铁路固定设施BIM模型轻量化加载方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112906125A(43)申请公布日2021.06.04(21)申请号202110370316.X(22)申请日2021.04.07(71)申请人中南大学地址410083湖南省长沙市岳麓区麓山南路932号申请人湖南蓝布科技有限公司(72)发明人邱实汪思成郭远威陈雍君刘俊(74)专利代理机构长沙永星专利商标事务所(普通合伙)43001代理人周咏米中业(51)Int.Cl.G06F30/13(2020.01)G06F30/23(2020.01)G06T17/00(2006.01)权利要求书3页说明书6页附图1页(54)发明名称铁路固定设施BIM模型轻量化加载方法(57)摘要本发明公开了一种铁路固定设施BIM模型轻量化加载方法，包括获取目标数据；构建基础模型；进行模型数据分层；进行视锥体的移动分析处理；进行模型动画渲染并实现BIM模型的轻量化加载。本发明提供的这种铁路固定设施BIM模型轻量化加载方法，通过对三维模型的构建和对数据的三层体素化构建，以及逐级加载和遮挡处理的方式，实现了BIM模型的轻量化快速加载，而且可靠性高、用户体验好且加载速度快。CN112906125ACN112906125A权利要求书1/3页1.一种铁路固定设施BIM模型轻量化加载方法，包括如下步骤：S1.获取目标数据；S2.根据获取的目标数据，构建基础模型；S3.对构建的基础模型，进行模型数据分层；S4.进行视锥体的移动分析处理；S5.进行模型动画渲染，从而实现BIM模型的轻量化加载。2.根据权利要求1所述的铁路固定设施BIM模型轻量化加载方法，其特征在于步骤S2所述的构建基础模型，具体为采用如下步骤构建基础模型：A.根据模型示意图或参考标准，采用三维建模软件进行50m的轨道结构三维模型制作，并将模型分类为轨道支撑结构、轨道几何结构和接触网结构；B.针对步骤A构建的模型，进行模型结构检查；C.在模型结构检查无问题后，对模型进行格式转换，从而得到fbx格式模型。3.根据权利要求2所述的铁路固定设施BIM模型轻量化加载方法，其特征在于所述的三维建模软件为AutodeskRevit三维建模软件。4.根据权利要求2所述的铁路固定设施BIM模型轻量化加载方法，其特征在于步骤S3所述的进行模型数据分层，具体为基于多视图投影技术，对模型的数据进行分割和分块，形成三层数据体素化结构，从而将模型数据由一层分类为三层；所述的三层数据体素化结构包括轨道支撑结构数据、轨道几何结构数据和接触网结构数据。5.根据权利要求4所述的铁路固定设施BIM模型轻量化加载方法，其特征在于步骤S4所述的进行视锥体的移动分析处理，具体为当物体远离观察者时，此时降低加载渲染3D模型的复杂度，从而加快BIM模型的加载速度：当观察点与场景内模型之间的距离到达设定阈值时，则直接加载该观察部分模型并显示真实模型，剩余部分模型则采用模型的映射，纹理贴图使用设定的低分辨率形式；当观察点移动到当前视野时，只展示可观察的模型，并对模型的遮挡部分进行预加载处理，便于后续进行旋转操作时实现对遮挡部分的快速加载。6.根据权利要求5所述的铁路固定设施BIM模型轻量化加载方法，其特征在于所述的当物体远离观察者时，此时降低加载渲染3D模型的复杂度，具体为采用如下步骤进行处理：视锥体移动算法：A.在每帧响应键盘或鼠标输入时从正在运行的应用程序中获取视点；服务器具有一个指向正在运行的应用程序作为场景图加载到内存中的整个场景的参考指针，并使用遮挡障碍物算法确定每个图块可见的对象；B.在遮挡查询的可视化阶段，使用网格来验证正在直接查看的图块；给定当前视点的位置及其视线矢量，使用三角剖分结构转换函数访问其视线中的块，从而确定可见图块；C.使用若干个细节级别来存储和管理场景的表示，并同时自适应地提供不同的加载服务；根据遮挡查询的返回结果进行过渡；特定对象的详细程度直接取决于遮挡查询返回的像素数；D.在对场景图形加载之前，对场景图形进行预处理：根据遮挡查询的返回像素数，然后从第一个帧时开始数据传输，对第一个帧的视锥剔除，遍历将使服务器确定下一个要发送的图块对象，然后逐步构建局部场景图；服务器在等待某一帧的数据交换时，为下一帧执行可见性计算和传输；2CN112906125A权利要求书2/3页E.整个场景被划分为不同大小的块，并用与模型ID和图块ID相关的多网格对块进行排列，以加快模型调度；通过基于块的视图视锥的位置和方向的确定实现动态数据加载；在每个节点处，缓存局部场景图，从而更好地在每个帧中仅传输新对象，并进一步使网络需求降低；随着图块数量的增加，缓存变得更加有效，因为每个图块可见的对象越来越少，从而将模型的细致度提高，信息更加清晰。7.根据权利要求6所述的铁路固定设施