EIM轻量化展示引擎

产品简介

一、产品介绍
1. 产品定位
EIM是一个专注于解决建筑数据管理与复用问题的PaaS云平台。它对外提供三维建筑模型解析与Web可视化、建筑全寿期数据管理、建筑数据与地理信息数据融合等服务，作为专业级的建筑数据管理与应用的底层开发平台，实现将现实世界的物理建筑物映射到虚拟世界形成“数字孪生”，使建筑形成自包含、自展示、自服务能力，帮助用户快速应对复杂的业务场景需求。
EIM主要面向建筑行业软件二次开发商、建筑工程生态圈企业和个人创客。针对BIM全过程的不同领域，为城市基础设施（含：交通、电力、化工、海事、地下设施等）、住宅、商用楼宇、园区、小镇等数字建筑物提供专业级的底层技术解决方案。

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2. 产品结构
整个EIM包括数据管理、三维管理、BIM+GIS管理三大板块：

EIM 功能架构图
数据管理为BIM提供一个标准的数据管理方式，通过自定义业务数据模型及标准化的数据访问接口实现文档、项目、设计数据、进度、设备、沟通、组织、人员与权限等建筑数据全生命周期数据管理。

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三维管理包括EIM3D 三维处理引擎以及三维可视化引擎，提供从模型上传、解析到前端渲染的三维可视化一站式服务，具有IFC、Revit、iModel、OBJ、DAE、FBX等国际通用的BIM模型以及常见的DWG二维图纸的解析服务，形成一套完整的模型构件数据库，并支持在PC端和移动端的三维展示以及互动操作，同时提供服务层API和JavaScript API支持二次开发。
BIM+GIS管理作为面向BIM+GIS的数据管理和应用开发平台，集成GIS场景与BIM模型完整的数据，实现室内室外、地上地下的一体化浏览。

二、核心技术
1. EIM3D 三维引擎
BIM旨在为建筑全过程的决策支持提供可靠的数据基础，而各BIM软件厂商数据的封闭性及BIM标准的庞大阻碍了建筑全过程各类信息、决策系统的建设。EIM3D 三维引擎提供BIM模型后台处理计算服务和前端模型及数据展示服务，它一方面将各软件厂商封闭的BIM数据格式开放化，另一方面为建筑全过程信息、决策等系统的开发者和庞大的建筑标准体系之间建立桥梁，降低软件开发者进入建筑领域知识的门槛。
通过对国际、国内常见民用和工业建筑模型格式的支持，EIM3D将BIM中的几何数据转换为大多数软件支持的三角面格式，以构件为粒度融合属性数据，最终向开发者提供RESTful形式的数据接口API及三维模型浏览组件，降低了开发者对繁杂的建筑及各类模型格式等知识的理解，也降低了开发者对建筑三维可视化的要求。

三维数据解析图示
EIM3D通过构件互用、数据压缩、按需加载等方法，轻量化BIM，使得常规的计算机、手机、Pad等都能通过支持WebGL的浏览器（移动端目前已推出“体验版”APP）在线查阅BIM，大大降低了对BIM使用的软、硬件需求。

基于Web的三维展示效果图
2. 数据平台
EIM具有一个强大的数据平台，它由一个建筑数据库和一种可配置的数据模型所组成。
1）建筑数据库
由于三维图形的数据存储格式繁多、单组件数据量较小而整个图形数据量较大的特点，因此关系型数据库难以胜任。为了满足建筑数据库复杂、易变的数据结构存储要求，我们使用的建筑数据存储结构解决了不同种类建筑数据，如：三维几何数据、文档、结构化数据和关系型数据的存储和管理问题，能够较方便地实现个性化定制的需求。
EIM建筑数据库是自主研发的一款多模数据库，他支持灵活的数据结构存储方式，并可以混合使用。与传统的关系型数据库相比，EIM建筑数据库对三维几何数据的处理速度更快；与文档型数据库比较，他占用的存储空间更少。

EIM建筑数据库多种数据存储方式
通过对数据知识图谱理论的应用，EIM建筑数据库实现了数字建筑物的数据、文档与模型之间的关联数据存储与管理。

知识图谱结构图
EIM建筑数据库支持类似SQL的AQL查询语言，可实现对数据的快速查询，简单易用。同时，它还内置了可扩展的建筑工程领域数据模型及基础API。
2）可配置的数据模型
EIM已内嵌了一套建筑工程领域的通用数据模型及API，但是在不同的应用场景中，对数据模型的使用需求也不尽相同。因此，EIM允许用户对数据模型进行客户化定义，并提供了一套定义数据的方法。基于EIM定义数据的规则，用户可以任意扩展成符合自己需求的数据模型，包括：对象类、关系类、属性等的个性化配置，以满足不同类型应用程序的开发要求。

数据模型配置界面
在开放数据模型配置的基础上，EIM提供RESTful风格的微服务，充分利用HTTP协议本身语义，数据描述简单易懂，以JSON做数据交换，通过GET/PUT/POST/DELETE等方法实现对资源的访问，代码复用性高。
EIM目前包含两类服务，即数据接口服务、业务服务。数据接口服务主要负责对外提供各类结构化、非结构化数据存取的通用接口；业务服务主要对外提供EIM特定业务组件接口。主要核心接口与服务如下：
数据接口服务：
通用数据接口
用户授权验证接口
日志接口
事务控制接口
业务服务：
三维模型解析服务
三维模型可视化
工程图纸可视化
地理信息可视化
特定业务服务
在API基础上，EIM把BIM领域常用的一些功能或页面拆分成一个个小模块，基于jQuery、React等前端开发框架进行类似Web Components的封装形成EIM 功能组件，以帮助开发者快速满足类似业务场景的需求。每个EIM 功能组件会包含名称、属性、方法（API）和事件等信息。目前EIM开放的功能组件如下：
EIM3DViewer三维可视化引擎

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Web端 EIM 3D Viewer三维可视化引擎
文档管理组件

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文档管理组件
人员管理组件

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人员管理组件—用户注册
进度管理组件

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文档管理组件-进度任务数据管理

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文档管理组件-进度模拟
树管理组件

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树管理组件
系统管理组件

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系统管理组件—人员管理
EIMGeo 3D Viewer BIM+GIS可视化引擎

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EIMGeo 3D Viewer BIM+GIS可视化引擎
3. BIM与GIS融合
长期以来，由于城市建筑物的数字化程度的限制，GIS止步于建筑物之外，城市中巨大的建筑空间没有数字化，得到的结果是一个不彻底的数字城市。智慧城市关键的一步是融合BIM 和GIS数据、技术与服务，根据不同应用场景需求高效、灵活的交换数据，并消除应用瓶颈。
EIM的BIM+GIS融合技术能够构建智慧城市所需最基础最核心的城市基础数据库，作为城市各类智慧信息接入和承载平台。EIM提供多源二、三维GIS数据及BIM模型的上传、解析、数据集成、浏览交互和管理，通过空间位置将BIM精细数据与GIS大场景数据无缝集成，实现浏览器上室内室外、地上地下一体化的浏览和交互。EIM支持用户在线一站式的快速组织各类数据，搭建BIM+GIS基础应用。

三、产品功能
1. 三维解析与展示
1）三维处理引擎
a.模型上传和解析：EIM 三维处理引擎支持IFC、RVT、iModel、OBJ、DAE、FBX等国际通用的BIM模型的解析。

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对于IFC模型（.ifc文件），EIM3D支持源文件直接上传服务器执行解析；
对于RVT（.rvt文件）和iModel模型（.dgn文件），EIM3D分别提供针对Revit和MicroStation的本地插件，可导出数据打包为zip文件后再上传服务器执行模型解析。其中，对于Revit模型，支持材质数据的提取。
对于OBJ模型（.obj文件），可将.obj文件及.mtl材质文件及贴图文件打包为zip文件后再上传服务器执行模型解析。
对于FBX、DAE类型的文件，在本地打包成“.zip”文件后即可直接上传至服务器执行模型解析。
对于其他格式的模型，可转为上述支持的模型格式进行模型解析。
模型经过解析后可将原始模型中的非几何信息（例如，模型构件的设计属性等相关数据）和几何信息（例如，顶点、面片、材质等几何相关数据）提取出来，便于用户后续根据自己的实际应用所需而使用。
b.场景树计算：场景树用于对场景中所有元素进行层次化的管理，为了方便场景元素的查找和显示，EIM3D支持自定义的场景树，即根据用户自定义的规则创建和维护场景树，例如，按照空间关系（建筑群、建筑、楼层等）将整个场景划分为不同的区域，或者按照系统关系（暖通、电气、给排水等）对场景进行划分，只要用户自定义的规则遵循EIM3D的场景定义格式，就可以按照用户的意愿来组织BIM数据。
c.模型数据查看和下载：针对模型的数据计算完成后，EIM提供模型数据相关的查看和下载功能。可获取模型id、模型key、构件数量、包围盒等模型信息，可获取模型所有的构件清单，可获取模型中指定构件的属性，还可以下载模型的几何数据，或根据指定属性查询并返回满足指定属性的构件列表。

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d.glTF格式文件导出：为了支持行业通用格式glTF，EIM3D提供glTF导出功能，可将原始模型转换为glTF（glTF与GLB两种类型）格式导出，并下载到本地。
e.模型外轮廓提取：支持模型进行更加轻量化快速展示，通过模型外轮廓提供功能实现模型在线的快速轮廓显示。
f.模型对比：支持两个模型进行快速的模型对比并依据前端显示效果分类返回不同效果的对比结果集。
g.二维图纸信息管理：支持REVIT模型内的二维图纸的在线提取，以便实现二维图纸的信息获取和二三维模型联动展示。

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h.骨骼动画：支持FBX格式模型的骨骼动画，生动在线模拟模型的动画效果。
i.字体绘制：文字绘制功能可以在三维场景中添加三维形式的文字。
j.路网绘制：路网显示功能提供了基础的展示功能，可以在三维场景中绘制已经计算好的路网线路。
k.轴网显示：轴网根据原模型对应的二维图纸解析而来，数据从二维图纸2D格式转成3D渲染需要的格式。
2）三维可视化引擎
EIM三维可视化引擎支持在PC端和移动端的三维展示和互动操作，完成对三维模型视图、构件以及一些复杂操作的实现。
① 多模型合并显示：支持多专业、多模型文件分别上传解析后放在同一个场景中进行合并显示，且模型格式支持多种混合格式，即放入场景的模型可以同时包含IFC、Revit、iModel、obj、fbx、dae格式。
② 带材质的模型展示：支持Revit、obj模型中材质的提取和展示，通过模型解析获取Revit、obj模型中的材质信息，并在前端展示时真实还原建模情况。
③大模型浏览支持：针对大数据量场景的展示需求，EIM通过构件复用、高压缩处理、本地缓存等技术手段，实现三维模型的轻量化，从而支持大体量模型的流畅展示，支持平移、缩放和旋转操作下的流畅显示。
④ 移动端直接浏览：采用B/S模式的免插件架构，支持PC端和移动端（移动端浏览器和体验版的APP）的三维展示和互动操作。

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⑤ 多功能操作支持：支持模型各类常见web端操作，例如漫游、复位、重做、剖切、离散、模型对比、快照、标签、测量、批注、属性查看、框选、隐藏、隔离、变色、线框化、聚焦等等。
2.数据管理
EIM为BIM提供了一个标准的数据管理方式，实现建筑数据全生命周期管理，数据涵盖建筑几何模型数据、项目管理数据、关系数据等，同时支持用户按照自身业务需求自定义数据及数据间关系，提供基于RESTful的数据接口服务，用户可通过接口访问数据驱动业务应用。基于这些数据，开发者可以轻松实现或扩展下列功能：
1）通用数据管理
支持对对象、关系数据的通用操作功能，如：新增、删除、修改、查询。

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2）文档类数据管理
提供文档存取服务，可存储和管理建筑生命周期中所有的模型文件、工程图纸与资料文档，支持的主要功能如下：
① 基本操作：提供文件夹/文档/物理文件的新建、上传、编辑、删除、重命名、下载、移动、转存、授权、分享包、回收站等基本操作。
② 工程文档在线浏览：基于Web浏览器，可实现二维工程图纸的在线浏览，支持的格式有：
二维文件：dwg
Office文件：docx、xlsx、pptx、doc、xlx、ppt
图片文件：jpeg、png、gif、jpg
其他文件：pdf、txt
③ 文档版本管理：提供文档的版本管理功能，支持对文档的升版操作。

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④ 回收站管理：文件夹、文档删除后的恢复以及彻底删除操作。
⑤ 分享包管理：实现文件的分享，方便工程项目中数据资料的交换和传输。
3）项目基础信息管理
创建/更新/删除项目、获取项目基本信息及项目列表等。
4）设计管理
构件空间位置管理（含场地、建筑物、楼层、房间等）、Tag功能位置管理、工艺系统管理等。
5）设备管理
设备及物料管理、按批次管理、分组管理等。
6）进度管理
WBS管理、作业活动管理、工作包管理、工程量管理等。
7）沟通管理
沟通记录管理、通知管理、公告管理等。
8）组织、用户与权限管理
组织管理、用户管理、角色管理、菜单管理、权限管理等。
9）数据关联管理
实现任意数据、模型、文件之间的数据关联或同类对象之间的层次关系。
10）自定义数据
可在EIM已定义好的数据结构基础上，扩展数据结构，以满足不同的业务需求

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11）事务控制
支持业务事务控制，以保证关联业务数据的完整性、一致性。
12）数据操作日志
完整记录用户对数据的操作记录并提供查询接口。
3.BIM+GIS
BIM与GIS融合主要包括BIM与GIS数据的集成、浏览、管理，BIM+GIS应用的快速搭建和定制开发。

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BIM+GIS应用搭建大桥地形示例

四、产品特点
1.纯Web应用
EIM提供的所有功能和服务基本都是基于网页形式（BOOS3D推出体验版的APP）的，即便是三维模型的浏览和展示都只需有常用的浏览器即可打开，不受任何设备性能和软件安装的约束。
对移动端也同样有很好的支持，可以无缝对接，三维展示也同样易如反掌。
2.搭积木式的开发环境
为了便于开发者使用，EIM为用户提供了一种搭积木式的开发环境，以通俗易懂的图形化界面，指导用户快速、准确地完成应用程序的创建和发布。开发者所需的API和功能组件都按功能模块进行了分割，用户只需通过自由组合和拼装即可搭建出不同的应用程序。
3.灵活的数据模型配置
为了便于满足复杂而多样的BIM应用开发需求，EIM提供可灵活配置的数据模型，用户可以按照自己的业务特点，在EIM已有的数据模型及数据规范基础上，通过图形化界面操作的方式，扩展自己的客户化数据模型。
4.开放易用
EIM充分融入了开放和易用的理念，所有的功能都以标准的RESTful风格API向所有人开放，业务接口源代码可下载使用。对开发者而言，无需学习额外的开发技能，只需要掌握支持HTTP协议进行数据请求的编程语言即可。

基于EIM轻量化展示引擎做的水厂项目示例