# bim-convert

**Repository Path**: Robnet/bim-convert

## Basic Information

- **Project Name**: bim-convert
- **Description**: BIM转换工具，支持主流建筑信息模型格式互转，提升设计协同效率。
- **Primary Language**: C++
- **License**: LGPL-3.0
- **Default Branch**: main
- **Homepage**: None
- **GVP Project**: No

## Statistics

- **Stars**: 0
- **Forks**: 0
- **Created**: 2026-07-16
- **Last Updated**: 2026-07-22

## Categories & Tags

**Categories**: Uncategorized

**Tags**: None

## README

# bim-convert

把三维模型转换为 **OGC 3D Tiles**（面向 **Cesium 三维地球**，支持地理参考）或 **glTF 2.0**。

> 本仓库为 **纯 C# 实现**：无 C/C++ 工程、无 vcpkg、无自写 P/Invoke。
> - **OBJ** 由引擎直接解析（`ObjParser.cs`）；
> - **FBX / glTF / GLB / DAE / STL / PLY / 3DS / IFC / BLEND** 等由内置 **SharpAssimp**（Assimp 5.x 的 .NET 封装，自带原生 `assimp.dll`）解析。
> 转换逻辑实现于 `dotnet/Engine`（一个 `net48` 库，依赖 NuGet 包 `SharpAssimp` 与 `Openize.Drako`）。
> Revit 插件与 C++ 工程已移除；目前面向 **Navisworks 2020** 及通用网格模型（FBX 等）。
> 
> 输出格式支持：3D Tiles、GLB、glTF 分离（`model.gltf` + `model.bin`）。

## 仓库布局

```
dotnet/
  Engine/                纯 C# 转换引擎（net48）
                          OBJ -> glTF 2.0 (model.glb) / 3D Tiles (tileset.json + tiles.b3dm)
                          内置顶点量化 + Draco 压缩（KHR_draco_mesh_compression）
  ui/
    BimConvert.UI/       WPF 桌面界面（net8.0-windows），引用 Engine
    BimConvert.Verify/   无界面端到端验证程序（net8.0），引用 Engine
  plugins/
    NavisworksExport/    Navisworks 2020 AddIn（net48，进程内导出），引用 Engine
```

## 管线

```
输入源:
  • FBX / glTF / GLB / DAE / STL / PLY / 3DS / IFC / BLEND  -> SharpAssimp（内置原生 assimp.dll）
  • OBJ                                              -> ObjParser（引擎直接解析）
  • Navisworks 2020 COM                                -> 直接产出 Scene(Mesh/Node)
        │
        ▼
Scene(Mesh/Node/Material)  —— 格式无关的中枢数据结构
        │
        ├─> GltfBuilder  ──> GLB / 分离 glTF
        └─> B3dmWriter + OctreeTilesetBuilder + TilesetWriter ──> 3D Tiles (tileset.json + *.b3dm)
```

- `dotnet/Engine/ObjParser.cs` — OBJ 解析器（引擎直接解析，供命令行/验证入口使用）。
- `dotnet/Engine/FbxParser.cs` — 经 **SharpAssimp** 导入 FBX / glTF / DAE / STL / PLY / 3DS 等：世界变换**烘焙进顶点/法线**，每个源网格产出一个 engine `Mesh`+`Node`（transform 为单位矩阵），从而复用既有 glTF / 3D Tiles writer 不变；3D Tiles 的 batch table 可据此按对象区分。
- `dotnet/Engine/GeoReference.cs` — WGS84 ENU→ECEF 变换，把模型局部坐标提升到地球坐标。
- `dotnet/Engine/GltfBuilder.cs` — 手写 GLB / 分离 glTF（JSON + BIN），支持：
  - 顶点去重与索引共享
  - 按 `Mesh.materialIndex` 输出多材质（保留 Navisworks 颜色）
  - 位置/法线量化（`KHR_mesh_quantization`）
  - **Draco 压缩**（`KHR_draco_mesh_compression`，经 Openize.Drako 纯 C# 编码）
  - `_BATCHID` 自适应 UINT8/UINT16/UINT32
- `dotnet/Engine/B3dmWriter.cs` — 28 字节头 + Feature Table(`BATCH_LENGTH`) + Batch Table(`id`) + 内嵌 GLB。
- `dotnet/Engine/MeshDecimator.cs` — 基于空间网格的顶点合并抽稀，用于每节点 LOD。
- `dotnet/Engine/OctreeTilesetBuilder.cs` — 八叉树空间分块，根节点/内部节点输出粗模，叶子节点输出精模，使用 `refine=REPLACE`。
- `dotnet/Engine/TilesetWriter.cs` — 输出 `tileset.json`；根瓦片带 `transform`（地理参考时为 ENU→ECEF），
  每个瓦片的 `boundingVolume.box` 为模型局部 AABB。

## 构建

无需 CMake / vcpkg，只要 .NET 8 SDK（WPF 界面与验证程序）及 Navisworks 2020（插件）。

```bash
# 引擎 + 验证程序（不依赖 Navisworks）
dotnet build dotnet/ui/BimConvert.Verify/BimConvert.Verify.csproj -c Release
dotnet run   --project dotnet/ui/BimConvert.Verify/BimConvert.Verify.csproj -c Release

# WPF 界面
dotnet build dotnet/ui/BimConvert.UI/BimConvert.UI.csproj -c Release
dotnet run   --project dotnet/ui/BimConvert.UI/BimConvert.UI.csproj -c Release

# Navisworks 2020 插件（需 Navisworks Manage 2020 安装，DLL 在默认路径）
dotnet build dotnet/plugins/NavisworksExport/NavisworksExport.csproj -c Release `
    -p:NavisworksApiDir="C:\Program Files\Autodesk\Navisworks Manage 2020"
```

端到端验证会读取 `dotnet/ui/BimConvert.Verify/samples/cube.obj`，断言产出
`model.glb`（glTF）或 `tileset.json` + 至少一个 `*.b3dm`（3D Tiles）。

## 用法

```bash
# 本地查看器（无地理参考）
dotnet run --project dotnet/ui/BimConvert.Verify -- samples/cube.obj ./output tiles
dotnet run --project dotnet/ui/BimConvert.Verify -- samples/cube.obj ./output gltf
dotnet run --project dotnet/ui/BimConvert.Verify -- samples/cube.obj ./output gltf_sep

# Cesium 地球（地理参考）
#   在 WPF 界面勾选「地理参考」并填经纬度/高程，或在 Navisworks 插件调用时设置。
```

在 Cesium 中加载 3D Tiles：

```js
const tileset = await Cesium.Cesium3DTileset.fromUrl("./output/tileset.json");
viewer.scene.primitives.add(tileset);
```

## Navisworks 插件（进程内导出，WPF 界面）

见 [`dotnet/plugins/README.md`](dotnet/plugins/README.md)：Navisworks 2020 `AddInPlugin` 骨架，
在宿主进程内用官方 .NET API 把当前模型按对象提取为 `Scene(Mesh/Node)`，读取每个对象的可见颜色作为材质，
再调用本仓库的 C# 引擎转换为 **3D Tiles / GLB / glTF 分离**。

导出对话框已改为 WPF（`ExportDialog.xaml` / `ProgressDialog.xaml`），支持：
- 三种输出格式切换
- 输出目录选择
- 3D Tiles 地理参考（经纬度/高程）
- Draco 压缩开关与精度位

> 注意：Draco 与顶点量化二者只能选其一（Draco 已内置量化）。

## 压缩选项

`ConvertOptions` 默认启用顶点量化 + Draco 压缩，可通过属性调整：

```csharp
var opt = new ConvertOptions
{
    Quantize = true,              // 无 Draco 时：位置 USHORT、法线 BYTE 归一化
    Draco = true,                 // 启用 KHR_draco_mesh_compression
    DracoPositionBits = 14,       // 位置量化位（默认 14，BIM 通常足够）
    DracoNormalBits = 10,         // 法线量化位（默认 10）
    DracoCompressionLevel = 3,    // 0=不压缩, 1=快, 2=标准, 3=最优（默认）

    OutputFormat = (int)BimOutputFormat.Gltf,  // Tiles3D / Gltf / GltfSeparate

    TileEdge = 50.0,              // 3D Tiles 单瓦片目标边长（米）
    MaxDepth = 8,                 // 3D Tiles 八叉树最大深度
    RootGeometricError = 512.0,   // 3D Tiles 根瓦片 geometricError
};
```

> `Draco=true` 时会自动覆盖量化模式：Draco 解码后的 accessor 使用 `FLOAT32`，并声明
> `KHR_draco_mesh_compression` 扩展；`KHR_mesh_quantization` 不再声明。
>
> Draco 编码通过 [Openize.Drako](https://www.nuget.org/packages/Openize.Drako) 完成，
> 该库是 Google Draco 的纯 C# 移植，**不引入任何原生 DLL**。

## 已知限制 / 后续扩展

- **输入格式**：已支持 **OBJ**（引擎直接解析）与 **FBX / glTF / GLB / DAE / STL / PLY / 3DS / IFC / BLEND** 等（经内置 SharpAssimp，世界变换烘焙进顶点）。如需其它格式，在 `FbxParser.Supported` 扩展名集合中追加即可，无需改动 writer。
- **LOD 抽稀算法**：当前使用基于空间网格的顶点合并，计算快但不保留尖锐特征；如需高质量 LOD，可替换为 QEM（二次误差度量）简化。
- **坐标轴约定**：地理参考假设模型局部坐标近似 ENU（X=东, Y=北, Z=上）。glTF 等为 Y-up，必要时旋转对齐。
- **3D Tiles 1.1 / glTF 直嵌**：当前用最兼容的 `b3dm`。可后续扩展为 1.1 直接内嵌 glTF + `EXT_mesh_features`。