在BIM技術(shù)風(fēng)靡的今天，BIM模型輕量化技術(shù)的應(yīng)用越發(fā)廣泛，但是如何在輕量化過程中兼顧模型精度與體量的減小仍是一項(xiàng)技術(shù)難題。本文將詳細(xì)介紹BIM模型輕量化的核心問題和處理方式。在深入探討之前，我們先來理解何為BIM模型輕量化。

一、何為BIM模型輕量化？

1、定義與目標(biāo)

BIM模型輕量化旨在在保持信息無(wú)損、模型精度、使用功能等要求的前提下，利用各種技術(shù)手段，包括模型實(shí)體面片化技術(shù)、信息云端化技術(shù)以及邏輯簡(jiǎn)化技術(shù)等，對(duì)模型進(jìn)行精簡(jiǎn)、轉(zhuǎn)換、縮減，使之更適應(yīng)于電腦、手機(jī)等移動(dòng)終端的使用。換言之，就是要將BIM模型的體量不斷縮小，同時(shí)保持其核心信息完整。

2、核心問題

BIM輕量化要解決的核心問題在于如何在減小模型體積的同時(shí)，保證信息的完整性和模型的可用性。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，與原建模軟件的原始模型文件相比，如果輕量化后的模型達(dá)到原模型的1/4，那可以算是及格標(biāo)準(zhǔn)；若達(dá)到1/10，甚至1/20，那就是優(yōu)秀的表現(xiàn)。

3、處理過程

三維模型輕量化的處理過程包括以下關(guān)鍵步驟：

· 點(diǎn)云數(shù)據(jù)壓縮： 通過刪除冗余或不必要的數(shù)據(jù)，減少存儲(chǔ)空間和計(jì)算負(fù)荷。

· 三角面簡(jiǎn)化： 在保證模型精度的前提下，刪除冗余或不必要的三角面，降低模型的面數(shù)和頂點(diǎn)數(shù)。這可以提高模型的處理速度和渲染效果，同時(shí)減少存儲(chǔ)空間的占用。

· 紋理數(shù)據(jù)壓縮： 對(duì)模型中的紋理數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮，刪除冗余或不必要的數(shù)據(jù)，減少存儲(chǔ)空間和計(jì)算負(fù)荷。

· 模型優(yōu)化： 通過合理設(shè)置參數(shù)、優(yōu)化模型結(jié)構(gòu)、加強(qiáng)數(shù)據(jù)處理等方式來降低計(jì)算復(fù)雜度和提高渲染效果。

二、BIM模型為什么要輕量化？

1、增強(qiáng)BIM的應(yīng)用范圍與場(chǎng)景

BIM輕量化技術(shù)的引入拓展了BIM的應(yīng)用范圍，使其不再局限于設(shè)計(jì)階段，還可以涵蓋施工階段和運(yùn)維階段，實(shí)現(xiàn)了建筑全生命周期的管理。這種全方位的應(yīng)用賦予了BIM更廣泛的意義和價(jià)值。

2、降低BIM的應(yīng)用難度與門檻

通過BIM輕量化技術(shù)，各種不同格式的BIM模型可以進(jìn)行融合應(yīng)用，轉(zhuǎn)換為大多數(shù)軟件支持的三角面格式，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)間的互用。這使得BIM的應(yīng)用變得更加靈活簡(jiǎn)便，降低了使用門檻，使更多人可以輕松應(yīng)用BIM技術(shù)。

3、方便實(shí)現(xiàn)模型的協(xié)同工作與傳遞

BIM輕量化使得模型在工程進(jìn)度中跨區(qū)域、跨部門的交接與審批變得更加方便，實(shí)現(xiàn)了移動(dòng)辦公的可能性。通過輕量化處理，模型的體積減小，運(yùn)行速度得到提升，從而使得模型在不同設(shè)備上的使用更加流暢，有效地打破了時(shí)空局限。

4、確保模型質(zhì)量的前提下減小模型體積

BIM輕量化的目標(biāo)是在保證模型質(zhì)量的前提下，將模型的體積盡可能減小。這不僅有利于節(jié)省存儲(chǔ)空間和降低計(jì)算負(fù)載，還能夠使得模型更加便于傳輸和共享，提高了工作效率。

三、大體量BIM模型要怎么輕量化？BIM模型輕量化如何實(shí)現(xiàn)？

1. 幾何轉(zhuǎn)換與渲染處理

BIM模型數(shù)據(jù)主要包括幾何信息與非幾何信息，其中幾何信息占據(jù)著絕大部分。對(duì)于BIM模型的輕量化，重點(diǎn)關(guān)注的是幾何信息的處理。幾何轉(zhuǎn)換是將BIM中的幾何數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為大多數(shù)軟件支持的三角面格式，并以構(gòu)件為粒度融合屬性數(shù)據(jù)，從而達(dá)到縮小BIM模型體量的目的。渲染處理則是利用三維渲染引擎對(duì)大模型和大場(chǎng)景進(jìn)行優(yōu)化渲染，使其在硬件資源有限的情況下依然能夠流暢展示。

2. 模型結(jié)構(gòu)優(yōu)化與細(xì)節(jié)移除

通過優(yōu)化模型的結(jié)構(gòu)，例如將多邊形替換為三角形、刪除重復(fù)的頂點(diǎn)等，可以大幅減小模型文件的大小。同時(shí)，移除一些不必要的細(xì)節(jié)也是輕量化的有效策略之一，這些細(xì)節(jié)對(duì)于渲染或使用模型并不重要，但會(huì)增加模型的體積。

3. 紋理與材質(zhì)壓縮

紋理貼圖和材質(zhì)是模型文件中常占據(jù)較大空間的部分。通過減少紋理的大小和數(shù)量、對(duì)材質(zhì)進(jìn)行壓縮等方式，可以有效減小模型文件的體積，同時(shí)保證渲染效果。

4. 模型簡(jiǎn)化與數(shù)據(jù)壓縮

將高細(xì)節(jié)模型簡(jiǎn)化為低細(xì)節(jié)模型是一種常用的輕量化策略，可以通過3D軟件中的簡(jiǎn)化工具來實(shí)現(xiàn)。同時(shí)，對(duì)模型數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮也是減小模型文件大小的有效方法，例如點(diǎn)云數(shù)據(jù)壓縮、三角面簡(jiǎn)化等。

5. 使用專門的輕量化工具

除了上述方法外，還可以使用專門的輕量化工具，如EIM輕量化數(shù)字孿生軟件等。這些工具能夠通過調(diào)整參數(shù)和應(yīng)用算法，對(duì)模型的幾何網(wǎng)格進(jìn)行進(jìn)一步的簡(jiǎn)化，從而實(shí)現(xiàn)更高效的輕量化處理。

四、輕量化工具——EIM輕量化數(shù)字孿生軟件

EIM（工程信息模型）是一個(gè)專注于解決建筑數(shù)據(jù)管理與復(fù)用問題的PaaS云平臺(tái)。它通過提供三維建筑模型解析與Web可視化、建筑全生命周期數(shù)據(jù)管理、建筑數(shù)據(jù)與地理信息數(shù)據(jù)融合等服務(wù)，將現(xiàn)實(shí)世界的建筑物映射到虛擬世界，形成數(shù)字孿生，使建筑具備自包含、自展示、自服務(wù)的能力。



EIM主要面向建筑行業(yè)軟件二次開發(fā)商、建筑工程生態(tài)圈企業(yè)和個(gè)人創(chuàng)客，為城市基礎(chǔ)設(shè)施、住宅、商用樓宇等數(shù)字建筑物提供專業(yè)級(jí)的底層技術(shù)解決方案。它包括數(shù)據(jù)管理、三維管理、BIM+GIS管理三大板塊。其中，EIM3D三維引擎實(shí)現(xiàn)了對(duì)各種BIM數(shù)據(jù)格式的開放化處理，降低了軟件開發(fā)者進(jìn)入建筑領(lǐng)域的門檻，輕量化BIM使得常規(guī)設(shè)備都能夠在線查閱BIM。



另外，EIM提供強(qiáng)大的數(shù)據(jù)平臺(tái)，包括建筑數(shù)據(jù)庫(kù)和可配置的數(shù)據(jù)模型，支持靈活的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)和查詢。BIM與GIS融合技術(shù)構(gòu)建了智慧城市所需的城市基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)了室內(nèi)室外、地上地下一體化的瀏覽和交互，同時(shí)支持快速搭建BIM+GIS應(yīng)用平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了無(wú)代碼創(chuàng)建應(yīng)用的便捷操作。

軟件詳情：EIM輕量化數(shù)字孿生軟件


基于輕量化引擎的水廠展示