CN111161390A - 一种基于BIM模型和WebGL的渲染方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于BIM模型和WebGL的渲染方法，应用于服务器端和浏览器端，所述服务器端与所述浏览器端相连接，其中，所述服务器端预先将BIM模型文件转换为模型数据，所述浏览器端至少为一个，包括：在检测到任一浏览器端登录所述服务器端时，将所述模型数据传递给当前浏览器端；以令所述当前浏览器端将所述模型数据转换为目标BIM模型；将所述目标BIM模型通过WebGL进行渲染显示。上述的方法中，所述BIM模型文件和转换为模型数据的过程均在服务器端完成，不需要在浏览器端安装软件，并且不占用浏览器端的内存，因此在展示和渲染过程中不会出现卡顿或者不连续的问题。
Description
技术领域
本发明涉及三维建模技术领域，尤其涉及一种基于BIM模型和WebGL的渲染方法及装置。
背景技术
由于CAD技术2D模式的弊端，在传统CAD时代工程冲突是屡见不鲜的，这些冲突往往都是后知后觉，大大降低了设计与施工的效率，严重增加成本。随着建筑信息建模BIM(BuildingInformationModeling)技术的应用，通过建立3D可视化模型，配合相关的BIM软件，可以实现三维视图的展示和渲染。
但是，现有的BIM模型需要在电脑上安装软件，安装麻烦，占用内存大导致展示和渲染过程存在三维视图卡顿或者不连续的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种基于BIM模型和WebGL的渲染方法及装置，用以解决现有的BIM模型需要在电脑上安装软件，安装麻烦，占用内存大导致展示和渲染过程存在三维视图卡顿或者不连续的问题，具体方案如下：
一种基于BIM模型和WebGL的渲染方法，应用于服务器端和浏览器端，所述服务器端与所述浏览器端相连接，其中，所述服务器端预先将BIM模型文件转换为模型数据，所述浏览器端至少为一个，包括：
在检测到任一浏览器端登录所述服务器端时，将所述模型数据传递给当前浏览器端；
以令所述当前浏览器端将所述模型数据转换为目标BIM模型；
将所述目标BIM模型通过WebGL进行渲染显示。
上述的方法，可选的，所述服务器端预先将BIM模型文件转换为模型数据，包括：
获取所述BIM模型文件的格式信息；
采用与所述格式信息匹配的转换方法，将所述BIM模型文件转换为模型数据。
上述的方法，可选的，还包括：
获取所述BIM模型文件中构件属性信息和集合信息；
将所述属性信息和所述集合信息存储在所述服务器端的数据库中。
上述的方法，可选的，将所述目标BIM模型通过WebGL进行渲染显示包括：
在所述数据库中获取所述属性信息和所述集合信息；
依据所述属性信息和所述集合信息确定所述目标BIM模型中各个构件的边界信息；
依据所述边界信息确定所述模型数据中各个构件的矩阵数据；
将所述矩阵数据划分成网格数据，依据所述WebGL对所述网格数据进行渲染。
上述的方法，可选的，还包括：
当检测到对所述目标BIM模型进行转动时，将所述目标BIM模型中对应构建进行去渲染展示。
一种基于BIM模型和WebGL的渲染装置，应用于服务器端和浏览器端，所述服务器端与所述浏览器端相连接，其中，所述服务器端预先将BIM模型文件转换为模型数据，所述浏览器端至少为一个，包括：
传递模块，用于在检测到任一浏览器端登录所述服务器端时，将所述模型数据传递给当前浏览器端；
转换模块，用于以令所述当前浏览器端将所述模型数据转换为目标BIM模型；
渲染模块，用于将所述目标BIM模型通过WebGL进行渲染显示。
上述的装置，可选的，所述转换模块包括：
第一获取单元，用于获取所述BIM模型文件的格式信息；
转换单元，用于采用与所述格式信息匹配的转换方法，将所述BIM模型文件转换为模型数据。
上述的装置，可选的，还包括：
第二获取单元，用于获取所述BIM模型文件中构件属性信息和集合信息；
存储单元，用于将所述属性信息和所述集合信息存储在所述服务器端的数据库中。
上述的装置，可选的，所述渲染模块包括：
第三获取单元，用于在所述数据库中获取所述属性信息和所述集合信息；
第一确定单元，用于依据所述属性信息和所述集合信息确定所述目标BIM模型中各个构件的边界信息；
第二确定单元，用于依据所述边界信息确定所述模型数据中各个构件的矩阵数据；
划分和渲染单元，用于将所述矩阵数据划分成网格数据，依据所述WebGL对所述网格数据进行渲染。
上述的装置，可选的，还包括：
去渲染单元，用于当检测到对所述目标BIM模型进行转动时，将所述目标BIM模型中对应构建进行去渲染展示。
与现有技术相比，本发明包括以下优点：
本发明公开了一种基于BIM模型和WebGL的渲染方法，应用于服务器端和浏览器端，所述服务器端与所述浏览器端相连接，其中，所述服务器端预先将BIM模型文件转换为模型数据，所述浏览器端至少为一个，包括：在检测到任一浏览器端登录所述服务器端时，将所述模型数据传递给当前浏览器端；以令所述当前浏览器端将所述模型数据转换为目标BIM模型；将所述目标BIM模型通过WebGL进行渲染显示。上述的方法中，所述BIM模型文件和转换为模型数据的过程均在服务器端完成，不需要在浏览器端安装软件，并且不占用浏览器端的内存，因此在展示和渲染过程中不会出现卡顿或者不连续的问题。
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例公开的一种基于BIM模型和WebGL的渲染方法流程图；
图2为本申请实施例公开的一种基于BIM模型和WebGL的渲染方法又一方法流程图；
图3为本申请实施例公开的一种基于BIM模型和WebGL的渲染方法又一方法流程图；
图4为本申请实施例公开的一种基于BIM模型和WebGL的渲染装置结构框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
本发明公开了一种基于BIM模型和WebGL的渲染方法及装置，应用在对BIM模型进行渲染的过程中，其中，所述BIM模型是一个从规划、设计、施工到管理各阶段统一协调的过程，是把使用标准的理念转换成相应数据的操作软件。理想情况下，BIM过程是利用集中式数字三维建模为核心资源。每个建筑参与者规划数据模型，同时也允许其他人的权限和数据修改。所述WebGL(Web Graphics Library)是一种3D绘图协议，该绘图协议允许把JavaScript和OpenGL ES 2.0结合在一起，通过增加OpenGL ES 2.0的一个JavaScript绑定，WebGL可以为HTML5 Canvas提供硬件3D加速渲染，这样Web开发人员就可以借助系统显卡来在浏览器里更流畅地展示3D场景和模型了，还能创建复杂的导航和数据视觉化，WebGL完美地解决了现有的Web交互式三维动画的两个问题：第一，它通过HTML脚本本身实现Web交互式三维动画的制作，无需任何浏览器插件支持；第二，它利用底层的图形硬件加速功能进行的图形渲染，是通过统一的、标准的、跨平台的OpenGL接口实现的。所述渲染方法应用于服务器端和浏览器端，所述服务器端与所述浏览器端相连接，其中，所述服务器端预先将BIM模型文件转换为模型数据，所述浏览器端至少为一个，所述渲染方法的执行流程如图1所示，包括步骤：
S101、在检测到任一浏览器端登录所述服务器端时，将所述模型数据传递给当前浏览器端；
本发明实施例中，所述服务器端是一个软件模块，可以通过internet提供终端接入服务，用户上传BIM模型文件到所述服务器端，所述服务器端对所述模型文件进行解析转换为模型数据，优选的，所述模型数据为二进制文件流。因此，所述服务器端与至少一个浏览器端相连接，在检测到任一浏览器端登录所述服务器端时，依据所述浏览器端发送的浏览指令，解析所述浏览指令，依据所述浏览指令中的标识信息确定所述服务器中对应的模型数据，将所述模型数据传递给所述当前浏览器，其中，所述标识信息用于区分不同的模型数据，所述标识信息可以为数字或者字母等，本发明实施例中，对所述标识信息的具体存在形式不进行限定。
S102、以令所述当前浏览器端将所述模型数据转换为目标BIM模型；
本发明实施例中，所述当前浏览器读取所述模型数据，将所述模型数据转换为目标BIM模型，所述目标BIM模型由多个构件组成，优选的，可以对所述目标BIM模型的准确性进行验证，若所述模型数据读取成功，则所述目标BIM模型与所述浏览器端对应的BIM模型相同，反之，若所述模型数据读取不成功，则所述目标BIM模型与所述浏览器端对应的BIM模型不相同，此时需要进行提示，提示用户是否需要重新读取模型数据。
S103、将所述目标BIM模型通过WebGL进行渲染显示。
本发明实施例中，对所述目标BIM模型采用WebGL进行渲染显示，其中，所述WebGL使得在支持HTML的canvas标签的浏览器中，不需要安装任何插件，便可以使用基于OpenGLES 2.0的API在canvas中进行2D和3D渲染。WebGL程序包括用JavaScript写的控制代码，以及在图形处理单元GPU(,Graphics Processing Unit)中执行的着色代码GLSL(其中，GLSL为OpenGL着色语言)。WebGL元素可以和其它HTML元素混合使用，并且可以和网页其他部分或者网页背景结合起来。
具体的渲染过程如下：
为了使用WebGL进行3D渲染，首先需要一个canvas元素。建立一个canvas元素并设置一个onload事件处理程序来初始化WebGL上下文。
JavaScript代码中的main()函数将会在文档加载完成之后被调用。main()函数任务是设置WebGL上下文并开始渲染所述目标BIM模型。
本发明公开了一种基于BIM模型和WebGL的渲染方法，应用于服务器端和浏览器端，所述服务器端与所述浏览器端相连接，其中，所述服务器端预先将BIM模型文件转换为模型数据，所述浏览器端至少为一个，包括：在检测到任一浏览器端登录所述服务器端时，将所述模型数据传递给当前浏览器端；以令所述当前浏览器端将所述模型数据转换为目标BIM模型；将所述目标BIM模型通过WebGL进行渲染显示。上述的方法中，所述BIM模型文件和转换为模型数据的过程均在服务器端完成，不需要在浏览器端安装软件，并且不占用浏览器端的内存，因此在展示和渲染过程中不会出现卡顿或者不连续的问题。
本发明实施例中，所述服务器端预先将BIM模型文件转换为模型数据的方法流程如图2所示，包括步骤：
S201、获取所述BIM模型文件的格式信息；
本发明实施例中，解析所述BIM模型文件，获取所述模型文件的格式信息，针对不同格式的BIM模型文件采用不同的转换方法，优选的，本发明实施例中以ifc格式的BIM模型文件为例进行说明。
S202、采用与所述格式信息匹配的转换方法，将所述BIM模型文件转换为模型数据。
本发明实施例中，获取所述格式信息的格式标识，依据所述格式标识在各个转化方法中查找与所述格式标识匹配的转换方法，依据所述转换方法将所述BIM模型文件转换为模型数据，其中，所述格式标识可以为数字、字母或者其它优选标识等，本发明实施例中，对所述格式标识的具体存在形式不进行限定。
进一步的，获取所述BIM模型文件中构件属性信息和集合信息，其中，所述属性信息包括：构件的几何参数信息和构件的颜色信息等，所述集合信息包括：各个构件之间的连接关系、从属关系和构件的数量信息等。对所述属性信息和所述集合信息进行分类整理，为每一个信息分配索引，将所述属性信息和所述集合信息存储在所述服务器端的数据库中，若后续需要对所述BIM模型文件进行渲染时，不需要再将所述BIM模型文件转换为模型数据，直接在所述数据库中调用即可。
例如，在IFC中，几何图形有许多不同的方式存储(拉伸，边界框，b样条，三角形等)。但大多数软件(尤其是3D查看器)只能处理一种几何类型：三角形。服务模块中将IFC几何图形转换为三角形。因为此过程可能需要花费相当长的时间，所以我们只想执行一次，而不是每次用户看到模型时都要经历一次。因此，将三角形也存储在数据库中，其所需的数据量非常取决于IFC文件中的几何类型。
同时，IFC中也包含各个图元的属性及关联关系，我们也将这些关系和属性按类型进行分类整理，并且建立索引，也存储在数据库中。这样在前端进行数据请求是能够按需要将数据查询组织出来。
本发明实施例中，将所述目标BIM模型通过WebGL进行渲染显示的方法流程如图3所示，包括步骤：
S301、在所述数据库中获取所述属性信息和所述集合信息；
本发明实施例中，针对所述目标BIM模型在所述应用服务器端的数据库中查找与所述目标BIM模型对应的属性信息和集合信息，其中，查找的过程可以依据所述目标BIM模型的名称、编号或者其它标识进行查找，获取所述属性信息和所述集合信息。
S302、依据所述属性信息和所述集合信息确定所述目标BIM模型中各个构件的边界信息；
本发明实施例中，获取所述属性信息和所述集合信息中的各个构件的几何参数和连接关系等信息，依据上述信息确定所述各个构件的边界信息，所述边界信息用于限定各个构件之间的边界。
S303、依据所述边界信息确定所述模型数据中各个构件的矩阵数据；
本发明实施例中，依据所述边界信息对所述模型数据进行分类，每一个构件对应一个矩阵数据，得到所述目标BIM的各个矩阵数据。
S304、将所述矩阵数据划分成网格数据，依据所述WebGL对所述网格数据进行渲染。
本发明实施例中，将所述矩阵数据进行网格划分，得到网格数据，其中，针对所述矩阵数据可以进行三角形网格划分，矩形网格划分、随机网格划分或者其它优选的网格划分形式，依据所述WebGL对所述网格数据进行渲染，其中，渲染的方式包括:颜色渲染。
进一步的，使用WebGL渲染时还可以进行效率优化，例如：相机动的时候画糙点，等相机不转了，就开始上各种效果；远端的模型模糊显示，近处的模型精细显示；视角内遮挡的模型不显示；视角外的模型不显示，上述的效率优化过程中，相机视角动时，不重要的构件可以不进行精细的绘制，去掉效果，这样可以提高动态时的帧率，因为视角外和视角内的模型使用者本来就看不到，显不显示对用户没有区别，但不显示对帧率会有提升，提高使用体验
本发明实施例中，针对上述的渲染过程，以运维阶段为例，运维人员可能并不熟悉建筑建模软件的使用，同时让运维人员使用建模软件来做运维管理也是不实际的。同时因为数据存储在云端，Web浏览、分享以及协作更简单。
基于上述的一种基于BIM模型和WebGL的渲染方法，本发明实施例中，还提供了一种基于BIM模型和WebGL的渲染装置，所述渲染装置的结构框图如图4所示，所述渲染装置应用于服务器端和浏览器端，所述服务器端与所述浏览器端相连接，其中，所述服务器端预先将BIM模型文件转换为模型数据，所述浏览器端至少为一个，包括：
传递模块401、转换模块402和渲染模块403。
其中，
所述传递模块401，用于在检测到任一浏览器端登录所述服务器端时，将所述模型数据传递给当前浏览器端；
所述转换模块402，用于以令所述当前浏览器端将所述模型数据转换为目标BIM模型；
所述渲染模块403，用于将所述目标BIM模型通过WebGL进行渲染显示。
本发明公开了一种基于BIM模型和WebGL的渲染装置，应用于服务器端和浏览器端，所述服务器端与所述浏览器端相连接，其中，所述服务器端预先将BIM模型文件转换为模型数据，所述浏览器端至少为一个，包括：在检测到任一浏览器端登录所述服务器端时，将所述模型数据传递给当前浏览器端；以令所述当前浏览器端将所述模型数据转换为目标BIM模型；将所述目标BIM模型通过WebGL进行渲染显示。上述的装置中，所述BIM模型文件和转换为模型数据的过程均在服务器端完成，不需要在浏览器端安装软件，并且不占用浏览器端的内存，因此在展示和渲染过程中不会出现卡顿或者不连续的问题。
本发明实施例中，所述转换模块402包括：
第一获取单元404和转换单元405。
其中，
所述第一获取单元404，用于获取所述BIM模型文件的格式信息；
所述转换单元405，用于采用与所述格式信息匹配的转换方法，将所述BIM模型文件转换为模型数据。
本发明实施例中，所述转换模块402还包括：
第二获取单元405和存储单元406。
其中，
所述第二获取单元405，用于获取所述BIM模型文件中构件属性信息和集合信息；
所述存储单元406，用于将所述属性信息和所述集合信息存储在所述服务器端的数据库中。
本发明实施例中，所述渲染模块403包括：
第三获取单元407、第一确定单元408、第二确定单元409和划分和渲染单元410。
其中，
所述第三获取单元407，用于在所述数据库中获取所述属性信息和所述集合信息；
所述第一确定单元408，用于依据所述属性信息和所述集合信息确定所述目标BIM模型中各个构件的边界信息；
所述第二确定单元409，用于依据所述边界信息确定所述模型数据中各个构件的矩阵数据；
所述划分和渲染单元410，用于将所述矩阵数据划分成网格数据，依据所述WebGL对所述网格数据进行渲染。
本发明实施例中，所述渲染模块403还包括：去渲染单元411。
其中，
所述去渲染单元411，用于当检测到对所述目标BIM模型进行转动时，将所述目标BIM模型中对应构建进行去渲染展示。
需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于装置类实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种单元分别描述。当然，在实施本发明时可以把各单元的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。
通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
以上对本发明所提供的一种基于BIM模型和WebGL的渲染方法及装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (10)
1.一种基于BIM模型和WebGL的渲染方法，其特征在于，应用于服务器端和浏览器端，所述服务器端与所述浏览器端相连接，其中，所述服务器端预先将BIM模型文件转换为模型数据，所述浏览器端至少为一个，包括：
在检测到任一浏览器端登录所述服务器端时，将所述模型数据传递给当前浏览器端；
以令所述当前浏览器端将所述模型数据转换为目标BIM模型；
将所述目标BIM模型通过WebGL进行渲染显示。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述服务器端预先将BIM模型文件转换为模型数据，包括：
获取所述BIM模型文件的格式信息；
采用与所述格式信息匹配的转换方法，将所述BIM模型文件转换为模型数据。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括：
获取所述BIM模型文件中构件属性信息和集合信息；
将所述属性信息和所述集合信息存储在所述服务器端的数据库中。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，将所述目标BIM模型通过WebGL进行渲染显示包括：
在所述数据库中获取所述属性信息和所述集合信息；
依据所述属性信息和所述集合信息确定所述目标BIM模型中各个构件的边界信息；
依据所述边界信息确定所述模型数据中各个构件的矩阵数据；
将所述矩阵数据划分成网格数据，依据所述WebGL对所述网格数据进行渲染。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，还包括：
当检测到对所述目标BIM模型进行转动时，将所述目标BIM模型中对应构建进行去渲染展示。
6.一种基于BIM模型和WebGL的渲染装置，其特征在于，应用于服务器端和浏览器端，所述服务器端与所述浏览器端相连接，其中，所述服务器端预先将BIM模型文件转换为模型数据，所述浏览器端至少为一个，包括：
传递模块，用于在检测到任一浏览器端登录所述服务器端时，将所述模型数据传递给当前浏览器端；
转换模块，用于以令所述当前浏览器端将所述模型数据转换为目标BIM模型；
渲染模块，用于将所述目标BIM模型通过WebGL进行渲染显示。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述转换模块包括：
第一获取单元，用于获取所述BIM模型文件的格式信息；
转换单元，用于采用与所述格式信息匹配的转换方法，将所述BIM模型文件转换为模型数据。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，还包括：
第二获取单元，用于获取所述BIM模型文件中构件属性信息和集合信息；
存储单元，用于将所述属性信息和所述集合信息存储在所述服务器端的数据库中。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述渲染模块包括：
第三获取单元，用于在所述数据库中获取所述属性信息和所述集合信息；
第一确定单元，用于依据所述属性信息和所述集合信息确定所述目标BIM模型中各个构件的边界信息；
第二确定单元，用于依据所述边界信息确定所述模型数据中各个构件的矩阵数据；
划分和渲染单元，用于将所述矩阵数据划分成网格数据，依据所述WebGL对所述网格数据进行渲染。
10.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，还包括：
去渲染单元，用于当检测到对所述目标BIM模型进行转动时，将所述目标BIM模型中对应构建进行去渲染展示。
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