一种虚拟场景中的悬链线快速建模方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115329409A(43)申请公布日2022.11.11(21)申请号202211250314.8(22)申请日2022.10.13(71)申请人北京开云互动科技有限公司地址100088北京市海淀区知春路7号致真大厦A座4层(72)发明人杨思超(74)专利代理机构北京天汇航智知识产权代理事务所(普通合伙)11987专利代理师陈陈数(51)Int.Cl.G06F30/10(2020.01)G06T17/00(2006.01)G06T19/20(2011.01)权利要求书2页说明书7页附图3页(54)发明名称一种虚拟场景中的悬链线快速建模方法(57)摘要本发明属于虚拟仿真领域，具体涉及一种虚拟场景中的悬链线快速建模方法，包括设定悬链线的基本外形参数并生成初步模型，设置并调整悬链系数，自动化生成悬链线模型并存储等步骤，该方法能够解决需要大量建立符合物理规律的悬链线可视化模型同时保证仿真系统高效运行的问题，可灵活运用于各类包含大量线缆、绳索的仿真场景，基于该方法构建的悬链线模型，严格遵守悬链线自然垂挂的物理规律，为需要逼真表现线缆、绳索垂挂状态的场景的创建效率提供了很好的提升手段，在表现效果优秀的基础上，模型结构简单，适用于大规模渲染，结合图形优化技术，能够满足大型复杂场景的运行效率需求。CN115329409ACN115329409A权利要求书1/2页1.一种虚拟场景中的悬链线快速建模方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：设定悬链线的基本外形参数，输入悬链线三维模型，构建生成初步模型；S2：设置并调整悬链系数，将设置并调整后的悬链系数输入悬链线三维模型，获取呈现悬链线模型的大致外形，直至满足期望要求；S3：基于符合期望要求的大致外形，自动生成悬链线模型并进行存储；所述S1具体包括：S1‑1：在虚拟场景中获取悬链线的起点坐标和终点坐标，并输入悬链线三维模型；S1‑2：设置期望获得的悬链线模型半径，并将其输入悬链线三维模型；S1‑3：设置悬链线周向分段数，并将其输入悬链线三维模型；S1‑4：设置悬链线轴向分段数，并将其输入悬链线三维模型；S1‑5：设置悬链线材质参数，并将其输入悬链线三维模型；S1‑6：基于S1‑1至S1‑5中设置的悬链线的起点坐标和终点坐标，悬链线模型半径，悬链线周向分段数，悬链线轴向分段数和悬链线材质参数，生成连接悬链线起止点、分段数符合设置条件、材质符合设置要求的不带悬链线曲度的圆柱体三维模型，即初步模型；S1‑7：检查初步模型与期望初步模型的符合程度，重复S1‑2至S1‑6，直至初步模型满足要求。2.根据权利要求1所述的悬链线快速建模方法，其特征在于：所述S1‑5中悬链线材质参数包括颜色、贴图、金属度、光滑度、材质类型中的至少一种。3.根据权利要求2所述的悬链线快速建模方法，其特征在于，所述S2具体包括：S2‑1：在悬链线方程的合理取值范围内调节悬链线系数a，并输入悬链线三维模型；S2‑2：依据悬链线的基本外形参数和悬链线系数，根据悬链线方程：解算获得悬链线模型各控制截面圆心坐标；其中，x为控制截面圆心横坐标，y为控制截面圆心纵坐标，a为悬链系数，cosh为双曲余弦函数；S2‑3：依据解算出的各控制截面圆心坐标和基本外形参数，解算悬链线模型各控制截面圆形顶点坐标；S2‑4：在虚拟场景中将S2‑3得出的各控制截面圆形顶点坐标以预览方式显示，呈现悬链线模型的大致外形；S2‑5：观察或测量悬链线模型大致外形是否满足期望要求，若不符合期望，则重复S2‑1至S2‑4，直至满足期望要求。4.根据权利要求3所述的悬链线快速建模方法，其特征在于：所述S2‑2中解算获得悬链线模型各控制截面圆心坐标的方法采用二分法。5.根据权利要求4所述的悬链线快速建模方法，其特征在于：所述S2‑4中以预览方式显示具体包括点、球体中的至少一种。6.根据权利要求5所述的悬链线快速建模方法，其特征在于，所述S3具体包括：S3‑1：在确认悬链线模型大致外形符合期望要求后，启动计算机图形学三维模型生成方法，依照悬链线模型各控制截面圆形顶点坐标绘制各个三角形面片，组成悬链线多边形2CN115329409A权利要求书2/2页网格模型；S3‑2：依据各控制截面圆形顶点坐标，计算各分段尺寸，以材质平铺无拉伸为目标，计算各顶点UV坐标并保存；S3‑3：根据悬链线多边形网格模型数据，重新计算悬链线多边形网格模型信息，平滑外观；S3‑4：将S1‑5设置的悬链线材质参数赋予悬链线多边形网格模型，使悬链线多边形网格模型具有材质属性，达到期望的外观效果，并以文件形式保存。7.根据权利要求6所述的悬链线快速建模方法，其特征在于，所述S3‑3中的悬链线多边形网格模型信息包括法线、切线和边界中的至少一种。3CN115