[发明专利]一种基于BIM模型的三维可视化引擎及WEB应用程序调用方法

说明书

本发明公开了一种基于BIM模型的三维可视化引擎及WEB应用程序调用方法。根据数字高程模型及地形地貌纹理进行地形建模；根据不同的建模软件，基于插件进行模型的上传及配准；根据算法优化模型资源，多级LOD实时计算，并将模型资源进行存储；以云+端的模式进行三维场景数据从服务器到客户端的在线传输和离线下载；支持客户端的模型交互操作，通过场景优化确保场景流畅显示。本发明能够对目前体量越来越大的模型提供流畅的三维可视化实时渲染引擎，解决模型体量与客户端计算性能之间的矛盾，对于实现全生命周期的建筑信息可视化和信息协同共享，实现模型效率最大化具有重大的价值、经济效益和社会效益。

技术领域

本发明属于计算机图形学领域，具体地，涉及一种用于在网页中动态实时浏览超大体量模型的三维可视化引擎及在WEB应用程序中的调用方法。

背景技术

BIM技术旨在解决设计、建造、运维过程中的可视化沟通与信息共享问题，在土木工程领域得到日益广泛的应用。基于BIM模型的三维可视化和建筑全生命周期参数化管理，是现代大型复杂建筑的研究方向之一。由于大型建筑体量巨大、构件数目繁多，对BIM模型三维可视化的要求越来越高。而且由于BIM模型是建筑信息管理的载体，承载的管理属性也越来越复杂。因此，基于云+端的模式，进行全生命周期的建造信息可视化、信息协同共享，需要一个流畅的三维可视化实时渲染的引擎，来支持用户对于大体量(亿以上面片数)的BIM模型进行三维可视化实时浏览。

由于硬件计算水平的限制，目前市场上的国内外以建模为主的软件并不能有效的解决这个问题，多数以链接的模式，分区建模和用模，且对云+端的应用模式中客户端的显示计算性能要求过高，离市场实用性的要求还有不少的差距。

发明内容

为克服现有技术的缺陷，本发明提供了一种用于在网页中动态实时浏览超大体量BIM模型的三维可视化引擎及WEB应用程序调用方法，实时对BIM模型进行三维场景的挑选和剔除，自动对场景进行多级LOD加载，以适应客户端硬件计算水平。

为实现上述目的，本发明采用如下方案：

一种基于BIM模型的三维可视化引擎，该可视化引擎包括地形模型生成系统、多源模型支持系统、场景生成系统、模型资源加载系统和模型交互场景管理系统。

多源模型支持系统将不同格式模型与地形模型生成系统进行组合之后形成一个完整模型，该模型经过资源转换之后通过场景生成系统的自动计算形成不同层次的模型文件。场景调度与交互系统通过场景调度与交互模块进行模型文件的加载与交互，以保证用户进行三维场景的实时交互。

地形模型生成系统：负责基于DLG数字线划图进行地形场景的生成，并将分层地理信息数据存储到数据库中。

多源模型支持系统：负责对接不同的建模工具，将不同的建模工具所建的模型，按照模型所在的坐标位置组合在场景中，并安放在地形模型生成系统中的场景位置。

场景生成系统：通过对整体模型的资源进行优化、按照场景中的观察者位置，对场景进行挑选和剔除，并自动进行多级LOD的实时计算。

模型资源加载系统：支持系统以云+端的模式进行三维场景数据从服务器到客户端的在线传输和离线下载。

模型交互场景管理系统：用于在场景中进行用户视图浏览、视图快照、场景标注、空间量测、空间剖切、属性查询、图文关联等模型交互功能，满足用户多种用模型需求。

所述地形模型生成子系统，包括三维数字高程的提取、地形三角网生成与优化、地形纹理贴图、水面场景优化、树木布置优化等的地形地貌因素的建模及优化。

所述多源模型生成子系统，包括对市场上主流的建模软件进行模型、包括纹理、材质及建模过程中记录的属性数据进行无损的导入，并将模型按照空间位置和地形信息进行配准。