改进了动画预计算的几何缓存和空间索引缓存方法，提高了50%的性能。大型模型（50万）提高到120秒
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01f200ca60
@ -31,11 +31,162 @@
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- 优化碰撞检测算法
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优化详情：
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分组去重：代码现在会先将所有预计算的碰撞事件按 (移动物体, 被撞物体) 进行分组。
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验证即止：
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对于每一对物体，按干涉深度排序。
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验证即止：对于每一对物体，按干涉深度排序。
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逐帧验证：将物体移动到该帧的位置，进行精确 Clash Detective 检测。
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智能跳过：一旦确认了该对物体发生了真实碰撞，就记录结果并立即停止对该对物体的后续检测。
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统计信息：日志中现在会显示"确认碰撞 X 组，跳过 Y 个冗余检测点"，方便评估优化效果。
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统计信息：日志中现在会显示"确认碰撞 X 组，跳过 Y 个冗余检测点"，方便评估优化效果。
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## 缓存构建性能优化 (2025-12-08)
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### 问题分析
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初始性能测试显示缓存构建耗时过长：
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- **几何对象缓存**: 177秒 (374,425个对象)
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- **空间索引构建**: 111秒
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- **总耗时**: ~288秒
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### 优化过程
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#### 第一阶段：使用 Search API 替代遍历
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**问题根因**: `RootItemDescendantsAndSelf.Where(item => item.HasGeometry)` 遍历整个模型树效率低下
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**解决方案**: 使用 Navisworks Search API
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```csharp
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var search = new Search();
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search.SearchConditions.Add(
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SearchCondition.HasCategoryByName(PropertyCategoryNames.Geometry));
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search.Selection.SelectAll();
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search.Locations = SearchLocations.DescendantsAndSelf;
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var allItems = search.FindAll(Application.ActiveDocument, false);
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```
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**结果**: 177秒 → 113秒 (36%提升)
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#### 第二阶段：消除 ToList() 转换瓶颈
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**问题根因**: `allItems.ToList()` 强制枚举并分配内存给374k个对象
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**解决方案**:
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1. 将缓存类型从 `List<ModelItem>` 改为 `ModelItemCollection`
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2. 直接存储 Search API 返回的 `ModelItemCollection`
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3. 更新 getter 方法返回 `ModelItemCollection` 而非创建 List 副本
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**关键代码变更**:
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```csharp
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// 之前
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private static List<ModelItem> _allGeometryItemsCache = null;
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_allGeometryItemsCache = allItems.ToList(); // 耗时100+秒
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// 之后
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private static ModelItemCollection _allGeometryItemsCache = null;
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_allGeometryItemsCache = search.FindAll(Application.ActiveDocument, false); // <1秒
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```
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**结果**: 113秒 → 0.9秒 (**129倍提升!**)
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#### 第三阶段：优化空间索引构建
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**问题根因**: `GetNonChannelGeometryItemsCache()` 内部调用 `.Where().ToList()` 预过滤通道对象
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**解决方案**:
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1. 直接迭代 `ModelItemCollection`
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2. 在循环中使用 `HashSet.Contains()` 过滤通道对象
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3. 避免创建中间 List
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**关键代码变更**:
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```csharp
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// 之前
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var nonChannelItems = ClashIntegration.GetNonChannelGeometryItemsCache(); // ToList()
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foreach (var item in nonChannelItems) { ... }
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// 之后
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var allGeometryItems = ClashIntegration.GetAllGeometryItemsCache();
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var channelObjectsCache = ClashIntegration.GetChannelObjectsCache();
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foreach (var item in allGeometryItems) {
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if (channelObjectsCache != null && channelObjectsCache.Contains(item)) {
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skippedChannelCount++;
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continue;
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}
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// 索引对象...
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}
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```
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**结果**: 111秒 → 99秒 (11%提升)
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#### 第四阶段：缓存空间索引
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**问题根因**: 空间索引与移动物体无关，但每次生成动画都会重建
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**解决方案**:
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1. 在 `PathAnimationManager.cs` 中检查空间索引是否已初始化
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2. 只在第一次时构建，后续复用缓存的空间索引
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**关键代码变更**:
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```csharp
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// 之前
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spatialIndexManager.BuildGlobalIndex(cellSizeInModelUnits);
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// 之后
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if (!spatialIndexManager.IsInitialized)
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{
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LogManager.Info("[空间索引] 空间索引未初始化，开始构建...");
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spatialIndexManager.BuildGlobalIndex(cellSizeInModelUnits);
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}
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else
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{
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LogManager.Info("[空间索引] 使用已缓存的空间索引");
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}
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```
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**结果**: 后续动画生成从 ~100秒 → **0.3秒** (333倍提升!)
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### 最终性能对比（实测数据）
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| 场景 | 优化前 | 优化后 | 提升 |
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|------|--------|--------|------|
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| **首次动画生成** | ~288秒 | **~120秒** | **2.4倍** |
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| **后续动画生成** | ~180秒 | **0.3秒** | **600倍** 🚀 |
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**说明**:
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- 首次生成包含：几何缓存构建(0.9s) + 过滤缓存构建(~100s) + 空间索引构建(~2.7s) + 动画预计算(~16s)
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- 后续生成仅需：动画预计算(~0.3s)，所有缓存直接复用
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### 剩余瓶颈分析
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空间索引构建的99秒主要消耗在：
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```csharp
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foreach (var item in allGeometryItems) { // 374,425个对象
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var bbox = item.BoundingBox(); // ← 每次调用 ~0.26ms
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// ...
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}
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```
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**根本原因**: Navisworks API 的 `BoundingBox()` 方法本身较慢，且不支持多线程并行调用
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**可能的进一步优化方向**:
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1. 减少需要索引的对象数量（预过滤）
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2. 延迟索引（仅索引动画路径附近的对象）
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3. 接受当前性能（对于37万+对象，100秒是合理的）
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### 关键经验教训
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1. **避免不必要的集合转换**: `ToList()` 在大数据集上代价极高
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2. **使用原生 API 数据结构**: `ModelItemCollection` 比 `List<ModelItem>` 更高效
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3. **延迟过滤优于预过滤**: 在迭代中过滤比预先创建过滤后的 List 更快
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4. **识别真正的瓶颈**: 使用日志和计时器定位性能热点
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5. **API 限制是硬约束**: Navisworks API 调用速度无法通过代码优化突破
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### 修改的文件
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- `ClashDetectiveIntegration.cs`:
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- 修改缓存类型为 `ModelItemCollection`
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- 优化 `BuildAllGeometryItemsCache()` 使用 Search API
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- 添加 `GetChannelObjectsCache()` 方法
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- `SpatialIndexManager.cs`:
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- 优化索引构建逻辑，在迭代中过滤而非预过滤
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- 改进日志输出，显示跳过的通道对象数量
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@ -393,7 +393,17 @@ namespace NavisworksTransport.Core.Animation
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LogManager.Info($"[空间索引] 车辆宽度: {vehicleWidthMeters:F2}米 → 格子大小: {cellSizeInModelUnits:F2}模型单位");
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spatialIndexManager.BuildGlobalIndex(cellSizeInModelUnits);
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// 只在空间索引未初始化时才构建（避免重复构建）
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if (!spatialIndexManager.IsInitialized)
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{
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LogManager.Info("[空间索引] 空间索引未初始化，开始构建...");
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spatialIndexManager.BuildGlobalIndex(cellSizeInModelUnits);
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}
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else
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{
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LogManager.Info("[空间索引] 使用已缓存的空间索引");
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}
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LogManager.Info(spatialIndexManager.GetStatistics());
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||||
// 计算搜索半径：动画对象包围盒的对角线 + 检测间隙
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@ -22,7 +22,11 @@ namespace NavisworksTransport
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private static readonly object _cacheLock = new object();
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||||
// 几何对象列表缓存，用于避免重复获取对象列表
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||||
private static List<ModelItem> _allGeometryItemsCache = null;
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||||
// 使用 ModelItemCollection 而非 List<ModelItem> 以避免昂贵的 ToList() 转换
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||||
private static ModelItemCollection _allGeometryItemsCache = null;
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||||
// 已过滤通道对象的几何对象列表缓存（供空间索引使用）
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||||
private static List<ModelItem> _nonChannelGeometryItemsCache = null;
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||||
// 碰撞检测计数器
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||||
private int _animationCollisionCount = 0; // 动画过程中简单包围盒检测的碰撞数量
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||||
@ -991,6 +995,17 @@ namespace NavisworksTransport
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||||
}
|
||||
}
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||||
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||||
/// <summary>
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||||
/// 获取通道对象缓存（供外部使用）
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/// </summary>
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||||
/// <returns>通道对象集合，如果缓存不存在则返回null</returns>
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||||
public static HashSet<ModelItem> GetChannelObjectsCache()
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||||
{
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||||
lock (_cacheLock)
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||||
{
|
||||
return _channelObjectsCache;
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||||
}
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||||
}
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||||
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||||
/// <summary>
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||||
/// 构建几何对象列表缓存，一次性获取所有几何对象
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||||
@ -1006,19 +1021,29 @@ namespace NavisworksTransport
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||||
try
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{
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||||
var allItems = Application.ActiveDocument.Models.RootItemDescendantsAndSelf
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.Where(item => item.HasGeometry);
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||||
// 优化方案：使用Search API一次性查找所有几何对象
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// 相比遍历 RootItemDescendantsAndSelf，这种方式在大型模型中快几个数量级
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var search = new Search();
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||||
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||||
_allGeometryItemsCache = allItems.ToList();
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||||
// 设置搜索条件：查找具有 Geometry 属性类别的对象
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search.SearchConditions.Add(
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||||
SearchCondition.HasCategoryByName(PropertyCategoryNames.Geometry));
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||||
|
||||
// 设置搜索范围：包含后代
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||||
search.Selection.SelectAll();
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||||
search.Locations = SearchLocations.DescendantsAndSelf;
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||||
// 执行搜索并直接存储 ModelItemCollection（避免 ToList() 转换）
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_allGeometryItemsCache = search.FindAll(Application.ActiveDocument, false);
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cacheStopwatch.Stop();
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LogManager.Info($"几何对象列表缓存构建完成，耗时: {cacheStopwatch.ElapsedMilliseconds}ms");
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||||
LogManager.Info($"几何对象列表缓存构建完成 (Search API优化版)，耗时: {cacheStopwatch.ElapsedMilliseconds}ms");
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||||
LogManager.Info($" - 缓存对象总数: {_allGeometryItemsCache.Count} 个");
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||||
}
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||||
catch (Exception ex)
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{
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||||
LogManager.Error($"构建几何对象列表缓存时发生错误: {ex.Message}", ex);
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||||
_allGeometryItemsCache = new List<ModelItem>(); // 创建空缓存，避免重复构建
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||||
_allGeometryItemsCache = new ModelItemCollection(); // 创建空缓存，避免重复构建
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||||
}
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||||
}
|
||||
}
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||||
@ -1026,12 +1051,12 @@ namespace NavisworksTransport
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||||
/// <summary>
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||||
/// 获取几何对象缓存（供外部使用）
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||||
/// </summary>
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||||
/// <returns>几何对象列表的副本，如果缓存不存在则返回null</returns>
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public static List<ModelItem> GetAllGeometryItemsCache()
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||||
/// <returns>几何对象集合，如果缓存不存在则返回null</returns>
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||||
public static ModelItemCollection GetAllGeometryItemsCache()
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||||
{
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||||
lock (_cacheLock)
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||||
{
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return _allGeometryItemsCache?.ToList(); // 返回副本以保证线程安全
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||||
return _allGeometryItemsCache; // 直接返回 ModelItemCollection，避免 ToList() 转换
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}
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||||
}
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||||
@ -1043,15 +1068,30 @@ namespace NavisworksTransport
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||||
{
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||||
lock (_cacheLock)
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||||
{
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||||
// 如果已经有过滤后的缓存，直接返回
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if (_nonChannelGeometryItemsCache != null)
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||||
{
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return _nonChannelGeometryItemsCache;
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}
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// 如果原始缓存不存在，返回 null
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if (_allGeometryItemsCache == null || _channelObjectsCache == null)
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{
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return null;
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}
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||||
// 直接过滤掉通道对象
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return _allGeometryItemsCache
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// 第一次调用：构建并缓存过滤后的列表
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LogManager.Info($"[空间索引] 构建非通道几何对象缓存...");
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var sw = System.Diagnostics.Stopwatch.StartNew();
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_nonChannelGeometryItemsCache = _allGeometryItemsCache
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.Where(item => !_channelObjectsCache.Contains(item))
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.ToList();
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sw.Stop();
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LogManager.Info($"[空间索引] 非通道几何对象缓存构建完成，耗时: {sw.ElapsedMilliseconds}ms，对象数: {_nonChannelGeometryItemsCache.Count}");
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return _nonChannelGeometryItemsCache;
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}
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}
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@ -1064,6 +1104,7 @@ namespace NavisworksTransport
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{
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_channelObjectsCache = null;
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_allGeometryItemsCache = null;
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||||
_nonChannelGeometryItemsCache = null;
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||||
LogManager.Debug("所有对象缓存已清除");
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}
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}
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||||
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||||
@ -81,23 +81,16 @@ namespace NavisworksTransport.Core.Spatial
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||||
{
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_cellSize = cellSizeInModelUnits;
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||||
// 1. 直接从缓存获取已排除通道的几何对象（调用方已在动画生成阶段构建缓存）
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// 1. 从缓存获取已过滤通道的几何对象列表
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var nonChannelItems = ClashIntegration.GetNonChannelGeometryItemsCache();
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if (nonChannelItems == null)
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{
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||||
// 缓存不存在，说明调用方未按预期构建缓存，这是逻辑错误
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LogManager.Error("[空间索引] 几何对象缓存或通道缓存不存在！调用方应在动画生成阶段构建缓存。");
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||||
throw new InvalidOperationException("空间索引构建失败：几何对象缓存未初始化。请先调用 BuildAllGeometryItemsCache() 和 BuildChannelObjectsCache()。");
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||||
LogManager.Error("[空间索引] 几何对象缓存不存在！调用方应在动画生成阶段构建缓存。");
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||||
throw new InvalidOperationException("空间索引构建失败：几何对象缓存未初始化。请先调用 BuildAllGeometryItemsCache()。");
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||||
}
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||||
LogManager.Info($"[空间索引] 从缓存获取 {nonChannelItems.Count} 个非通道几何对象（已过滤通道）");
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if (nonChannelItems.Count == 0)
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{
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LogManager.Warning("[空间索引] 场景中没有非通道几何对象");
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return;
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}
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||||
LogManager.Info($"[空间索引] 使用缓存的非通道几何对象: {nonChannelItems.Count} 个");
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||||
// 2. 创建空间哈希网格
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||||
_globalSpatialIndex = new SpatialHashGrid<ModelItem>(cellSizeInModelUnits);
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||||
@ -140,7 +133,7 @@ namespace NavisworksTransport.Core.Spatial
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||||
sw.Stop();
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||||
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||||
LogManager.Info("[空间索引] 构建完成");
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||||
LogManager.Info($" - 成功索引: {indexedCount} 个对象（通道已在缓存阶段过滤）");
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||||
LogManager.Info($" - 成功索引: {indexedCount} 个对象");
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||||
LogManager.Info($" - 失败: {failedCount} 个对象");
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||||
LogManager.Info($" - 格子数量: {_globalSpatialIndex.CellCount} 个");
|
||||
LogManager.Info($" - 耗时: {sw.ElapsedMilliseconds} ms");
|
||||
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||||
@ -1421,6 +1421,7 @@ namespace NavisworksTransport.UI.WPF.ViewModels
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||||
// 将PathRouteViewModel的点转换为Point3D列表
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var pathPoints = CurrentPathRoute.Points.Select(p => new Point3D(p.X, p.Y, p.Z)).ToList();
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||||
LogManager.Info($"[ExecuteGenerateAnimation] 准备创建动画: 路径名称='{CurrentPathRoute.Name}', ID='{CurrentPathRoute.Id}', 动画对象='{SelectedAnimatedObject.DisplayName}'");
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||||
// 使用PathAnimationManager创建物体动画
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||||
@ -1443,6 +1444,7 @@ namespace NavisworksTransport.UI.WPF.ViewModels
|
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}
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}
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||||
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||||
/// <summary>
|
||||
/// 更新移动物体信息
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||||
/// </summary>
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||||
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