基于BIM技術(shù)大型建筑景觀三維仿真系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

為了解決在三維吊裝仿真系統(tǒng)中二維草繪繪制煩瑣,不能實時查看模型渲染效果等問題,基于ogre渲染引擎,應(yīng)用經(jīng)典設(shè)計模式開發(fā)了交互式三維建模系統(tǒng)。闡述了三維草繪的總體架構(gòu)及關(guān)鍵技術(shù)的設(shè)計與實現(xiàn),通過實例驗證了三維草繪系統(tǒng)的可用性。

以預(yù)警雷達(dá)對導(dǎo)彈的探測為應(yīng)用實例,采用maya和multigencreator等視景開發(fā)工具創(chuàng)建了效果逼真、紋理清晰的武器裝備三維模型,包括導(dǎo)彈模型、預(yù)警機模型和地基雷達(dá)模型,采用skyline作為三維gis系統(tǒng)開發(fā)平臺,構(gòu)建了一個逼真的三維的戰(zhàn)場環(huán)境,利用c#.net軟件開發(fā)平臺設(shè)計實現(xiàn)了一個視景仿真系統(tǒng),并重點介紹了系統(tǒng)實現(xiàn)中包括實體運動建模和行為建模、碰撞檢測和視點控制在內(nèi)的幾個關(guān)鍵技術(shù)的實現(xiàn)方法。系統(tǒng)能夠完成預(yù)計功能,運行穩(wěn)定,仿真效果逼真流暢。

在建筑內(nèi)部的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性研究中,由于形成的多角度離散網(wǎng)絡(luò)模型無法形成穩(wěn)定的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),導(dǎo)致傳統(tǒng)的三維圖像建模只能忽略拍攝角度不同帶來的坐標(biāo)計算誤差,以保障穩(wěn)定的三維模型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),導(dǎo)致轉(zhuǎn)換的三維坐標(biāo)存在失真,三維建模不準(zhǔn)確。提出改進(jìn)離散算法的大型建筑多角度圖像三維建模方法,首先對大型建筑的多角度原形進(jìn)行采集,其次通過分析原始數(shù)據(jù)點之間的拓?fù)潢P(guān)系,組建大型建筑的多角度圖像離散網(wǎng)絡(luò)模型。融合于雙目立體視覺成像原理,依據(jù)不同位置拍攝的大型建筑多角度圖像中對應(yīng)點的圖像坐標(biāo),計算出不同角度的大型建筑在三維空間中所對應(yīng)點的三維坐標(biāo),實現(xiàn)了大型建筑的多角度圖像三維穩(wěn)定建模。仿真結(jié)果證明,改進(jìn)離散算法的大型建筑的多角度圖像三維建模準(zhǔn)確率高,實用性強。

本文在對比多種三維可視化建模方法的優(yōu)劣后,提出了一種在vrml環(huán)境下結(jié)合gis技術(shù)實現(xiàn)三維地層可視化的方法,并以某大橋為例,將理論的虛擬現(xiàn)實技術(shù)推廣到實際應(yīng)用中,克服了依靠傳統(tǒng)鉆孔柱狀圖來反映真實地層分布的弊端,大大提升了勘察結(jié)果表達(dá)的直觀性,給工程勘察信息的整理發(fā)布提供了一個有效、科學(xué)的技術(shù)手段。

針對傳統(tǒng)二維webgis應(yīng)用局限性,結(jié)合三維地理信息系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展和實際需求,設(shè)計并實現(xiàn)以supermapgis系列軟件為技術(shù)平臺,以3dsmax為建模工具,采用iserver服務(wù)器和基于jquery框架網(wǎng)頁設(shè)計技術(shù)的三維web地理信息系統(tǒng);形成的插件式三維b/s應(yīng)用模式,在校園基礎(chǔ)信息平臺建設(shè)及\"智慧城市\(zhòng)"等建設(shè)中具有一定的參考價值.

文章以南水北調(diào)中線干線工程三維仿真系統(tǒng)為例,論述了系統(tǒng)數(shù)據(jù)服務(wù)和應(yīng)用服務(wù),通過在三維仿真平臺上加載專題數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù),建立了三維仿真系統(tǒng).此系統(tǒng)服務(wù)于南水北調(diào)中線局總調(diào)度中心及調(diào)度分中心,為調(diào)度運行展示、調(diào)度綜合評估、調(diào)度周邊影響分析等方面提供有力支撐.

文章以南水北調(diào)中線干線工程三維仿真系統(tǒng)為例,論述了系統(tǒng)數(shù)據(jù)服務(wù)和應(yīng)用服務(wù),通過在三維仿真平臺上加載專題數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù),建立了三維仿真系統(tǒng)。此系統(tǒng)服務(wù)于南水北調(diào)中線局總調(diào)度中心及調(diào)度分中心,為調(diào)度運行展示、調(diào)度綜合評估、調(diào)度周邊影響分析等方面提供有力支撐。

起重機的吊裝仿真很復(fù)雜,在仿真之前必須在二維圖環(huán)境下模擬出吊裝設(shè)備及周圍環(huán)境的圖形信息以方便用戶觀察和數(shù)據(jù)傳遞。二維圖草繪分為場景草繪和吊裝設(shè)備草繪;二維圖草繪是三維吊裝仿真的基礎(chǔ),其目的是模擬出被吊裝設(shè)備及周圍作業(yè)環(huán)境的圖形,并提供這些圖形的信息給其他模塊調(diào)用。采用基于對話框的gdi編程,圖形的之間的組合需要一定的算法支持,二維圖草繪的成功與否直接關(guān)系到整個軟件的性能和運行。因此,對于二維圖草繪的研究具有一定的現(xiàn)實和應(yīng)用意義。

針對建筑工地對工人、管理人員、監(jiān)理等人員的管理需要和安全需要,利用線性調(diào)頻擴(kuò)頻技術(shù),設(shè)計出建筑工地人員實時定位系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)室外全天候的實時精確定位,并準(zhǔn)確地將各個區(qū)域人員的動態(tài)信息反映到計算機系統(tǒng),使管理人員能隨時動態(tài)掌握人員的精確位置及運動軌跡,便于合理調(diào)度管理。產(chǎn)品功耗低、具有遠(yuǎn)距離定位能力且精度高、支持深入開發(fā)的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)協(xié)議,具有廣泛的應(yīng)用前景。

為提高當(dāng)前變電站運維操作技能培訓(xùn)與考核的規(guī)范性和易用性,設(shè)計并開發(fā)了變電站仿真培訓(xùn)系統(tǒng)的三維實操教案功能。該功能基于變電站三維仿真培訓(xùn)平臺開發(fā),以變電站運維的典型操作和作業(yè)指導(dǎo)書為依據(jù),提供包含案例生成、管理和運行的實操教案管理,可依據(jù)變電站實際運維操作規(guī)范生成教案,提高實操教案的規(guī)范性和可維護(hù)性,可基于案例給予學(xué)習(xí)引導(dǎo),提高實操培訓(xùn)與考核的易用性。對本系統(tǒng)與現(xiàn)有的幾種實操培訓(xùn)方式進(jìn)行比較性論述,無論在教案維護(hù)方便性、教案規(guī)范性、教案定制能力和實際培訓(xùn)效果上,都有明顯優(yōu)勢。

傳統(tǒng)的室分系統(tǒng)是基于cad的2d技術(shù)設(shè)計的,但是現(xiàn)在的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜,針對傳統(tǒng)的室分系統(tǒng)做前期分析非常困難且難以檢驗.cad的三維技術(shù)能夠更加具體的顯示出建筑的構(gòu)造,基于cad三維技術(shù)設(shè)計的室分系統(tǒng),更便于對室分系統(tǒng)的前期的分析.

為提高當(dāng)前變電站運維操作技能培訓(xùn)與考核的規(guī)范性和易用性,設(shè)計并開發(fā)了變電站仿真培訓(xùn)系統(tǒng)的三維實操教案功能。該功能基于變電站三維仿真培訓(xùn)平臺開發(fā),以變電站運維的典型操作和作業(yè)指導(dǎo)書為依據(jù),提供包含案例生成、管理和運行的實操教案管理,可依據(jù)變電站實際運維操作規(guī)范生成教案,提高實操教案的規(guī)范性和可維護(hù)性,可基于案例給予學(xué)習(xí)引導(dǎo),提高實操培訓(xùn)與考核的易用性。對本系統(tǒng)與現(xiàn)有的幾種實操培訓(xùn)方式進(jìn)行比較性論述,無論在教案維護(hù)方便性、教案規(guī)范性、教案定制能力和實際培訓(xùn)效果上,都有明顯優(yōu)勢。

基于人、車、路三維互動仿真技術(shù),研究并開發(fā)了道路交通標(biāo)志三維虛擬仿真評價系統(tǒng),能再現(xiàn)實際道路交通標(biāo)志的視認(rèn)性和設(shè)置效果,通過主觀評價和客觀測試相結(jié)合的模擬評價方法,達(dá)到對交通標(biāo)志系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化改造的目的。該系統(tǒng)主要包括:駕駛員功能模塊、車輛模型生成及類型選取模塊和三維路網(wǎng)及場景構(gòu)建模塊。解決了評價交通標(biāo)志系統(tǒng)時所存在的靜態(tài)測試不足和動態(tài)測試工作繁重等問題,為道路交通標(biāo)志系統(tǒng)的前期設(shè)計和后期優(yōu)化改造等工作提供了直觀、可靠的在線仿真分析平臺。

結(jié)合具體工程實例,對建筑模型三維算量進(jìn)行了論述,利用設(shè)計院深化設(shè)計后的三維模型,直接得到工程量,再運用廣聯(lián)達(dá)進(jìn)行工程量匯總計算,然后針對同一工程對兩種計算結(jié)果總結(jié)分析。工程造價管理涵蓋建設(shè)項目的整個生命周期,是工程造價管理中的重難點。其中,工程量的計算是工作量最大、最復(fù)雜的工作,從估算、概算、預(yù)算到結(jié)算,每個環(huán)節(jié)都必須分別進(jìn)行,耗費了造價管理人員大量的時間和精力。隨著

為更好地傳承和發(fā)揚中國古建筑文化,使現(xiàn)代建筑技術(shù)能夠服務(wù)于古建筑文化保護(hù),以清式斗栱為例,在古建筑模數(shù)制的基礎(chǔ)上,利用bim技術(shù),以斗口為基本變量,建立斗栱的各組成構(gòu)件的標(biāo)準(zhǔn)庫,通過斗栱各構(gòu)件的參數(shù)化控制以及斗栱模型的參數(shù)聯(lián)動,實現(xiàn)了斗栱的參數(shù)化設(shè)計,極大提高設(shè)計工作效率,為古建筑的保護(hù)與傳承提供了一種新的思路和方法.

地物三維模型是地理要素和景觀的三維表達(dá),是地物幾何、紋理、屬性信息的集成。由于其所含地理信息的豐富性及空間表達(dá)的逼真性,地物三維模型在城市空間信息管理、城市空間形態(tài)和分布的計算分析與模擬等眾多應(yīng)用中呈現(xiàn)出巨大的潛力,使其成為\"智慧城市\(zhòng)"建設(shè)的重點。文章研究了基于多源數(shù)據(jù)的大型建筑物室內(nèi)外一體化三維建模的地物數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和內(nèi)容,以及基于3dmax的室內(nèi)外場景的精細(xì)化建模方法,并對天津師范大學(xué)室外場景以及體育館室內(nèi)場景和全空間管網(wǎng)進(jìn)行三維建模實驗。

敘述了產(chǎn)品建模設(shè)計過程中在三維模型上表現(xiàn)浮雕文字的設(shè)計工作內(nèi)容;說明了利用ug本身的功能在進(jìn)行三維刻字設(shè)計時,存在設(shè)計效率和刻字成功率低、刻字位置與姿態(tài)難以確定、刻字高度與深度無法動態(tài)編輯等缺陷;研究了將字符串格式自動轉(zhuǎn)換為cgm類型的方法和刻字設(shè)計過程的處理技術(shù)與控制技術(shù);提出了一種利用表達(dá)式對刻字高度與深度進(jìn)行動態(tài)編輯的思路;結(jié)合c/c++技術(shù)和ug/openapi工具,開發(fā)了基于ug的快速三維刻字系統(tǒng)。實現(xiàn)了三維刻字設(shè)計的快速化和自動化。

第37卷第3期計算機仿真2020年3月 文章編號：1006-9348(2020)03-0229-05 基于透視式增強現(xiàn)實的bim建筑三維重建仿真 馬小秋，劉丹丹 (吉林建筑大學(xué)基礎(chǔ)科學(xué)部，吉林長春130000) 摘要:為了提高三維建筑模型的精準(zhǔn)度,需要深入研究bim建筑三維重建方法。當(dāng)前方法耗時較長，得到的三維建筑模型與 實際建筑之間的誤差較大，存在效率低和精準(zhǔn)度低的問題。將透視式增強現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用到bim建筑三維重建中，提出基于 透視式增強現(xiàn)實的bim建筑三維重建方法，通過bim構(gòu)建初始三維建筑模型，采用直接線性變換算法計算攝像機的內(nèi)部參 數(shù)和外部參數(shù)，完成攝像機標(biāo)定。在攝像機標(biāo)定結(jié)果的基礎(chǔ)上采用lk光流計算方法得到像素在圖像中的光流，根據(jù)光流的 方向閾值和光流的大小篩選圖像中的光流，提取到圖像的匹配點,基于初始三維建筑模型針對建筑圖像匹配點構(gòu)成空間三 維點云，采用d

介紹了利用cad與gis集成的技術(shù),基于cad木構(gòu)件模型數(shù)據(jù)源的仿唐古建筑景觀的三維重建方法.考慮到古建筑本身構(gòu)造的特殊性、采用的數(shù)據(jù)源的特點,以及建立的場景給計算機的圖形顯示、渲染、處理和輸出帶來的難度,詳細(xì)說明了在保證場景的真實性的同時如何消除原始cad數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)冗余、簡化cad原始數(shù)據(jù)以及多細(xì)節(jié)層次建模特點.通過一個實際工程驗證,本文提出的方法實用可行.

三維城市規(guī)劃信息系統(tǒng)可提供城市立體直觀的表現(xiàn)形式,可為規(guī)劃相關(guān)人員進(jìn)行規(guī)劃決策提供技術(shù)支持,提高規(guī)劃管理水平和工作效率。skyline軟件體系下的terraexplorerpro在三維顯示、瀏覽及開發(fā)等方面具有明顯優(yōu)勢。文章以該軟件為平臺,以本校區(qū)為例,設(shè)計和開發(fā)了基本滿足輔助城市規(guī)劃需求的三維城市規(guī)劃信息系統(tǒng),能夠為城市規(guī)劃決策者進(jìn)行決策提供一定的技術(shù)支持。

針對海上消防實訓(xùn)困難,費用昂貴的問題,基于開源場景圖形(openscenegraph,osg)渲染引擎和bullet物理引擎開發(fā)了海上消防三維仿真系統(tǒng).設(shè)計中使用事故船舶視口和消防船舶視口雙視口的觀察形式來增強仿真效果;運用osg粒子系統(tǒng)模擬實現(xiàn)爆炸失火和消防水柱的粒子效果;通過實時計算火焰和水的粒子參數(shù)并根據(jù)碰撞力學(xué)運用bullet檢測水粒子和火源的碰撞,從而來實現(xiàn)對火勢的控制.實驗結(jié)果表明,osg和bullet的結(jié)合實現(xiàn)了實時控制粒子系統(tǒng)來模擬消防場景,并具有逼真的仿真效果.上述仿真系統(tǒng)使受訓(xùn)人員在近似實戰(zhàn)的環(huán)境中訓(xùn)練,提高訓(xùn)練效率,實現(xiàn)訓(xùn)練數(shù)字化,降低訓(xùn)練成本,同時提升受訓(xùn)人員的滅火救援和指揮決策能力.

數(shù)字社區(qū)是數(shù)字城市建設(shè)的基本單元,是數(shù)字地球微觀化和精確化應(yīng)用和發(fā)展的必然趨勢。在數(shù)字小區(qū)的建設(shè)中存在較多問題,制約了數(shù)字小區(qū)的發(fā)展,應(yīng)用3dgis技術(shù)可以較好地解決這些問題?；诖?介紹了3dgis在數(shù)字小區(qū)建設(shè)中的應(yīng)用。這一研究為數(shù)字社區(qū)的開發(fā)、規(guī)劃管理提供了三維的、具有沉浸感的交互平臺。