CN107918665B - 一种三维模型的快速渲染及cad信息查询的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种针对三维建筑CAD模型的、兼容快速渲染及选择的系统，其包括：预处理模块解析用户原始模型文件中的构件信息(三维建筑CAD模型数据结构的最小单元为构件，所述构件包括：图形数据单元和CAD数据单元)，并将上述信息数据提取出来按照类别分别归类；数据模块从预处理模块下载并读取经分类存储的数据；合并组合模块将读取数据模块读取后的数据针对渲染优化的目标进行组合合并；信息查询模块可查询原始建筑模型的任意构件的CAD数据单元；显示模块提供模型构件的图形数据单元的渲染；该系统既提供针对原始CAD模型的构件CAD信息的查询能力，又同时极大了提升渲染速度，从而带来提高建筑各单位的工作效率、缩短建筑生产生命周期、降低建筑生产能源消耗等一系列效果。

Description

一种三维模型的快速渲染及CAD信息查询的系统和方法
技术领域
本发明涉及计算机技术领域，尤其涉及一种三维模型的快速渲染及CAD信息查询的系统和方法。
背景技术
建筑三维模型是建筑计算机辅助设计的产出，贯穿于设计，施工，监管和运维等建筑全生命周期的基础参考标准，建筑计算机辅助 (CAD)领域的渲染技术相对其他领域，如电子娱乐及电影，相对落后；部分原因是建筑三维模型拥有极其复杂的结构(构件)信息，使许多提升渲染速度的方法无法使用，另一方面，建筑软件产品的更新周期较长，也影响了新技术的引入。所以服务于该领域的建筑师，施工单位及运维单位的工作人员，就必然承受建筑计算机辅助设计中模型渲染缓慢、极大的影响他们工作效率的后果。
发明内容
为了克服上述技术缺陷，本发明提出一种三维模型的快速渲染及 CAD信息查询的系统和方法，该系统和方法将CAD建模系统中导出的模型文件在保留原始模型的构件信息情况针对渲染优化为目标重新组织模型数据结构，极大的提升渲染速度，又提供原始构件CAD信息的查询，带来提高建筑各单位的工作效率，缩短建筑生产生命周期，降低建筑生产能源消耗等一系列效果。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案实现：一种三维模型的快速渲染及CAD信息查询系统，该系统包括：三维模型结构的最小单元为构件，所述构件包括：图形数据单元和CAD数据单元；
预处理模块，解析所述构件中所包含的图形数据单元和CAD数据单元及构件与渲染数据及CAD数据的关系、及构件与构件之间关系的信息，将解析后的图形数据单元和CAD数据单元分类存入相应的图形数据单元库和CAD数据单元库，并将构件图形数据及CAD数据的关系信息和构件与构件之间关系信息存入解析关系信息库；
读取数据模块，读取所述预处理模块中分类存储的数据；
数据合并模块，将读取数据模块读取后的数据针对图形渲染优化的目标进行组合合并，并将合并关系存入合并关系信息库；
信息查询模块，在输入设备于屏幕选取合并后的图形单元后，通过所述合并关系信息库和所述解析关系信息库查询各数据单元的原始解析关系、合并关系及构件的CAD数据单元。
另外，根据本发明公开的三维模型的快速渲染的系统还具有如下附加技术特征：
进一步地，所述信息查询模块包括：读取分析单元，读取用户选中的数据并分析与选中的数据的坐标相对应的图形或数据。
进一步地，所述信息查询模块还包括：查找单元，根据用户选中的图形或数据信息条件作为输入条件查询预处理模块的数据合并模块中保存的数据信息以及合并关系信息。
优选地，根据用户选中的图形或数据信息在所述解析关系信息库与合并关系信息查询各数据单元的原始解析关系或合并关系，并精细查找合并前的且与点击选中的坐标相交的数据，包括CAD数据。
进一步地，所述信息查询模块还包括：反推提取信息单元，根据查找单元在数据合并模块查找的结果，以及构件与数据单元之间的关系，进而反推到相交的构件，及从所述预处理模块的数据或所述读取数据模块读入的数据中提取构件的数据。
进一步地，所述预处理模块按照类别分类进行分类并保存新的文件格式。
进一步地，所述系统用于且不限于建筑工程设计。
进一步地，所述系统的显示模块需要配合所述的数据合并模块来实现高效率的渲染，合并模块会针对显示模块的需求进行组合合并读取数据模块输出的数据。
另外，一种三维模型的快速渲染的方法，其中，该方法包括：
首先，从建模系统中导出模型文件，三维模型的结构最小单元为构件，构件包括：图形数据单元和CAD数据单元；
然后，将导出的模型文件上传至预处理模块，预处理模块解析构件中的图形数据单元和CAD数据单元及构件与渲染数据及CAD数据的关系、及构件与构件之间关系的信息并将上述数据提取出来；进而预处理模块将解析输出的图形数据单元、CAD数据单元、渲染数据单元分类存入相应的图形数据单元库、CAD数据单元库、渲染数据单元库，并将构件与渲染数据及CAD数据的关系信息和构件与构件之间关系信息存入解析关系信息库；
最后，读取数据模块读取所述预处理模块中分类存储的数据；数据合并组合模块将读取数据模块读取后的数据针对图形渲染优化的目标进行组合合并，并将合并关系存入合并关系信息库；信息查询模块在通过鼠标或触屏输入设备于屏幕拾取合并后图形渲染数据后，通过所述合并关系信息库和所述解析关系信息库查询各数据单元的原始解析关系、合并关系及构件的CAD数据单元。
进一步地，所述系统还包括信息查询模块，查询方法的步骤包括：
首先，读取用户选中的数据并分析与选中的数据的坐标相对应的图形数据；
然后，根据用户选中的图形或数据信息条件查询所述解析关系信息库与合并关系信息查询各数据单元的原始解析关系或合并关系，并精细查找合并前的且与点击选中的坐标相交的数据，包括CAD数据；
最后根据查找单元在数据合并模块查找的结果，以及与数据单元之间的关系，进而反推到相交的构件，及从所述预处理模块的数据或读取数据模块读取的数据中提取构件的数据。
进一步地，所述模型文件为Autodesk Revit或Vectorworks或 Rhino或ArchiCAD导出来的文件。
进一步地，用户可通过鼠标或者触屏点击选择的方式选中数据。
进一步地，所述预处理模块按照类别进行分类并能导出成一种为渲染优化且保留结构信息的新的文件格式。
进一步地，所述方法用于且不限于建筑工程设计。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明中的三维模型的快速渲染及CAD信息查询的系统，将构件中的图形数据和CAD数据提取出来，按照渲染优化的方式重新组合，即将所有的图形数据归并到一起而CAD数据归并到一起，而不是按照原先的以构件为单位存储，这极大的提高了渲染效率；同时，方法将保存构件和渲染及CAD 数据的关系信息，用于之后构件信息查询。该系统既保留模型的构件信息，同时极大的提升了渲染速度，带来提高建筑各单位的工作效率、缩短建筑生产生命周期、降低建筑生产能源消耗等一系列效果。
附图说明
图1是本发明的三维模型的快速渲染的系统示意图；
图2是本发明的三维模型的快速渲染的系统中构件的示意图；
100为构件，101为图形数据单元，102为CAD数据单元；
200为预处理模块；
300数据读取模块；
400数据合并模块，
500信息查询模块；501读取分析单元,502查找单元，503反推提取信息单元；
600为显示模块。
具体实施方式
请参考图1、图2所示，为本发明的示意图，本发明提供了一种三维模型的快速渲染及CAD信息查询的系统，利用从建模系统中导出模型文件上传至预处理模块200，预处理模块200解析且优化这些模型文件，并重新组合其数据内容导出成一种为渲染优化且保留结构信息的新的文件格式；数据读取模块300读入结构，然后渲染显示，因为文件中保留了原始模型的构件100信息；渲染中既保留模型的构件100信息，同时极大的提升渲染速度的问题。
如图1-2所示，所述三维模型的快速渲染的系统包括模型结构的最小单元为构件100，所述构件100包括：图形数据单元101和CAD 数据单元102(见图2)
预处理模块200，解析所述构件100中所包含的图形数据单元101 和CAD数据单元102及构件100与渲染数据及CAD数据的关系、及构件100与构件100之间关系的信息，将解析后的图形数据单元101和 CAD数据单元102分类存入相应的图形数据单元库101和CAD数据单元102库，并将构件100图形数据及CAD数据的关系信息和构件100 与构件100之间关系信息存入解析关系信息库；
读取数据模块300，读取所述预处理模块200中分类存储的数据；
数据合并模块400，将读取数据模块300读取后的数据针对渲染优化的目标进行组合合并，并将合并关系存入合并关系信息库；
信息查询模块500，在输入设备于屏幕选取渲染单元后，通过所述合并关系信息库和所述解析关系信息库查询各数据单元的原始解析关系、合并关系及构件100的CAD数据单元102。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明中的三维模型的快速渲染及CAD信息查询的系统，将构件中的渲染数据和CAD 数据提取出来，按照渲染优化的方式重新组合，即将所有的渲染数据归并到一起而CAD数据归并到一起，而不是按照原先的以构件为单位存储，这极大的提高了渲染效率；同时，方法将保存构件和渲染及 CAD数据的关系信息，用于之后构件信息查询；该系统既保留模型的构件信息，同时极大的提升了渲染速度，带来提高建筑各单位的工作效率、缩短建筑生产生命周期、降低建筑生产能源消耗等一系列效果。
根据本发明的一个实施例，根据客户选择的渲染目标，所述数据合并模块400合并图形或数据，这种组合合并的方式，在一定程度上破坏了原始模型中构件和图形及数据之间的关系，因此需要保留如何合并的关系信息，以便在后续的反推原始的构件。
根据本发明的一个实施例，首先，我们从用户的鼠标或触屏点击中选中找到并分析与选中的数据的坐标相对应的图形或数据，例如，用户的鼠标或者触屏点击选中一个褐色的长方体；然后根据用户选中的数据信息在数据合并模块400中保存的数据信息以及合并关系信息，并精细查找合并前的且与点击选中的坐标相交的数据，例如，组合成大长方体中的若干个小长方体中的一个；最后，根据查找单元 501在数据合并模块400查找的结果，反推到选中的数据与预处理模块200的各数据库及关系信息库里数据的关系，并根据构件100与数据单元之间的关系，进而反推到相交的构件100，例如小长方体作为其椅子腿的椅子，及从预处理模块200的数据的文件中提取原始构件 100的CAD数据，例如椅子这个构件的重量，价格等数据。
另外，根据本发明公开的三维模型的快速渲染的系统还具有如下附加技术特征：
另外，所述信息查询模块500包括：读取分析单元501，读取用户选中的数据并分析与选中的数据的坐标相对应的图形数据。
另外，用户可通过鼠标或者触屏等点击选择的方式选中数据。
另外，所述信息查询模块500还包括：查找单元502，根据用户选中的数据信息在数据合并模块400中保存的数据信息以及合并关系信息，并精细查找合并前的且与点击选中的坐标相交的数据。
另外，所述信息查询模块500还包括：反推提取信息单元503，根据查找单元501在数据合并模块400查找的结果，以及构件100与数据单元之间的关系，进而反推到相交的构件100，及从所述预处理模块200的数据或读取数据模块300读入的数据中提取构件的数据。
另外，所述预处理模块200按照类别分类进行分类并保存新的文件格式。
另外，所述系统的显示模块600需要配合所述的数据合并模块 400来实现高效率的渲染，数据合并模块400会针对显示模块600的需求进行组合合并读取数据模块300输出的数据。
另外，所述系统的显示模块600在提供极大的渲染效率外，还能利用数据所述数据合并模块400输出的合并关系信息库，单独仅显示任意构件图形单元，即便此此构建图形单元已经与其他图形单元合并在一起。
另外，所述系统用于且不限于建筑工程设计。
另外，一种三维模型的快速渲染的方法，其中，该方法包括：
首先，从建模系统中导出模型文件，模型的结构最小单元为构件 100，构件包括：多份图形数据102，多份渲染数据单元101和一份 CAD数据单元102。
然后，将导出的模型文件上传至预处理模块200，解析预处理模块200构件中的图形数据单元101和CAD数据单元102及构件100与渲染数据及CAD数据的关系、及构件100与构件100之间关系的信息并将上述数据提取出来；进而预处理模块200将图形数据单元101、CAD数据单元102、渲染数据单元分类存入相应的图形数据单元库、 CAD数据单元库、渲染数据单元库，并将构件100与渲染数据及CAD 数据的关系信息和构件100与构件100之间关系信息存入解析关系信息库；
最后，读取数据模块300读取所述预处理模块200中的分类存储的数据；数据合并组合模块400将读取数据模块300读取后的数据针对渲染优化的目标进行组合合并，并将合并关系存入合并关系信息库；信息查询模块500在通过鼠标或触屏等输入设备于屏幕选取渲染单元后，通过所述合并关系信息库和所述解析关系信息库查询各数据单元的原始解析关系、合并关系及构件100的CAD数据单元102。
另外，系统还包括信息查询模块500，查询方法的步骤包括：首先，读取用户选中的数据并分析与选中的数据的坐标相对应的图形数据；然后，根据用户选中的图形或数据信息条件作为输入条件查询所述解析关系信息库与合并关系信息查询各数据单元的原始解析关系或合并关系，并精细查找合并前的且与点击选中的坐标相交的数据，包括且不限于CAD数据；最后根据查找单元501在数据合并模块400 查找的结果，以及与数据单元之间的关系，进而反推到相交的构件 100，及从所述预处理模块200的数据或读取数据模块300读取的数据中提取构件100的数据。
另外，所述模型文件包括且不限于Autodesk Revit、Vectorworks 或、Rhino、ArchiCAD等CAD建模软件导出来的带有图形和CAD数据的模型文件。
另外，用户可通过鼠标或者触屏点击选择的方式选中数据。
只要是能够在计算机系统中可选择的方式都可采用，不限于鼠标或者触屏选择。
另外，所述预处理模块200按照类别进行分类并能导出成一种为渲染优化且保留结构信息的新的文件格式。
另外，所述方法用于且不限于建筑工程设计。
所述本发明中的系统和方法应用范围为一切需要渲染和查询CAD 模型及其信息的，包含且不限于建筑，工业设计等领域。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种三维建筑模型的快速渲染及CAD信息查询的系统，其特征在于，所述系统包括：
三维模型结构的最小单元为构件，所述构件包括：图形数据单元和CAD数据单元；
预处理模块，解析建筑CAD模型中构件包含的图形数据单元和CAD数据单元、及构件与图形数据及CAD数据的关系、及构件与构件之间关系的信息，将解析后的图形数据单元和CAD数据单元分类存入相应的图形数据单元库和CAD数据单元库，并将构件图形数据及CAD数据的关系信息和构件与构件之间关系信息存入解析关系信息库；
读取数据模块，读取所述预处理模块中分类存储的数据；
数据合并模块，将构件中的图形数据和CAD数据提取出来按照渲染优化的方式重新组合，将所有的图形数据和CAD数据归并到一起，并将合并关系存入合并关系信息库；
信息查询模块，在输入设备于屏幕选取图形单元后，通过所述合并关系信息库和所述解析关系信息库查询各数据单元的原始解析关系、合并关系及构件的CAD数据单元。
2.根据权利要求1所述的三维建筑模型的快速渲染及CAD信息查询的系统，其特征在于，所述信息查询模块包括：
读取分析单元，读取用户输入设备的输入，选中输入坐标相对应的图形或数据。
3.根据权利要求2所述的三维建筑模型的快速渲染及CAD信息查询的系统，其特征在于，所述信息查询模块还包括：查找单元，根据用户选中的图形或数据信息条件作为输入条件查询数据合并模块中保存的数据信息以及合并关系信息。
4.根据权利要求3所述的三维建筑模型的快速渲染及CAD信息查询的系统，其特征在于，根据用户选中的图形或数据信息在所述解析关系信息库与合并关系信息库查询各数据单元的原始解析关系或合并关系，并精细查找合并前的且与点击选中的坐标相交的数据，包括CAD数据。
5.根据权利要求3或4所述的三维建筑模型的快速渲染及CAD信息查询的系统，其特征在于，所述信息查询模块还包括：反推提取信息单元，根据查找单元在数据合并模块查找的结果，以及构件与数据单元之间的关系，进而反推到相交的构件，及从所述预处理模块的输出数据或所述读取数据模块读入的数据中提取构件的数据。
6.根据权利要求1所述的三维建筑模型的快速渲染及CAD信息查询的系统，其特征在于，所述预处理模块按照类别分类进行分类并保存新的文件格式。
7.根据权利要求1所述的三维建筑模型的快速渲染及CAD信息查询的系统，其特征在于，所述系统用于建筑工程设计。
8.根据权利要求1所述的三维建筑模型的快速渲染及CAD信息查询的系统，其特征在于，所述系统的显示模块需要配合所述的数据合并模块来实现高效率的渲染，合并模块会针对显示模块的需求进行组合合并读取数据模块输出的数据。
9.一种三维模型的快速渲染及CAD信息查询的方法，其特征在于，所述方法包括：
首先，从建模系统中导出模型文件，三维模型的结构最小单元为构件，构件包括：图形数据单元和CAD数据单元；
然后，将导出的模型文件送至预处理模块，预处理模块解析构件中的图形数据单元和CAD数据单元及构件与图形数据及CAD数据的关系、及构件与构件之间关系的信息、渲染数据单元，并将上述数据提取出来；进而预处理模块将解析输出的图形数据单元、CAD数据单元、渲染数据单元分类存入相应的图形数据单元库、CAD数据单元库、渲染数据单元库，并将构件与渲染数据及CAD数据的关系信息和构件与构件之间关系信息存入解析关系信息库；
最后，读取数据模块读取所述预处理模块中分类存储的数据；数据合并组合模块将构件中的图形数据和CAD数据提取出来，按照渲染优化的方式重新组合，将所有的图形数据和CAD数据归并到一起，并将合并关系存入合并关系信息库；信息查询模块在通过鼠标或触屏输入设备于屏幕选取合并后的图形单元后，通过所述合并关系信息库和所述解析关系信息库查询各数据单元的原始解析关系、合并关系及构件的CAD数据单元。
10.根据权利要求9所述的三维模型的快速渲染及CAD信息查询的方法，其特征在于，所述系统还包括信息查询模块，查询方法的步骤包括：
首先，读取用户输入设备的输入，选中输入坐标相对应的图形或数据；
然后，根据用户选中的图形或数据信息条件查询所述解析关系信息库与合并关系信息库查询各数据单元的原始解析关系或合并关系，并精细查找合并前的且与点击选中的坐标相交的数据，包括且不限于CAD数据；
最后根据查找单元在数据合并模块查找的结果，以及与数据单元之间的关系，进而反推到相交的构件，及从所述预处理模块的数据或读取数据模块读取的数据中提取构件的数据。
11.根据权利要求9所述的三维模型的快速渲染及CAD信息查询的方法，其特征在于，所述模型文件为Autodesk Revit或Vectorworks或Rhino或ArchiCAD导出来的文件。
12.根据权利要求10所述的三维模型的快速渲染及CAD信息查询的方法，其特征在于，用户可通过鼠标或者触屏点击选择的方式选中数据。
13.根据权利要求9所述的三维模型的快速渲染及CAD信息查询的方法，其特征在于，所述预处理模块按照类别进行分类并能导出成一种为渲染优化且保留结构信息的新的文件格式。
14.根据权利要求9-13任一所述的三维模型的快速渲染及CAD信息查询的方法，其特征在于，所述方法用于建筑工程设计。
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