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BKM • 67期 — BIM软件的＂自研引擎＂,到底怎么验证
最近看到一篇论文，工信部电子第五研究所发的《BIM图形引擎测试指标研究》。
众所周不知，泰尔实验室的所属单位就是中国信通院，也是工信部直属的事业单位，国内基本上所有号称自研BIM软件的厂商都会到这里背书认证一次自主化评估。作者组织和经历过两次，泰尔实验室的自主化评估是见过收费最高、测试最严的，刚好也借这个机会分享一下如何看待自研BIM引擎这个事。
图形引擎是BIM软件的核心组件，建模精度、渲染效果、数据管理能力都由它决定；国内用户大量依赖国外产品，模型数据要经过设在国外的服务器，安全问题的解法是国产替代；而评价国产BIM引擎，先要有公认的指标框架。
以前聊国产BIM软件，总绕不开一个质疑：
"
所谓自研引擎，是不是拿别人的内核套了层壳？
这个质疑很难反驳，因为"自研"长什么样，行业里一直没有公认的说法。作者见过直接套开源项目的，见过直接买国外引擎封装成自家的，也见过先买再抄出来的，都说自己是自研引擎，都各有各的道理。而这篇论文，就直接指明了如果是自研的BIM图形引擎，应该关注哪些方面，要从哪些方面去测试。
论文把BIM图形引擎拆成三块：几何设计、显示渲染、数据处理。指标设计遵循全面性、科学性、可扩展性三条原则，覆盖功能、性能效率、兼容性三类质量特性，这也是自主化评估中对软件或引擎审查的最主要方面。
📐几何设计
负责点线面体的解析与运算，以及几何数据的存储、索引、查询。
🖥️显示渲染
把几何数据转成屏幕上的图形，涉及材质、光照、阴影和视图操作。
🗃️数据处理
管理属性、关系、分类等非图形数据，负责与数据库的关联查询。
— BIM图形引擎测试指标组成 —
几何设计测试指标
包括草图设计、实体建模、参数化建模、模型标注及参考平面绘制等功能指标；包括放样、草图绘制、布尔运算、实体模型创建与编辑和模型重生成等性能效率指标，具体如下。
草图设计
图形编辑：绘制点、多段线、矩形、任意多边形线、正多边形、圆弧和圆形等基本图形，测试是否正确建立任意多边形
线编辑：绘制圆角、切角，执行延伸线、打断线、修剪线和偏移线等操作，测试线段是否完成指定操作
平面编辑：绘制矩形、任意多边形、正多边形、圆形、椭圆，执行线生成面操作，测试指定平面是否生成
测量：执行线段、图形等的长度测量、角度测量操作，测试信息是否正确标注
实体建模
实体创建：绘制球体、正方体、圆锥、圆柱和三维文字，测试各实体是否封闭，重要参数信息不丢失
实体编辑：执行实体推拉、放样、旋转和拉伸操作，进行布尔交、并和差运算，测试计算输出是否与预设值相符
实体变换：执行实体移动、复制、旋转、镜像、阵列和面对齐等操作，测试是否正确变换到指定位置
参数化建模
参数化特征构建：在二维平面上创建点、直线、圆锥曲线、样条曲线，并在创建的几何元素上添加几何约束，测试是否正确生成几何元素并添加约束
建模特征编辑：在存在多个特征的模型上，对特征历史各个部分执行增加或删除特征操作，测试模型重生成是否成功
模型标注
对指定三维实体模型在指定位置进行尺寸标注、按属性标注和文字标注，测试标注信息是否与预期相符
参考平面绘制
在指定位置创建参考平面，并执行参考平面的移动、旋转、编辑和删除等操作，测试参考平面是否按照要求变化
执行效率（性能效率指标）
放样：用至少100条随机样条曲线多次拟合曲面，测试放样拟合响应时间是否满足要求
草图绘制：绘制至少100条具有多种结构样条线，测试草图绘制响应时间是否满足要求
布尔运算：对至少100个带复杂自由曲面实体进行布尔运算，测试布尔运算响应时间是否满足要求
实体模型创建：创建至少100个特征、500个边界面的模型，测试实体模型创建响应时间是否满足要求
实体模型编辑：对含有螺旋体在内的复杂零件执行圆角、倒角功能，或进行镜像、阵列至少100次，测试实体模型编辑响应时间是否满足要求
模型重生成：对含有至少100个特征、200个边界面的复杂模型进行参数调整，测试模型重生成响应时间是否满足要求
显示渲染引擎测试指标
包括实时交互、渲染质量和渲染性能，具体测试指标描述如下。
实时交互
评价渲染引擎是否支持实时交互功能，如实时修改材质、灯光设置、相机视角等，测试其响应速度和稳定性是否满足要求
渲染质量
根据渲染效果进行评价，包括光照渲染、动态阴影、纹理材质等，测试渲染结果是否满足要求
渲染性能
单屏渲染至少10万个构件（可通过建模软件统计）的模型数据，显示的帧率（FPS）不低于20帧/s，测试渲染性能是否满足要求
数据处理引擎测试指标
包括数据存储、数据加载和数据兼容，具体测试指标描述如下。
数据存储
评估与外部数据库的数据贯通能力，包括数据增删改查、连接稳定性和格式转换存储等，测试数据存储是否满足要求
数据加载
评估处理大规模模型和庞大数据集的能力，包括对至少10万级别的构件进行数据查询和过滤，测试数据加载是否满足要求
整体框架本身不复杂，但它提供了一个坐标系：任何一台BIM图形引擎，都可以放进这三块里逐项检视。
这套指标已经用于多个国产BIM软件测评，当然也包括EasyBIM——通过自主研创、功能、性能、安全等多维度评测，结果如下：
EASYBIM 测评结果
✅ 整体评估为优秀级
✅ 未采用任何商业或开源软件
✅ 核心和非核心代码自主率都是满分
— END —