大型设施设计虚拟展示平台架构与实现

面对现阶段虚拟展示平台存在的计算速度慢、沉浸感弱、展示规模较小等问题，以提升设计理念、扩展服务对象、简化设计的流程、缩短设计周期、降低设计成本为目的，提出建设基于计算机集群的大型设计虚拟展示平台，通过对该平台的需求分析，进行整体的架构设计，采用计算机集群技术进行大规模场景渲染和多线程、多种通信协议并行可视化等方法，最终搭建高效计算、按需传输的虚拟展示平台。     

现代汽车造型设计的一般流程

汽车造型是汽车设计的先行环节之一，合理科学的设计流程不但能使项目有条不紊的开展，也会激发设计人员的创造潜能。现代汽车造型设计的一般流程如下概述，项目开发前期的市场调查，通过市场调查要了解国内外竞争企业同级别产品的造型特点、设计趋势、工艺水平及新材料新技术的应用情况。经过大量的市场调查和分析后，接下来是创意阶段，构思草图、概念效果图及渲染效果图是此阶段的工作内容。渲染效果图通过评审，选择优秀的设计方案进行比例模型制作，胶带图是将效果图转化成模型的桥梁纽带，1：4及1：1模型都是依据胶带图展开制作的，比例模型通过后便开展1：1仿真模型制作。文章初步介绍了计算机及现代加工设备在汽车造型过程中的应用。     

利用计算机制作建筑渲染图

介绍了在建筑行业中如何用３ｄｓ软件来达到建造房子模型的问题，使用步骤详尽清楚，对学习如何使用３ｄｓ软件有一定帮助。     

桥梁位移三维模拟分析方法及实现

研究了桥梁监测中桥梁位移变化的三维模拟分析方法及实现,目的是将抽象的桥梁位移数据通过三维模型变形直观地显示出来.采用的桥梁模型渲染技术是以ACIS-HOOPS平台为基础的,介绍了模拟分析的算法及其实现,包括网格划分、位移值计算、位移变形模型渲染等等.该技术已成功应用于重庆石板坡长江大桥健康监测系统中.     

车辆造型设计渲染中基于全局光照理论下的真实感与实时性研究

车辆造型渲染对于真实感的追求通常基于光照模型理论,不同的光照模型对于真实感表现不同,对生成真实感的照片图像至关重要。以基于全局光照模型中的光线追踪算法真实感表达能力最强,算法最为复杂,但因其模拟于真实世界的物理光线传播的特性,计算成本非常高昂,故其不流畅的交互体验无法被应用于造型展示情境等各类交互式场景。当今随着硬件技术的提升,全局光照模型中的光线追踪技术已经逐渐可以被用于实时渲染,不过仍然需要通过计算减重的算法实现质量换取速度,但在很多工业领域中其展示的质量与速度也取得了一定的平衡。真实感与展示实时性是车辆造型渲染的主要追求目标,利用计算机图形学领域的研究成果使车辆造型渲染同时兼顾真实感与展示实时性,研究成果将指引未来车辆造型渲染及展示评审的建设方向。     

复杂条件下盾构施工BIM管理平台研发及应用——以大连地铁5号线海底隧道工程为例

为解决在地质条件差、周边风险源高度敏感、施工工艺复杂、安全隐患探知难且处理难等复杂条件下存在的盾构隧道施工风险大、施工进度慢、前期处置费用高等问题，从BIM模型、生产管理信息等以GIS为骨架，多源异构的静动态数据融合形成时空整体，盾构机PLC、智能监测仪器等多源安全风险数据集成，二三维关联快速定位，实际进度与形象进度实时对比综合分析进度异常原因并辅助决策，材料用量异常结合地质状况分析等方面进行关键技术研究。采用WebGL三维引擎、Spring Cloud微服务架构、AVUE前端、Redis数据缓存，自研一键转换发布工具、系统集成综合框架、快速开发平台等研发盾构施工BIM管理平台，并在国内首例大直径穿越岩溶强烈发育区的“超级穿海”工程——大连地铁5号线火梭区间海底盾构隧道工程中成功实践应用，实现了盾构施工安全风险管控、质量巡检定位与二三维关联跟踪处理、进度对比辅助决策、成本异常溯源与分析等目标，保障了盾构施工安全洞通，提升了工程质量，缩短工期72 d,节省成本5%,有效提升了盾构隧道施工的数字化、信息化、可视化管理水平，为复杂条件下盾构隧道施工管理探索出可行的数字技术路线。     

地铁BIM模型Web端轻量化策略及加载优化方法研究

地铁BIM(Building Information Modeling)模型具有体量大、构件重复率高、外形规整等特点，针对其Web端模型加载、渲染效率低下，易导致浏览器卡顿、页面崩溃等问题，提出地铁BIM模型Web端轻量化策略及加载优化方法。验证表明，采用恰当的模型轻量化手段可显著减少复杂建筑模型的面片数量，降低模型存储消耗，结合视锥体剔除算法，能够有效提高渲染帧率与用户交互流畅度。     

基于BIM+GIS+UE的城市轨道综合交通枢纽三维可视化展示系统的设计与应用

为直观展示城市轨道交通综合枢纽（简称：城轨枢纽）规划和设计成果，促进相关方对工程规划和设计方案达成一致理解，确保城轨枢纽规划与设计的合理性和可实施性，采用建筑信息模型（BIM）、三维地理信息系统（GIS）和开源的虚幻引擎（UE,Unreal Engine）相结合的技术方案，开发了城市轨道综合交通枢纽三维可视化展示系统（简称：三维展示系统）。该系统利用城轨枢纽项目既有的BIM数据和3D GIS数据，基于UE运行环境，完成空间数据预处理与融合、典型场景渲染处理以及环境要素添加，构建效果逼真的城轨枢纽三维实景仿真模型；提供自然采光模拟和监控视频模拟功能，满足车站地下结构引入自然采光的效果分析与评估、视频监控点辅助设计等专项设计要求。三维展示系统提供便捷易用的人机交互界面，方便用户将枢纽规划和设计成果定制和输出为视频、高清效果图和规划影像图，满足现场模拟、设计验证、成果汇报、设计沟通、工程管理等多种应用需求。     

基于WebGL引擎的铁路工程BIM+GIS平台研发及(设计阶段)应用

随着铁路行业BIM设计软件和二次开发插件的不断完善，铁路工程中的BIM设计方法正日趋成熟。为了更好地解决BIM软件自身在整体组装、周边地理信息融合、模型尺度表达、一致分析、全局定位存在的不足，提升设计模型集成和信息共享的效率，解决设计人员对设计区域场景立体感不足、多源信息获取不直观、设计专业间交互欠缺及汇报展示过程效率低等问题，依托某铁路项目，开展了针对铁路工程的BIM+GIS平台研究。平台整体采用B/S模式，后台通过融合多源GIS数据、多专业BIM设计模型数据和项目专业人员角色权限数据的综合数据应用构建方案，实现了多源数据的融合与入库；前端以WebGL引擎为底座，开发实现基于设计阶段的场景应用。在此基础上，平台实现了基于人员角色权限的多源异构GIS数据和多专业BIM模型数据的整合与共享，实现了场景数据基础管理、三维空间分析、三维标注与绘制、定位展示查询和快速建模等功能。通过某铁路实际应用验证表明，该BIM+GIS平台准确还原线路周边地理、地质环境，在方案优化、专业接口优化、专业设计优化、差错漏碰冲突检查及可视化交付方面提高了专业内部和专业间的协同设计效率，减少了设计中的差错漏碰及丰富...     

基于AI的桥梁自动布跨及三维可视化技术研究

在铁路桥梁布跨设计过程中，存在工作量大、自动化水平不高、方案展示不直观等问题。为优化桥梁方案设计、提高桥梁布跨设计效率，提出一种基于AI的桥梁自动布跨及三维可视化方法。针对桥梁人工布跨效率低的问题，引入强化学习的人工智能算法，根据桥梁布跨原则，自动计算桥墩位置，优化桥梁设计方案，提高桥梁布跨效率；针对方案展示不直观的问题，基于Cesium平台，构建三维地理环境场景，读取线路数据，定制桥梁参数模板，创建和展示桥梁方案模型。基于上述方法，开发了桥梁自动布跨及三维可视化软件，实现了AI自动布跨及真实环境场景下的桥梁方案展示。在某城际铁路中，应用桥梁自动布跨和三维可视化技术进行桥梁设计方案的比选和优化，为设计决策提供技术依据，证明该方法在实际工程项目中具备可行性和实用性，有助于减少人力资源的浪费，提高设计效率。