基于微信小程序的BIM 輕量化模型瀏覽系統的設計與實現

張衛強 陳昌黎 成 蕾

（中國電建集團昆明勘測設計研究院有限公司，云南 昆明650000）

隨著信息化及物聯網催生的數字經濟時代的到來，傳統業態擁抱信息化成為大勢所趨，信息化移動端的應用，在行業服務在線化和去平臺化的建設上取得斐然的成績。微信小程序是在微信平臺上開發應用系統的新技術，開發人員只需要熟悉Java Script、CSS 等前端開發技術就可以完成應用系統的開發[1]，并且微信小程序應用場景豐富、使用門檻低。

傳統的PC 端BIM 模型瀏覽和應用，主要存在以下幾個難點：應用門檻高，需要專業軟件的配合，而轉月軟件需要購買、安裝，授權費用高，且占用很多硬件資源；應用難度大，需要一定的專業軟件知識和操作技能；硬件要求苛刻，模型體量大，對網絡的需求也更高，并且對于硬件配置和渲染有比較高的要求。使得BIM 移動辦公的模型加載困難，應用的范圍和場景比較受限。

經過近兩年的高速發展，BIM 對于整個建筑行業的作用已毋庸置疑。然而在BIM 技術應用開端，新建工程對于BIM 技術的應用過少，各方面條件尚不成熟,過于強調實現BIM 對于建設工程全生命周期信息管理與應用, 將加大各方開發BIM 技術的負擔,具體體現在三維建模的難度大，人力資源成本高等方面[6]。因此，BIM 推行、落實復雜的BIM 技術必須走輕量化路線，即先應用輕便、快捷的BIM 技術。

而隨著智能機的普及和網絡的覆蓋，擴展BIM 的服務范圍，為BIM 全過程管理應用的深化提供了更多可能。項目工地現場往往情況復雜，不具備隨時打開專業平臺和專業軟件進行BIM 協同應用和輔助管理的條件，而使用微信小程序進行模型輕量化應用，將BIM 應用去平臺化，隨時隨地進行BIM 應用和管理，更符合現場需求，暢通不同項目參建方之間的溝通渠道，促進不同專業協同應用，降低BIM 應用對于電腦等硬件設備的要求、軟件平臺的限制，有利于提升項目管理水平、提高人員工作效率、消除信息孤島，促進BIM 產業高端化發展、應用服務升級，助力建筑行業移動化辦公。

1 總體設計

需求分析:

基于微信小程序的BIM 輕量化模型瀏覽系統的核心是BIM 模型輕量化的可視化應用，去除平臺化的限制，降低應用門檻、豐富應用服務場景，并在此基礎上實現相關的項目管理、模型管理和用戶管理等符合工程項目應用場景的功能，是BIM 信息化應用場景的完善、擴展，帶來BIM 生命周期的延伸，成為BIM 全生命周期信息化應用整體解決方案不可或缺的一部分，是BIM 信息化應用的創新。

BIM 模型輕量化的可視化功能需求主要包括，模型縮小體量后的幾何轉換與渲染處理，輕量化模型的的快速瀏覽、三維可視化，包括對模型放大、縮小、旋轉、平移及回歸主視圖操作、模型的屬性查看、按關鍵字檢索模型。

BIM 輕量化模型瀏覽系統從數據維度和管理維度進行業務和模型輕量化的操作，提升便捷性和易用性。基于微信小程序的BIM 輕量化模型瀏覽系統主要功能需求包括用戶登錄及權限、首頁、我的項目、我的模型庫、用戶管理這五大模塊。

用戶登錄及權限用來實現用戶驗證、角色、功能和權限授權，并實行綜合管理及維護，是用戶在系統中的基礎和核心，更方便記錄用戶信息和行為，形成操作日志。

首頁是用戶登錄成功后首先看到的模塊，針對常用和重要的信息進行集成顯示，方便快速瀏覽和應用，提高用戶的使用體驗和管理效率。

我的項目這一模塊包含用戶所參與或者權限允許查看的項目信息、項目模型等。

我的模型庫包括用戶自己有權限查看、瀏覽、操作的模型，以及用戶本人是上傳人的模型，可以進行快速瀏覽和常規三維可視化操作、屬性查詢等。

用戶管理中可以針對當前登錄用戶進行用戶信息查詢和編輯管理。

1.1 用戶登錄及權限

為保證用戶數據和模型數據的信息安全，進入微信小程序時，需要進行用戶的身份驗證，保證項目和模型的信息信息安全。根據用戶輸入的用戶名和密碼，查詢是否是被授權的賬戶，配置管理不同用戶的使用權限既有利于項目和模型的數據安全，減少數據威脅，也有利于減少用戶的不必要操作，避免資源浪費。用戶登錄成功以后，系統拉取用戶的基本信息，包括用戶角色、用戶名和掛接的項目、模型業務信息等，形成用戶操作日志，可追溯、可查詢，保障數據安全和操作規范。

1.2 首頁

首頁匯總登錄者參與的項目信息、BIM 模型，主要包括模型所屬項目名稱、模型名稱、模型上傳日期和上傳人等信息，另外還可預覽三維模型，形成對當前用戶所屬于的項目情況和模型應用情況的快速預覽了解，或者形成當前用戶的數據使用記錄，作為工作的存續信息提示，幫助快速恢復工作狀態。

1.3 我的項目

該模塊下可以檢索所有的BIM 項目。此模塊匯總了當前登錄用戶所參與的項目信息，包括項目名稱、項目簡介和項目所屬的模型數量。形成對項目信息的總體介紹預覽，幫助用戶掌握項目和模型應用情況。

1.4 我的模型庫

該模塊可以查看我上傳的所有BIM 模型、族庫、構件信息以及模型的快速瀏覽，對于當前用戶本身所擁有的BIM 模型建立管理目錄和索引，方便快速管理，以簡單便捷的方式，形成BIM 模型的共享和復用，提升BIM 模型應用的深化程度，提升平臺的易用性。

1.5 用戶管理

展示了當前登錄用戶的基本信息，并可以進行用戶信息的基本維護和管理。

2 系統實現

微信小程序的技術架構相比傳統的原生APP 來說更清晰和簡潔明了，給用戶的體驗更加簡單、搞笑、方便、快捷，省去APP 的下載安裝，提高用戶的使用體驗，速度快、體量小，更適合模型輕量化的應用。在微信小程序框架下，需要JSON、JS、WXML、WXSS 四個類型文件進行整合實現。

微信小程序的運行環境分成渲染層、邏輯層和配置文件。其中WXML 模板和WXSS 樣式工作在渲染層；JS 腳本工作在邏輯層；JSON 文件為配置文件，用于單個頁面的配置和整個項目的配置。

2.1 渲染層

渲染層包含微信小程序的公共樣式表，決定了微信小程序應該如何顯示。WXML 視圖層文件，是MINA 設計的一套標簽語言，結合基礎組件、事件系統，可以構建出頁面的結構，主要用來書寫功能頁面的框架布局；WXSS 樣式文件，用于描述WXML 的組件樣式，小程序的一套腳本語言，同CSS 或SCSS 等文件一樣，結合WXML，可以構建出模板文件的頁面結構，渲染層的實現讓BIM 輕量化模型瀏覽系統小程序端的界面更注重可用性。

2.2 邏輯層

邏輯層，主要包括微信小程序的全局邏輯，也是BIM 輕量化模型瀏覽系統的核心價值部分。基于微信小程序的BIM 輕量化模型瀏覽系統的業務規則、業務流程、對象模型、驗證規則等，均主要在這一層進行規定和實現，以JS 文件的形式進行實現，JS 文件是基于JavaScript 的邏輯層框架，主要用于書寫各功能頁面的業務邏輯等。在本文的系統中，以便于操作為起點，設計業務流程和業務組件，將業務邏輯映射到小程序界面的操作中去，提升小程序的可讀性和易用性。

2.3 配置文件

在微信小程序的配置目錄下添加JSON 文件，JSON 文件用來對微信小程序進行全局配置，決定頁面文件的路徑、窗口表現、設置網絡超時時間、設置多TAB 等，進行響應式的數據綁定，數據、視圖和配置保持同步，保證BIM 輕量化模型瀏覽系統數據的顯示正確、系統配置規范。

2.4 數據庫設計

基于微信小程序的BIM 輕量化模型瀏覽系統的數據庫主要包括用戶信息表、項目信息表、模型信息表和系統日志。

2.4.1 用戶信息表：用于存儲包括管理員在內所有用戶的信息和權限相關標識，用于用戶登錄驗證和授權。主要的字段包括賬號、密碼、姓名、性別、職稱、專業等字段，其中密碼存儲時是加密后的字段，而不是明文密碼，防止信息泄露。

2.4.2 項目信息表：用于存儲項目相關信息。主要的字段包括名稱、項目簡介、項目所在地等。

2.4.3 模型信息表：用于存儲模型相關信息。主要包括模型輕量化地址、模型名稱、模型專業、模型作者、模型所屬項目等。

3 系統測試

3.1 用戶登錄

圖1 登錄頁面

要求每個用戶都有單獨的賬號作為登錄表示，在登錄頁面，輸入賬號和密碼，進行驗證。只有正確的用戶名和密碼才能夠登錄成功，否則提示登錄失敗，實現用戶身份的驗證匹配，從而發揮用戶的身份、角色識別的作用。

3.2 首頁

圖2 首頁及模型預覽

圖3 我的項目

圖4 我的模型庫

成功登錄后自動跳轉至首頁，以圖形列表的形式集中展現當前用戶所屬的項目和模型概覽。主要顯示模型的預覽圖、模型名稱、模型所屬項目、上傳人和上傳日期，幫助用戶快速了解概況。點擊想查看的項目和模型，可以快速精準定位模型，并進行模型的三維可視化操作。

3.3 我的項目

點擊下方的“我的項目”可成功跳轉功能模塊，以圖形列表的形式對項目概況進行快速瀏覽，展示包括項目名稱、項目簡介和項目的模型數量等簡要信息，點擊項目可查看項目的具體詳細信息和模型展示，圖3。

3.4 我的模型庫

點擊“我的模型庫”則可以展現當前用戶所上傳的模型，以圖形列表的形式進行概覽，概覽信息包括模型預覽、模型類型、名稱、上傳人和上傳日期等簡要信息介紹，點擊模型可以對模型進行輕量化的快速瀏覽和三維可視化操作，圖4。

3.5 用戶管理

點擊“我”則可以進入當前用戶的基本信息、查詢、管理和維護。

結束語

本文設計的基于微信小程序的BIM 輕量化模型瀏覽系統適配更多的工程應用場景，具有較強的移動性、實用性、便捷性，實現多場景、多終端的輕量化BIM 模型應用，使得BIM 模型的價值進一步挖掘，破除設計軟件和大型PC 的限制，降低使用門檻，具有極大的應用價值和廣闊的發展前景。基于微信小程序的BIM 輕量化模型瀏覽的設計與實現，使得BIM 模型的應用多樣、精準，一套模型多種使用方式，豐富業務場景，使得用戶可以快速決策、輕松上手，把BIM 模型的應用更立體化，多渠道連接用戶，使得BIM模型的實際應用向更為靈活、更為輕便、更為高效轉變，提升項目和模型的管理效率、應用水平，讓BIM 模型的應用不再受到應用終端的限制。

基于微信小程序進行BIM 輕量化模型瀏覽系統的設計和建設，將BIM 模型應用的定制化、管理個性化、響應及時化，緊密聯系BIM 生命周期的應用主體、實現資源共享、降低設計成本、溝通成本和管理成本，有效地提升BIM 要素和數據的使用效能，促使BIM 生命周期數據深度交融，推動BIM 產業管理優化、協同設計、資源共享應用創新服務和高效管理，更有助于提升BIM 在工程行業的普及度和應用深度。