在建筑工程中，BIM模型中的信息隨著建筑全生命周期各階段的展開，逐漸產(chǎn)生、積累和更新，這些數(shù)字信息被設(shè)計(jì)單位、施工單位、運(yùn)維單位等所共享，從而提高建筑全生命周期項(xiàng)目管理質(zhì)量、優(yōu)化工程資源、縮短工程開支，成為數(shù)字時(shí)代建筑運(yùn)維管理中極為重要的信息基礎(chǔ)。



隨著BIM技術(shù)的不斷發(fā)展，與建筑形式的創(chuàng)新，當(dāng)整個(gè)建筑工程越到后期，BIM模型承載的數(shù)據(jù)越多，也產(chǎn)生了越多問(wèn)題。

由于參與方生產(chǎn)的BIM模型格式各異，在工程下一階段的單位，想要應(yīng)用上一階段的單位生產(chǎn)的BIM模型時(shí)，需要先對(duì)模型進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換。在工程后期，隨著BIM模型數(shù)據(jù)量不斷增大，在電腦端查看BIM模型時(shí)，開始出現(xiàn)加載緩慢的問(wèn)題，而移動(dòng)端更是無(wú)法加載顯示，造成BIM數(shù)據(jù)在工程現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)地應(yīng)用瓶頸，和建筑運(yùn)維階段的管理難題。



為了解決上述問(wèn)題，今天我們來(lái)談下業(yè)內(nèi)近幾年反復(fù)提到的一個(gè)詞“輕量化”。

什么是BIM輕量化   
 
BIM輕量化就是在滿足信息無(wú)損、模型精度、使用功能等要求的前提下, 利用模型實(shí)體面片化技術(shù)、信息云端化技術(shù)、邏輯簡(jiǎn)化技術(shù)等手段，實(shí)現(xiàn)模型在幾何實(shí)體、承載信息、構(gòu)建邏輯等方面的精簡(jiǎn)、轉(zhuǎn)換、縮減的過(guò)程。



BIM輕量化要解決的核心問(wèn)題就是：不斷縮小BIM模型體量，讓它加適應(yīng)于電腦，手機(jī)等移動(dòng)終端。與原建模軟件的原始模型文件比較，如果做到1/4那是及格標(biāo)準(zhǔn)，做到1/10，乃至1/20之一是優(yōu)秀。

BIM輕量化有什么用   
 
1.增加了BIM的應(yīng)用范圍

BIM輕量化技術(shù)增加了BIM的應(yīng)用范圍，讓BIM模型不但適用于設(shè)計(jì)階段，還可以應(yīng)用于施工階段、運(yùn)維階段，覆蓋整個(gè)建筑全生命周期。

2.拓展了BIM的應(yīng)用場(chǎng)景

BIM輕量化技術(shù)使得BIM模型可以脫離專業(yè)的BIM建模軟件，應(yīng)用于各種信息化系統(tǒng)、軟件平臺(tái)，拓展了BIM技術(shù)的應(yīng)用場(chǎng)景。

3.降低了BIM的應(yīng)用難度

BIM輕量化技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)多種不同格式BIM模型的融合應(yīng)用，將BIM中的幾何數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為大多數(shù)軟件支持的三角面格式，以構(gòu)件為粒度融合屬性數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)間的互用，降低BIM的應(yīng)用難度。



BIM輕量化背后邏輯    

BIM模型數(shù)據(jù)總共包括兩部分，幾何信息與非幾何信息，日常生活中可見(jiàn)的二維、三維模型即為幾何信息，而屬性、建模相關(guān)信息等就是非幾何信息。一般來(lái)說(shuō)，幾何信息占絕大部分，也是輕量化要重點(diǎn)關(guān)注的部分。

一個(gè)模型從設(shè)計(jì)到成型，最后再被查看，實(shí)際經(jīng)歷了兩個(gè)處理過(guò)程：幾何轉(zhuǎn)換和渲染處理，這也是影響輕量化的重要部分。

1.幾何轉(zhuǎn)換

輕量化的源頭就是幾何轉(zhuǎn)換，從技術(shù)角度出發(fā)，目前主要有兩種處理方式，參數(shù)化幾何描述和三角化幾何描述。
1）參數(shù)化幾何描述：用多個(gè)參數(shù)來(lái)描述一個(gè)幾何體

舉例：一個(gè)圓柱體，可以使用3個(gè)參數(shù)對(duì)其進(jìn)行描述

參數(shù)1：底面原點(diǎn)坐標(biāo)（x、y、z，3個(gè)數(shù)值）

參數(shù)2：底面半徑（r，1個(gè)數(shù)值）

參數(shù)3：柱子高度（h，1個(gè)數(shù)值）

結(jié)論：5個(gè)數(shù)值就可完成一個(gè)圓柱體的搭建，非常精簡(jiǎn)，參數(shù)化幾何描述可以將單個(gè)圖元做到最極致的輕量化。



2）三角化幾何描述：用多個(gè)三角形來(lái)描述一個(gè)幾何體

眾所周知，三角形可以拼接成任意的平面或者曲面，而三維體就是由許多的平面曲面構(gòu)成的，這也是現(xiàn)代計(jì)算機(jī)圖形處理的基礎(chǔ)。



同時(shí)，越多的三角形也會(huì)使三維立體模型看上去更加精細(xì)，反之則越粗糙，這也是LOD（Levels of Detail）的基本原理。



2.渲染處理

在一些大型市政項(xiàng)目中，由于模型數(shù)據(jù)量較大，尤其是建筑模型，匯集了各專業(yè)的數(shù)據(jù)，模型的三角面片數(shù)達(dá)到數(shù)千萬(wàn)，內(nèi)存開銷在20-30G以上。在常規(guī)的繪制流程下系統(tǒng)無(wú)法裝載整個(gè)數(shù)據(jù)，繪制也非?？D，這時(shí)需要通過(guò)各種手段加速場(chǎng)景的繪制，并精簡(jiǎn)、控制內(nèi)存的開銷。為了達(dá)到流暢、實(shí)時(shí)的顯示，通常繪制需要達(dá)到15-30幀/秒。

輕量化怎么實(shí)現(xiàn)  
  
當(dāng)前，市面上的BIM輕量化技術(shù)大多集中在壓縮BIM模型體量上，在BIM模型的格式兼容能力、BIM模型數(shù)據(jù)的還原能力、Web端的BIM模型渲染流暢度和穩(wěn)定性等上，存在一定的缺陷。

一款優(yōu)秀的BIM輕量化引擎應(yīng)當(dāng)具有哪些功能？下面，我們一起來(lái)看下。

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