基于Web的隧道场景建模与实时绘制

陈国军，滕一诺，宋华婷，姜 朕，隋晓燕

( 中国石油大学(华东) 计算机科学与技术学院，山东 青岛 266580)

0 引 言

传统上基于客户端的可视化应用存在着诸多限制，越来越难以满足用户的需求，各行各业开始着力研究Web3D的可视化应用[1]，隧道工程涉及专业多，对其施工管理的Web可视化提出了新的挑战和思路。文献[2-3]将隧道BIM模型通过简化及复用等轻量化技术进行处理，结合WebGL渲染引擎开发隧道运营管理系统，实现模型快速加载及流畅漫游等功能。文献[4-5]研究了隧道参数化快速建模的方法，采用Revit进行IFC标准的隧道族构件库的建立，实现了隧道BIM模型在Web端显示与部分信息集成。文献[6-7]在实现隧道模型在Web端可视化的基础之上，通过获取隧道内全景贴图，将隧道病害展示图转换为三维空间纹理，建立了基于Web的隧道养护管理阶段的可视化应用。由于隧道模型复杂，数据量大，以上研究对隧道Web端可视化应用主要停留在模型3D展示的阶段。

为实现隧道施工过程4D可视化，从两个方面进行研究：(1)通过对隧道场景参数化建模研究，建立隧道BIM基础数据模型，并基于Shader的布尔运算完成隧道合成场景的碰撞处理，结合施工数据实现隧道施工过程可视化；(2)通过对本地缓存机制的研究，实现本地缓存数据库和服务器端数据库的协同存储以及场景动态调度策略，提高绘制效率，达到实时绘制的效果。

1 隧道场景建模

隧道参数化模型的建立是实现隧道可视化的基础和关键[8]。基于BIM建模及应用的要求，根据隧道洞身结构特点提出基于横断面序列的参数化建模的方法，将施工数据集成到参数模型上可生成隧道施工进度模型，在可视化阶段模拟隧道施工过程。……