(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 (43)申请公布日 (21)申请号 201910589691.6
(22)申请日 2019.07.02
(71)申请人 北京飞渡科技有限公司
地址 100610 北京市丰台区南四环西路186
号四区5号楼7M层14室
(72)发明人 柳晓华 宋彬 徐国富 张强
(74)专利代理机构 北京三聚阳光知识产权代理
有限公司 11250
代理人 尹力
(51)Int.Cl.
G06T 15/00(2011.01)
G06F 17/50(2006.01)
(54)发明名称一种BIM模型数据的优化方法及系统(57)摘要本发明公开了一种BIM模型数据的优化方法及系统，通过对BIM模型原始网格中的每条边进行收缩处理，然后计算收缩后各个网格中每条边与原始网格每条边的差异值；将差异值与每条边进行关联，并构建差异值队列；获取差异值队列中的最小差异值， 将差异值最小的边进行收缩；当最小差异值大于预设阈值时，得到优化后的BIM模型数据。经过本发明提供的优化方法优化后的BIM模型数据，在保留了BIM模型数据的原始语义信息的基础上大大减小了数据量，显著提升了其在传统桌面端三维实时交互渲染的用户体验，也可以将大体量复杂BIM模型数据从桌面端实时渲染变成基于无插件的web页面三维实时交互渲染，使用户得到无卡顿、无等待、交互流畅的
体验。权利要求书2页 说明书7页 附图3页CN 110310353 A 2019.10.08
C N 110310353
A
1.一种BIM模型数据的优化方法，其特征在于，包括如下步骤：
对BIM模型原始网格中的每条边进行收缩处理；
计算收缩后各个网格中每条边与原始网格每条边的差异值；
将所述差异值与每条边进行关联，并构建差异值队列；
获取所述差异值队列中的最小差异值，将差异值最小的边进行收缩；
当所述最小差异值大于预设阈值时，得到优化后的BIM模型数据。
2.根据权利要求1所述的BIM模型数据的优化方法，其特征在于，所述对BIM模型原始网格中的每条边进行收缩处理的步骤，包括：
对原始BIM模型各个网格中每条边进行收缩时，删除与被收缩边关联的三角形，与被收缩边的顶点所关联的顶点被重新定位到被收缩边上的任意一点。 3.根据权利要求2所述的BIM模型数据的优化方法，其特征在于，对原始BIM模型各个网格中每条边进行收缩时，对网格上的纹理坐标和纹理对象进行重新采样及计算。
4.根据权利要求3所述的BIM模型数据的优化方法，其特征在于，当预设局部网格共享一张纹理时，将收缩点投影到预设局部网格中最大的三角形中，计算收缩点对应投影点的重心坐标，收缩点的新纹理坐标为重心坐标与投影三角形三个顶点纹理坐标的线性组合。
5.根据权利要求3所述的BIM模型数据的优化方法，其特征在于，当预设局部网格共享多张纹理时，将多张纹理重采样成一张新的纹理图像，重新计算局部网格各顶点在新纹理空间的坐标，包括：将收缩点投影到局部网格中最大的三角形中，计算收缩点对应投影点的重心坐标，收缩点的新纹理坐标为与投影三角形三个顶点纹理坐标的线性组合。
6.根据权利要求5所述的BIM模型数据的优化方法，其特征在于，将多张纹理重采样成一张新的纹理图像的过程，包括：
将被收缩边关联的三角形投影到预设大小的正方形空间；
获取每个三角形的顶点在正方形空间内对应的纹理坐标，并将所述纹理坐标作为平面几何顶点；
利用各三角形原始的纹理对象和纹理坐标绘制成预设大小的新的纹理图像。
7.根据权利要求1所述的BIM模型数据的优化方法，其特征在于，所述计算收缩后各个网格中每条边与原始网格每条边的差异值的步骤，包括：
获取与每条边相关联的三角形平面的集合；
获取三维空间中任意一点到所述三角形平面的集合中每个三角形平面的距离平方；
获取所述三角形平面的集合中每个三角形的面积；
将所述距离平方加权各个三角形的面积进行求和，得到所述差异值。
8.根据权利要求7所述的BIM模型数据的优化方法，其特征在于，所述差异值通过以下公式表示：
其中，D表示差异值，di2表示三维空间中任意一点到所述三角形平面的集合中每个三角形平面的距离平方；v i表示三角形平面的集合中每个三角形平面的向量；S三角形平面的集合中每个三角形的面积；v表示三维空间中的任意一点，n表示三角形平面的集合中的数量。
9.根据权利要求8所述的BIM模型数据的优化方法，其特征在于，所述根据所述最小差
异值对所述各个网格进行下一次收缩处理的步骤，包括：
将所述差异值中最小值对应的点作为下一次的收缩点，将所述差异值中的最小值作为收缩边的能量值。
10.一种BIM模型数据的优化系统，其特征在于，包括：
收缩处理模块，用于对BIM模型原始网格中的每条边进行收缩处理；
差异值计算模块，用于计算收缩后各个网格中每条边与原始网格每条边的差异值；
差异值队列构建模块，用于将所述差异值与每条边进行关联并构建差异值队列；
最小差异值获取模块，用于获取所述差异值队列中的最小差异值，将差异值最小的边进行收缩；
优化数据形成模块，用于当所述最小差异值大于预设阈值时，得到优化后的BIM模型数据。
11.一种计算机设备，其特征在于，包括：至少一个处理器，以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器，其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器执行权利要求1-9中任一所述的BIM模型数据的优化方法。
12.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行权利要求1-9中任一所述的BIM模型数据的优化方法。
一种BIM模型数据的优化方法及系统
技术领域
[0001]本发明涉及建筑信息模型应用领域，具体涉及一种BIM模型数据的优化方法及系统。
背景技术
[0002]BIM即Building Information Modeling(建筑信息模型)，是一种创新的建筑设计、施工和管理的方法。BIM突破了传统的设计方式，不再是在平面上繁复的二维图纸，BIM 模型采用了三维立体的构件，将建筑完全可视化，增加了直观性和工作效率。大体量复杂的BIM模型数据采用离散化的三角网格加顶
点或者面片属性来表达模型表面和内部空间结构，常用的BIM模型数据量部件数量多，图元数量大，文件体量大，在传统桌面渲染软件上的实时渲染帧率不高；大体量的数据量要在web页面上进行三维渲染要进行下载，当前的带宽，包括将来5G带宽也不会太轻松；如果下载到web端也没有足够的浏览器内存和GPU显存来容纳这些数据；web页面调用GPU来渲染这些数据也不会高于桌面端渲染的帧率。因此大体量复杂BIM模型数据不能在web页面上进行实时的交互式三维渲染。
发明内容
[0003]因此，本发明提供一种BIM模型数据的优化方法及系统，克服了现有技术中对大体量复杂BIM模型数据进行三维渲染时实时性差的不足。
[0004]第一方面，本发明实施例提供一种BIM模型数据的优化方法，包括如下步骤：对BIM 模型原始网格中的每条边进行收缩处理；计算收缩后各个网格中每条边与原始网格每条边的差异值；将所述差异值与每条边进行关联，并构建差异值队列；获取所述差异值队列中的最小差异值，将差异值最小的边进行收缩；当所述最小差异值大于预设阈值时，得到优化后的BIM模型数据。
[0005]在一实施例中，所述对BIM模型原始网格中的每条边进行收缩处理的步骤，包括：对原始BIM模型各个网格中每条边进行收缩时，删除与被收缩边关联的三角形，与被收缩边的顶点所关联的顶点被重新定位到被收缩边上的任意一点。
[0006]在一实施例中，对原始BIM模型各个网格中每条边进行收缩时，对网格上的纹理坐标和纹理对象进行重新采样及计算。
[0007]在一实施例中，当预设局部网格共享一张纹理时，将收缩点投影到预设局部网格中最大的三角形中，计算收缩点对应投影点的重心坐标，收缩点的新纹理坐标为重心坐标与投影三角形三个顶点纹理坐标的线性组合。
[0008]在一实施例中，当预设局部网格共享多张纹理时，将多张纹理重采样成一张新的纹理图像，重新计算局部网格各顶点在新纹理空间的坐标，包括：将收缩点投影到局部网格中最大的三角形中，计算收缩点对应投影点的重心坐标，收缩点的新纹理坐标为与投影三角形三个顶点纹理坐标的线性组合。
[0009]在一实施例中，将多张纹理重采样成一张新的纹理图像的过程，包括：将被收缩边
关联的三角形投影到预设大小的正方形空间；获取每个三角形的顶点在正方形空间内对应的纹理坐标，并将所述纹理坐标作为平面几何顶点；利用各三角形原始的纹理对象和纹理坐标绘制成预设大小的新的纹理图像。
[0010]在一实施例中，所述计算收缩后各个网格中每条边与原始网格每条边的差异值的步骤，包括：获取与每条边相关联的三角形平面的集合；获取三维空间中任意一点到所述三角形平面的集合中每个三角
形平面的距离平方；获取所述三角形平面的集合中每个三角形的面积；将所述距离平方加权各个三角形的面积进行求和，得到所述差异值。
[0011]在一实施例中，所述差异值通过以下公式表示：
[0012]
[0013]其中，D表示差异值，di2表示三维空间中任意一点到所述三角形平面的集合中每个三角形平面的距离平方；v i表示三角形平面的集合中每个三角形平面的向量；S三角形平面的集合中每个三角形的面积；v表示三维空间中的任意一点，n表示三角形平面的集合中的数量。
[0014]在一实施例中，所述根据所述最小差异值对所述各个网格进行下一次收缩处理的步骤，包括：将所述差异值中最小值对应的点作为下一次的收缩点，将所述差异值中的最小值作为收缩边的能量值。
[0015]第二方面，本发明实施例提供一种BIM模型数据的优化系统，包括：收缩处理模块，用于对BIM模型原始网格中的每条边进行收缩处理；差异值计算模块，用于计算收缩后各个网格中每条边与原始网格每条边的差异值；差异值队列构建模块，用于将所述差异值与每条边进行关联并构建差异值队列；最小
差异值获取模块，用于获取所述差异值队列中的最小差异值，将差异值最小的边进行收缩；优化数据形成模块，用于当所述最小差异值大于预设阈值时，得到优化后的BIM模型数据。
[0016]第三方面，本发明实施例提供一种计算机设备，包括：至少一个处理器，以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器，其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器执行本发明实施例第一方面所述的BIM模型数据的优化方法。
[0017]第四方面，本发明实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行本发明实施例第一方面所述的BIM模型数据的优化方法。
[0018]本发明技术方案，具有如下优点：
[0019]本发明提供的BIM模型数据的优化方法及系统，通过对BIM模型原始网格中的每条边进行收缩处理，然后计算收缩后各个网格中每条边与原始网格每条边的差异值；将差异值与每条边进行关联，并构建差异值队列；获取差异值队列中的最小差异值，将差异值最小的边进行收缩，当最小差异值大于预设阈值时，得到优化后的BIM模型数据。经过本发明提供的优化方法优化后的BIM模型数据，在保留了BIM模型数据的原始语义信息的基础上，大大减小了数据量，显著提升了其在传统桌面端三维实时交互渲染的用户体验，也可以将大体量复杂BIM模型数据从桌面端实时渲染变成基于无插件的web页面三维实时
交互渲染，使用户得到无卡顿、无等待、交互流畅的体验。
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