Elements 使用与开发教程
Hypar Elements（简称 Elements）是由 Hypar 公司开源的建筑信息模型（BIM）编程生成库，专为 AEC（建筑、结构、机电、施工）领域设计。它以纯 C# 代码的方式创建建筑模型——墙、梁、柱、楼板、空间、机电管道等——无需启动任何商业 BIM 软件。
本教程从源代码分析出发，全面覆盖 Elements 的类型体系、几何内核、建筑元素、布尔运算、序列化互操作、空间搜索、MEP 机电、组件化生成和 Schema 驱动开发等内容，最终通过一个综合建模项目将各章知识融会贯通。
章节列表
- 第01章：Elements 概述与快速入门 —— 了解 Elements 的定位与技术栈，搭建开发环境，创建第一个墙模型
- 第02章：核心概念——Element 与 Model —— 深入三层类型体系，理解 Representation/SolidOperation，掌握 Model 容器的增删查改
- 第03章：几何系统（上）——向量、曲线与多边形 —— 右手坐标系与精度约定，Vector3 向量运算，六种曲线类型与求交，Polygon 布尔运算
- 第04章：几何系统（下）——轮廓、变换与实体 —— Profile 带洞轮廓，型钢截面与工厂模式，Transform 变换矩阵，Mesh/BREP/Solid 半边结构
- 第05章：建筑元素——墙、梁、柱、楼板 —— Wall/Beam/Column/Floor/Panel 的核心属性和用法，创建完整房间模型
- 第06章：结构与框架——桁架、支撑与结构框架 —— Frame/Brace/StructuralFraming 的定义-实例模式，钢结构框架建模
- 第07章：空间、开洞与地形 —— Space 空间定义、Opening 开洞、Topography 地形、Mass 体量、Ceiling 天花板与 GridLine 轴网
- 第08章：CSG 布尔运算与实体操作 —— Extrude/Sweep/Lamina/ConstructedSolid 四种实体操作，IsVoid 挖空，SolidOperationUtils 组合策略
- 第09章：材质、光照与渲染 —— Material PBR 材质参数，Light 灯光体系，glTF 渲染管线，顶点属性修改钩子
- 第10章：序列化——JSON、glTF 与 IFC —— 五种序列化格式（JSON/glTF/GLB/IFC/DXF/SVG）的导入导出原理与实战
- 第11章：空间数据结构——网格、拓扑与自适应网格 —— Grid1d/Grid2d 轴网、HalfEdgeGraph2d 半边图、CellComplex 三维拓扑、AdaptiveGrid 管线寻路
- 第12章：图与空间搜索 —— Network 图算法（最短路径/环检测）、Octree 八叉树空间索引、BinaryTree 射线追踪
- 第13章：MEP 机电系统 —— Fitting 管件体系（弯头/三通/变径等）、FittingTree 管件树、流路与压力分析（Hazen-Williams）
- 第14章：组件化生成 —— ComponentDefinition 与五种放置规则（阵列/网格/折线/位置/尺寸驱动），组件嵌套与实例化
- 第15章：Schema 驱动开发——自定义元素类型 —— JSON Schema 定义自定义元素、Elements.CodeGeneration 代码生成、*.g.cs 产物解析
- 第16章：实战案例——综合建模项目 —— 从零构建两层办公楼，涵盖结构/建筑/机电/空间/材质/序列化全链路
共 16 章
适用人群
- .NET/C# 开发者：希望以编程方式生成建筑三维模型的开发者
- BIM 工程师：需要自动化生成大量建筑方案变体的专业人员
- Web 3D 开发者：需要从建筑数据生成 glTF 模型的工程师
- 开源 GIS/AEC 爱好者：探索开源建筑信息模型技术的爱好者
技术要求
- 熟悉 C# 和 .NET 基础（类、继承、接口、泛型）
- 了解三维几何基本概念（向量、点、线、面、坐标系）
- 了解建筑基本概念（墙、梁、柱、楼板等建筑构件）