基于智慧会展3D设计平台的创新发展与实践

期刊: 大东方 DOI: PDF下载

郑学达 苏宏障 王建俊 王翰

联通(海南)产业互联网有限公司

摘要

本文聚焦于智慧会展领域,以中远海运博鳌有限公司智慧布展系统全空间 3D 设计平台项目为依托,深入探讨了智慧会展的发展背景、技术支撑、系统架构、功能实现以及应用效益。通过对该项目的详细剖析,阐述了如何运用先进的技术手段,打造一个集高效设计、展示、管理与服务于一体的智慧会展平台,旨在为推动会展行业的数字化、智能化转型提供理论与实践参考。


关键词

智慧会展;3D 设计平台;物联网;5G 技术;云计算

正文


一、引言

随着信息技术的飞速发展,会展行业正经历着深刻的变革。传统会展模式在效率、体验、展示效果等方面逐渐暴露出诸多局限性,而智慧会展的出现为行业发展带来了新的契机。智慧会展借助物联网、云计算、大数据、虚拟现实等先进技术,实现了会展活动的数字化、智能化管理,为参展商、观众和组织者提供了更加便捷、高效、丰富的体验。中远海运博鳌有限公司智慧布展系统全空间 3D 设计平台项目,正是在这一背景下应运而生,致力于为酒店会议、招商展会等各类会展场景提供创新的解决方案。

二、智慧会展发展背景

一)传统会展的局限性

传统会展在筹备过程中,往往需要耗费大量的人力、物力和时间进行场地布置设计。从图纸规划到实际搭建,中间存在诸多沟通成本和误差,且难以直观地呈现最终效果。同时,在展会期间,参展商与观众的互动方式较为单一,信息获取和传递效率低下,无法满足现代市场对于高效、精准交流的需求。此外,传统会展的后续数据分析和评估工作也相对繁琐,难以快速为下一次展会提供有价值的参考。

二)智慧会展的兴起

随着 5G、人工智能等技术的成熟,智慧会展逐渐崭露头角。它能够实现线上线下融合,打破时间和空间的限制,为参展商提供更广泛的展示平台,为观众提供更便捷的参观体验。通过数字化技术,会展的策划、组织、展示、管理等环节得以优化,大大提高了会展活动的整体效率和质量。

三、3D 设计平台项目关键技术

一) CAD 数据集成与处理系统

1.自顶向下的参数化建模

传统自底向上的设计流程在面对复杂模型时存在缺乏宏观视角和频繁局部修改的问题。本项目提出的自顶向下的参数化建模方式,将设计工具分为前台和后台。后台工具提供完整的建模能力和丰富的模板,前台工具则根据业务逻辑提取高级设计模式,如基于部件参考建模、草图约束建模等,让初级设计师也能通过简单操作快速建模。这种前后台分离的架构既保证了设计的普适性,又提高了效率,同时实现了业务解耦。

2. 多源 CAD 智能导入

针对实际应用中模型数据来源多样的问题,本项目开发了基于深度学习的多源 CAD 智能导入技术。通过针对不同输入模态设计特征提取网络,利用自注意力机制网络预测几何构件及其约束关系,并通过云端参数化编辑器进行交互检验与修正,将多种格式的模型数据转化为平台统一的参数化模型数据,显著降低了设计师的工作成本,为后续设计提供了丰富的数据基础。

3.模型与图纸关联体系

参数化建模的特点使得模型包含丰富信息,本项目研究的模型与图纸关联体系,通过规则配置模块让用户自由定义图纸显示内容,自动标注模块利用智能算法完成尺寸标注,图纸在线浏览编辑模块实现图纸在移动端和网页端的实时传播,摆脱了对离线软件的依赖,提高了行业设计和审图效率。

4.可拓展的算量报价系统

该系统允许用户自定义工程量提取方式,依托定额自动套机制提高算量报价效率,提供 OpenAPI 对接保护企业敏感信息,实现清单与模型的同步机制,允许用户定义扣减规则和个性化报表,并可按维度定义配置项使用权限,整体控制算量报价规范,提升了实际应用效率。

二)几何造型技术

1.三维建模技术

三维建模技术是 CAD 系统的基础,本项目针对建筑领域需求,研究了创建、修改三维形体以及布尔运算等多种技术,并计划构建强大的数学库来支持,包括向量、矩阵计算,各类曲线曲面的表达和计算,以及解决曲线曲面求交、投影、面积和体积计算等问题,同时建立完善的容差体系,以满足复杂的三维建模需求。

2.力学仿真求解与拓扑优化

传统产品研发中 CAD 和 CAE 软件分离,导致研发周期长、成本高。本项目的设计仿真优化一体化流程的 CAD 软件,将功能验证阶段的部分工作前置到设计阶段。通过研究非结构的全自动网格生成算法、各类有限元单元、材料本构模型、大型非线性方程组的求解方法和优化,以及基于拓扑优化算法的创成式设计,提升了产品研发的整体迭代速度,降低了成本。

3.前后端一体化造型方案

云端 CAD 软件对几何造型算法和服务架构提出了挑战。本项目构建的前后端一体化造型方案,通过将部分操作交由后端处理,引入分布式存储、增量保存等机制优化数据读写和存储,采用 HTML5 和 WebGL 技术构建图形化操作引擎实现模型实时渲染和交互,满足了云端 CAD 软件对响应时间、数据存储和用户体验的要求。

三)大场景可视化技术

1.三维模型轻量化技术

为解决基于 Web 的图形引擎在大场景实时显示中的挑战,本项目研究的三维模型轻量化技术融合了多实例信息利用、几何信息压缩算法、LOD 渲染加速技术和参数化表达等多种技术,通过动态融合这些技术,减少网络数据传输量,提升渲染效率。

2.三维模型快速渲染与 CAD 信息实时查询

针对建筑三维模型结构复杂的问题,本项目通过重新组织模型数据结构,实现了三维模型的快速渲染和 CAD 信息实时查询。通过提取构件与图形数据、CAD 数据的关系并建立信息库,实现了对模型构件的 CAD 信息查询和快速渲染,提高了建筑各单位的工作效率。

四)云端一体化设计平台

1.在线协作与汇报展示系统

针对建筑设计涉及多部门和大量人员协作的问题,本项目建立了基于建筑空间设计的在线协作与汇报展示系统。通过在云端建立共享文件夹并设置权限,创建中心模型及其副本,实现了设计结果的实时性、唯一性和安全性,方便了人员之间的信息同步和可视化,提高了协作效率。

2.大规模定制设计智能算法

为实现大规模定制设计,本项目研究融合了专家规则、优化算法、推荐系统和机器学习的智能设计算法。通过设计统一编程语言,实现不同算法之间的信息传递,并研究在规则体系上运行其他算法的框架,提升了设计效率和输出结果的多样性、可解释性与稳定性。

3.设计到施工数据与生产对接体系

考虑到装配式建筑的发展趋势,本项目研究了基于装配式设计的设计到施工数据与生产对接体系。利用参数化体系和 CAD 识别技术,实现了场地布置评估、模板设计与用量分析、施工过程动态模拟以及装配式构件的拆分和设计,同时支持用户建立装配式构件库,适配多种设计标准。

4.用户主导的开放平台

该平台打通了 “快速设计 - 图纸 - 算量报价 - 采购” 全链路,商家可以将预制方案放到平台上,施工单位可自由选择采购,实现了建筑设计和生产施工的紧密联系,减少了中间环节,提高了协作效率。

四、智慧布展系统架构与功能

一)系统总体架构

智慧布展系统以物联网、云计算等技术为基础,构建了包括数据采集、通信、处理、存储和展示的完整架构。通过通信后台服务实现船载监控定位等数据接入和协议转换,与渔监局和执法支队现有系统对接获取基础数据,数据中心对各类数据进行采集、管理、计算、存储和共享,为系统的运行提供了有力的数据支持。

二)业务模块设计

1.智慧布展系统模板库

根据线下真实会场环境,对各类会场进行硬装虚拟建模还原,采集多种可移动陈列并进行建模和云资源部署,用户可直接查看、调用和个性化调整模板库中的方案,提高了布展设计的效率。

2.3D空间智慧布展工具

该工具支持数字展厅全场景编辑和虚拟搭建,包括户型、硬装、定制等多种工具。户型工具支持多种创建方式和 2D 与 3D 视图切换;硬装工具提供了丰富的造型和材质编辑功能;定制工具支持门窗等定制和素材上传;同时工具还支持多种渲染能力,如灯光模板、自由打光、渲染视频漫游等,满足了不同用户的设计需求。

3.智慧布展系统交互编辑器

该编辑器支持对渲染好的展厅漫游空间进行多种交互编辑,包括全景图导入、展厅方案及应用编辑、展品替换、多种热点设置、语音讲解、自动导览等功能,为用户提供了丰富的交互体验,增强了展厅的吸引力和信息传递效果。

4.智慧布展系统管理后台

管理后台支持基础组织账号管理、展品管理和方案管理。账号管理可进行分层级、分区域的配置和权限分配;展品管理支持 2D 和 3D 展品的上传、查看和编辑;方案管理可集中管理各账号的布展设计方案,方便了系统的管理和运营。

5.智慧布展系统接口服务

系统通过 Open API 接口提供工具嵌套、单点登录、方案查询和管理、渲染图查询和管理等多种接口服务,实现了与其他业务系统的集成和数据交互,拓展了系统的应用范围。

五、智慧会展应用案例分析

一)案例介绍

以大型招商展会为例,该展会应用了中远海运博鳌有限公司的智慧布展系统。参展商通过 3D 空间智慧布展工具,快速搭建出个性化的展示空间,利用模板库中的资源和自定义设计,展示了企业的产品和特色。观众通过线上平台,即可提前浏览展会布局和各展位的 3D 展示效果,制定参观路线。展会期间,观众在现场通过手机端与展位进行互动,获取展品详细信息,参与虚拟展示和互动活动。

二)应用效果

通过智慧布展系统的应用,该展会的筹备时间缩短了 30%,同时,展会组织者通过数据统计和分析,了解了观众的兴趣点和行为习惯,为后续展会的策划和改进提供了有力依据。

六、智慧会展的效益分析

一)经济效益

智慧会展系统的应用降低了会展筹备和运营成本,提高了资源利用效率。通过精准的数据分析,能够更好地满足参展商和观众的需求,提升展会的吸引力和商业价值。同时,线上线下融合的模式拓展了展会的影响力和市场覆盖范围,为会展企业带来了更多的商业机会和收益。

二)社会效益

智慧会展促进了信息的高效传播和交流,推动了行业的创新发展。它为企业提供了更公平的展示平台,有助于促进产业升级和经济结构调整。此外,智慧会展还能减少传统会展带来的资源浪费和环境污染,具有良好的社会和环境效益。

七、结论与展望

一)研究结论

本文通过对中远海运博鳌有限公司智慧布展系统全空间 3D 设计平台项目的研究,深入阐述了智慧会展的技术支撑、系统架构和功能实现。该项目利用先进的技术手段,成功解决了传统会展存在的诸多问题,为会展行业的数字化、智能化转型提供了可行的解决方案,并在实际应用中取得了显著的经济效益和社会效益。

二)未来展望

随着技术的不断发展,未来智慧会展将朝着更加智能化、个性化、沉浸式的方向发展。人工智能技术将进一步优化会展的策划和组织,为参展商和观众提供更加精准的服务;虚拟现实和增强现实技术将打造更加逼真、互动性强的展示体验;区块链技术将保障数据的安全和可信。同时,智慧会展将与其他行业深度融合,创造出更多的应用场景和商业价值,为全球经济的发展和文化的交流做出更大的贡献。

总之,智慧会展作为会展行业发展的必然趋势,具有广阔的发展前景和巨大的潜力,值得行业从业者和相关研究人员持续关注和深入探索。

 

 

参考文献:

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