IFC文件几何模型

 简单IFC文件的基本结构包括：

（1）项目的基本内容，主要由IfcProject提供。

• IfcOwnerHistory: 创建的人员，应用程序及创建时间等。
• IfcGeometricRepresentationContext:类型，维度，坐标系统，精度等。 
• IfcUnitAssignment: 度量单位。

（2）项目的基本空间结构，主要由IfcBuilding提供

• IfcLocalPlacement: 描述构件的相对空间位置。
• IfcRelAggregates: 描述空间隶属关系。

（3）几何表示，主要有IfcBuildingElement提供。

• IfcLocalPlacement: 描述构件的相对空间位置。

• IfcProductDefinitionShape: 在局部坐标系中定义几何形状

 下图是长1度m，宽度1m，高度2m的长方体，物体所在的局部坐标系位于建筑物坐标系的（10，0，0）处。可以用不同的3D几何模型表示相同的物体，IFC示例文件介绍了扫描实体模型，曲面模型，边界表示模型，构造实体几何模型和细分曲面模型。

图E1 块的基本形状

E2.1.构造实体几何(CSG primitive)

    用构造实体几何模型表示三维形体。构造实体建模法（CSG）是指一个物体被表示为一系列简单的基本物体（如立方体、圆柱体、圆锥体等）的布尔操作的结果。

    CSG的优点是：方法简洁，生成速度快，数据结构比较简单，数据量较小，修改比较容易。

    CSG缺点是：信息简单，不记录边界、顶点的信息等。受基本体素的种类和对体素操作的种类的限制，表示形体的覆盖域有较大的局限性，而且对形体的局部操作（例如，倒角等等）不易实现。显示CSG表示的结果形体时需要的间也比较长。

图 E2 CSG图元表示

2.1.1 IFC文件定义

2.1.2 IFC文件分析

    #1000-#1021代表语句的实例 ，在IFC 文件之中， 每一条语句被分配一个实例 ， 以便被其他实例引用。

    $ 符 代替语句中次要信息，但同样是该语句中需要被赋值的属性。

    #1001是ObjectPlacement 属性值，IFCLOCALPLACEMENT (#511,#1002) 表示了该长方体的几何坐标，这里几何坐标引用了#511父坐标体系，是一种相对坐标体系的表达方法。

    #1020是Ｒepresentation 的属性值，表示该长方体采用CSG(构造实体几何法) 形成，基本几何体在#1021中。

    #1021表示(-500.,-500.,0.)位置处长宽高分别为1000.,1000.,2000的长方体。

    #10000表达了空间隶属关系，将该长方体与#500定义的建筑物关联起来。

E.2.2 扫描表示(Extruded solid)

 扫描表示又称拉伸体表示，在工作平面上绘制的二维轮廓，然后沿着一定方向拉伸该轮廓形成三维物体。

 扫描表示的优点：表示简单直观，适合做图形输入手段。

 扫描表示的缺点：做几何变换困难，且不能直接获取形体的边界信息，表示形体的覆盖域非常有限

图 E3 拉伸体表示

2.2.1 IFC文件定义

2.2.2 IFC文件分析

  #1020是Ｒepresentation 的属性值，表示该长方体采用 SweptSolid 实体拉伸方法，其拉伸的参数在实例#1021中。

  #1021表示底面沿直线拉伸，#1022表示1m*1m矩形，#1034表示沿Z轴拉伸2m。

E.2.3 面模型(Surface model)

    三维形体是通过一系列的二维面连接形成。

图 E4 基于面的模型表示

2.3.1 IFC文件定义

2.3.2 IFC文件分析

    #1020是Ｒepresentation 的属性值，表示该长方体采用基于面的模型 表示方法(SurfaceModel),面模型定义在#1021中。

    #1022 表示模型由6个面构成，分别为：#1110, #1120, #1130, #1140, #1150, #1160。

    #1110表示面的外边界由通过四个点的多边形组成。

    #1201-#1205表示空间内的6个点。

E.2.4 边界表示(Brep model)

 BREP的一个物体被表示为许多曲面（例如面片，三角形，样条）连接起来形成封闭的空间区域。

 边界表示的优点：有较多的关于面、边、点及其相互关系的信息。 有利于生成和绘制线框图、投影图，易于同二维绘图软件及曲面建模软件相关联。

 边界表示的缺点：由于它的核心信息是面，无法提供关于实体生成过程的信息。描述物体所需信息量较多，边界表达法的表达形式不唯一。

图 E5 B-Rep模型表示

2.4.1 IFC文件定义

2.4.2 IFC文件分析

    #1020是Ｒepresentation 的属性值，表示该长方体采用边界表示(Brep),边界定义在#1021中。

    #1022 表示的壳(shell)由6个面及它们的边界构成，分别为：#1110, #1120, #1130, #1140, #1150, #1160。

    #1110表示面的外边界由通过四个点的多边形组成。

    #1201-#1205表示空间内的6个点。

E.2.5 曲面细分(Tessellation)

    三维模型由三角 格组合而成。

2.5.1 IFC文件定义

2.5.2 IFC文件分析

 #1020是Ｒepresentation 的属性值，表示该长方体采用‘Tessellation’, 定义在#1021中。

 #1021表示构成模型的三角形 格的集合，每个三角 格由三个坐标点形成的线段构成，坐标点通过索引#1022。

 #1022表示点的有序集合。