CN111047685A - 一种电厂bim模型全景漫游的实现方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及BIM建模技术领域，公开了一种电厂BIM模型全景漫游的实现方法。在PDMS软件中创建电厂模型；把PDMS软件服务器里的电厂模型转换成能够支持3Dsmax的中间格式文件；在PDMS软件中抽取电厂管道立体图，并按照管道分类保存在云服务器磁盘中；在3Dsmax导入中间格式文件的电厂模型；然后在3Dsmax中对模型进行材质、灯光、全景渲染，并在云服务器上设置全景漫游，最后设置VR以及swf文件的输出模式。上述方案在3Dsmax软件里面使用PDMS模型，实现两个软件的取长补短；并且上述方案的展示方式更加直观、方便、高效。
Description
技术领域
本发明涉及BIM建模技术领域，特别是一种电厂BIM模型全景漫游的实现方法。
背景技术
三维全景，是指将三维软件里面的虚拟摄像机拍摄的水平方向360度，垂直方向180度的多张照片拼接成一张全景图像，然后利用得到的全景图像，采用计算机图形图像技术构建出全景空间，让使用者能用鼠标或者VR眼镜控制浏览的方向，可左可右、可上可下观看物体或场景，仿佛身临其境一般沉浸式的体验。该项目已经广泛应用于建筑房产、三维地图和旅游景区软件行业中。在工业领域，尤其是电厂BIM模型的全景漫游，现在还没有成熟的技术，应用相对比较滞后。
在建筑房产、三维地图和旅游景区行业，普遍采用3Dsmax直接进行建模，3Dsmax软件是基于PC系统的三维动画渲染和制作软件。区别于中国专利申请CN201710676568.9一种全景效果图的渲染展示制作方法、系统。此专利并不适用于电厂行业。首先，因为3Dsmax软件缺乏尺寸测量，精确定位以及碰撞检查等功能。而电厂行业采用的PDMS(PlantDesignManagement system，即工厂三维布置设计管理系统)等工业类软件没有高质量渲染，灯光材质等也不符合视觉美学需求。所以将两者模型进行二次开发，形成模型转换的中间格式，来达到模型互用功能。其次，电厂模型复杂，比如设备模型有尺寸、安装图纸、压力等级等；并且分热机、电气、热控、土建、建筑、供水、化水、暖通、自动化等专业，已有的全景漫游并不能满足与PDMS软件的对接。再次，区别于中国专利申请CN201710676568.9的步骤S600，依赖于第三方API接口，需要购买三方软件，如Pano2VR。并且三方软件图纸模型等相关信息需要储存在本地磁盘，安全性和移动办公性差。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供了一种电厂BIM模型全景漫游的实现方法。
本发明采用的技术方案如下：一种电厂BIM模型全景漫游的实现方法，包括：
步骤S1，在PDMS软件中创建电厂模型；
步骤S2，把PDMS软件的服务器里的电厂模型转换成能够支持3Dsmax的中间格式文件；
步骤S3，在PDMS软件中抽取电厂管道立体图，并按照管道分类保存在云服务器磁盘中；
步骤S4，在3Dsmax导入步骤S2中间格式文件的电厂模型；
步骤S5，根据电厂真实情况分专业进行采样，采用VRay渲染器的材质功能根据采样调试材质并分专业赋予给模型，用VRay灯光进行处理，
步骤S6，设置全景渲染，储存在本地磁盘中；
步骤S7，利用云服务器的网络储存来制作全景漫游，储存成网络可查看和可编辑格式；
步骤S8，将全景漫游竖分成两个屏幕，设置VR眼镜跟踪模式；
步骤S9，将全景漫游生成swf文件，提供本地电脑浏览。
进一步的，所述步骤S2包括以下过程：
步骤S2－1，建好的电厂模型信息进行定义和设置；
步骤S2－2，读取电厂模型中每个模型的世界坐标和相对坐标，并且附带于模型上；
步骤S2－3，加载每个模型上的孔洞；
步骤S2－4，抽取模型：
(1)分析和加载步骤S2－1中包含的信息：
S2－1－1，加载每个模型的三维几何信息，包括管道三维模型、烟风煤粉管道三维模型、阀门三维模型、设备三维模型、支吊架三维模型、主厂房结构三维模型、主厂房建筑三维模型、主厂房范围内的封闭母线、共箱母线、电缆桥架三维模型等，以及厂区围墙内的地下管道、地下设施、附属建筑物三维模型；
S2－1－2，输入每个模型的工况信息，工况信息是指电厂在不同运行条件(出力配置、负荷水平、故障等)下的工作状况，工作状况包括机组功率、温度、压力、流量；
S2－1－3，加载每个模型的设备类、管道类、流体类的力学参数；力学参数包括：设备类的流量、压力、转速、功率等；管道类的拉伸强度、弹性模量、硬度等，流体类的温度、压力、粘度系数；
S2－1－4，加载每个模型的荷载信息；荷载信息包括管道荷载、设备荷载、检修荷载、风荷载、地震荷载等；
S2－1－5，加载每个模型的规格，规格包括尺寸、重量、材质、型号等。
(2)分析和加载步骤S2－2中包含的信息：
S2－2－1，设置世界坐标，世界坐标是指整个电厂模型的统一坐标，在世界坐标中的定位坐标信息需要保证在PDMS软件和3Dsmax软件里面同时能解析；
S2－2－2，设置相对坐标，相对坐标是指在世界坐标的范围里面，每个模型相对于世界坐标的单独位置，保证导入进3Dsmax里面每个模型定位和PDMS一致，达到模型通用要求；
(3)分析和加载步骤S2－3中包含的信息：
S2－3－1，首先加载地板模型，建立一个适合管道穿过的圆柱体，圆柱体定位在地板中间穿过地板，将圆柱体通过布尔运算变成负实体；
根据(1)(2)(3)的过程形成3Dsmax软件可识别的中间格式，对每个模型进行专业分类并保存在本地磁盘中。
进一步的，所述步骤S3包括以下过程：
步骤S3－1，创建出图的视图方向、视图位置、出图范围、标注内容、视图比例、视图旋转；
步骤S3－2，设置视图大小，公制比例；
步骤S3－3，创建图纸的自动标注，创建自动标注放置设置菜单；
步骤S3－4，设置图纸空间坐标(X，Y，Z)断点；
步骤S3－5，制作坐标输入界面，坐标输入界面是指图纸的范围；
步骤S3－6，抽出图纸并保存在本地磁盘中。
进一步的，所述步骤S3－5中，当图纸张数大于一张时，需要对模型进行断点，输入断点坐标值，将模型分成两个部分，每个部分单独设置一张图纸上。
进一步的，所述步骤S4包括以下过程：
步骤S4－1，在3Dsmax软件中分专业导入步骤S2获得的模型，按照专业建立组合形成一个完整的电厂模型；
步骤S4－2，按照全景漫游的场景分类，分为：汽机房底层、汽机房中间层、汽机房运转层、汽机房除氧间；
步骤S4－3，导入模型时每个分类单独进行，进行当前分类的模型导入时删除不属于当前分类的模型；如进行汽机房底层的场景，将汽房机中间层、汽房机运转层和汽机房除氧间的模型删除。
进一步的，所述步骤S5中，在步骤S4获得的场景上架好摄像机，然后在渲染设置里设置宽高比为2：1，摄影机类型选择为球形，覆盖视野设置为360度，渲染出一张全景图片，储存在本地磁盘中。
进一步的，所述步骤S7中，利用云服务器的网络储存来制作全景漫游，储存成网络可查看和可编辑格式。
进一步的，所述步骤S7包括以下过程：
步骤S7－1，在云服务器上储存以下内容：图片、文件和背景音乐，所述图片包括步骤S3抽取的电厂管道立体图、步骤S6电厂模型全景渲染图；
步骤S7－2，制作全景漫游操控按钮；
步骤S7－3，设置图纸、模型属性、材料表、供货协议的服务器链接；比如在浏览全景漫游中，需要了解某个设备安装信息，查看图纸或者设备模型属性。建立交互性的动作，比如在鼠标移动到某个设备的时候高亮显示；建立鼠标点击事件。
进一步的，所述步骤S7－2包括以下过程：步骤S7－2－1，利用图形软件制作按钮图形；步骤S7－2－2，按钮保存为网页代码可识别的格式；步骤S7－2－3，利用HTML编程进行排版和UI最基本的功能制作得到操控按钮，比如控制前进，场景自动旋转、转换场景等。
与现有技术相比，采用上述技术方案的有益效果为：(1)本发明的技术方案在3Dsmax软件里面使用PDMS模型，实现两个软件的取长补短；(2)以电厂BIM模型、图纸、材料表和云服务器为应用载体，，并进行灯光材质贴图，渲染成全景图片，再导入进全景服务器里生成全景漫游，实现了电厂BIM模型全景漫游展示，效果真实美观；(3)设置VR模式，可以佩戴VR眼镜进行；(4)制作全景漫游时设置了交互式界面，可视化显示，可实时查看电厂三维模型；显示形式多样，直观，一目了然；可以用于现场施工指导，避免碰撞和安装错误；(5)设置了服务器链接，直观查看施工图纸、模型属性和材料报表，节约纸张成本，形成无纸化办公。并且可以随时查看，一点即开，方便快捷；(6)相比于传统的漫游设计技术，本发明可用于手机，但不限于手机、无限手持设备等，更直观、方便、高效。
附图说明
图1是本发明电厂BIM模型全景漫游的实现方法的流程图。
图2是抽取模型二次开发流程图。
图3是抽取图纸二次定制流程图。
图4是云服务器全景漫游制作流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步描述。
实施例1：如图1所示为一种电厂BIM模型全景漫游的实现方法的流程图，采用PDMS、3Dsmax作为BIM设计软件，并采用C#、HTML作为二次开发的工具，实现方法包括以下过程：步骤S1，在PDMS软件中创建电厂模型(包括：建筑、结构、设备、管道、支吊架、桥架、暖通、烟道、地下设施等)；步骤S2，用C#作为二次开发语言，把PDMS软件的服务器里的电厂模型转换成能够支持3Dsmax的中间格式文件；步骤S3，在PDMS软件中抽取电厂管道立体图，并按照管道分类保存在云服务器磁盘中；步骤S4，在3Dsmax导入步骤S2中间格式文件的电厂模型；步骤S5，根据电厂真实情况分专业进行采样，采用VRay渲染器的材质功能根据采样调试材质并分专业赋予给模型，用VRay灯光进行处理，步骤S6，设置全景渲染，储存在本地磁盘中；步骤S7，利用云服务器的网络储存来制作全景漫游，储存成网络可查看和可编辑格式；步骤S8，将全景漫游竖分成两个屏幕，设置VR眼镜跟踪模式；步骤S9，将全景漫游生成swf文件，提供本地电脑浏览。
上述方案主要提供了电厂BIM模型全景漫游的实现方法，包括：用二次开发软件抽取PDMS模型、在PDMS中抽图，实现工业软件和图形图像软件的无缝对接，利用云服务器制作本地全景漫游。
抽取模型时采用二次开发软件，代码语言为C#，利用输入命令方式抽取模型。步骤S3中Draft出图时，采用Draft模块进行针对电厂需求的二次设置，代码语言为C#。
云服务器，底层服务器硬件及存储资源均实施虚拟化部署，配合以云计算管理平台，构建完整的虚拟数据中心网络服务器。
优选地，在实施例1的基础上，如图2所示，抽取模型的一种实现方法包括以下过程：
步骤S2－1，建好的电厂模型信息进行定义和设置，包括：建筑族库信息、热工信息；结构混泥土大小、工字钢型号；设备温度压力、管嘴接管规格；管道壁厚、材质、温度压力、弯头弯曲半径、保温厚度；支吊架型号等；
步骤S2－2，模型空间位置信息定义。分析PDMS和3Dsmax空间位置的信息共同特征。共同特征有两个：一个是整个电厂模型的世界坐标，所有模型世界坐标都必须是一致的；一个是相对于世界坐标单独模型的相对坐标，读取电厂模型中每个模型的世界坐标和相对坐标，并且附带于模型上；在步骤S2－4形成中间格式模型时保证坐标信息3Dsmax能解析，以确保单独的模型导入进3Dsmax的空间位置和PDMS一致；
步骤S2－3，加载每个模型上的孔洞；比如地板预留给管道穿过的孔洞，首先加载地板模型，建立一个适合管道穿过的圆柱体，圆柱体定位在地板中间穿过地板，将圆柱体通过布尔运算变成负实体即孔洞。
步骤S2－4，设置好步骤S2－1、步骤S2－2、步骤S2－3的信息后，抽取模型：
(1)分析和加载步骤S2－1中包含的信息：
S2－1－1，加载每个模型的三维几何信息，包括管道三维模型、烟风煤粉管道三维模型、阀门三维模型、设备三维模型、支吊架三维模型、主厂房结构三维模型、主厂房建筑三维模型、主厂房范围内的封闭母线、共箱母线、电缆桥架三维模型等，以及厂区围墙内的地下管道、地下设施、附属建筑物三维模型；
S2－1－2，输入每个模型的工况信息，工况信息是指电厂在不同运行条件(出力配置、负荷水平、故障等)下的工作状况，工作状况包括机组功率、温度、压力、流量；
S2－1－3，加载每个模型的设备类、管道类、流体类的力学参数；力学参数包括：设备类的流量、压力、转速、功率等；管道类的拉伸强度、弹性模量、硬度等，流体类的温度、压力、粘度系数；
S2－1－4，加载每个模型的荷载信息；荷载信息包括管道荷载、设备荷载、检修荷载、风荷载、地震荷载等；
S2－1－5，加载每个模型的规格，规格包括尺寸、重量、材质、型号等。
(2)分析和加载步骤S2－2中包含的信息：
S2－2－1，设置世界坐标，世界坐标是指整个电厂模型的统一坐标，在世界坐标中的定位坐标信息需要保证在PDMS软件和3Dsmax软件里面同时能解析；
S2－2－2，设置相对坐标，相对坐标是指在世界坐标的范围里面，每个模型相对于世界坐标的单独位置，保证导入进3Dsmax里面每个模型定位和PDMS一致，达到模型通用要求；
(3)分析和加载步骤S2－3中包含的信息：
S2－3－1，首先加载地板模型，建立一个适合管道穿过的圆柱体，圆柱体定位在地板中间穿过地板，将圆柱体通过布尔运算变成负实体；
根据(1)(2)(3)的过程形成3Dsmax软件可识别的中间格式，对每个模型进行专业分类并保存在本地磁盘中。所述中间格式由用户定义，所述格式可以被3Dsmax软件和PDMS软件识别，并通过基于上述(1)(2)(3)的内容可以自定义程序进行转换。
优选地，在实施例1的基础上，如图3所示，所述步骤S3包括以下过程：
步骤S3－1，创建出图的视图方向、视图位置、出图范围、标注内容、视图比例、视图旋转等图纸里面需要的内容；
步骤S3－2，设置视图大小，公制比例；
步骤S3－3，创建图纸的自动标注，创建自动标注放置设置菜单；
步骤S3－4，设置图纸空间坐标(X，Y，Z)断点；
步骤S3－5，制作坐标输入界面，坐标输入界面是指图纸的范围，这样使用时根据出图内容的空间区域位置自动获取出图范围点击即可自动获取出图范围坐标；其中，当图纸张数大于一张时，需要对模型进行断点，输入断点坐标值，将模型分成两个部分，每个部分单独设置一张图纸上。
步骤S3－6，抽出图纸并保存在本地磁盘中。
优选地，在实施例1的基础上，所述步骤S4包括以下过程：
步骤S4－1，在3Dsmax软件中分专业导入步骤S2获得的模型，按照专业建立组合形成一个完整的电厂模型；
步骤S4－2，按照全景漫游的场景分类，分为：汽机房底层、汽机房中间层、汽机房运转层、汽机房除氧间；
步骤S4－3，导入模型时每个分类单独进行，进行当前分类的模型导入时删除不属于当前分类的模型；如进行汽机房底层的场景，将汽房机中间层、汽房机运转层和汽机房除氧间的模型删除，目的是为了步骤S6渲染速度更快。。
优选地，在实施例1的基础上，所述步骤S5中，在步骤S4获得的场景上架好摄像机，然后在渲染设置里设置宽高比为2：1，摄影机类型选择为球形，覆盖视野设置为360度，渲染出一张全景图片，储存在本地磁盘中。
优选地，在实施例1的基础上，如图4所示，所述步骤S7包括以下过程：
进行前需要预先配置云服务器，云服务器需要整列部署之后调试；云桌面发布解决方案的基础结构基于软件流技术推送技术。安装并配置组件后，可以从设备的硬盘驱动器创建虚拟磁盘；具体方法是：创建操作系统和应用程序映像的快照，然后将该映像作为虚拟磁盘文件存储在网络中。使得本地文件能储存并作用于服务器中。
步骤S7－1，在云服务器上储存以下内容：图片、文件和背景音乐，所述图片包括步骤S3抽取的电厂管道立体图、步骤S6电厂模型全景渲染图和各专业施工图、司令图等。文件分为材料表、供货协议等；
步骤S7－2，制作全景漫游操控按钮；具体方法为：步骤S7－2－1，利用图形软件制作按钮图形；步骤S7－2－2，按钮保存为网页代码可识别的格式；步骤S7－2－3，利用HTML编程进行排版和UI最基本的功能制作得到操控按钮，比如控制前进，场景自动旋转、转换场景等；
步骤S7－3，设置图纸、模型属性、材料表、供货协议的服务器链接；比如在浏览全景漫游中，需要了解某个设备安装信息，查看图纸或者设备模型属性。建立交互性的动作，比如在鼠标移动到某个设备的时候高亮显示；建立鼠标点击事件。
本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。如果本领域技术人员，在不脱离本发明的精神所做的非实质性改变或改进，都应该属于本发明权利要求保护的范围。
Claims (8)
1.一种电厂BIM模型全景漫游的实现方法，其特征在于，包括：
步骤S1，在PDMS软件中创建电厂模型；
步骤S2，把PDMS软件的服务器里的电厂模型转换成3Dsmax能够识别的中间格式文件；
步骤S3，在PDMS软件中抽取电厂管道立体图，并按照管道分类保存在云服务器磁盘中；
步骤S4，在3Dsmax导入步骤S2中间格式文件的电厂模型；
步骤S5，根据电厂真实情况分专业进行采样，采用VRay渲染器的材质功能根据采样调试材质并分专业赋予给模型，用VRay灯光进行处理，
步骤S6，设置全景渲染，储存在本地磁盘中；
步骤S7，利用云服务器的网络储存来制作全景漫游，储存成网络可查看和可编辑格式；
步骤S8，将全景漫游竖分成两个屏幕，设置VR眼镜跟踪模式；
步骤S9，将全景漫游生成swf文件，提供本地电脑浏览。
2.如权利要求1所述的电厂BIM模型全景漫游的实现方法，其特征在于，所述步骤S2包括以下过程：
步骤S2－1，建好的电厂模型信息进行定义和设置；
步骤S2－2，读取电厂模型中每个模型的世界坐标和相对坐标，并且附带于模型上；
步骤S2－3，加载每个模型上的孔洞；
步骤S2－4，抽取模型：
(1)分析和加载步骤S2－1中包含的信息：
S2－1－1，加载每个模型的三维几何信息，包括管道三维模型、烟风煤粉管道三维模型、阀门三维模型、设备三维模型、支吊架三维模型、主厂房结构三维模型、主厂房建筑三维模型、主厂房范围内的封闭母线、共箱母线、电缆桥架三维模型，以及厂区围墙内的地下管道、地下设施、附属建筑物三维模型；
S2－1－2，输入每个模型的工况信息，工况信息是指电厂在不同运行条件下的工作状况，工作状况包括机组功率、温度、压力、流量；
S2－1－3，加载每个模型的设备类、管道类、流体类的力学参数；
S2－1－4，加载每个模型的荷载信息；
S2－1－5，加载每个模型的规格，规格包括尺寸、重量、材质、型号；
(2)分析和加载步骤S2－2中包含的信息：
S2－2－1，设置世界坐标，世界坐标是指整个电厂模型的统一坐标，在世界坐标中的定位坐标信息需要保证在PDMS软件和3Dsmax软件里面同时能解析；
S2－2－2，设置相对坐标，相对坐标是指在世界坐标的范围里面，每个模型相对于世界坐标的单独位置，保证导入进3Dsmax软件里面每个模型的定位和PDMS一致；
(3)分析和加载步骤S2－3中包含的信息：
S2－3－1，首先加载地板模型，建立一个适合管道穿过的圆柱体，圆柱体定位在地板中间穿过地板，将圆柱体通过布尔运算变成负实体；
根据(1)(2)(3)的过程形成3Dsmax软件可识别的中间格式，对每个模型进行专业分类并保存在本地磁盘中。
3.如权利要求1所述的电厂BIM模型全景漫游的实现方法，其特征在于，所述步骤S3包括以下过程：
步骤S3－1，创建出图的视图方向、视图位置、出图范围、标注内容、视图比例、视图旋转；
步骤S3－2，设置视图大小，公制比例；
步骤S3－3，创建图纸的自动标注，创建自动标注放置设置菜单；
步骤S3－4，设置图纸空间坐标断点；
步骤S3－5，制作坐标输入界面，坐标输入界面是指图纸的范围；
步骤S3－6，抽出图纸并保存在本地磁盘中。
4.如权利要求3所述的电厂BIM模型全景漫游的实现方法，其特征在于，所述步骤S3－5中，当图纸张数大于一张时，需要对模型进行断点，输入断点坐标值，将模型分成两个部分，每个部分单独设置一张图纸上。
5.如权利要求1所述的电厂BIM模型全景漫游的实现方法，其特征在于，所述步骤S4包括以下过程：
步骤S4－1，在3Dsmax软件中分专业导入步骤S2获得的模型，按照专业建立组合形成一个完整的电厂模型；
步骤S4－2，按照全景漫游的场景分类，分为：汽机房底层、汽机房中间层、汽机房运转层、汽机房除氧间；
步骤S4－3，导入模型时每个分类单独进行，在进行当前分类的模型导入时，删除不属于当前分类的模型。
6.如权利要求1所述的电厂BIM模型全景漫游的实现方法，其特征在于，所述步骤S5中，在步骤S4获得的场景上架好摄像机，然后在渲染设置里设置宽高比为2：1，摄影机类型选择为球形，覆盖视野设置为360度，渲染出一张全景图片，储存在本地磁盘中。
7.如权利要求1所述的电厂BIM模型全景漫游的实现方法，其特征在于，所述步骤S7包括以下过程：
步骤S7－1，在云服务器上储存以下内容：图片、文件和背景音乐，所述图片包括步骤S3抽取的电厂管道立体图、步骤S6电厂模型全景渲染图；
步骤S7－2，制作全景漫游操控按钮；
步骤S7－3，设置图纸、模型属性、材料表、供货协议的服务器链接；建立交互性的动作；建立鼠标点击事件。
8.如权利要求7所述的电厂BIM模型全景漫游的实现方法，其特征在于，所述步骤S7－2包括以下过程：步骤S7－2－1，利用图形软件制作按钮图形；步骤S7－2－2，按钮保存为网页代码可识别的格式；步骤S7－2－3，利用HTML编程进行排版和UI最基本的功能制作得到操控按钮。
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