BIM模型轻量化是什么意思？

BIM模型轻量化是指在不损失模型真实性的前提下通过先进算法把模型重构并且进行更轻便更灵活地显示。BIM模型采用WebGL引擎在Web和移动端显示需要经过图形数据转换和浏览器渲染处理两个过程，这两个过程正好是BIM模型轻量化的关键环节。模型数据转换是指将三维模型数据转换为可被图形引擎识别和处理的数据格式，并且在转换中进行数据压缩，转换后的模型数据量可以压缩到比原始三维网格的数据量小，简化后的数据格式用于优化存储和网络传输过程。模型轻量化显示是指转换后的模型被图形引擎解析和显示过程中通过提升渲染处理速度，达到流畅实时显示，如图1所示。
BIM模型主要由几何信息与非几何信息组成。非几何信息是指构件属性等相关数据，其轻量化方法比较简单，只要将其剥离于几何信息存储和压缩为DB文件或者JSON文件即可。
图形数据格式转换为轻量化的源头和核心。几何信息的轻量化方法可以分为：参数化几何描述，减面优化处理，实例化图元描述，数据压缩四种方法。
参数化几何描述：单个构件的轻量化参数表示，比如一个圆柱体可以使用五个参数来存储数据。参数1：底面原点坐标（x、y、z，3个小数）;参数2：底面半径（r，1个小数）;参数3：柱子高度（h，1个小数）;减面优化处理：BIM模型中存在含有三角面的构件，模型越精细，其三角面片含量将越高，使用BIM三角网简化功能，删除模型中多余或重叠的点和面，简化模型构件的三角面片数;实例化图元描述：BIM模型一般会存在相同几何图元的多个实例，通过渲染管线绘制成几何构件。相同的构件通过添加一个引用和空间坐标来区别绘制在模型内不同地点。使用相似体的识别算法可以大大减少渲染几何体的数量;数据压缩：进行数据文件的无损压缩可以大大减少网络传输时间。Draco是glTF的扩展，用于网格压缩，用于压缩和解压缩3D网格以显著减小3D内容的大小。它压缩顶点位置、法线、颜色、纹理坐标以及任何其他通用顶点属性，从而提高了在Web上传输3D内容的效率和速度。
模型轻量化显示：主要在解析模型文件，渲染绘制于浏览器端的过程中进行优化和加速。包括：可视域剔除、多重LOD （Level of Detail）、批量绘制、数据动态调整等技术提升渲染流畅度方法。
多重LOD（Levels of Detail）：多重LOD用不同精细级别的几何体来表示物体，从轮廓模型到精细实体模型等不同的精度。在浏览器实时渲染模型中，在不影响视觉效果的前提下根据空间距离变化视点周围的物体精度，距离越远加载的模型越粗糙，距离越近加载的模型越精细，从而提高显示效率并降低存储。剔除技术是计算机图形学加速算法之一，包括视锥体剔除，遮挡剔除，背面剔除等。遮挡剔除（Occlusion Culling）是指消耗一小部分CPU来去掉不可见的物体，不改变最终渲染的画面的同时，降低GPU的负载。 批量绘制：计算机绘制图像要消耗CPU，图元个数越多，绘制效率越低。批量绘制将具有相同状态（例如相同材质）的物体合并到一次绘制调用中，可以减少绘制调用和平衡CPU和GPU负载。
数据动态调度：网络应用程序中，计算机图形系统通常在客户端或者服务器端采用缓存机制来提升系统的渲染性能。采用缓存机制实现数据的动态调取可以提高远程调用的效率。

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