图形引擎

来源：菜瓜网校     2020年08月17日 15:17

图形引擎，BIM的中国芯

摘要：三维图形平台是BIM应用软件中最重要的基础软件，其核心技术是图形引擎！

中国工程院院士邬贺铨在央视财经频道《中国经济大讲堂》中说：“我认为，在技术上我国工业互联网行业的很多装备、软件，不能自主可控。另外，工业互联网更多的是要卖服务，不可能靠买来一套工业互联网平台就能解决企业难题，必须针对企业生产流程做服务。”如今工业互联网已成我国数字经济的新名片和更高水平对外开放的新标杆。”BIM作为建筑工业互联网实现建筑数字化转型的核心技术！目前的 BIM 建模软件和基础平台主要被几家国际大型软件开发商所垄断，如Autodesk、Bentley、Trimble 等公司 。国内的BIM应用软件还在发展中，如广联达、PKPM 等，虽然在专业功能和符合国情等方面具有优势，但因研发投入和规模等局限，软件的功能、技术水平和市场竞争力等方面还有很大差距。 我国 BIM 应 用软件问题严峻，需要特别关注。特别是， 三维图形平台是BIM应用软件中最重要的基础软件，其核心技术是图形引擎，我国自主研发的图形引擎与国际水平有较大差距，可以说，这是自CAD 应用以来一直存在的问题，而且是一直没有解决好的问题。为了解决我国BIM 应用“无芯”的问题，与BIM建模软件同样，图形引擎是必须解决的“卡脖子”问题。 因此，政府组织制定利于国产软 件成长的措施，营造利于国产软件发展的环境，鼓励 BIM 应 用软件产业化、系统化、标准化，支持软件开发企业自主研发 适合国情的 BIM 应用软件，打破国际大型软件公司的垄断。

由此可见：三维图形平台是BIM应用软件中最重要的基础软件，其核心技术是图形引擎！

01

何为图形引擎模型显示的心脏图形引擎是一种聚合了图形绘制能力的功能组件，“支持应用的底层函数库”。解决场景构造、对象处理、场景渲染、事件处理、碰撞检测等问题。随着图形软硬件技术的快速发展，图形引擎也得到了快速的发展，在虚拟现实、游戏开发、仿真模拟等领域得到广泛的应用。比如我们建筑行业使用的cad软件、三维建模软件以及轻量化展示软件、平台，其核心均是图形引擎。可以简单的对图形引擎做如下比喻：汽车的引擎，提供源源不断的动力电脑的cpu，电脑计算处理的核心

02

图形引擎的重要性图形技术的中国“芯”中美贸易战，使中国更加强烈的意识到中国“芯”的重要性。图形引擎作为图形处理软件方面的“芯”，同样起着重要的战略作用。图形引擎的本土化自主研发同样重要， BIM轻量化软件或者平台，其数据需要传至云端服务器进行处理，国外产品往往服务器布置在国外，那么数据的安全性就会存在隐患。

《关于推进建筑信息模型应用的指导意见》中同样提到“鼓励BIM应用软件产业化、系统化、标准化，支持软件开发企业自主研发适合国情的BIM应用软件”

03

图形引擎现状

觉醒、崛起

图形引擎主要应用在计算机辅助设计与制造（CAD、revit）、动画影视制作、游戏娱乐、军事、航空航天、地质勘探、实时模拟等方面有着十分广泛的应用。

在BIM可视化领域，主要通过3D图形引擎解决BIM轻量化展示、操作，以及基于BIM模型开发的协同管理、运维等可视化平台，可以说BIM3D图形引擎在BIM软件开发方面起着重要的作用。我国本土自主研发的BIM图形引擎还与国外存在很大的差距。一方面，国外在图像引擎领域研究比较早，并有专业的科研机构进行研发，有很好的技术基础。同时形成了自己的品牌引擎。另一方面，由于BIM概念最早在国外提出，并且主流BIM软件也均出自国外产品，无论在最基础的BIM软件开发方面还是在BIM技术应用方面均有深厚的积累。包括由主流BIM软件衍生的BIM轻量化平台、协同管理平台及运维平台，也凸显了其图形引擎方面成熟的技术经验。随着国内BIM的发展，BIM图形引擎的自主研发也成了各大软件公司关注的热点，同时国家层面也鼓励企业、科研机构自主研发适合国情的BIM应用软件。

04

国内自主研发图形引擎产品亮相

SPD3D蜘蛛引擎

筑智建|SPD——建筑产业数字生态的构建者。由研发、设计和工程领域专家组成的团队，自主研发了独立知识产权的图形引擎—SPD3D蜘蛛引擎。并结合中国的用户需求，形成良好的数据安全生态圈，构建了多元化的产品链。SPD3D蜘蛛引擎——建筑产业数字引擎，是一款致力于为计算机辅助制造（CAM）、建筑信息模型（BIM）、产品生命周期管理（PLM）等可视化二维及三维大数据工程应用提供轻量化辅助运算、渲染、3d打印的高性能，跨平台解决方案的图形引擎。

SPD3D蜘蛛引擎十大亮点5G与VR时代：下一场华山论剑

数据的安全保障 |基于WebGL技术的自主开发的图形引擎平台，不会泄漏到国外的服务器。

企业的安全选择 |支持企业的私有化服务器部署，保障数据的安全性。

国家统一的编码 |模型构件类型编码采用国家统一编码，使用习惯上更加符合中国建筑人的特点。

智能的渲染策略 |支持动态加载/释放内存，实现数据下载、渲染与应用的协调。 

迅捷的浏览体验 |急速的模型加载，流畅的模型浏览。

丰富的开放接口 |开放的API，简单快捷地实现二次开发，定制化实现所需的功能模块。

多格式数据的兼容 |支持市面上所有主流的模型数据格式，支持二维图纸及三维模型应用统一。

跨平台的技术支持 |无需插件，可直接浏览器查看，移动、pc跨屏联动，随时随地线上协作。

多模型的数据组合 |可组合多个任意数据类型的模型，支持同一场景多模型文件管理。

物联网的可视对接 |三维场景和物联网的数据联动，实现物联网数据的三维可视化。

赋能各行业

筑智建|SPD实践成果丰硕

SPD3D蜘蛛引擎的基础上先后为多个业主进行了深度的定制化开发：

如重庆市建委、成都铁路局、上海奉贤区吴房村等，基于项目监管、项目施工、项目运维等不同维度。在与业主开发沟通的同时，配合我们多年的项目经验积累，我们也针对现有行业痛点，开发出基于SPD3D项目协同管控平台、SPDCI智慧建造云、SPDCOST蜘蛛算量、SPDFM智慧楼宇运维平台和智慧园区平台、SPDVIEW蜘蛛看看等不同维度和场景的平台，服务于建筑行业用户。同时，在基于SPD3D图形引擎的基础我们跨行业的在汽车、医疗等行业也有所突破，形成了多行业多领域协同化发展。

项目建设的协同管理平台应用：

如成都铁路局下属的若干高铁站建设，其中在重庆西站的应用中尤为明显，项目BIM实施人员将包含工程信息的BIM模型上传到系统服务器，系统就会自动对文件进行解析，同时将海量的工程数据进行分类和整理，形成一个多维度的、多层次的，包含三维图形的工程数据库。通过互联网技术，系统将不同的数据发送给不同的人，不同的人各取所需、共同受益。在平台中，首先进行了多方模型查看、图纸查看、资料文档查看。在平台上又构建了基于平台的问题协同，基于引擎的进度管控，角色权限划分、施工段划分、进度管理、 质量管理、安全管理、档案馆、专项活动、第三方检测、物资管理、视频管理、原材料和试件管理等。

作为国内首款模型图纸查看工具，SPDVIEW蜘蛛看看可以跨越时间、地点、在WEB端、手机端、平板端快速看图的一款工具，不仅仅是基于SPD的模型浏览，更可以快速的对基于CAD的图纸进行快速查看、标注，并且可以分享给多方的一款模型及图纸的查看工具，让工作变得更简单高效便捷。

 SPDCI智慧建造云：智能建造信息管理云平台1

在于智慧工地的结合中，我们基于SPDBIM开发相关的智慧工地平台，平台在重庆地区大规模应用，平台主要以建设单位集团为核心，逐步对其每一个项目监管提供数字信息化的全方位解决方案。平台主要将人员管控视频、到岗监测、设备监测、环境监测及集团所需信息的集成进行了多维度的收集，满足了异地多阶段项目的同时管控，有效的提高了建设单位的信息传递效率及项目品质把控。

 SPDCOST蜘蛛算量：大数据时代成本管控新生态1

在云算量方面，通过SPDBIM对模型精准性把控中，我们进一步深化研发了SPDCOST蜘蛛算量，通过对编码标准、国家规范的植入，利用模型直接计算土建、钢筋等工程量。结合高性能并行计算机分布式储存让工程造价更快、更准、更安全。

 SPDFM三维可视化运维管理云：物业可视化运维管理的新模式1

在智慧楼宇的平台中，我们基于SPDBIM开发了智慧楼宇运维管理平台（SPDFM），并在苏州市汇邻广场项目中得以实施应用。SPDFM 是基于 BIM + IOT ，结合云计算、大数据、移动互联等新一代的信息技术，实现了项目的水电监测、暖通恒温监测、楼宇电梯智能化监控、楼宇视频安防监控、楼宇租户合约智能化管控、楼宇信息综合大屏等集成，并将主要数据大屏的形式

（文章来源：网络，侵删)