CN112465981A - 基于ue4利用bim数据自动建模的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于UE4利用BIM数据自动建模的方法,包含如下步骤:在UE4中制作项目模板,项目模板包含参数化构件库、建筑材质库、模型自动生成模块和自动渲染模块;BIM引擎解析BIM模型,将BIM模型中的各个建筑构件的几何与非几何信息存储至数据库中;UE4读取数据库中的各个建筑构件的几何与非几何信息,模型自动生成模块构建与BIM模型相同的模型;运行自动渲染模块,对模型自动生成模块构建的模型进行渲染。本发明充分利用了BIM模型完整的几何及非几何信息和UE4游戏引擎强劲的渲染效果,更重要的,能够对模型信息的重建和渲染进行自动化处理。
Description
技术领域
本发明涉及建筑信息自动建模技术领域,特别涉及一种基于UE4利用BIM数据自动建模的方法。
背景技术
建筑信息模型(Building Information Modeling,BIM)技术作为工程建设行业数字化转型的重要工具,全面整合了工程项目全生命周期的数据,主要包括几何信息和非几何信息,其中几何信息主要指三维模型,非几何信息主要指模型构件的属性,与构件关联的工程进度信息,造价信息、管理信息等。其优点相对于传统使用二维图纸进行工程建设而言,主要提高了模型的可视化效果,促进了专业间的沟通协作,形成并维护了一个公共数据环境,增加了信息透明度和可追溯性。但是,其不足之处在于BIM软件相对较“重”,对硬件要求高,模型渲染效果差;游戏引擎的渲染效果逼真,但是建模功能又较差。
发明内容
根据本发明实施例,提供了一种基于UE4利用BIM数据自动建模的方法,包含如下步骤:
在UE4中制作项目模板,项目模板包含参数化构件库、建筑材质库、模型自动生成模块和自动渲染模块;
BIM引擎解析BIM模型,将BIM模型中的各个建筑构件的几何与非几何信息存储至数据库中;
UE4读取数据库中的各个建筑构件的几何与非几何信息,模型自动生成模块构建与BIM模型相同的模型;
运行自动渲染模块,对模型自动生成模块构建的模型进行渲染。
进一步,参数化构件库中包含建筑模型常用的各种构件,UE4可以对参数化构件库中的各种构件的参数进行修改。
进一步,参数化构件库包含常用材质库,常用材质库与BIM模型中的材质库一致。
进一步,模型自动生成模块构建与BIM模型相同的模型包含如下步骤:
模型自动生成模块调用参数化构件库中与各个建筑构件一一对应的若干构件;
将若干构件的参数设定为与BIM模型中的各个建筑构件的几何与非几何信息一致。
进一步,若干构件的参数包含但不限于:几何形状、几何尺寸、坐标信息、构件间的关联关系、构件材质信息、地理位置信息、空间位置。
进一步,构件间的关联关系包含但不限于:包含、嵌套、连接、剪切。
进一步,项目模板还包含坐标转换模块,坐标转换模块用于转换BIM模型与UE4不一致的坐标系。
进一步,自动渲染模块对模型自动生成模块构建的模型进行渲染包含如下子步骤:
读取BIM模型中的各个建筑构件的构件材质信息;
在参数化构件库中检索与BIM模型的各个建筑构件对应的若干构件,将构件材质信息附着到若干构件上;
读取BIM模型中的各个建筑构件的几何形状、几何尺寸、地理位置信息、空间位置,对需要局部光照或全局光照的BIM模型的建筑构件对应的构件,进行光照渲染。
进一步,数据库为MySQL和Dgraph数据库。
根据本发明实施例的基于UE4利用BIM数据自动建模的方法,充分利用了BIM模型完整的几何及非几何信息和UE4游戏引擎强劲的渲染效果,更重要的,能够对模型信息的重建和渲染进行自动化处理。
要理解的是,前面的一般描述和下面的详细描述两者都是示例性的,并 且意图在于提供要求保护的技术的进一步说明。
附图说明
图1为根据本发明实施例基于UE4利用BIM数据自动建模的方法的流程图;
图2为图1中S3的子流程图;
图3为图1中S4的子流程图。
具体实施方式
以下将结合附图,详细描述本发明的优选实施例,对本发明做进一步阐述。
首先,将结合图1~3描述根据本发明实施例的基于UE4利用BIM数据自动建模的方法,利用虚幻引擎4(unreal engine 4,UE4),实现自动建模并渲染,其应用场景很广。
如图1所示,本发明实施例的基于UE4利用BIM数据自动建模的方法,具有如下步骤:
在S1中,如图1所示,在UE4中制作一项目模板,项目模板包含参数化构件库、建筑材质库、模型自动生成模块和自动渲染模块。
其中,参数化构件库中具有建筑模型常用的各种构件,如柱、梁、板、墙、门、窗、幕墙等,UE4可以定义各个构件,并对参数化构件库中的各种构件的参数通过接入外部数据进行修改,具体地,UE4中的基本几何体笔刷及静态几何体网格,将一个或多个几何体组合转化为一个蓝图脚本,在蓝图脚本中添加变量以控制网格的变换,包括位置坐标、旋转角度、缩放比例、移动性和材质信息等,这些变量与BIM模型的构件属性是一一对应的,当将BIM模型的构件属性作为变量值输入该蓝图脚本后,将得到一个几何形状与BIM模型的构件保持一致的几何体,其中,一个蓝图脚本对应一种BIM模型的构件。在本实施例中,参数化构件库还设有常用材质库,常用材质库与BIM模型中的材质库保持一致。
模型自动生成模块用于调用外部接口以获取BIM模型数据和实例化BIM构件库中的构件,并将所有蓝图脚本保存至参数化构件库中;并且,将常用的建筑材质保存至项目模板中。
自动渲染模块用于对模型进行自动贴图和光照渲染。
进一步,项目模板还具有坐标转换模块,由于BIM模型与UE4的坐标系不一致,通过坐标转换模块进行坐标转换。
在S2中,如图1所示,BIM引擎解析BIM模型,将BIM模型的各个建筑构件的几何与非几何信息存储至数据库中。在本实施例中,若干构件的参数包含:几何形状、几何尺寸、坐标信息、构件间的关联关系、构件材质信息、地理位置信息、空间位置,以及,上述的:旋转角度、缩放比例、移动性等。其中,构件间的关联关系包含但不限于:包含、嵌套、连接、剪切等。
在本实施例中,使用基于Revit二次开发的BIM引擎ArcEngine对BIM模型解析,解析后将所有构件的几何与非几何信息存储到MySQL和Dgraph数据库中,编写API使外部程序可以根据项目名称调用BIM数据。
在S3中,如图1所示,UE4读取数据库中的各个建筑构件的几何与非几何信息,模型自动生成模块构建与BIM模型相同的模型。
进一步,如图2所示,在步骤S31中,模型自动生成模块通过接口调用参数化构件库中与各个建筑构件一一对应的若干构件。具体地,蓝图脚本通过上述API调用BIM数据,并在参数化构件库中通过构件名称匹配对应的构件。
进一步,如图2所示,在步骤S32中,将若干构件的参数设定为与BIM模型中的各个建筑构件的几何与非几何信息一致。即,根据坐标放置于场景中,并根据构件间的关联关系,如:包含、嵌套、连接、剪切等,在U4中重新建立构件关联关系。具体地,将BIM构件属性值自动填充进蓝图脚本,生成模型,若BIM模型的坐标系与UE4坐标系不统一,则通过坐标转换模块转换坐标,坐标转换后在相应场景中实例化构件,模型生成后,根据BIM数据中构件之间的嵌套、剪切、连接等关系在UE中重建其关联性,使其与BIM模型中的建筑构件保持一致。
在S4中,如图1所示,运行自动渲染模块,对模型自动生成模块构建的模型进行渲染。
进一步,如图3所示,在S41中,读取BIM模型中的各个建筑构件的构件材质信息。
进一步,如图3所示,在S42中,在参数化构件库中检索与BIM模型的各个建筑构件对应的若干构件,将构件材质信息附着到若干构件上。
进一步,如图3所示,在S43中,读取BIM模型的各个建筑构件的几何形状、几何尺寸、地理位置信息、空间位置,对需要局部光照(如窗户、幕墙等透光区域构件),或,全局光照的BIM模型的建筑构件对应的构件,进行光照渲染。具体地,自动渲染模块根据API从BIM模型获取的构件材质信息,自动对使用相同材质的构件表面分组后统一附着材质,对窗户、幕墙等透光区域,根据其空间位置和大小自动生成lightmass门户,提高光照质量,进行光照渲染;以及,根据地理位置信息和天气情况预制的光照场景,预制多个全局光照场景,自动进行渲染。
以上,参照图1~3描述了根据本发明实施例的基于UE4利用BIM数据自动建模的方法,充分利用了BIM模型完整的几何及非几何信息和UE4游戏引擎强劲的渲染效果,更重要的,能够对模型信息的重建和渲染进行自动化处理。
需要说明的是,在本说明书中,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“包含……”限定的要素,并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍,但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后,对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此,本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。
Claims (9)
1.一种基于UE4利用BIM数据自动建模的方法,其特征在于,包含如下步骤:
在UE4中制作项目模板,所述项目模板包含参数化构件库、建筑材质库、模型自动生成模块和自动渲染模块;
BIM引擎解析BIM模型,将所述BIM模型中的各个建筑构件的几何与非几何信息存储至数据库中;
所述UE4读取所述数据库中的所述各个建筑构件的几何与非几何信息,所述模型自动生成模块构建与所述BIM模型相同的模型;
运行所述自动渲染模块,对所述模型自动生成模块构建的模型进行渲染。
2.如权利要求1所述基于UE4利用BIM数据自动建模的方法,其特征在于,所述参数化构件库中包含建筑模型常用的各种构件,所述UE4可以对所述参数化构件库中的各种构件的参数进行修改。
3.如权利要求2所述基于UE4利用BIM数据自动建模的方法,其特征在于,所述参数化构件库包含常用材质库,所述常用材质库与所述BIM模型中的材质库一致。
4.如权利要求1所述基于UE4利用BIM数据自动建模的方法,其特征在于,所述模型自动生成模块构建与所述BIM模型相同的模型包含如下步骤:
所述模型自动生成模块调用所述参数化构件库中与所述各个建筑构件一一对应的若干构件;
将所述若干构件的参数设定为与所述BIM模型中的各个建筑构件的几何与非几何信息一致。
5.如权利要求4所述基于UE4利用BIM数据自动建模的方法,其特征在于,所述若干构件的参数包含但不限于:几何形状、几何尺寸、坐标信息、构件间的关联关系、构件材质信息、地理位置信息、空间位置。
6.如权利要求5所述基于UE4利用BIM数据自动建模的方法,其特征在于,构件间的关联关系包含但不限于:包含、嵌套、连接、剪切。
7.如权利要求5所述基于UE4利用BIM数据自动建模的方法,其特征在于,所述项目模板还包含坐标转换模块,所述坐标转换模块用于转换所述BIM模型与所述UE4不一致的坐标系。
8.如权利要求5所述基于UE4利用BIM数据自动建模的方法,其特征在于,所述自动渲染模块对所述模型自动生成模块构建的模型进行渲染包含如下子步骤:
读取所述BIM模型中的各个建筑构件的构件材质信息;
在所述参数化构件库中检索与所述BIM模型的各个建筑构件对应的若干构件,将所述构件材质信息附着到所述若干构件上;
读取所述BIM模型中的各个建筑构件的几何形状、几何尺寸、地理位置信息、空间位置,对需要局部光照或全局光照的所述BIM模型的建筑构件对应的所述构件,进行光照渲染。
9.如权利要求1所述基于UE4利用BIM数据自动建模的方法,其特征在于,所述数据库为MySQL和Dgraph数据库。
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