CN114082191A - 一种基于bim设计的游戏引擎可视化交互方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于BIM设计的游戏引擎可视化交互方法，包括以下步骤S1：创建公路工程项目的BIM模型；S2：对BIM模型进行调整优化；S3：将调整优化后的BIM模型导入至游戏引擎，创建场景模型；S4：利用游戏脚本模块编制游戏脚本，并在场景模型中进行可视化交互。本发明结合当前BIM应用发展趋势，将BIM设计与游戏引擎相结合，运用同为软件平台的BIM建模、渲染动画、游戏引擎软件形成一种BIM设计与游戏引擎可视化交互应用方法，实现了BIM模型在游戏平台中的行车模拟及VR体验，对提高项目方案沟通效率，降低项目建设风险具有一定价值。

Description

一种基于BIM设计的游戏引擎可视化交互方法

技术领域

本发明属于工程创新应用技术领域，具体涉及一种基于BIM设计的游戏引擎可视化交互方法。

背景技术

交通基础设施行业BIM应用从2015年起步，经过5年来的发展，已在公路、水运工程勘察设计生产项目、公路和水运BIM正向设计推广、BIM建设管理系统研发等方面开展应用。随着近年来BIM软件平台的不断研发优化，以及游戏引擎和虚实现实技术的不断进步，在工程项目中BIM技术与游戏平台的结合应用已作为新型的、有价值的重要课题，行业内已逐步开展应用研究。当前主流游戏引擎是Unity和Unreal，开发包多,软件操作简单,3D图形处理性能优秀,可扩展性强。但由于Autodesk BIM建模软件平台与Unity和Unreal游戏引擎之间交互过程中，存在一定兼容性问题，模型导入后可能失真，且需大量时间对模型、材质、动画进行反复调整和优化，工作效率较低，且存在错误风险，因此未能取得较为理想的研究成果，也尚未形成一套BIM设计与游戏引擎结合应用的交互方法。

发明内容

本发明的目的是为了上述问题，提出了一种基于BIM设计的游戏引擎可视化交互方法。

本发明的技术方案是：一种基于BIM设计的游戏引擎可视化交互方法包括以下步骤：

S1：创建公路工程项目的BIM模型；

S2：对BIM 模型进行调整优化；

S3：将调整优化后的BIM模型导入至游戏引擎，创建场景模型；

S4：利用游戏脚本模块编制游戏脚本，并在场景模型中进行可视化交互。

本发明的有益效果是：本发明结合当前BIM应用发展趋势，将BIM设计与游戏引擎相结合，运用同为软件平台的BIM建模、渲染动画、游戏引擎软件形成一种BIM设计与游戏引擎可视化交互应用方法，实现了BIM模型在游戏平台中的行车模拟及VR体验，对提高项目方案沟通效率，降低项目建设风险具有一定价值。

进一步地，步骤S1中，创建BIM模型的具体方法为：通过协同设计方法构建公路工程项目的路面模型、平交口模型、互通模型和场地模型；通过参数化构件构建公路工程项目的桥梁模型和隧道模型；通过集成运用方法创建公路工程项目的地形模型、地质模型、交通安全模型和景观绿化模型；形成BIM模型。

上述进一步方案的有益效果是：本发明运用Autodesk平台专业的BIM建模软件，创建基于工程项目真实的三维信息化模型，为后续的游戏场景的交互模拟体验提供准确可靠的模型数据。

进一步地，步骤S2中对BIM模型进行优化的具体方法为：将BIM模型按照地形、道路、结构物、标线和辅助设施进行分类，得到各个类型的fbx格式；并在三维可视化软件中，对BIM模型进行单位匹配、坐标设置、模型合并、材质分类和测试渲染，对BIM模型进行点修复、线修复和面修复，调整BIM模型的材质贴图尺寸，对BIM模型进行UV展开。

上述进一步方案的有益效果是：在本发明中，本发明运用Autodesk平台专业的动画渲染软件3dmax对BIM模型进行调整和优化，确保BIM模型、材质、UV能无损、高效地进入到游戏引擎中，为后续的游戏场景的交互模拟体验提供保障。

进一步地，步骤S3包括以下子步骤：

S31：将优化后的BIM模型导入至游戏引擎中；

S32：在游戏引擎中，设定背景、亮度、色调、全局反折射和阴影属性，完成环境、背景和灯光的创建；

S33：对创建的灯光进行若干次烘焙测试，对环境中地形、道路和结构物添加物理角色，并设置其物理类型为静态，其形状类型为网格，完成场景模型创建。

上述进一步方案的有益效果是：在本发明中，本发明运用Autodesk stingray游戏引擎将BIM模型无损导入，创建游戏场景，配置好环境灯光及物理碰撞。

进一步地，步骤S31中，将优化后的BIM模型导入至游戏引擎中的具体方法为：建立三维可视化软件与游戏引擎之间的动态链接，以使优化后的BIM模型导入游戏引擎中，并在游戏引擎中动态更新BIM模型。

进一步地，步骤S4中，游戏脚本模块包括游戏引导模块、游戏管理模块、游戏功能模块和游戏菜单模块；

游戏引导模块用于利用游戏引导脚本完成脚本引导；

游戏管理模块用于进行游戏场景初始化；

游戏功能模块创建运动构件和视角构件，并对运动构件和视角构件进行初始化；

游戏菜单模块用于设置用户菜单界面和链接界面。

进一步地，游戏引导脚本包括引导包、系统设置文件和全局物理属性文件；

引导包包括游戏配置文件、场景文件、可视化图形编程节点和声音文件；

系统设置文件用于初始化游戏引擎；

全局物理属性文件用于设置游戏场景的碰撞类型、网络形状和碰撞精度。

进一步地，游戏功能模块包括：

编制用户功能脚本文件，用于创建用户，初始化运动构件和视角构件，设置游戏模式，并初始化游戏界面；

编制游戏场景脚本文件，用于初始化用户，创建、更新、关闭和退出游戏场景；

编制运动构件脚本文件，用于实现运动构件在游戏场景中进行模拟运动；

编制视角构件的视口以及跟随运动构件的脚本文件，用于实现摄像构件跟随运动构件运动。

进一步地，游戏菜单模块中，用户菜单界面用于用户进行可视化选择，链接界面用于将用户的选择链接至不同界面，实现交互。

附图说明

图1为可视化交互应用方法的流程图；

图2为可视化交互应用方法的技术路线图；

图3为可视化交互应用方法的模拟效果图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例作进一步的说明。

公路工程项目：指公路构造物的勘察、测量、设计、施工、养护、管理等工作。

协同设计方法：有两个技术分支，一是主要适合于大型公建，复杂结构的三维BIM协同，二是主要适合普通建筑及住宅的二维CAD协同。通过协同设计建立统一的设计标准，包括图层、颜色、线型、打印样式等，在此基础上，所有设计专业及人员在一个统一的平台上进行设计。

参数化构件：把一个模型的几何属性定义和与之关联的数据按照一定的规则建立起来，即模型尺寸、形状、位置属性与具体的参数绑定。当调整某个参数时，可快速高效修改模型。

本发明基于常规桥梁及隧道通用图，建立BIM标准构件库，开发自动建模和编码程序，大大提高建模效率。

集成运用方法：综合运用Autodesk 平台的各种BIM软件，将公路勘察设计项目中包含的GIS数据、地质数据、路线路基模型、桥梁隧道等结构物模型进行整合，形成一个完整、真实的BIM模型

UV展开：UV贴图是用于轻松包装纹理的3D模型表面的平面表示。创建UV贴图的过程称为UV展开。

物理角色：物理角色即碰撞角色。在游戏引擎中，只要两个相互接触的对象之间都是存在碰撞关系的。比如汽车在道路上行驶，汽车和道路之间存在碰撞关系。汽车撞到护栏或匝道，相互之间都存在碰撞关系。物理角色就是指为游戏场景中的每个对象设置相应的碰撞属性。比如汽车的质量、密度、硬度、弹性以及自身的碰撞形状。每个对象必须设置合理的碰撞参数，才能达到真实效果。

fbx格式：fbx格式是三维动画渲染软件与BIM平台各软件、以及BIM平台各软件之间的通用交互格式，实现模型、材质、摄像机、动画在各软件平台之间的导入导出。

可视化图形编程节点：编程分为脚本代码编程和可视化图形编程。场景中每一个模型具有多个属性，比如位置、大小、色彩、物理角色类型等。每一个flow节点代表某个对象的一个属性。然后通过属性之间的各种关联、组合、计算，实现各种功能效果

如图1所示，本发明提供了一种基于BIM设计的游戏引擎可视化交互方法 ，包括以下步骤：

S1：创建公路工程项目的BIM模型；

S2：对BIM 模型进行调整优化；

S3：将调整优化后的BIM模型导入至游戏引擎，创建场景模型；

S4：利用游戏脚本模块编制游戏脚本，并在场景模型中进行可视化交互。

在本发明实施例中，步骤S1中，创建BIM模型的具体方法为：通过协同设计方法构建公路工程项目的路面模型、平交口模型、互通模型和场地模型；通过参数化构件构建公路工程项目的桥梁模型和隧道模型；通过集成运用方法创建公路工程项目的地形模型、地质模型、交通安全模型和景观绿化模型；形成BIM模型。

在本发明实施例中，步骤S2中对BIM模型进行优化的具体方法为：将BIM模型按照地形、道路、结构物、标线和辅助设施进行分类，得到各个类型的fbx格式，并将其导入三维可视化软件；在三维可视化软件中，对BIM模型进行单位匹配、坐标设置、模型合并、材质分类和测试渲染，利用编辑多边形工具对BIM模型进行点修复、线修复和面修复，利用UVW贴图工具调整BIM模型的材质贴图尺寸，对BIM模型进行UV展开。单位匹配、坐标设置、模型合并、材质分类和测试渲染为完成项目三维渲染工作的通用流程。

在本发明实施例中，步骤S3包括以下子步骤：

S31：将优化后的BIM模型导入至游戏引擎中；

S32：在游戏引擎中，设定背景、亮度、色调、全局反折射和阴影属性，完成环境、背景和灯光的创建；

S33：对创建的灯光进行若干次烘焙测试，对环境中地形、道路和结构物添加物理角色，并设置其物理类型为静态，其形状类型为网格，完成场景模型创建。灯光烘焙是制作游戏的必备流程，主要目的为让场景中所有模型获得真实、可靠的光照及阴影效果，防止在游戏运行中画面出现闪烁和卡顿。

在本发明实施例中，步骤S31中，将优化后的BIM模型导入至游戏引擎中的具体方法为：建立三维可视化软件与游戏引擎之间的动态链接，以使优化后的BIM模型导入游戏引擎中，并在游戏引擎中动态更新BIM模型。

在本发明实施例中，步骤S4中，游戏脚本模块包括游戏引导模块、游戏管理模块、游戏功能模块和游戏菜单模块；

游戏引导模块用于利用游戏引导脚本完成脚本引导；

游戏管理模块用于进行游戏场景初始化；

游戏功能模块创建运动构件和视角构件，并对运动构件和视角构件进行初始化；

游戏菜单模块用于设置用户菜单界面和链接界面。

在本发明实施例中，游戏引导脚本包括引导包、系统设置文件和全局物理属性文件；

引导包包括游戏配置文件、场景文件、可视化图形编程节点和声音文件；

系统设置文件用于初始化游戏引擎；

全局物理属性文件用于设置游戏场景的碰撞类型、网络形状和碰撞精度。

在本发明实施例中，游戏功能模块包括：

编制用户功能（player.lua）脚本文件，用于创建用户，初始化运动构件和摄像构件，设置游戏模式，并初始化游戏界面；

其主要是控制游戏用户（即玩家）。在这个脚本中，可实现用户自行选择不同的运动控件，即跑车、一般轿车等，并选择游戏体验的起点。

编制游戏场景（player_hud.lua）脚本文件，用于初始化用户，创建、更新、关闭和退出游戏场景；

其主要是对用户体验游戏的过程控制。确保用户能正常进入或退出游戏，能切换不同游戏场景，并保证游戏运行稳定性。

编制运动构件（vehicle_unit_controller.lua）脚本文件，用于实现运动构件在游戏场景中进行模拟运动；

其实现运动构件的各种功能。运动构件的动力、速度、碰撞属性，如何在游戏中进行前进、转弯、后退、刹车，如何将运动构件链接到游戏场景中。

编制视角构件的视口以及跟随运动构件的脚本文件（vehicle_follow_cam.lua）脚本文件，用于实现摄像构件跟随运动构件运动。

其实现摄像机与汽车的绑定。即摄像机能实时跟随汽车的运动轨迹，并创建多个摄像机视角，且实现多个视角不同切换。

在本发明实施例中，游戏菜单模块中，用户菜单界面用于用户进行可视化选择，链接界面用于将用户的选择链接至不同界面，实现交互。

下面结合实施例对本发明的技术方案进行具体说明。

本发明提供的一种BIM设计与游戏引擎可视化交互应用方法，运用Autodesk公司推出的游戏制作引擎stingray，实现BIM模型到游戏引擎一整套的无缝解决方案，即运用同为Autodesk平台下的BIM建模软件、3dmax及stingray引擎，从创建BIM模型、利用动画渲染调整优化BIM模型、到利用游戏引擎创建游戏场景、VR模拟体验，形成一套BIM设计与游戏引擎可视化交互应用流程，以提高工程项目各参与方的沟通效率，降低项目建设过程中各类错误和风险，技术路线见图2。

如图1所示，本发明提供了一种BIM设计与游戏引擎可视化交互应用方法，包括以下步骤：

S1、根据公路工程项目，运用BIM软件创建BIM模型，其实现方法如下：

运用Autodesk平台BIM软件创建BIM模型，主要包括Civil 3D、Revit、Infraworks等软件；

S101、Civil 3D软件，通过协同设计方式创建公路工程项目中路面、平交口、互通、场地及其他道路模型。

S102、Revit软件，通过参数化构件创建公路工程项目中桥梁、隧道及其他重要结构物模型。

S103、Infraworks软件，通过集成运用创建公路工程项目中地形、地质、交通安全、景观绿化及其他附属模型，并将道路及结构物模型进行整合，形成最终的BIM模型。

本实施例中，首先运用Civil3D，通过协同设计方式创建公路工程项目中路面、平交口、互通、场地及其他道路模型；然后运用Revit，通过参数化构件创建公路工程项目中桥梁、隧道及其他重要结构物模型；再运用Infraworks创建地形、地质、交通安全、景观绿化及其他附属模型，并将道路及结构物模型进行整合，形成最终的BIM模型。BIM模型建立后，可真实反映项目规划建设方案，准确检查道路高程、净空、路基边坡干扰、道路桥隧及其重要附属结构物碰撞冲突、相互影响的各种问题，以快速进行方案沟通和调整。

S2、运用三维动画渲染软件对BIM模型、材质、UV进行调整、优化，其实现方法如下：

S201、模型导入，在Infraworks中按地形、道路、结构物、标线、辅助设施等类别分别导出fbx格式，导入到3dmax中；

S202、场景整理，导入BIM模型后，首先对场景进行整理，主要包括单位匹配、坐标设置、模型合并、材质分类、测试渲染等工作，以检查模型及优化场景资源，提升后续渲染效率。

S203、 模型处理，由于软件之间构建及计算方式不同，BIM模型导入到3dmax中后，模型存在断点重面、法线反向、高程错位、道路断道等问题，需运用编辑多边形工具对模型的点、线、面处理，逐一修复；

S204、材质调整，从Infraworks导入的模型都保留了材质，但贴图大小及位置不准确，需运用UVW贴图工具进行调整。另外场景的地形影像材质需运用photoshop进行合成和调色处理，确保协调统一；

S205、UV展开，由于游戏引擎采用实时渲染方式，需进行灯光烘焙，把模型光照的明暗信息预先保存到纹理上，提升模型的光影效果及游戏的运行速度。因此在3dmax中须对场各模型进行UV展开，UV展开的好坏将决定了烘焙贴图的分辨率或细节。

本实施例中，运用3dmax软件对BIM模型进行检查、处理、优化，保留模型细节，修复模型错误，并调整好模型的材质、贴图、UV。3dmax是BIM模型与游戏引擎之间进行交互非常重要的中间桥梁，也是BIM设计与游戏引擎结合应用的关键技术环节，经过3dmax对模型的处理及转换，才能确保BIM模型完整准确导入到游戏引擎中。

S3、游戏引擎中导入BIM模型，配置环境灯光，搭建物理系统，创建游戏场景，其实现方法如下：

S301、模型导入，在3dmax中通过插件将场景中所有BIM模型、材质、UV完整导入到stingray游戏引擎中；

其中，模型导入及更新方式非常重要，其具体为：

在3dmax中安装stingray DCClink插件。然后同时打开3dmax和stingray软件，在singray软件中创建新的场景，并设置好文件及模型、贴图、脚本等路径。在3dmax中选选择菜单栏---stingray---勾选conncet，再点击send all，可将BIM模型、材质、UV无损导入到stingray游戏引擎中。之后如果模型、贴图进行修改，再次点击send all，可在stingray游戏引擎中实现实时更新，这也是为何选择同为Autodesk平台下的stingray游戏引擎的重要原因。

S302、创建游戏场景的环境、背景、灯光。根据项目要体现的氛围，设置好场景的背景、亮度、色调、全局反折射、阴影属性；

此步骤决定了游戏场景的整体效果，其具体为：

首先确定项目要体现的氛围，通常选择白天晴天场景，因此设置背景为蓝天白云，灯光为太阳光的暖色，调整好太阳光的亮度、高度、角度，保证合理的光阴效果。然后设置调整好场景的全局反射、折射属性，体现出模型的质感。

S303、灯光烘焙，通过测试并反复调整模型的UV形态、灯光属性及材质参数，进行最终灯光烘焙；

此步骤决定了游戏运行的实时渲染质量，其具体为：

对场景的所有灯光进行烘焙测试，并模拟游戏检查场景中模型的材质贴图是否正确，画面是否存在闪烁。如果存在问题，需检查模型及UV是否存在交叉、重叠等问题；然后回到3dmax中进行处理，再更新回来继续进行测试，直到整个场景画面渲染显示正常。

S304、搭建物理系统，对场景中的地形、道路、结构物、其他附属模型添加物理角色（Physics Actor），并设置物理类型为静态，形状类型为网格，模拟真实的碰撞效果。

此步骤决定用户进行游戏模拟时产生真实的碰撞效果，其具体为：

在游戏世界中，两个物体之间接触是存在碰撞关系的。因此需对场景中的每一个模型设置合适的物理属性，确保产生真实的碰撞效果。首先是依次对地形、道路、结构物、其他附属模型添加物理角色，由于这些模型都是不产生运动的，因此设置为静态刚体。然后根据每个模型的自身形态，设置不同的物理网格类型，比如道路为长方体形态，其网格类型设置为长方体；护栏为圆柱形态，其网格类型设置为圆柱体。对于非常规形态的模型，可将其网格类型设置为网格。

S4、编制游戏脚本，基于真实BIM模型进行可视化游戏体验，游戏脚本包括游戏引导脚本、游戏管理脚本和游戏功能脚本，其实现方法如下：

S401、编制游戏引导脚本，主要包括游戏引导包(boot)、游戏初始化配置(settings)、游戏全局物理碰撞配置(physics_properties)、引导文件(main)，完成脚本引导，资源加载、渲染配置、物理属性、用户界面等配置；

此步骤具体为：

（1）游戏引导包boot.package，此文件须包含全部核心资源，包括lua程序文件、游戏配置文件、场景文件、自定义Flow节点、声音文件等；

（2）游戏初始化配置settings.ini，此文件设置游戏引擎用于初始化其子系统的各种设置。必须包括：boot_script（启动脚本）和boot_package（引导包）两个对象；

（3）游戏全局物理碰撞配置(physics_properties)s，设置游戏场景物理碰撞的全局属性，包括碰撞类型、网络形状、碰撞精度等。

S402、编制游戏管理脚本，运用SimpleProject模板的Appkit对象提供的内置应用程序管理游戏配置。主要包括世界（world）、场景（level）、摄像机（camera_unit）、player（玩家）、config（配置），完成游戏世界中各关键对象的定义和描述，并对游戏场景进行初始化；

此步骤具体为：

（1）通过项目脚本Project.lua作为整个游戏项目启动的初始文件，通过该文件来加载其他自定义的lua脚本文件。在该文件中，可引用SimpleProject.lua中的simpleProject，通过simpleProject.config来对项目进行初始配置，并通过“限定条件”来调用其他lua文件，完成整个游戏的跳转。

每新建一个项目，都会有与之对应的项目脚本文件。此文件可以理解为初始化文件，每一个项目都通过该文件来调用其他的脚本文件。该文件还可调用游戏引擎中的各类库文件，以实现各种功能。

SimpleProject.lua脚本文件：该文件是游戏引擎中自带的一个模板库文件，可理解为就是一个特定的项目脚本文件，包含正常运行游戏的各种基本功能。对于一般项目，都可使用该文件。

simpleProject.config：为项目配置文件。每一个游戏项目，都需要进行各种参数配置，包括场景环境、全局物理属性、游戏加载、更新、渲染、退出等。

（2）加载各种功能模块包；提供appkit内置应用程序，flow节点和测试场景；并初始化项目、更新项目、渲染项目、关闭项目。

S403、编制游戏功能脚本，在stingray中运用lua编程语言，在游戏世界中创建汽车，对汽车的类型、速度、受力、位置、方向、物理碰撞等属性进行初始化配置，完成汽车在场景中的加载；在游戏世界中创建摄像机，对摄像机的类型、视野、朝向、位置、角度、偏移速度等进行初始化配置。然后需建立摄像机与汽车的链接关系，保证摄像机能跟随汽车运动；

此步骤具体为：

（1）用户功能脚本，即player.lua脚本文件，该脚本主要实现创建用户，初始化汽车、摄像机；设置游戏模式，并初始化游戏界面；

（2）游戏场景脚本，即player_hud.lua脚本文件，该脚本主要实现初始化用户，创建、更新、关闭、退出游戏场景；

（3）运动构件脚本，即vehicle_unit_controller.lua脚本文件，该脚本主要实现汽车如何在游戏场景中进行模拟行驶；

（4）跟随运动构件的脚本，即vehicle_follow_cam.lua脚本文件，该脚本主要实现摄像机如何跟随汽车运动。

S404、编制游戏菜单脚本，运用scaleform插件自定义用户界面，包括主菜单和用户选项2个部分，可选择不同的汽车和不同的初始位置进行游戏模拟体验。

此步骤具体为：

（1）制作UI，即制作菜单界面，一级菜单主要包括进入体验、用户选项、退出体验三大按钮；用户选项可进入二级菜单，可让用户选择不同的汽车和不同的起点进行模拟体验。

（2）制作链接，将每一个按钮对应到不同功能。点击选择汽车，则可选择不同的汽车进行模拟体验。点击选择起点，则可选择不同的地点进行模拟体验。

如图3所示，其展示了利用真实BIM模型进行行车模拟可视化的成果，其渲染清楚。

本发明的工作原理及过程为：根据公路工程项目，运用BIM软件创建BIM模型；运用三维动画渲染软件对BIM模型、材质、UV进行调整、优化；运用游戏引擎中导入BIM模型，配置环境灯光，搭建物理系统，创建游戏场景；编制游戏脚本，基于真实BIM模型进行可视化游戏体验。本发明解决了公路工程项目中基于真实BIM模型进行行车模拟可视化应用的问题。

本发明的有益效果为：本发明结合当前BIM应用发展趋势，将BIM设计与游戏引擎相结合，运用同为软件平台的BIM建模、渲染动画、游戏引擎软件形成一种BIM设计与游戏引擎可视化交互应用方法，实现了BIM模型在游戏平台中的行车模拟及VR体验，对提高项目方案沟通效率，降低项目建设风险具有一定价值。

本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的原理，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种基于BIM设计的游戏引擎可视化交互方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：创建公路工程项目的BIM模型；

S2：对BIM 模型进行调整优化；

S3：将调整优化后的BIM模型导入至游戏引擎，创建场景模型；

S4：利用游戏脚本模块编制游戏脚本，并在场景模型中进行可视化交互。

2.根据权利要求1所述的基于BIM设计的游戏引擎可视化交互方法 ，其特征在于，所述步骤S1中，创建BIM模型的具体方法为：通过协同设计方法构建公路工程项目的路面模型、平交口模型、互通模型和场地模型；通过参数化构件构建公路工程项目的桥梁模型和隧道模型；通过集成运用方法创建公路工程项目的地形模型、地质模型、交通安全模型和景观绿化模型；形成BIM模型。

3.根据权利要求1所述的基于BIM设计的游戏引擎可视化交互方法，其特征在于，所述步骤S2中对BIM模型进行优化的具体方法为：将BIM模型按照地形、道路、结构物、标线和辅助设施进行分类，得到各个类型的fbx格式；并在三维可视化软件中，对BIM模型进行单位匹配、坐标设置、模型合并、材质分类和测试渲染，对BIM模型进行点修复、线修复和面修复，调整BIM模型的材质贴图尺寸，对BIM模型进行UV展开。

4.根据权利要求1所述的基于BIM设计的游戏引擎可视化交互方法，其特征在于，所述步骤S3包括以下子步骤：

S31：将优化后的BIM模型导入至游戏引擎中；

S32：在游戏引擎中，设定背景、亮度、色调、全局反折射和阴影属性，完成环境、背景和灯光的创建；

S33：对创建的灯光进行若干次烘焙测试，对环境中地形、道路和结构物添加物理角色，并设置其物理类型为静态，其形状类型为网格，完成场景模型创建。

5.根据权利要求4所述的基于BIM设计的游戏引擎可视化交互方法，其特征在于，所述步骤S31中，将优化后的BIM模型导入至游戏引擎中的具体方法为：建立三维可视化软件与游戏引擎之间的动态链接，以使优化后的BIM模型导入游戏引擎中，并在游戏引擎中动态更新BIM模型。

6.根据权利要求1所述的基于BIM设计的游戏引擎可视化交互方法，其特征在于，所述步骤S4中，游戏脚本模块包括游戏引导模块、游戏管理模块、游戏功能模块和游戏菜单模块；

所述游戏引导模块用于利用游戏引导脚本完成脚本引导；

所述游戏管理模块用于进行游戏场景初始化；

所述游戏功能模块创建运动构件和视角构件，并对运动构件和视角构件进行初始化；

所述游戏菜单模块用于设置用户菜单界面和链接界面。

7.根据权利要求6所述的基于BIM设计的游戏引擎可视化交互方法 ，其特征在于，所述游戏引导脚本包括引导包、系统设置文件和全局物理属性文件；

所述引导包包括游戏配置文件、场景文件、可视化图形编程节点和声音文件；

所述系统设置文件用于初始化游戏引擎；

所述全局物理属性文件用于设置游戏场景的碰撞类型、网络形状和碰撞精度。

8.根据权利要求6所述的基于BIM设计的游戏引擎可视化交互方法 ，其特征在于， 所述游戏功能模块包括：

编制用户功能脚本文件，用于创建用户，初始化运动构件和视角构件，设置游戏模式，并初始化游戏界面；

编制游戏场景脚本文件，用于初始化用户，创建、更新、关闭和退出游戏场景；

编制运动构件脚本文件，用于实现运动构件在游戏场景中进行模拟运动；

编制视角构件的视口以及跟随运动构件的脚本文件，用于实现摄像构件跟随运动构件运动。

9.根据权利要求6所述的基于BIM设计的游戏引擎可视化交互方法 ，其特征在于，所述游戏菜单模块中，所述用户菜单界面用于用户进行可视化选择，所述链接界面用于将用户的选择链接至不同界面，实现交互。

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