xBIM 格式之間轉換

     目錄

• xBIM 應用與學習 (一）

• xBIM 應用與學習 (二）

• xBIM 基本的模型操作

• xBIM 日志操作

• XBIM 3D 牆壁案例

• xBIM 格式之間轉換

• xBIM 使用Linq 來優化查詢

• xBIM IFC 輸出 Excel 報表

• xBIM IFC 層次結構

• xBIM 多個IFC文件合並

• xBIM 插入復制功能

• XBIM 基於 WexBIM 文件在 WebGL 瀏覽和加載

     STEP 簡要介紹

      STEP簡要介紹：自動化系統和集成-產品數據表示和交換。代表“產品模型數據交換標准”。可以代表計算機輔助設計（CAD）和相關信息中得3D對象。STEP 可適用於在CAD，計算機輔助制造，計算機輔助工程，產品數據管理/企業數據建模和其他系統之間交換數據。2014年12月，ISO發布了第一版新的主要應用協議AP242基於模型的3d工程，它們以向上兼容的方式組合和替換了以前的以下AP：

• AP 201，明確的繪圖。與產品相關的簡單2D繪圖幾何。沒有關聯，沒有組裝層次。
• AP 202，聯想繪圖。有關聯的2D / 3D繪圖，但沒有產品結構。
• AP 203，機械零件和組件的配置控制3D設計。
• AP 204，使用邊界表示的機械設計
• AP 214，汽車機械設計過程的核心數據

    此外AP242版本1包含擴展和重大更新

• 幾何尺寸和公差
• 運動學
• 鑲嵌

    xBIM 使用的是最新的STEP ISO 10303-21 簡稱 STEP21. 

   EXPRESS 簡要介紹     

   EXPRESS 是一個標准的數據建模語言和產品數據。一個簡單EXPRESS 數據模型如圖1所示

    

    圖 1 EXPRESS-G圖

    EXPRESS 代碼如下所示：

SCHEMA家族;

ENTITY人
   （ONEOF（男，女））的抽象超模;
     名字：STRING;
     母親：可選女性;
     父親：可選男性;
END_ENTITY;

ENTITY女性
   （人）的子類型;
END_ENTITY;

ENTITY男性
   （Person）的SUBTYPE;
END_ENTITY;

END_SCHEMA;

它包含一個超類型實體人與兩個亞型男性和女性。由於Person被聲明為ABSTRACT（抽象），因此只有（ONEOF）亞型男性或女性可以存在。每個人的事件都有一個強制性的名字屬性，並且可以選擇屬性母親和父親。對於某些實體類型的屬性，有一種固定的閱讀方式：

• 一個女人可以扮演一個人的母親的角色
• 一個男人可以扮演一個人的父親的角色    

 xBIM Tookit 實現100%的 IFC2 x 3和 IFC4模式，並且支持所有的物理表示。STEP21 實在EXPRESS定義的數據的物理表示。這是IFC的原始定義。非常適合產品建模。從這個簡單的例子可能不是太明顯。但EXPRESS比任何XSD更有意識。更容易閱讀。EXPRESS定義如下：

ENTITY IfcAppliedValue
 SUPERTYPE OF (ONEOF
    (IfcCostValue));
    Name : OPTIONAL IfcLabel;
    Description : OPTIONAL IfcText;
    AppliedValue : OPTIONAL IfcAppliedValueSelect;
    UnitBasis : OPTIONAL IfcMeasureWithUnit;
    ApplicableDate : OPTIONAL IfcDate;
    FixedUntilDate : OPTIONAL IfcDate;
    Category : OPTIONAL IfcLabel;
    Condition : OPTIONAL IfcLabel;
    ArithmeticOperator : OPTIONAL IfcArithmeticOperatorEnum;
    Components : OPTIONAL LIST [1:?] OF IfcAppliedValue;
 INVERSE
    HasExternalReference : SET [0:?] OF IfcExternalReferenceRelationship FOR RelatedResourceObjects;
END_ENTITY;

STEP表示也非常緊湊和有意識。一旦習慣了它，也很容易閱讀和導航。

ISO-10303-21;
HEADER;
FILE_DESCRIPTION ((''), '2;1');
FILE_NAME ('', '2016-10-27T13:14:43', (''), (''), 'Xbim File Processor version 3.2.0.0', 'Xbim version 3.2.0.0', '');
FILE_SCHEMA (('IFC4'));
ENDSEC;
DATA;
#1=IFCPROJECT('2t0OftVsP8UBH3rtAB$yJv',#2,'Basic Creation',$,$,$,$,(#20,#23),#8);
#2=IFCOWNERHISTORY(#5,#6,$,.ADDED.,$,$,$,0);
#3=IFCPERSON($,'Santini Aichel','Johann Blasius',$,$,$,$,$);
#4=IFCORGANIZATION($,'Independent Architecture',$,$,$);
#5=IFCPERSONANDORGANIZATION(#3,#4,$);
#7=IFCORGANIZATION($,'xBIM Team',$,$,$);
#6=IFCAPPLICATION(#7,$,'xBIM Toolkit','xBIM');
#8=IFCUNITASSIGNMENT((#9,#10,#11,#12,#13,#14,#15,#16,#17));
#9=IFCSIUNIT(*,.LENGTHUNIT.,.MILLI.,.METRE.);
#10=IFCSIUNIT(*,.AREAUNIT.,$,.SQUARE_METRE.);
#11=IFCSIUNIT(*,.VOLUMEUNIT.,$,.CUBIC_METRE.);
#12=IFCSIUNIT(*,.SOLIDANGLEUNIT.,$,.STERADIAN.);
#13=IFCSIUNIT(*,.PLANEANGLEUNIT.,$,.RADIAN.);
#14=IFCSIUNIT(*,.MASSUNIT.,$,.GRAM.);
#15=IFCSIUNIT(*,.TIMEUNIT.,$,.SECOND.);
#16=IFCSIUNIT(*,.THERMODYNAMICTEMPERATUREUNIT.,$,.DEGREE_CELSIUS.);
#17=IFCSIUNIT(*,.LUMINOUSINTENSITYUNIT.,$,.LUMEN.);
#18=IFCCARTESIANPOINT((0.,0.,0.));
#19=IFCAXIS2PLACEMENT3D(#18,$,$);
#20=IFCGEOMETRICREPRESENTATIONCONTEXT('Building Model','Model',3,1.E-05,#19,$);
#21=IFCCARTESIANPOINT((0.,0.));
#22=IFCAXIS2PLACEMENT2D(#21,$);
#23=IFCGEOMETRICREPRESENTATIONCONTEXT('Building Plan View','Plan',2,1.E-05,#22,$);
#24=IFCWALL('1YTVCro6L0$OJQL2X7wICY',#2,'The very first wall',$,$,$,$,$,$);
#27=IFCPROPERTYSINGLEVALUE('Text property',$,IFCTEXT('Any arbitrary text you like'),$);
#28=IFCPROPERTYSINGLEVALUE('Length property',$,IFCLENGTHMEASURE(56.),$);
#29=IFCPROPERTYSINGLEVALUE('Number property',$,IFCNUMERICMEASURE(789.2),$);
#30=IFCPROPERTYSINGLEVALUE('Logical property',$,IFCLOGICAL(.T.),$);
#26=IFCPROPERTYSET('2u_olyjv13oRt0GvSVSxHS',#2,'Basic set of properties',$,(#27,#28,#29,#30));
#25=IFCRELDEFINESBYPROPERTIES('3I5GuvWn95PRXcxoFGfJAL',#2,$,$,(#24),#26);
ENDSEC;
END-ISO-10303-21;

     IFC也由XSD定義，XSD從EXPRESS定義派生，其物理表示是眾所周知的XML。XSD定義不包含所有的IFC功能，如WHERE規則和INVERSE屬性，這些功能對於數據中的雙向導航非常方便。IFC4也做了一些反轉關系，並且在EXPRESS和XSD之間使用了不同的映射規則，因此任何為IFC2x3 XML編寫的工具對於IFC4都是完全沒有用的。使用xBIM為IFC2x3編寫的代碼非常容易升級到與IFC4兼容。

備注：由於XML數據的性質和簡單IFC模型的復雜性。XML 格式模型始終使用更多CPU 和內存資源。

XSD 定義如下所示:

<xs:element name="IfcAppliedValue" type="ifc:IfcAppliedValue" substitutionGroup="ifc:Entity" nillable="true"/>
 <xs:complexType name="IfcAppliedValue">
  <xs:complexContent>
   <xs:extension base="ifc:Entity">
    <xs:sequence>
     <xs:element name="AppliedValue" nillable="true" minOccurs="0">
      <xs:complexType>
       <xs:group ref="ifc:IfcAppliedValueSelect"/>
      </xs:complexType>
     </xs:element>
     <xs:element name="UnitBasis" type="ifc:IfcMeasureWithUnit" nillable="true" minOccurs="0"/>
     <xs:element name="Components" nillable="true" minOccurs="0">
      <xs:complexType>
       <xs:sequence>
        <xs:element ref="ifc:IfcAppliedValue" maxOccurs="unbounded"/>
       </xs:sequence>
       <xs:attribute ref="ifc:itemType" fixed="ifc:IfcAppliedValue"/>
       <xs:attribute ref="ifc:cType" fixed="list"/>
       <xs:attribute ref="ifc:arraySize" use="optional"/>
      </xs:complexType>
     </xs:element>
    </xs:sequence>
    <xs:attribute name="Name" type="ifc:IfcLabel" use="optional"/>
    <xs:attribute name="Description" type="ifc:IfcText" use="optional"/>
    <xs:attribute name="ApplicableDate" type="ifc:IfcDate" use="optional"/>
    <xs:attribute name="FixedUntilDate" type="ifc:IfcDate" use="optional"/>
    <xs:attribute name="Category" type="ifc:IfcLabel" use="optional"/>
    <xs:attribute name="Condition" type="ifc:IfcLabel" use="optional"/>
    <xs:attribute name="ArithmeticOperator" type="ifc:IfcArithmeticOperatorEnum" use="optional"/>
   </xs:extension>
  </xs:complexContent>
 </xs:complexType>

上面的例子看起來像IFCXML格式。但是請注意，IFC4 XML 比IFC2x3XML 要少很多。但模型的文件還是比較大。

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<ifcXML xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:ifc="http://www.buildingsmart-tech.org/ifcXML/IFC4/Add1" xsi:schemaLocation="http://www.buildingsmart-tech.org/ifcXML/IFC4/Add1 http://www.buildingsmart-tech.org/ifcXML/IFC4/Add1/IFC4_ADD1.xsd" id="uos_1" express="http://www.buildingsmart-tech.org/ifc/IFC4/Add1/IFC4_ADD1.exp" configuration="http://www.buildingsmart-tech.org/ifcXML/IFC4/Add1/IFC4_ADD1_config.xml" xmlns="http://www.buildingsmart-tech.org/ifcXML/IFC4/Add1">
  <header>
    <time_stamp>2016-10-31T09:35:30</time_stamp>
    <preprocessor_version>Xbim File Processor version 4.0.0.0</preprocessor_version>
    <originating_system>Xbim version 4.0.0.0</originating_system>
  </header>
  <IfcProject id="i1" GlobalId="1Ozgvj0H5Bd8HqZRp$$1gG" Name="Basic Creation">
    <OwnerHistory id="i2" xsi:type="IfcOwnerHistory" ChangeAction="added" CreationDate="0">
      <OwningUser id="i5" xsi:type="IfcPersonAndOrganization">
        <ThePerson id="i3" xsi:type="IfcPerson" FamilyName="Santini Aichel" GivenName="Johann Blasius" MiddleNames="" PrefixTitles="" SuffixTitles="" />
        <TheOrganization id="i4" xsi:type="IfcOrganization" Name="Independent Architecture" />
      </OwningUser>
      <OwningApplication id="i6" xsi:type="IfcApplication" Version="4.0" ApplicationFullName="xBIM Toolkit" ApplicationIdentifier="xBIM">
        <ApplicationDeveloper id="i7" xsi:type="IfcOrganization" Name="xBIM Team" />
      </OwningApplication>
    </OwnerHistory>
    <RepresentationContexts>
      <IfcGeometricRepresentationContext id="i20" pos="0" ContextIdentifier="Building Model" ContextType="Model" CoordinateSpaceDimension="3" Precision="1E-05">
        <WorldCoordinateSystem>
          <IfcAxis2Placement3D id="i19">
            <Location id="i18" xsi:type="IfcCartesianPoint" Coordinates="0 0 0" />
          </IfcAxis2Placement3D>
        </WorldCoordinateSystem>
      </IfcGeometricRepresentationContext>
      <IfcGeometricRepresentationContext id="i23" pos="1" ContextIdentifier="Building Plan View" ContextType="Plan" CoordinateSpaceDimension="2" Precision="1E-05">
        <WorldCoordinateSystem>
          <IfcAxis2Placement2D id="i22">
            <Location id="i21" xsi:type="IfcCartesianPoint" Coordinates="0 0" />
          </IfcAxis2Placement2D>
        </WorldCoordinateSystem>
      </IfcGeometricRepresentationContext>
    </RepresentationContexts>
    <UnitsInContext id="i8" xsi:type="IfcUnitAssignment">
      <Units>
        <IfcSIUnit id="i9" pos="0" UnitType="lengthunit" Prefix="milli" Name="metre" />
        <IfcSIUnit id="i10" pos="1" UnitType="areaunit" Name="square_metre" />
        <IfcSIUnit id="i11" pos="2" UnitType="volumeunit" Name="cubic_metre" />
        <IfcSIUnit id="i12" pos="3" UnitType="solidangleunit" Name="steradian" />
        <IfcSIUnit id="i13" pos="4" UnitType="planeangleunit" Name="radian" />
        <IfcSIUnit id="i14" pos="5" UnitType="massunit" Name="gram" />
        <IfcSIUnit id="i15" pos="6" UnitType="timeunit" Name="second" />
        <IfcSIUnit id="i16" pos="7" UnitType="thermodynamictemperatureunit" Name="degree_celsius" />
        <IfcSIUnit id="i17" pos="8" UnitType="luminousintensityunit" Name="lumen" />
      </Units>
    </UnitsInContext>
  </IfcProject>
  <IfcWall id="i24" GlobalId="0CYq5lt8fES8dUWMOwav6U" Name="The very first wall">
    <OwnerHistory ref="i2" xsi:type="IfcOwnerHistory" xsi:nil="true" />
    <IsDefinedBy>
      <IfcRelDefinesByProperties id="i25" pos="0" GlobalId="1Wt5lOOef8C8PngqD19enP">
        <OwnerHistory ref="i2" xsi:type="IfcOwnerHistory" xsi:nil="true" />
        <RelatingPropertyDefinition>
          <IfcPropertySet id="i26" GlobalId="0JTSUXsqP9QRLClhbnQBnS" Name="Basic set of properties">
            <OwnerHistory ref="i2" xsi:type="IfcOwnerHistory" xsi:nil="true" />
            <HasProperties>
              <IfcPropertySingleValue id="i27" pos="0" Name="Text property">
                <NominalValue>
                  <IfcText-wrapper>Any arbitrary text you like</IfcText-wrapper>
                </NominalValue>
              </IfcPropertySingleValue>
              <IfcPropertySingleValue id="i28" pos="1" Name="Length property">
                <NominalValue>
                  <IfcLengthMeasure-wrapper>56</IfcLengthMeasure-wrapper>
                </NominalValue>
              </IfcPropertySingleValue>
              <IfcPropertySingleValue id="i29" pos="2" Name="Number property">
                <NominalValue>
                  <IfcNumericMeasure-wrapper>789.2</IfcNumericMeasure-wrapper>
                </NominalValue>
              </IfcPropertySingleValue>
              <IfcPropertySingleValue id="i30" pos="3" Name="Logical property">
                <NominalValue>
                  <IfcLogical-wrapper>true</IfcLogical-wrapper>
                </NominalValue>
              </IfcPropertySingleValue>
            </HasProperties>
          </IfcPropertySet>
        </RelatingPropertyDefinition>
      </IfcRelDefinesByProperties>
    </IsDefinedBy>
  </IfcWall>
</ifcXML>

通過以上兩種格式對比，那么我的觀點就是IFC 作為STEP21存儲和處理要好得多。但xBIM 也支持XML ,在個別的情況下需要轉換為STEP21。

using System;
using Xbim.Ifc;
using Xbim.Ifc4.Interfaces;

namespace BasicExamples
{
    public class StepToXmlExample
    {
        public static void Convert()
        {
            //打開 STEP21 文件
            using (var stepModel = IfcStore.Open("SampleHouse.ifc"))
            {
                //保存為XML格式
                stepModel.SaveAs("SampleHouse.ifcxml");

                //打開XML格式
                using (var xmlModel = IfcStore.Open("SampleHouse.ifcxml"))
                {
                    //實體數量 
                    var stepCount = stepModel.Instances.Count;
                    var xmlCount = xmlModel.Instances.Count;
                    //牆壁數量 var stepWallsCount = stepModel.Instances.CountOf<IIfcWall>();
                    var xmlWallsCount = xmlModel.Instances.CountOf<IIfcWall>();

                    Console.WriteLine($"STEP21 file has {stepCount} entities. XML file has {xmlCount} entities.");
                    Console.WriteLine($"STEP21 file has {stepWallsCount} walls. XML file has {xmlWallsCount} walls.");
                }
            }

        }
    }
}