BIM引擎中基于二进制流的三维模型存储文件格式方法

本发明涉及三维模型存储领域，尤其涉及bim引擎中基于二进制流的三维模型存储文件格式方法。

背景技术：

1、obj 格式被定位为建模工具的存储格式，所以只专注于存储单个模型，没有任何场景层次信息；而且其功能集有限，格式也较为陈旧，在存储空间和快速读写数据的能力方面效率极低；fbx数据包中许多内容是过时的，如需要依赖完整cad内核的 nurbs曲面和曲线，blinnphong 的照明模型等，占用多余空间同时也增加了解析时工作量；gltf 的最大缺点之一是其3d模型数据的存储格式过于简单，不允许位置、uv和法线数据的拓扑不同，且没有办法导入dcc软件中进行修改和编辑，不可用作3d资产储存，而且不支持着色器网络，为适应 web 端传输要求，gltf 中当前的材质定义比较简单。

2、更为重要的是，在铁路行业四电bim三维场景中，模型的种类和数量非常多，展现的模型细节也非常精细（往往需要精细化到螺丝钉的螺纹级别），以精确满足bim领域的设计精度要求，这必然导致模型面片的数量往往都是动辄千万级、甚至几十个亿级。对于如此庞大的场景模型数据，对于bim引擎来说，若直接采用这些市面上流行的通用文件格式，而不做针对性的特殊定制，很难满足渲染的实时性要求。

3、本发明专利的目的，就是要根据bim引擎中的特性和要求，设计出一种新的更加能够满足快速加载超大规模几何数据的bim模型数据二进制存储文件格式，以便实现高效存储与传输，更好地满足bim引擎的实时加载与渲染要求。

技术实现思路

1、针对现有技术不足，本发明提供bim引擎中基于二进制流的三维模型存储文件格式方法，包括以下步骤：

2、包括在bim引擎设计架构中，采用bvh树型结构重新组织场景数据，将除纹理贴图数据文件的模型文件也以bvh树节点为单位进行存储，每个树节点都按节点方位进行了唯一的id编号，并为bvh树节点建立了专门索引表。

3、进一步地，按照bvh树节点的组织方式，将模型数据分别存放到了6个不同的文件中，且每一个文件都设有对应的索引表。

4、进一步地，将6张索引表统一存放在一个专门的文件中。

5、进一步地，构件面片的uv坐标单独存放在一个文件中。

6、采用上述技术方案所产生的有益效果在于：

7、1.通过使用八叉树空间划分法对数据进行重新组织，以空间换取时间，实现bim引擎的对模型数据的快速加载；

8、2.借助独有的索引表，提高磁盘存取、网络传输和加载速度；

9、3. 通过空间划分法将文件合并成一个个八叉树节点以在加载模型时对其属性信息进行打包可以减少网络请求和加载时间，以便加载多个revit模型。

10、4.我们在将模型几何数据直接传送给gpu不通过cpu可以提高模型的渲染性能，便于在3d场景下的流畅加载。；

11、5.我们将bim模型分解为不同的类型信息分文件存储以及将纹理贴图、构件uv坐标单独存放，这样可以对特定类型的数据进行修改和更新而且可以避免重复。

12、6. 根据bvh树节点id的编号方案快速匹配索引表，定位到文件中该节点的模型数据。

技术特征：

1.bim引擎中基于二进制流的三维模型存储文件格式方法，其特征在于，包括在bim引擎设计架构中，采用bvh树型结构重新组织场景数据，将除纹理贴图数据文件的模型文件也以bvh树节点为单位进行存储，每个树节点都按节点方位进行了唯一的id编号，并为bvh树节点建立了专门索引表。

2.根据权利要求1所述的bim引擎中基于二进制流的三维模型存储文件格式方法，其特征在于，按照bvh树节点的组织方式，将模型数据分别存放到了6个不同的文件中，且每一个文件都设有对应的索引表。

3.根据权利要求2所述的bim引擎中基于二进制流的三维模型存储文件格式方法，其特征在于，将6张索引表统一存放在一个专门的文件中。

4.根据权利要求1所述的bim引擎中基于二进制流的三维模型存储文件格式方法，其特征在于，构件面片的uv坐标单独存放在一个文件中。

技术总结
本发明提供BIM引擎中基于二进制流的三维模型存储文件格式方法，涉及三维模型存储领域。本方法包括在BIM引擎设计架构中，采用BVH树型结构重新组织场景数据，将除纹理贴图数据文件的模型文件也以BVH树节点为单位进行存储，每个树节点都按节点方位进行了唯一的Id编号，并为BVH树节点建立了专门索引表。能够满足快速加载超大规模几何数据的BIM模型数据二进制存储文件格式，以便实现高效存储与传输，更好地满足BIM引擎的实时加载与渲染要求。

技术研发人员：郑云水,沈东升,李平,梁策,郭鹏飞
受保护的技术使用者：兰州交通大学
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17