基于BIM的建筑设计碰撞检查：Tekla软件实现从零开始

怎么可能从零开始……

碰撞检查实现方案调研

1. 现成开源方案

旧版BIMserver曾支持过碰撞检查[1]，现在已经不提供下载了[2]，但是可以通过下载整个开发代码库[3]（基于git代码管理工具）回滚到过去的版本[4]去学习其代码实现。

2. 现成闭源方案

Navisworks[5]、Tekla Structures[6]、Solibri Model Checker[7]等一系列BIM工具均支持碰撞检查（构件细度的硬碰撞、软碰撞、4D模拟碰撞等）。针对预制混凝土构件，尤其是钢筋相关的碰撞，Tekla Structures更合适。此外，Navisworks有开放碰撞检查的API[8]。而Tekla Structures有二次开发API[9]，但是相关开发文档匮乏。

3. 自行开发方案

若现成的碰撞检查方案不能满足具体需求，可考虑自行开发。

3.1. 基于IFC的开发方案

目前IFC相关工具[10]中，可用作开发工具、仍在更新且可解析几何数据的工具有三个。理论上，只要能支持几何数据的布尔运算就能实现硬碰撞检查。在不考虑运算效率的情况下，给定A、B两个实体，若A∩B为体积为0的实体，则不碰撞；反之，则碰撞。

表 1 IFC Engine DLL、IfcOpenShell、xBIM Toolkit比较（表略）

IFC Engine DLL可解析出构件的三角网格数据，也有私有三维引擎进行几何数据的布尔运算。官方也有论文描述碰撞检查的算法实现[15]，但是在官网上下载的IFC Viewer没有该功能。

IfcOpenShell计划在0.8版实现碰撞检查功能[16]，目前为0.5预发布版。可用IfcOpenShell来导出.obj、.dae等格式几何数据[17]，再按计算机图形学中的常规碰撞检查来实现硬碰撞的检测[18][19]。

xBIM Toolkit的子项目XbimAnalysis中有对空间的分析示例框架代码[19]，但是仅实现了简易情形下的分析，完整分析仍需要参考计算机图形学中的算法来实现。

3.2. 基于其他闭源平台的开发方案

也可考虑基于Revit、Navisworks、Tekla Structures等的API读取构件的几何数据开发。

PS：上文是从Word粘过来的，感觉知乎这编辑器还没Word好用。

PSS：起因是老板让我帮师兄找一下碰撞检查的开发方案，干了半天发过去，应该就没有下文了。发知乎能涨粉骗点零花钱不？

PSSS：这样算不算泄漏课题组（半天）研究成果？有点方，在线等，挺急的……

参考资料

[1]. First release candidate version 1.2

[2]. https://github.com/opensourceBIM/BIMserver/issues/238

[3]. https://github.com/opensourceBIM/BIMserver

[4]. https://git-scm.com/docs/git-checkout

[5]. http://www.autodesk.com/products/navisworks/features/all

[6]. https://teklastructures.support.tekla.com/2016i/en/mod_detecting_clashes

[7]. https://www.solibri.com/products/solibri-model-checker/

[8]. http://adndevblog.typepad.com/aec/2012/05/accessing-clash-report-information-using-net-api.html

[9]. https://www.tekla.com/us/tekla-open-api-connect-applications-tekla-structures

[10].http://www.buildingsmart-tech.org/implementation/implementations/plominoview. allapplications

[11].http://www.ifcbrowser.com/

[12].http://ifcopenshell.org/

[13].https://www.opencascade.com/

[14].http://docs.xbim.net/

[15].http://www.engineering.nottingham.ac.uk/icccbe/proceedings/pdf/pf91.pdf

[16].https://sourceforge.net/p/ifcopenshell/discussion/1782718/thread/b5e3ee85/?limit=25

[17].http://ifcopenshell.org/ifcconvert.html

[18].https://github.com/jslee02/awesome-collision-detection

[19].https://unity3d.com/learn/tutorials/topics/physics/detecting-collisions-oncollisionenter

[20].https://github.com/xBimTeam/XbimAnalysis/blob/master/Xbim.Analysis/Spatial/XbimSpatialAnalyser.cs

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