国内外BIM轻量化引擎发展现状及前景

国内外BIM轻量化引擎发展现状及前景

徐芳卉

中南建筑设计院股份有限公司  430071

摘要：文章对BIM轻量化引擎的概念进行了阐述，并分析了当前国内外BIM轻量化引擎发展现状，最后对其应用发展前景进行了探究，希望可以为相关从业人员提供些许借鉴。

关键词：BIM；轻量化；引擎；发展现状；前景

前言：近年来，随着BIM技术的快速发展与更新，BIM模型数据处理软件也在不断更新，BIM轻量化也慢慢成为了现代建筑设计过程中的必备技能，深入探究其应用于发展前景，有利于进一步拓宽其实际应用范围，充分发挥其自身作用和价值。

1、BIM与BIM轻量化技术简述

1.1、BIM技术

BIM技术最早起源于西方国家，如今已经被广泛应用于世界各地，BIM技术能够对建筑施工各个环节的信息数据集成，包括设计、施工以及后期运行等全生命周期，并将信息整合之后构建三维立体模型，有利于设计、施工等各个单位之间协同工作，大大提高了实际效率、并节省成本，确保建筑行业稳定可持续发展。近年来，该技术得到了迅速的发展，同时得到了极其广泛的应用，该技术已经逐渐成为了建筑行业的主要技术之一，随着技术的不断更新，今后也将会推动产业的精细化与智能化发展，进一步提升建筑产业的高质量、高水平发展。

1.2、BIM轻量化技术

BIM轻量化技术具体指的是建筑项目构建BIM模型后，采用压缩处理技术，让BIM能够在不同的WEB浏览器、移动APP上被应用的技术。BIM轻量化技术能够使得三维可视化、BIM模型不只是停留在设计环节，更多的被应用于施工、运维阶段，并覆盖工程项目的全生命周期。可应用于各类信息化软件平台，有效拓展了BIM技术的实际应用场景与范围，还能够实现不同格式模型之间的全面融合，打破了不同产品之间存在的技术壁垒，从而实现数据格式统一化，降低了BIM实际应用复杂程度。BIM轻量化技术也有效拓展了实际应用人群范围，让许多非专业技术人员能够更加便捷的使用该技术，最大程度上发挥BIM技术的数据化、可视化功能及作用，充分展现协同效应[1]。

2、BIM轻量化引擎技术的应用现状

2.1、工作原理

WebGL轻量化BIM引擎对BIM模型轻量化处理实现，主要包括以下步骤：

（1）数模分离

BIM模型包括三维几何以及模型结构等部分数据，BIM引擎要对数据进行分类与处理，并对其中大约20%-50%的非几何数据进行剥离，并将输出数据为BIM应用提供依据。

（2）三维几何数据处理

完成剥离之后的三维几何数据，则需要进行轻量化处理与优化，从而减少数据量，并节约渲染计算量，大幅提高BIM模型的下载以及功能处理效率。通常会采取以下方案：可利用参数化手段，降低三维几何数据文件大小，并且让模型数据逐渐变小。通过相似性算法减少构件存储量，在工程BIM模型当中，大量的构件一模一样，只是角度或者所处位置不同，此时可使用相似性算法对数据进行整合，这样能够减少构件存储量，实现轻量化目的。大的BIM模型构件数量比较多，在WEB浏览器中全部下载不太现实，与此同时，观察BIM模型视野范围以及场景又比较有限。因此，针对以上特点，可创建符合场景远近基本原则的多级构件体系，让用户在观察模型过程中，在远处能够看到全景，但是不会看到细节，近处能够看到细节地方，必须要观察到BIM模型全部，这样能够不断提高浏览器加载速度与用户体验，有效改善大体量BIM模型轻量化问题[2]。

2.2、BIM轻量化引擎国内外发展现状

传统BIM轻量化引擎出现时间比较早，但是使用WebGL技术的轻量化BIM引擎则比较晚，主要是近年来才出现，当前，西方国家也陆续出现了许多开源轻量化引擎，如XBIM等。国内轻量化BIM引擎是在2015年之后开始出现，如BIMFace，当前BIM轻量化引擎产品，国内与国外处于相同技术水平，并且国内产品在服务能力方面优势更加突出[3]。

3、BIM轻量化引擎的价值

BIM轻量化引擎产品是BIM应用领域中十分重要的核心技术，其功能也直接决定了BIM应用系统的丰富性与综合能力，也为BIM应用系统提供了基础保障。随着BIM技术被广泛应用于工程建设项目当中，相关部门也应当高度重视BIM技术的推广及应用，并加强监管，BIM轻量化引擎产品也是实现以上目标的重要核心技术。只有BIM轻量化引擎的功能日益完善，才能够保障各部门之间更加高效的开展工作。商业、民用建筑、市政道路、交通轨道等都是现代化城市的重要构成部分，工程建筑的智慧化也是必然发展趋势，BIM轻量化技术则是智慧城市的核心支撑技术[4-5]。

4、BIM轻量化引擎的未来发展前景                                

（1）BIM+GIS融合

近年来，随着BIM技术的应用范围不断扩大，特别是在铁路、水利等建筑领域当中，BIM和GIS之间的有效融合，已经逐渐成为必然发展趋势，BIM+GIS融合，能够实现建筑项目数据和环境数据之间的统一化管理及应用

[6-7]。

（2）服务器集群处理能力

BIM覆盖用户范围不断扩大，模型体量也在不断增大，BIM轻量化引擎则需要提供更高的WEB端性能，必须要使用集群等多服务器架构，不断提高处理能力以及可靠性。

（3）提供模拟仿真功能

BIM近年来，在运维阶段的应用持续拓展，BIM轻量化引擎应当面向运维方面以及数据的集成，从而提供更加多样化的模拟仿真功能。如对水流、电流、物体移动等的模拟仿真，以及光照、火焰、温度场等方面的模拟仿真[8-9]。

（4）可在WEB端对模型进行轻量化编辑

BIM在运维阶段的应用常见持续拓宽，BIM轻量化引擎则还应当具备修改的功能，这样也能够有效满足运维阶段，非专业用户对BIM修改的实际应用要求。

（5）集成或对接AR

AR是近年来，非常重要的技术之一，随着5G技术的快速发展与更新，AR也成为了IOT和3D技术全面融合的主要代表，其对建筑产业在内的很多行业都有重要的推动作用，BIM轻量化引擎也能够和AR设备以及平台之间完成集成与对接[10]。

5、结束语

大力发展BIM轻量化引擎产品至关重要，这也是对市场需求的积极响应，更是我国自主BIM产业发展的内在需要，关乎着国家与数据安全。需要企业以及政府相关部门之间的多方协同，针对BIM轻量化引擎研发企业提供更多的补贴以及政策扶持，为技术的更新与发展创造有利条件。

参考文献：

[1]徐俊, 贾虎, 裴云燕,等. 国内外BIM技术研究现状及发展前景[J]. 中国多媒体与网络教学学报(上旬刊), 2019(05):12-13.

[2]方新月, 鲍兆飞, 薛阳,等. BIM技术在我国的发展状况及前景分析[J]. 现代物业：中旬刊, 2018(4):1.

[3]农兴中, 史海欧, 张耘琳,等. 基于轻量化BIM引擎进度模拟及比对实现方法,设备及介质:, CN112270623A[P]. 2021.

[4]王莉, 王金强, 王铮辉. 基于BIM的工程项目管理平台在加油站建设项目中的应用实践[J]. 工程造价管理, 2020(5):6.

[5]孙璟璐. "轻"装上阵 再出发——访广联达软件股份有限公司BIM中心副总经理王鹏翊[J]. 中国建设信息化, 2016(10):4.

[6]金广龙, 秦庆鹏. 基于BS架构的BIM模型轻量化技术[J]. 中国高新科技, 2020(012):000.

[7]刘帅, 郜飞. BIM技术在建筑行业的应用现状及发展前景[J]. 建筑工程技术与设计, 2017, 000(009):3090-3090.

[8]静志新. BIM技术在钢结构设计施工中的应用研究——基于保定市美术馆[D]. 河北农业大学, 2017.

[9]白雪, 王翔, 朱超平. BIM轻量化技术在铁路工程建设中的应用研究[J]. 铁道通信信号, 2019, 55(1):4.

[10]马金忠, 田彦山. 基于云计算的BIM模型轻量化及应用研究综述[J]. 宁夏师范学院学报, 2019, 40(7):7.