三维图像的背景信息，获取三维图像的图像信息，所述图像信息包括外观图元的路径；然后根据外观图元的路径，历遍每个外观图元，并选取外观图元，将选取的外观图元放入到指定的图元集合中。
13.优选地：外观图元选择模块的选择过程为：历遍副本中的每个图元，并对每个图元单独进行修改操作，得到m张对照图像，将每张对照图像与所述三维图像进行比对，当比对结果为两者一致时，则判定该对照图像对应的修改图元不是外观图元；当比对结果为两者不一致时，则判定该对照图像对应的修改图元是外观图元。
14.优选地：外观图元选择模块的选择过程为：通过二分法创建n个图元集合，历遍副本中的每个图元集合，并对每个图元集合单独进行修改操作，得到n张对照图像，将每张对照图像与所述三维图像进行比对，当比对结果为两者一致时，则判定该对照图像对应的修改图元集合不是外观图元；当比对结果为两者不一致时，则判定该对照图像对应的修改图元是外观图元。
15.本发明的第三目的是提供一种信息数据处理终端，用于实现上述bim模型的抽壳轻量化方法。
16.本发明的第四目的是提供一种计算机可读存储介质，包括指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述bim模型的抽壳轻量化方法。
17.本发明的优点及积极效果为：本发明通过对模型空间内的图元进行选取，或者修改等其他手段，然后比对模型先后的三维外观表达，从而判断该图元是否为外观影响图元，进而对不影响外观表达的图元进行删除或其他轻量化操作。
附图说明
18.图1是本发明第一优选实施例的流程图；图2是本发明第二优选实施例的流程图；图3是本发明优选实施例中s3的操作页面图；图4 是本发明优选实施例中鼠标确定需要比对的车间范围图；图5 是本发明优选实施例中历遍模型中的图元图；图6 是本发明优选实施例隐藏外观轮廓元素图。
具体实施方式
19.为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并结合附图详细说明如下。
20.本发明基于“所见即所得”的原则，根据奥卡姆剃刀定律（“如无必要，勿增实体”），如果三维视图东、西、南、北等方向上看不到的图元，都将成为优化对象。
21.请参阅图1，图3至图6，一种bim模型的抽壳轻量化方法，包括：步骤一：使用revit软件或其他建模软件，通过分离中心模型（在协同模式下），创建中心模型的本地副本，或者直接通过创建已有模型的副本；步骤二：针对该副本创建一个新的三维视图，或者选择一个已有的三维视图；本实施例使用三维视图是为了方便从三维模型角度去观察，但不仅限于只能用于三维视图，同样可用于项目东、西、南、北等立面视图或平面视图。
22.步骤三：在三维视图中，通过鼠标确定需要比对的三维图形范围，并获取该范围的三维图像；此步骤需要选择比对的图像，不仅限于用鼠标选择，也可以通过窗口句柄得到显示窗口的范围，从而确定需要比对的图像，或者用其他方式获得模型的外形图像。
23.步骤四：在步骤三获取的图像结构中，通过计算机图形学对比计算（剔除背景图像），保留图像中模型元素的图像信息，即需要选取的图元的位置路径。此步骤的关键在于计算确定出图元信息的位置，和是否从图形中剔除背景信息无关，剔除背景信息是为了减少信息的存储空间。
24.步骤五：利用revit的api接口，根据步骤四确定的路径，自动历遍路径中的图元，并将选取的图元放入到指定的图元集合中，直至路径均被历遍，完成图形选择。此步骤调用了revit的api进行图元的选取，不仅限于用revit软件，也不仅限于是否用了二次开发的api，同样适用于开发了独立的第三方软件，用于窗体交互和确定。
25.步骤六：完成步骤五后，调整三维视图方向，并重复步骤三到步骤五，即可选出所有影响外观显示的所有图元。为了防止有遗漏图元，必要时可通过手动的点选一些程序未识别的图元。
26.请参阅图2至图6，一种bim模型的抽壳轻量化方法，包括：步骤一：使用revit软件或其他建模软件，通过分离中心模型（在协同模式下），创建中心模型的本地副本，或者直接通过创建已有模型的副本；步骤二：针对该副本创建一个新的三维视图，或者选择一个已有的三维视图；本实施例使用三维视图是为了方便从三维模型角度去观察，但不仅限于只能用于三维视图，同样可用于项目东、西、南、北等立面视图或平面视图。
27.步骤三：在三维视图中，通过鼠标确定需要比对的三维图形范围，并获取该范围的三维图像；此步骤需要选择比对的图像，不仅限于用鼠标选择，也可以通过窗口句柄得到显示窗口的范围，从而确定需要比对的图像，或者用其他方式获得模型的外形图像。
28.步骤四：直接历遍模型文件中的所有图元（单个或以图元集合的方式进行操作），并通过修改图元或图元集合的显示表达（显示或者隐藏、或则改变图元或图元集合的显示属性），然后对比修改后的图像与步骤三中的图像，确定该图元是否为影响外观图形表达的图元（或该集合图元中是否有影响外观表达的图元）。
29.步骤五：调整三维视图方向，并重复步骤三到步骤四，即可选出所有影响外观显示的所有图元。为了防止有遗漏图元，必要时可通过手动的点选一些程序未识别的图元。
30.在步骤四中，历遍图元的方式不仅限于一个个的历遍，事实上一个一个历遍通常是最慢的，历遍的方式可以是通过二分法或其他方式来创建需要操作的图元集合，当步骤四中操作的是图元集合，则需要将集合拆分为更小的图元集合（或者通过不同图元集合的交集、差集等集合操作），并重复步骤四，直至最终确定出单个图元是否为外观轮廓图元。
31.一种bim模型的抽壳轻量化系统，包括：副本创建模块：创建bim模型的副本；所述副本包括m个图元；m为大于0的自然数；三维视图创建模块：根据所述副本，创建bim模型的三维视图；调整三维视图的视角方向；三维图像选择模块：选择比对范围，并获取比对范围内的三维图像；外观图元选择模块：遍历三维图像中的每个图元，选出图元中与外观相关的外观图元；循环模块：改变s2中三维视图的方向，并重复s3到s5，获得不同方向上的外观图元；执行模块：在s2中的三维视图基础上，删除其他图元，保留外观图元。
32.外观图元选择模块的选择过程主要包括如下三种形式：外观图元选择模块的选择过程为：首先剔除三维图像的背景信息，获取三维图像的图像信息，所述图像信息包括外观图元的路径；然后根据外观图元的路径，历遍每个外观图元，并选取外观图元，将选取的外观图元放入到指定的图元集合中。
33.外观图元选择模块的选择过程为：历遍副本中的每个图元，并对每个图元单独进行修改操作，得到m张对照图像，将每张对照图像与所述三维图像进行比对，当比对结果为两者一致时，则判定该对照图像对应的修改图元不是外观图元；当比对结果为两者不一致时，则判定该对照图像对应的修改图元是外观图元。
34.外观图元选择模块的选择过程为：通过二分法创建n个图元集合，历遍副本中的每个图元集合，并对每个图元集合单独进行修改操作，得到n张对照图像，将每张对照图像与所述三维图像进行比对，当比对结果为两者一致时，则判定该对照图像对应的修改图元集合不是外观图元；当比对结果为两者不一致时，则判定该对照图像对应的修改图元是外观图元。
35.一种信息数据处理终端，用于实现上述bim模型的抽壳轻量化方法。
36.一种计算机可读存储介质，包括指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述bim模型的抽壳轻量化方法。
37.在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用全部或部分地以计算机程序产品的形式实现，所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载或执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本发明实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(dsl) 或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输)。所述计算机可读取存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，dvd)或者半导体介质(例如固态硬盘solid state disk(ssd))等。
38.以上所述仅是对本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，例如通过选取不影响三维外观图形表达的图元，然后进行优化操作从而达到模型轻量化的目的，均属于本发明技术方案的范围内。