引言
在当前我国基础设施建设快速发展的背景下,重大复杂工程对建筑信息模型(Building Information Modeling,BIM)技术的依赖日益加深。而BIM底层核心技术组件的研发,对于整个工业软件行业乃至整个工程领域都具有至关重要的意义[1-2]。底层组件作为软件的基础技术,其质量和性能直接影响到软件的整体运行效率和稳定性,进而关系到重大工程建设的精准设计和高效建设。
然而在BIM基础技术领域,我国仍面临诸多问题,尤其是在标准程度低的大型基础设施领域,核心技术的缺失严重制约了行业的自主发展。为此,攻克几何造型引擎、约束求解、数据转换、显示渲染等核心技术已是当务之急,其中面向超大型复杂工程的网格建模与混合计算更是关键突破口,这些基础技术将为国产BIM平台提供底层核心支撑,而BIM平台又能为基础技术提供丰富的应用场景,通过向上层输出能力,不断反哺底层技术的提升与打磨,形成良性的研发闭环,推动国产BIM平台的自主创新[3]。
进入21世纪以来,网格建模与混合计算技术呈现出组件产品化与算法研究深度融合的趋势。主流商业软件如Spatial 2D/3D Mesh和HyperMesh在网格生成方面各具优势,而开源库如CGAL、MeshLab和OpenMesh则支撑学术探索,两者协同推动多学科融合发展。这些国外组件历经数十年迭代优化,已占据全球市场主导地位,表现出卓越的计算性能和极高的稳定性。相比之下,国内该领域起步较晚,核心技术尚未完全突破,多数国产BIM软件仍基于国外底层组件开发,自主创新的网格建模与混合计算组件稀缺,在性能与稳定性方面与HyperMesh等国外先进组件存在显著差距[4-7]。
我国水利水电、海上风电、公路、桥梁、矿山等重大复杂基础设施工程广泛涉及不规则曲面,对网格算法的鲁棒性与可靠性提出极高要求。因此,亟需开发高级网格造型、围合成体和网格-实体混合计算等功能,以覆盖不同尺度与场景的建模要求。同时,面向大场景与高精细度模型,也需开展网格去重、简化与质量优化等算法研究,全面提升国产BIM平台的网格处理效能与运行稳定性,为其大规模工程应用奠定坚实基础。
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作者信息:
魏志云1,2,孙耀宗3,杨帆1,2,袁建平1,2,郑波1,2,
徐震1,2,杨礼国1,2,王鹏3,孙源2,施金承2
(1.中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司 数字工程研究院,浙江 杭州 311122;
2.浙江华东工程数字技术有限公司,浙江 杭州 311122;
3.广联达科技股份有限公司,北京 100193)