[發明專利]基于IFC標準的BIM模型渲染優化系統及方法

無效

• 申請號: 201310205695.2
• 申請日: 2013-05-28
• 公開（公告）號: CN103324475A
• 公開（公告）日: 2013-09-25
• 發明（設計）人: 丁金聽;王小偉;張會兵;胡俊霞;王作飛;楊飛;劉瑩;馮衛闖
• 申請（專利權）人: 機械工業第六設計研究院有限公司
• 主分類號: G06F9/44
• 分類號: G06F9/44;G06T15/00
• 代理公司: 北京聯瑞聯豐知識產權代理事務所(普通合伙) 11411
• 代理人: 鄭自群

技術領域

本發明屬于建筑信息技術領域，特別是基于IFC標準的BIM模型渲染優化系統及方法。

背景技術

IFC(Industry?Foundation?Classes)標準是由國際協作聯盟(IAI，International?Alliance?forInteroperability)于1997年發布的針對建筑工程領域的產品模型標準。通過IFC，在建筑項目的整個生命周期中提升溝通、生產力、時間、成本和質量，為全球的建筑專業與設備專業中的流程提升于信息共享建立一個普遍意義的基準。如今已經有越來越多的建筑行業相關產品提供了IFC標準的數據交換接口，使得多專業的設計、管理的一體化整合成為現實。隨著IFC標準在建筑模型中的應用，BIM建筑模型的應用得到快速發展。

BIM提供了可視化的思路，讓人們將以往的線條式的構件形成一種三維的立體實物圖形展示在人們的面前；建筑業也有設計方面出效果圖的事情，但是這種效果圖是分包給專業的效果圖制作團隊進行識讀設計制作出的線條式信息制作出來的，并不是通過構件的信息自動生成的，缺少了同構件之間的互動性和反饋性，然而BIM提到的可視化是一種能夠同構件之間形成互動性和反饋性的可視，在BIM建筑信息模型中，由于整個過程都是可視化的，所以，可視化的結果不僅可以用來效果圖的展示及報表的生成，更重要的是，項目設計、建造、運營過程中的溝通、討論、決策都在可視化的狀態下進行。因此，大規模場景渲染技術對于BIM的應用至關重要。

現有的大規模場景渲染技術，一般通過采用大型的圖形工作站，利用大型計算技術，對大規模場景進行渲染，然而，受限于單臺PC機的CPU處理速度和圖形適配器的繪制能力，大規模場景的渲染仍然達不到預期的要求，而且由于工作站的可擴展性能太差，使得渲染能力在設計制造的過程中已經確定，無法滿足快速發展的IFC標準格式的模型應用的需求；在虛擬現實與地理信息系統中，采用了分布式渲染技術對大規模場景與海量數據進行渲染，但此技術還沒有應用于IFC標準格式的模型的渲染；多核PC機的性能沒有得到充分的利用，多核間的線程并行技術的研究對IFC格式模型的渲染具有重大的意義。

本發明通過增加計算機中物理處理器的數量，利用多核間的線程級并行技術，解決BIM建筑模型的大規模渲染難題。

發明內容

本發明的目的是針對上述現有技術的不足，提供一種基于IFC標準的BIM模型渲染優化系統及方法，對IFC文件的數據量壓縮和模型的渲染優化，充分利用了硬件資源，具有更高的性價比與更好的可擴展性。

本發明的技術方案是這樣實現的：

基于IFC標準的BIM模型渲染優化系統，該渲染優化系統基于IFC標準建立IFC實體庫，以IFC實體庫為基礎，通過定義的數據映射關系，實現非IFC格式轉化為IFC標準格式以及對IFC標準格式文件的壓縮，再讀取壓縮后的IFC標準格式文件進行解析，并在內存中以IFC實體庫定義的格式重建BIM模型，對重建的BIM模型進行渲染，包括以下組件：

IFC實體庫：根據國家標準工業基礎類平臺規范，應用面向對象的程序語言對規范中定義的各類實體定義出對應的實體類及其屬性，并對各類實體分別建立一個容器存放BIM模型中的各類實體的實例；

IFC文件壓縮器：與所述的IFC實體庫連接，實現對IFC標準格式文件的壓縮；

IFC文件解析器：與所述的IFC實體庫連接，采用面向對象的編程語言開發了一個Activex控件，讀取和分析IFC文件，把IFC文件中的數據轉換為IFC實體庫定義的格式，并在內存中重建Direct3D能夠渲染的模型；實現對IFC標準格式文件的讀取與解析；

IFC文件渲染器：建立一個基于多核PC機集群的并行繪制系統來對重建的BIM模型進行實時渲染。

優選的，IFC文件渲染器包括交換控制節點和數個渲染節點，每個渲染節點由具有多核PC機組成。

基于IFC標準的BIM模型渲染方法，該方法可實現非IFC格式轉化為IFC標準格式以及對IFC標準格式文件的壓縮，再讀取壓縮后的IFC標準格式文件進行解析，并在內存中以IFC實體庫定義的格式重建BIM模型，對重建的BIM模型進行渲染，渲染方法包括以下步驟：

步驟1：利用IFC文件壓縮器，將IFC標準格式的文件進行壓縮，剔除冗余數據；

步驟2：利用IFC文件解析器，把IFC文件中的數據轉換為IFC實體庫定義的格式，并在內存中重建Direct3D能夠渲染的模型；