融合多展现方式自定义路径的BIM工程方案展示方法、系统

摘要

本发明公开了融合多展现方式自定义路径的BIM工程方案展示方法、系统，涉及建筑技术领域。融合多展现方式的自定义路径BIM工程方案汇报展示方法包括：将二维图片、视频融入三维场景，通过对展示路线的自定义，包括自动生成三维基本路线、路线编辑管理、关键路线点的管理、汇报展示速度、停留时间、角度的调整，实现最终路线的三维展示。本发明融合了二维图片、三维模型以及视频多种展现方式，可实现对BIM工程方案进行自定义汇报展示的功能，即保留了传统的展示方式，又发挥了BIM三维可视化的优势，使方案和成果展示更直观、更准确，充分增加了沉浸感、新颖感和科技感，从而使方案成果更易得到认可。

说明书

技术领域

本发明属于建筑技术(BIM工程施工全生命周期)领域，尤其涉及一种融合多展现方式自定义路径的BIM工程方案展示方法、系统。

背景技术

铁路勘察设计行业从招投标、规划设计、施工到交付验收，每个环节都需要对BIM(BuildingInformationModeling)方案或成果进行展示汇报，最常用的两种方式分别是PPT和动画视频。PPT往往是以文字和二维静态图片辅助说明，文字和图片智能展示场景的某一个角度，而且即使是广角镜头也不能全面的对场景进行展现；其缺陷是无法直观的展示三维空间相对位置，缺乏三维动态效果。动画视频虽然可以呈现三维效果，但是有无法实现三维场景人机交互、观看不自由、且无法对局部放大查看的缺陷。因此，需要提出一种融合二维、三维、视频的新BIM工程方案展示方法。

将二维文字、图片、视频等媒体融入三维BIM场景、通过自定义设置展示路线、展示方式和展示效果对BIM方案成果进行包装，最终呈现给用户一个沉浸感十足、且充满科技感的汇报，从而使设计方案或成果更易得到认可。解决了如何在短时间内使BIM方案成果汇报更准确、更易理解和接受、更科技感、更精彩的问题。而且一般汇报的时间和汇报内容都有限，汇报效果又直接影响收听者对BIM方案和成果的评价。如何在短时间内，给用户留下深刻印象，不仅能够使汇报更加出彩，而且能利用先进技术手段给予领导和专家(收听者)心理和视觉上的新颖感。

传统PPT展示方式大多以文字和二维图纸进行辅助表达，采用的是二维的方式表达三维的原理及效果，但存在的问题及缺陷为：

(1)二维难以直观清楚的表达三维空间的交错关系；(2)多个方案在三维空间的交错关系对比表达不清晰、不直观；(3)对于非行业或非专业人员，图纸的易读性较低，难以理解，收听者难以短时间内了解方案设计；(4)对BIM设计效果只能进行三维的想象，无法真正身临其境，直观的查看设计效果；(5)无法对设计效果的局部细节进行交互式自定义查看。

传统视频展示方式大多以动画视频流的方式对方案成果进行展示，虽然存在直观和清晰的特点，但是仍存在如下缺点：

(1)收听者无法对任意细节空间进行自定义查看；(2)收听者无法调整视频流的播放时间；(3)收听者无法对局部进行放大缩小查看；(4)收听者无法自定义三维展示路线；(5)收听者无法在三维场景中进行关键点标注。

解决以上问题及缺陷的难度为：由于每种方式都有自身的技术特点，直接解决每种方式的缺陷都不足以解决问题，因此考虑将二维图片和视频融入BIM三维场景，然后通过技术手段将每种方式的优点相结合，以此达到更好的效果。

解决以上问题及缺陷的意义为：该方法解决了传统BIM方案或成果汇报过程中，仅依靠二维无法直观展示三维空间相对位置，无法实现三维场景人机交互、缺乏三维动态效果，仅依靠视频又无法对方案任意空间进行自定义查看、无法标注关键点、汇报展示不自由的问题。能将二维图片和动画视频融入三维BIM场景；能自定义汇报展示路线，包括路线编辑管理、路线点点管理；能设置汇报展示效果，包括点停留时间、展示方式、局部展示效果。达到了融合各种单一展示方式的优点为一体的目的，有力的增强了汇报展示的效果。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种融合多展现方式自定义路径的BIM工程方案展示方法、系统、信息数据处理终端。

所述技术方案如下：

该融合多展现方式自定义路径的BIM工程方案展示方法是将二维图片、视频融入三维场景，通过对展示路线进行如下处理；自动生成BIM工程方案展示基本路线、路线编辑管理、路线点的管理、每个路线点的停留时间、路线转向的调整，实现最终路线的三维展示；具体包括以下步骤：

S101，录入BIM工程方案数据，包括工程方案三维模型数据、工程基本信息、汇报展示时间并存入数据库；

S102，创建BIM工程方案三维展示路线，录入路线基本信息；包括路线名称、开始点和结束点，融合多展现方式自定义路径的BIM工程方案展示的系统，根据自动生成三维路线算法自动生成BIM工程方案展示基本路线；

S103，根据实际BIM工程方案场景，在步骤S102创建的基本路线上添加重点展示路线点，融合多展现方式自定义路径的BIM工程方案展示的系统，根据重点展示路线点参数中的索引依次排序，形成BIM工程方案展示实际路线；基于形成的BIM工程方案展示实际路线，再进行多展现方式融合：在BIM三维场景中给实际路线上的重点展示路线点添加展示媒体，该展示媒体包括二维图片、视频、三维BIM场景中的一种或多种形式；

S104，根据实际BIM工程方案场景，对实际路线进行调整，形成最终的方案展示路线；所述对实际路线进行调整包括对路线的转向、路线点的增加、删除、点的展示载体大小以及展示内容的调整；

S105，设置展示效果：根据汇报总时长对汇报展示方式及每个路线点的汇报展示停留时间进行设定；所述汇报展示方式包括：自动汇报展示、手动汇报展示；根据路线长度及汇报展示时间计算最终的展示速度，最后根据BIM工程方案展示最终路线进行汇报展示；其中展示速度的计算方法如下所示：

其中v是汇报展示的速度，Tz是汇报展示总时长，T

其中(x

进一步，步骤S101中所述BIM工程方案数据还包括：

需要汇报的方案名称数据；

二维图片，包括设计方案图纸、BIM模型截图、现场拍摄图片；

视频，包括BIM动画视频、现场录制的视频。

进一步，在步骤S102中，录入路线基本信息还包括路线所属区域、路线名称，路线编码。

进一步，在步骤S102中，所述创建BIM工程方案展示路线具体包括：

步骤1：创建基本路线，并将基本信息存入数据库；

步骤2：调整基本路线转向：对基本路线上的基本路线点进行编辑，所述编辑包括点的位置平移、方向旋转，点上展示载体的大小调整，完成编辑后自动保存基本路线点的信息到数据库；

步骤3：形成BIM工程方案展示基本路线。

进一步，步骤S102中所述自动生成三维路线算法包括：

步骤(a)创建空的路线点数组、名称数组、编码数组、所属路线ID数组、路线点坐标数组、路线点角度数组、路线点标注数组；

步骤(b)创建点，根据点的索引将点的信息添加到步骤(a)所述数组中；

步骤(c)创建路线样条网格splinemesh，并设置路线样条网格样式；

步骤(d)遍历所有路线点数组，依据顺序给路线点之间添加路线样条网格splinemesh，形成路线；

步骤(e)生成基本路线完成。

进一步，步骤S103中所述添加重点展示路线点的方法包括：

步骤(i)输入点的信息，包括名称、编码、所属路线编码、位置坐标、转向角度、上传路线点展示载体，生成点对象；所述载体包括图片或视频；

步骤(ii)根据路线点所属路线编码，查找点所在的路线；

步骤(iii)获取路线上插入点的上一个点索引；

步骤(iv)插入点对象，并添加与上一个点及下一个点之间的路线样条网格splinemesh；

步骤(v)更新路线。

进一步，步骤S104所述根据实际BIM工程方案场景，对实际路线进行调整，形成最终的方案展示路线具体包括：

步骤(1)调整实际路线转向：对实际路线上的路线点进行编辑，包括路线点平移、方向旋转，路线点展示载体大小调整；

步骤(2)设置路线点上的展示媒体，将二维图片或视频上传到路线点的展示载体上并调整大小和角度；

步骤(3)最后更新上述基本路线点的信息到数据库，形成BIM工程方案最终展示路线。

进一步，步骤S105中所述最后根据BIM工程方案展示最终路线进行汇报展示包括：

步骤1)设置路线点停留时间：根据汇报展示总时长，设置每个路线点的汇报展示停留时间，并自动保存，每个点的停留时间范围为50ms-5min；

步骤2)获取汇报方式参数，判断是自动汇报展示还是手动汇报展示：

如果是自动汇报展示，则按照设定的参数进行自动播放；

如果是手动汇报展示，则获取调整指令，根据页面下方左右箭头调整路线的前进后退；

步骤3)获取整个路线的展示速度，并自动保存，整个路线的展示速度等于路线长度/(汇报展示总时长-所有点的停留时间)。

本发明的另一目的在于提供一种三维方案汇报展示系统，实现所述融合多展现方式自定义路径的BIM工程方案展示方法，所述三维方案汇报展示系统包括：

融合多展现方式系统，用于将二维图片、视频融入三维的BIM工程方案场景；

展示路线自定义系统，用于录入路线基本信息、自动生成基本三维路线、调整路线转向、生成实际展示路线、路线动态更新；

展示路线点管理系统，用于给路线添加、删除、编辑、保存路线点，以及路线点的快速定位、是否显示展示载体；

展示效果设置系统，用于设置汇报展示方式，包括自动和手动、设置点停留时间、路线是否高亮展示。

进一步，所述融合多展现方式系统包括：

二维图片融合单元，用于给路线点添加图片展示媒体；

视频融合单元，用于给路线点添加视频展示媒体；

三维BIM数据融合单元，用于作为汇报展示的基础数据；

所述展示路线自定义系统包括：

路线基本信息录入单元，用于录入路线基本信息；

自动生成基本三维路线单元，用于自动生成基本三维路线；

调整路线转向单元，用于调整路线转向；

生成实际展示路线单元，用于生成实际展示路线；

路线动态更新单元，用于路线动态更新；

展示路线点管理系统包括：

添加路线点单元，用于给路线添加路线点；

删除路线点单元，用于对路线点进行删除；

编辑路线点单元，用于对路线点进行编辑；

保存路线点单元，用于对路线点信息进行保存；

路线点快速定位单元，用于对路线点进行快速的定位；

是否显示路线点展示载体单元，用于控制点的展示载体是否在路线展示中显示；

展示效果设置系统包括：

自动汇报展示单元，用于设置汇报展示的方式为自动；

手动汇报展示单元，用于设置汇报展示的方式为手动；

设置点停留时间单元，用于对点的停留时间进行设置；

路线是否高亮显示单元，用于对路线进行高亮显示。

结合上述的所有技术方案，本发明所具备的优点及积极效果为：利用三维场景中引入二维PPT和动画视频的方法，解决了传统BIM工程方案展示中不能自定义展示路径及三维展示效果的问题。能将二维PPT、视频等融入三维场景，能自定义三维展示效果，包括展示路线的编辑管理、关键点的管理、汇报展示速度、停留时间、角度的调整等。本发明获取整个路线的展示速度中，整个路线的展示速度等于路线长度/(汇报展示总时长-所有点的停留时间)，在2m/s-10m/s展示效果比较好。

本发明一方面保留了传统的展示方式，另一方面发挥了BIM三维可视化的优势，使方案和成果展示更直观、更准确，充分增加了沉浸感、新颖感和科技感，从而使方案成果更易得到认可。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。

图1是本发明实施例提供的融合多展现方式自定义路径的BIM工程方案展示方法流程图。

图2是本发明实施例提供的自动生成三维路线算法流程图。

图3是本发明实施例提供的添加路线点方法流程图。

图4是本发明实施例提供的三维方案汇报展示系统示意图。

图中：1、融合多展现方式系统；1-1、二维图片融合单元；1-2、视频融合单元；1-3、三维BIM数据融合单元；2、展示路线自定义系统；2-1、路线基本信息录入单元；2-2、自动生成基本三维路线单元；2-3、调整路线转向单元；2-4、生成实际展示路线单元；2-5、路线动态更新单元；3、展示路线点管理系统；3-1、添加路线点单元；3-2、删除路线点单元；3-3、编辑路线点单元；3-4、保存路线点单元；3-5、路线点快速定位单元；3-6、是否显示路线点展示载体单元；4、展示效果设置系统；4-1、自动汇报展示单元；4-2、手动汇报展示单元；4-3、设置点停留时间单元；4-4、路线是否高亮显示单元。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。

如图1所示，本发明提供的融合多展现方式自定义路径的BIM工程方案展示方法，包括：

S101，录入BIM工程方案数据，包括工程方案三维模型数据、工程基本信息、汇报展示时间并存入数据库。

S102，创建BIM工程方案三维展示路线，录入路线基本信息，包括路线名称、开始点和结束点，系统根据自动生成三维路线算法自动生成BIM工程方案展示基本路线。

S103，根据实际BIM工程方案场景，在步骤S102创建的基本路线上添加重点展示路线点，系统根据重点展示路线点参数中的索引依次排序，形成BIM工程方案展示实际路线；基于形成的BIM工程方案展示实际路线，再进行多展现方式融合：给实际路线上的路线点添加展示媒体，对需要重点展示的路线点添加需要展示的二维图片或者视频(每个路线点上有一个展示载体，可以加载图片或者视频，二维图片或视频的大小可以自己调节，在汇报的时候自动播放，每个点都可以选择是否添加展示媒体，添加了也可以在汇报的时候设置是否展示)。

S104，根据实际BIM工程方案场景，对实际路线进行调整，形成最终的方案展示路线；所述对实际路线进行调整包括对路线的转向路线点的增加、删除、点的展示载体大小以及展示内容的调整。

S105，设置展示效果：根据实际情况及汇报展示总时长要求对汇报展示方式及每个路线点的汇报展示停留时间进行设定；所述汇报展示方式包括：自动汇报展示、手动汇报展示；根据路线长度及汇报展示时间计算最终的汇报展示速度，最后根据BIM工程方案展示最终路线进行汇报展示；

其中展示速度的计算方法如下所示：

其中v是汇报展示的速度，Tz是汇报展示总时长，T

其中(x

在本发明一优选实施例中，步骤S101中所述BIM工程方案数据还包括：

需要汇报的方案名称数据；

二维图片，包括设计方案图纸、BIM模型截图、现场拍摄图片；

视频，包括BIM动画视频、现场录制的视频。

在本发明一优选实施例中，所述步骤S102录入路线基本信息还包括路线所属区域、路线名称，路线编码；

所述创建BIM工程方案展示路线具体包括：

步骤1：创建基本路线点，并将基本路线点参数信息存入数据库；

步骤2：调整基本路线转向：对基本路线上的基本路线点进行方向编辑，所述编辑包括平移、旋转方向，点上展示载体的大小调整，调整后自动保存基本路线点的信息到数据库；

步骤3：形成BIM工程方案展示基本路线。

在本发明一优选实施例中，如图2所示，步骤S102中所述自动生成三维路线算法包括：

步骤(a)创建空的路线点数组、名称数组、编码数组、所属路线ID数组、路线点坐标数组、路线点角度数组、路线点标注数组；

步骤(b)创建点，根据点的索引将点的信息添加到步骤(a)所述数组中；

步骤(c)创建路线样条网格splinemesh，并设置路线样条网格样式；

步骤(d)遍历所有路线点数组，依据顺序给路线点之间添加路线样条网格splinemesh，形成路线；

步骤(e)生成基本路线完成。

在本发明一优选实施例中，如图3所示，步骤S103中所述添加重点展示路线点的方法包括：

步骤(i)输入点的信息，包括名称、编码、所属路线编码、位置坐标、转向角度、上传路线点展示载体(图片或视频)，生成点对象；

步骤(ii)根据路线点所属路线编码，查找点所在的路线；

步骤(iii)获取路线上插入点的上一个点索引；

步骤(iv)插入点对象，并添加与上一个点及下一个点之间的路线样条网格splinemesh；

步骤(v)更新路线。

在本发明一优选实施例中，步骤S104所述根据实际BIM工程方案场景，对实际路线进行调整，形成最终的方案展示路线具体包括：

步骤(1)调整实际路线转向：对实际路线上的路线点进行编辑，包括路线点平移、方向旋转，路线点展示载体大小调整；

步骤(2)设置路线点上的展示媒体，将二维图片或视频上传到路线点的展示载体上并调整大小和角度；

步骤(3)最后更新上述基本路线点的信息到数据库，形成BIM工程方案最终展示路线。

在本发明一优选实施例中，步骤S105中所述最后根据BIM工程方案展示最终路线进行汇报展示包括：

步骤1)设置路线点停留时间：根据汇报展示总时长，设置每个路线点的汇报停留时间，并自动保存，每个点的停留时间范围为50ms-5min；

步骤2)获取汇报方式参数，判断是自动汇报展示还是手动汇报展示：

如果是自动汇报展示，则按照设定的参数进行自动播放；

如果是手动汇报展示，则获取调整指令，根据页面下方左右箭头调整路线的前进后退；

步骤3)获取整个路线的展示速度，并自动保存，整个路线的展示速度等于路线长度/(汇报展示总时长-所有点的停留时间)；

如图4所示，本发明实施例提供的三维方案汇报展示系统包括：

融合多展现方式系统1，用于将二维图片、视频融入三维的BIM工程方案场景；

展示路线自定义系统2，用于录入路线基本信息、自动生成基本三维路线、调整路线转向、生成实际展示路线、路线动态更新；

展示路线点管理系统3，用于给路线添加路线点、管理路线点、删除路线点、保存路线点；

展示效果设置系统4，用于快速定位路线点、高亮显示路线点、设置点停留时间、设置点的展示方式。

在本发明一实施例中，所述融合多展现方式系统1包括：

二维图片融合单元1-1，用于给路线点添加图片展示媒体；

视频融合单元1-2，用于给路线点添加视频展示媒体；

三维BIM数据融合单元1-3，用于作为汇报展示的基础数据；

所述展示路线自定义系统2包括：

路线基本信息录入单元2-1，用于录入路线基本信息；

自动生成基本三维路线单元2-2，用于自动生成基本三维路线；

调整路线转向单元2-3，用于调整路线转向；

生成实际展示路线单元2-4，用于生成实际展示路线；

路线动态更新单元2-5，用于路线动态更新；

展示路线点管理系统3包括：

添加路线点单元3-1，用于给路线添加路线点；

删除路线点单元3-2，用于对路线点进行删除；

编辑路线点单元3-3，用于对路线点进行编辑；

保存路线点单元3-4，用于对路线点信息进行保存；

路线点快速定位单元3-5，用于对路线点进行快速的定位；

是否显示路线点展示载体单元3-6，用于控制点的展示载体是否在路线展示中显示；

展示效果设置系统4包括：

自动汇报展示单元4-1，用于设置汇报展示的方式为自动；

手动汇报展示单元4-2，用于设置汇报展示的方式为手动；

设置点停留时间单元4-3，用于对点的停留时间进行设置；

路线是否高亮显示单元4-4，用于对路线进行高亮显示；

本发明的实施方式可以通过软件和硬件的结合来实现。硬件部分要求CPU≥双核3.2GHz，内存≥16GB，硬盘≥300GB，64位操作系统，系统≥MicrosoftWindows7；软件所需条件为VisualStudio2017，MicrosoftWindows10，UnrealEngine4.24.3，MySQL5.28。采用BP_SplinePoint蓝图实现对路线点的管理，采用BP_SplinePath蓝图实现对汇报展示路线的管理，采用ProductViewer_Collector实现对三维BIM场景的管理。

应用例：

以杭州南站站房结构BIM方案汇报为例。首先将汇报基础数据：包括汇报展示BIM方案名称、汇报数据即杭州南站站房结构BIM方案模型场景数据(包括BIM三维模型及场景数据)录入系统。然后依次根据下面步骤进行操作：

(1)创建汇报展示路线，录入路线名称(如中央候车厅B1出站层大厅方案汇报路线)、路线编码，形成基本的汇报展示路线。

(2)通过在场景中交互漫游给汇报展示路线添加路线点，如在中央候车厅B1出站层大厅方案汇报路线上添加大厅出口路线点、大厅入口路线点、大厅厅顶路线点，并分别设置路线点的名称、索引，并对需要重点展示的路线点设置展示载体，这里的展示载体指二位图片或视频，，形成实际的汇报展示路线。

(3)对实际展示路线进行位置的微调，包括路线转向、路线点的增加、删除、展示载体的调整等。首先找到需要编辑的点，选中该点，在操作一栏点击定位，定位该点.比如，将中央候车厅出站层大厅A出口增加一个朝内的路线点，方便从出口查看大厅内部构造。调整完毕，形成最终的汇报展示路线。

(4)对汇报效果进行设置，设置第1、2、3个汇报点的停留时间为2s,设置第4个点的停留时间为10s，设置第5个点停留时间为20s。设置路线为高亮显示，设置汇报方式为手动汇报。

(5)根据实际路线进行汇报展示。如果选择自动汇报展示，系统运行会自动加载路线进行汇报展示。如果是手动汇报展示，需要通过鼠标操作前进后退按钮，实现手动的汇报展示。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的公开后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由所附的权利要求指出。

应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围应由所附的权利要求来限制。