建造大师｜让BIM模型出图更加轻量化

针对交通领域线性工程特点，建造大师CivilStation Construction（简称CSC）BIM翼功能可通过BIM轻量化在BIM翼云端平台一键上传模型并自动转换、加载至GIS环境；支持超大体量的BIM模型的应用和展现，通过BIM翼将设计模型转换为施工模型，大幅提高模型转化效率和质量。BIM翼解决了模型体量大、种类多、由设计模型转化到施工模型效率低下、转化后属性丢失等问题。

概念

BIM模型轻量化就是将几G、几十G甚至上百G的模型转码成几M、几十M、几百M的模型，在不改变模型文件结构属性的基础上，将模型文件压缩。使用BIM轻量化引擎，不仅可以将模型文件结构进行压缩，同时能够流畅的对模型文件进行三维展示，并进行各项功能操作。

几何转换

模型几何信息主要指日常生活中可见的二维、三维模型，可以通过参数化方式描述单个构件的几何信息可以对其轻量化。除此之外还可以通过三角面片、相似性算法减少图元等方式对模型进行几何优化转换。

微观层面的优化

参数化几何描述

单个构件的轻量化，比如一个长方体：通过参数化的方法，利用长宽高等参数做长方体的轻量化。

三角化几何描述

是一把双刃剑，没有减面之前，模型比较精细，但体量比较大，减面后模型较糙，但体量相对较小。

△ 减面前后对比

相似性算法

相似性算法减少图元数量：做图元合并，比如保留一个圆柱的数据，其他圆柱记录一个引用 + 空间坐标即可。通过这种方式可以有效减少图元数量，达到轻量化的目的。

两个接触网模型的柱子，除了位置以外，几何上是完全一样的。

渲染处理

渲染处理过程可使用八叉树快速剔除不可见图元，减少进入渲染区域的绘制对象，这部分技术在桌面端的三维显示引擎已非常成熟。此外还可以使用多重LOD（Levels of Detail），加速单图元渲染速度。

微观层面的优化

多重LOD（Levels of Detail），加速单图元渲染速度：多重LOD用不同级别的几何体来表示物体，距离越远加载的模型越粗糙，距离越近加载的模型越精细，从而在不影响视觉效果的前提下提高显示效率并降低存储。

单次渲染体量 = 图元数量 * 图元精度。

视点距离远的情况下，图元数量虽然多，但是图元精度比较低，所以体量可控。

视点距离近的情况下，图元精度虽然高，但是图元数量比较少，体量依然可控。

△ 视点距离对比

宏观层面的优化

遮挡剔除，减少渲染图元数量：对图元做八叉树空间索引，然后根据视点计算场景中要剔除掉的图元，只绘制可见的图元。

被隧道遮挡的接触网部分不会绘制。

批量绘制，提升渲染流畅度：绘制调用非常耗费CPU、并且通常会造成GPU时间闲置。为了优化性能、平衡CPU和GPU负载，可以将具有相同状态（例如相同材质）的物体合并到一次绘制调用中，这叫做批次绘制调用。

柱子基础部分，螺栓和固定板都是一个材质，可以进行合并。

应用

几何转换、渲染处理是BIM模型轻量化的核心技术具有一定的技术门槛，要求开发者需要掌握一定的图形技术。即使你不具备扎实的图形开发等基础，直接基于建造大师CSC—BIM翼功能可快速实现模型轻量化。