Trình xem BIM Web hiệu năng cho IFC lớn

Các dự án BIM (Building Information Modeling) ngày càng trở nên phức tạp và có quy mô lớn hơn. Một file IFC hiện đại có thể chứa hàng trăm nghìn phần tử, khiến việc hiển thị trên nền tảng web gặp nhiều thách thức như thời gian tải lâu, hiệu năng thấp và các lỗi hiển thị như z-fighting.

Để giải quyết những thách thức này, chúng tôi đưa ra giả thuyết rằng thay vì tải trực tiếp các tệp IFC có dung lượng lớn, việc chia chúng thành các phần riêng biệt ở định dạng GLB từ trước sẽ cho phép hiển thị một cách hiệu quả hơn.

Để kiểm chứng giả thuyết này, chúng tôi tập trung phát triển một bản trình diễn (Proof of Concept) cho chức năng hiển thị, sử dụng dữ liệu IFC đã được chuyển đổi sang định dạng GLB từ trước.

Phiên bản demo này dùng để làm gì?

Đây là phiên bản demo cho phép người dùng xem và tương tác với các mô hình 3D đã được chuyển đổi sang định dạng GLB và tích hợp sẵn ngay trên trình duyệt web. Nền tảng được tối ưu hóa để xử lý các mô hình phức tạp mà không cần cài đặt phần mềm chuyên dụng.

Nhờ đó, việc chia sẻ và cộng tác trên các mô hình BIM trở nên dễ dàng hơn giữa các nhóm phát triển, kiến trúc sư, kỹ sư và các bên liên quan.

Demo: https://innovation-lab.vitalify.asia/en/gallery/large-bim-viewer

Thách thức của việc hiển thị các mô hình IFC lớn

Trong nhiều hệ thống BIM Viewer truyền thống, file IFC thường được xử lý trực tiếp hoặc chuyển đổi thành một mô hình 3D có kích thước lớn trước khi hiển thị.

Cách tiếp cận này thường gặp phải các vấn đề như:

• Thời gian tải ban đầu kéo dài
• Sử dụng nhiều bộ nhớ trên trình duyệt
• Giảm tốc độ khung hình khi thao tác
• Khó quản lý các nhóm đối tượng trong mô hình
• Hiện tượng z-fighting gây nhấp nháy bề mặt khi quan sát

Những vấn đề này càng trở nên rõ rệt đối với các dự án lớn như nhà máy, bệnh viện, cao ốc văn phòng hoặc các công trình hạ tầng.

Giải pháp: Chia nhỏ IFC thành nhiều tệp GLB theo từng Category

Điểm khác biệt lớn nhất nằm ở quy trình xử lý dữ liệu.

Thay vì chuyển đổi toàn bộ mô hình IFC thành một file duy nhất, hệ thống chia dữ liệu thành nhiều tệp GLB nhỏ theo từng category của BIM.

Ví dụ:

• Walls
• Columns
• Beams
• Pipes
• Ducts
• Equipment
• Furniture
• Doors & Windows

Cách tiếp cận này mang lại nhiều lợi ích:

• Giảm đáng kể kích thước của từng asset
• Tăng tốc độ tải ban đầu
• Giảm lượng bộ nhớ tiêu thụ
• Dễ dàng quản lý và hiển thị theo từng nhóm đối tượng
• Tăng khả năng mở rộng cho các dự án lớn

Người dùng có thể bắt đầu tương tác với mô hình nhanh hơn thay vì phải chờ toàn bộ dữ liệu được tải hoàn tất.

Tốc độ tải nhanh hơn đáng kể

Nhờ việc chia nhỏ dữ liệu thành các GLB theo category, bản demo này có thể hiển thị mô hình hiệu quả hơn nhiều so với phương pháp truyền thống.

Các asset được tối ưu hóa trước khi đưa lên hệ thống, giúp:

• Rút ngắn thời gian khởi tạo mô hình
• Giảm khối lượng dữ liệu cần xử lý trên trình duyệt
• Tăng tốc độ render
• Mang lại trải nghiệm mượt mà hơn cho người dùng

Điều này đặc biệt quan trọng đối với các dự án BIM có quy mô lớn và số lượng phần tử rất cao.

Quản lý Layer linh hoạt

Bản demo này cung cấp hệ thống quản lý layer trực quan giúp người dùng dễ dàng kiểm soát nội dung hiển thị.

Người dùng có thể:

• Hiển thị hoặc ẩn từng category
• Tập trung vào một hệ thống cụ thể
• Giảm độ phức tạp của mô hình
• Tăng hiệu quả kiểm tra và phân tích

Ví dụ, người dùng có thể chỉ hiển thị hệ thống đường ống, hệ thống kết cấu hoặc các thiết bị kỹ thuật để phục vụ mục đích kiểm tra chuyên biệt.

Information Panel – Truy cập dữ liệu BIM tức thì

Một trong những giá trị quan trọng nhất của BIM là dữ liệu.

Khi người dùng chọn một đối tượng trong mô hình, Information Panel sẽ hiển thị các thông tin liên quan của phần tử đó.

Thông tin có thể bao gồm:

• Tên đối tượng
• Loại đối tượng
• IFC GUID
• Thuộc tính kỹ thuật
• Metadata từ file IFC
• Các thông tin BIM liên quan

Điều này giúp người dùng tiếp cận dữ liệu BIM nhanh chóng mà không cần sử dụng các phần mềm chuyên dụng.

Điều hướng 3D mượt mà

Viewer hỗ trợ đầy đủ các thao tác điều hướng phổ biến:

• Orbit
• Pan
• Zoom

Người dùng có thể nhanh chóng di chuyển đến khu vực cần kiểm tra mà không gặp tình trạng giật lag thường thấy ở các mô hình lớn.

Hoạt động hoàn toàn trên trình duyệt

Bản demo này được xây dựng để hoạt động trực tiếp trên nền tảng web.

Người dùng chỉ cần truy cập một đường dẫn để bắt đầu làm việc với mô hình BIM.

Ưu điểm:

• Không cần cài đặt phần mềm
• Hỗ trợ đa nền tảng
• Dễ dàng chia sẻ cho khách hàng và đối tác
• Triển khai nhanh chóng trong các dự án

Điều này giúp tăng khả năng tiếp cận dữ liệu BIM cho mọi thành viên trong dự án.

Vì sao lựa chọn định dạng GLB?

GLB là một trong những định dạng 3D phổ biến nhất hiện nay cho các ứng dụng web. Định dạng này cho phép đóng gói hình học, vật liệu, kết cấu và các dữ liệu liên quan vào một tệp duy nhất, giúp quá trình truyền tải và hiển thị trên trình duyệt trở nên hiệu quả hơn.

So với các quy trình BIM truyền thống, GLB mang lại nhiều lợi ích như:

• Tốc độ tải nhanh hơn trên nền web
• Giảm độ phức tạp của dữ liệu
• Tương thích tốt với nhiều trình duyệt
• Tối ưu hiệu suất hiển thị mô hình 3D

Các ứng dụng tiềm năng

Bản demo này có thể được sử dụng trong nhiều tình huống khác nhau:

• Kiểm tra và đánh giá mô hình BIM
• Trình bày thiết kế cho khách hàng
• Phối hợp giữa các bộ môn trong dự án
• Quản lý và vận hành công trình
• Chia sẻ thông tin với các bên liên quan
• Phát triển các giải pháp Digital Twin

Định hướng phát triển

Khi BIM ngày càng được ứng dụng rộng rãi trong ngành xây dựng, các công cụ trực quan hóa trên nền web sẽ đóng vai trò quan trọng trong việc giúp dữ liệu công trình trở nên dễ tiếp cận hơn.

Bản demo này là bước tiến hướng tới một giải pháp hiển thị BIM hiện đại, nhanh hơn và dễ sử dụng hơn, giúp các mô hình 3D quy mô lớn có thể được khai thác hiệu quả ngay trên trình duyệt web.

Hãy trải nghiệm bản demo để khám phá cách công nghệ web hiện đại có thể nâng cao trải nghiệm làm việc với các mô hình BIM trong thực tế.

Quy trình sản phẩm hoàn chỉnh trong tương lai

Trong phiên bản sản phẩm hoàn chỉnh, chúng tôi hướng tới một quy trình tự động hóa được hỗ trợ bởi cơ sở dữ liệu chuyên dụng và hạ tầng backend:

Bước 1: Tải lên

Người dùng tải tệp IFC thông qua giao diện web.

Bước 2: Chuyển đổi và phân tách tự động

Một hệ thống chuyển đổi ở phía backend sẽ tự động xử lý dữ liệu IFC có dung lượng lớn, tối ưu hóa và phân tách thành nhiều tệp GLB theo từng danh mục kiến trúc.

Bước 3: Lưu trữ dữ liệu

Các tệp GLB đã được chuyển đổi và tối ưu hóa sẽ được lưu trữ và quản lý trong IndexedDB của trình duyệt. Điều này giúp giảm thời gian tải ở những lần truy cập tiếp theo. Đồng thời, do dữ liệu được lưu cục bộ trên thiết bị của người dùng thay vì được tải lên máy chủ hoặc dịch vụ đám mây, giải pháp này cũng giúp giảm những lo ngại liên quan đến việc chia sẻ hoặc lưu trữ dữ liệu trên các hệ thống bên thứ ba.

Bước 4: Kết xuất theo luồng (Streamed Rendering)

Trình duyệt web sẽ chỉ tải và hiển thị động các danh mục GLB cần thiết từ hệ thống lưu trữ, giúp tốc độ tải ban đầu cực nhanh.

Phạm vi của PoC hiện tại: Đã triển khai những gì?

Dự án này là một PoC (Proof of Concept) tập trung cụ thể vào việc xác thực Bước 4: Streamed Rendering (tối ưu hiệu năng phía trình duyệt), đây là phần logic cốt lõi có ảnh hưởng lớn nhất đến trải nghiệm người dùng.

Để tập trung hoàn toàn vào giá trị cốt lõi này, phiên bản demo hiện tại được giới hạn trong phạm vi sau:

Ngoài phạm vi (Chưa triển khai)

• Giao diện tải tệp IFC trên trình duyệt.
• Quy trình chuyển đổi tự động từ IFC sang GLB.
• Hệ thống backend và cơ sở dữ liệu chuyên dụng.

Trong phạm vi (Đã triển khai và xác thực)

• Cơ chế cốt lõi cho phép tải các tệp GLB đã được tối ưu và phân tách theo danh mục trên trình duyệt web.
• Đạt được tốc độ hiển thị cực nhanh.
• Giảm đáng kể hiện tượng Z-fighting.

Môi trường demo được cung cấp trong bài viết này cho phép bạn trực tiếp trải nghiệm những cải thiện hiệu năng ấn tượng mà cơ chế kết xuất cốt lõi này mang lại.

Kết luận

Bản demo này là minh chứng cho việc các công nghệ web hiện đại hoàn toàn có thể xử lý những mô hình BIM quy mô lớn một cách hiệu quả.

Bằng cách kết hợp:

• Chuyển đổi IFC thành nhiều GLB theo category
• Tối ưu tốc độ tải dữ liệu
• Giảm thiểu hiện tượng z-fighting
• Quản lý layer linh hoạt
• Hiển thị thông tin BIM trực quan
• Tương tác và điều hướng mượt mà

hệ thống mang lại trải nghiệm xem và kiểm tra mô hình BIM nhanh chóng, ổn định và thân thiện với người dùng.

Đây là nền tảng quan trọng cho các ứng dụng BIM Viewer, Digital Twin và các giải pháp quản lý công trình thế hệ tiếp theo.