Web端高效BIM 3D可视化引擎HOOPS Communicator技术解析！

HOOPS Communicator是一款简单而强大的工业级高性能3D Web可视化开发包，专注于Web端工程图形渲染。采用了先进的流式加载方式，并支持服务端和客户端渲染，是可以在云端进行部署和无缝集成的新技术平台。

灵活且易于部署，可在以工程为重点的功能和通用图形系统之间取得完美平衡。简单的服务器端搭建和CAD数据转换组件简化了将可视化功能集成到任何Web应用程序中的过程，助您比竞争对手更加快速地发布高端应用，缩短产品上市时间。

一、HOOPS Communicator是什么

HOOPS Communicator是一款SDK，也是用于在Web浏览器中开发3D工程的应用程序，其特点包括：

完全访问工程数据
易用性
快速发展
高性能可视化
快速模型流
灵活的使用和部署

它的核心组件是HOOPS Web Viewer，一个强大而灵活的JavaScript库，专为工程数据构建，基于专为高性能可视化设计的图形内核。Web Viewer支持各种丰富的工程数据，包括：

Product Structure
PMI
CAD
Filters & Layers
2D Drawings
Point Clouds
Configurations
Physical Properties

它还支持对CAD数据进行复杂的操作，包括精确测量，并提供一整套2D和3D标记功能。HOOPS Web Viewer包括一个功能齐全的"开箱即用"的设计评审应用程序，具有一组丰富的预构建Operator和UI组件，可以轻松扩展和自定义。

▶ Stream Cache

HOOPS Communicator基于自己的专有文件格式—Stream Cache（SC）。SC格式针对流传输和模型聚合进行了优化，并处理了三角面片和图形基元以外的工程数据，旨在用于快速模型流和客户端/服务器交互。这是一种高度压缩的格式，源自PRC文件标准，并支持CAD模型中包含的全部几何图形和产品结构信息。
通常，Stream Cache模型是转换工具HOOPS Exchange进行CAD转换的结果，但是您也可以自行编写自己的Stream Cache模型。

二、流式加载与文件加载

您的 Web 应用程序可以通过两种不同的方式访问 SC 数据：

流式加载

为了获得最佳性能和响应能力，HOOPS Communicator 提供了一个名为HOOPS Stream Cache Server的服务器端组件，通过WebSocket连接到浏览器中运行的 HOOPS Web Viewer组件，促进快速、精细和智能的流式处理。此组件还支持服务器端渲染，其中所有渲染都在服务器上执行，并且仅向客户端发送图像。我们建议使用HOOPS Stream Cache Server获得最佳加载性能。

文件加载

SC文件也可以由 Web Viewer组件通过 HTTP 请求直接读取。在这种情况下，使用名为 SCS 的SC文件的变体。

三、HOOPS Communicator技术概览

▶ SC格式变体

根据使用情况，Stream Cache模型可以采用不同的形式：它可以是磁盘上的一个文件或多个文件，也可以只是从服务器传输的内存缓冲区。 HOOPS Web Viewer支持的SC格式变体如下所述。

1、SC目录

默认情况下，转换工具会生成一个目录，其中包含服务器可直接访问的SC模型的所有相关部分。该目录还包含对模型编辑和序列化工作流有用的数据，尽管HOOPS Web Viewer当前不完全支持序列化工作流。如果将多个文件关联到模型对于服务器后端而言不是问题，并且您不希望因解压缩步骤而导致性能下降，则应该选择此格式：

SC目录的内容仅供"内部"使用，应视为单个单元。但是，如果您对编辑工作流不感兴趣，可以删除_meshes.sci 文件，该文件包含模型的未压缩网格数据。要简单地以目录形式生成SC模型，只需在Converter中使用--output_sc命令行选项。

2、SCZ

SCZ文件是上述SC目录的单个文件版本。如果要在后端的转换（或创作）CAD 模型和SC模型之间保持一对一的关系，这是一种有用的格式。它有两种不同的风格：

压缩 SCZ

默认情况下，SCZ文件是在创作/转换阶段将上述的SC目录的内容压缩到单个文件中。在可以访问压缩的SCZ之前，服务器必须将文件解压缩到临时目录中。对于非常大的模型，这可能需要一点时间。
若要生成 SCZ 文件，请使用--sc_create_scz命令行选项与--output_sc选项结合使用。

未压缩的 SCZ

未压缩的SCZ将SC目录中与查看相关的所有文件存储在服务器可以随机访问的文件中，而无需先解压缩。这意味着服务器可以直接访问和使用此文件，并且不需要临时目录。缺点是文件通常大于压缩的SCZ。

重要的是要注意，尽管有其名称，但未压缩的SCZ文件仍在内部进行压缩，尤其是在网格数据方面。通常，压缩和未压缩的SCZ文件之间的大小差异不会很大。

若要生成未压缩的SCZ，请使用--sc_create_scz命令行选项与--output_sc选项以及--sc_compress_scz false。

3、SCS

虽然Stream Cache格式的所有上述衍生都支持服务器端流式渲染，但SCS文件是专门设计为由HOOPS Web Viewer在没有服务器连接的情况下在浏览器中直接读取。它们不能由服务器读取，并且用于查看不存在服务器的方案。

当我们首次设计 HOOPS Communicator时，快速访问模型是关键设计目标之一，但我们很快意识到，设置服务器基础结构来管理许多同时进行流式处理会话可能具有挑战性。为了帮助简化HOOPS Web Viewer的部署，我们引入了SCS格式。除了降低服务器复杂性之外，SCS 文件通常也会缓存在浏览器中，因此，如果SCS文件已在本地缓存，则使用此方法查看模型实际上比通过服务器流式传输模型更快。

缺点是SCS文件必须完全下载到HOOPS Web Viewer，然后才能查看。它组织的方式，一旦它被下载，将具有与HOOPS Server服务的常规SC模型类似的流式传输行为。但是，与基于服务器的流式处理相反，SCS文件中的所有数据都将完全解析并添加到 HOOPS Web Viewer数据库中，因此加载SCS文件时没有与摄像机相关的流。

若要生成 SCS 文件，请使用--output_scs命令行选项。

无法将从服务器流式传输的SC模型（作为目录或两个SCZ衍生）与 SCS 文件加载混合，因此无法将 SCS 文件添加到具有服务器连接的查看会话中，反之亦然。HOOPS Web Viewer要么处于基于服务器的流模式，要么未连接到服务器。初始化后无法切换模式。

▶ 模型加载

在模型加载方面，HOOPS Web Viewer组件非常灵活，支持各种带服务器或没有服务器的流式处理和加载模式。

1、启动时加载 SC 模型

如果您的模型是基于目录的 SC 模型或压缩或未压缩的 SCZ 文件，则意味着它需要通过来自服务器的 Websocket 连接加载它。在这种情况下，除了模型名称（必须位于服务器有权访问的目录中）之外，您必须指定 HOOPS Stream Cache Server 实例的endpoint URI：

SCS

对于 SCS 文件，您通常会在 SCS 文件位于的 Web Server上提供相对路径。只要任何标准 Web Server能够提供文件并有权访问指定目录中的 SCS 文件，即可就足以满足它。

在幕后，HOOPS Web Viewer组件正在执行标准的HTTP请求以获取请求的scs文件。如果您喜欢自己处理请求和加载SCS文件，则还可以将内存缓冲区传递给WebViewer构造函数。在这种情况下，无需指定endpointuri：

如上所述，SCS加载（不带HOOPS Server）和通过与HOOPS Server的连接加载SC文件不能混用。您处于哪种模式取决于Communicator的初始化方式。如果您从一个空的场景开始，这也适用。

2、在不加载模型的情况下启动 HOOPS Web Viewer组件

服务器连接

要在不加载模型的情况下将HOOPS Web Viewer组件连接到HOOPS服务器，必须提供“_empty”作为模型名称。有Communicator.EmptyModelName的信息，可以在这里找到：

无服务器连接

若要在没有服务器连接且不加载初始模型的情况下启动 HOOPS Web Viewer组件，必须设置empty参数：

切换模型

如果要从一种模型切换到另一种模型，并且处于流模式，则可以简单地调用model.switchToModel()并使用要加载的新模式的名称。这将完全删除当前模型及其关联的资源，并重置查看器及其UI，但不会使HOOPS Web Viewer组件渲染到的画布无效。该功能当前仅适用于通过HOOPS Server加载的SC模型。如果您未连接到服务器，并且想要切换到其他scs文件，则可以使用以下替代方法：