数字孪生模型的渲染方法、视锥体剔除方法及系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113345060A(43)申请公布日2021.09.03(21)申请号202110608006.7(22)申请日2021.06.01(71)申请人温州大学地址325000浙江省温州市瓯海区东方南路38号温州市国家大学科技园孵化器(72)发明人舒亮张洁杨艳芳陈璇(74)专利代理机构北京高沃律师事务所11569代理人杨媛媛(51)Int.Cl.G06T15/00(2011.01)G06T15/08(2011.01)G06T17/20(2006.01)权利要求书3页说明书8页附图5页(54)发明名称数字孪生模型的渲染方法、视锥体剔除方法及系统(57)摘要本发明涉及一种断路器生产线数字孪生模型的渲染方法、视锥体剔除方法及系统，将断路器和生产设备的孪生模型剖分为多个子模型，每个所述子模型含相等数量三角面片；构建每个所述子模型的子模型包围体；在CPU为通用图形处理器配置多个线程；利用每个所述线程对视锥体数据与每个所述子模型包围体进行相交计算，得到与视锥体范围具有相交部分的所述子模型包围体，并剔除与视锥体范围无相交部分的所述子模型包围体对应的所述子模型。通过采用视锥体细粒度剔除方法，可以有效剔除视锥体之外的模型部分，减轻了后续渲染流程中的模型数据量，减轻了CPU和通用图形处理器的渲染负担，提高了后续断路器生产线的渲染效率。CN113345060ACN113345060A权利要求书1/3页1.一种断路器生产线数字孪生模型的视锥体剔除方法，其特征在于，所述方法包括：将断路器和生产设备的孪生模型剖分为多个子模型，每个所述子模型含相等数量三角面片；构建每个所述子模型的子模型包围体；在CPU为通用图形处理器配置多个线程；利用每个所述线程对视锥体数据与每个所述子模型包围体进行相交计算，得到与视锥体范围具有相交部分的所述子模型包围体，并剔除与视锥体范围无相交部分的所述子模型包围体对应的所述子模型。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述构建每个所述子模型的子模型包围体具体包括：计算所述子模型的中心坐标和子模型范围；按照所述子模型的中心坐标和所述子模型范围构建与所述子模型对应的所述子模型包围体。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用每个所述线程对所述视锥体数据与每个所述子模型包围体进行相交计算，得到与视锥体范围具有相交部分的所述子模型包围体，并剔除与视锥体范围无相交部分的所述子模型包围体对应的所述子模型，具体包括：在每个所述线程中，根据断路器生产线三维场景中相机坐标位置、角度、水平方向视角、近裁面距离、远裁面距离得出所述视锥体的六个裁面的空间平面方程，确定所述子模型包围体的顶点坐标；将至少一个所述顶点坐标代入所述视锥体的至少一个裁面的空间平面方程进行相交计算，得到所述子模型包围体与所述视锥体的位置关系，确定与视锥体范围具有相交部分的所述子模型包围体；剔除与视锥体范围无相交部分的所述子模型包围体对应的所述子模型。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述确定与视锥体范围具有相交部分的所述子模型包围体，具体包括：判断代入所述顶点坐标后得到的所述裁面的空间平面方程值是否大于0；若是，确定所述顶点位于所述裁面内侧，即所述子模型包围体与视锥体范围具有相交部分；若否，确定所述顶点位于所述裁面外侧，再将所述顶点坐标代入其他裁面，直至所述子模型包围体的每一顶点均位于所述视锥体的六个裁面外侧，确定所述子模型包围体与视锥体范围无相交部分；否则只要所述子模型包围体的任一顶点位于所述视锥体的任一裁面内侧，确定所述子模型包围体与视锥体范围具有相交部分。5.一种断路器生产线数字孪生模型的视锥体剔除系统，其特征在于，所述系统包括：子模型获取模块，用于将断路器和生产设备的孪生模型剖分为多个子模型，每个所述子模型含相等数量三角面片；子模型包围体获取模块，用于构建每个所述子模型的子模型包围体；线程配置模块，用于在CPU为通用图形处理器配置多个线程；视锥体剔除模块，用于利用每个所述线程对视锥体数据与每个所述子模型包围体进行相交计算，得到与视锥体范围具有相交部分的所述子模型包围体，并剔除与视锥体范围无2CN113345060A权利要求书2/3页相交部分的所述子模型包围体对应的所述子模型。6.一种断路器生产线数字孪生模型的渲染方法，其特征在于，所述方法包括：获取断路器生产线三维场景的孪生模型和视锥体数据；所述孪生模型包括断路器和生产设备的虚拟模型，所述视锥体数据包括透视摄像机视野区域的图像数据；将所述孪生模型剖分为多个子模型，每个所述子模型含相等数量三角面片；构建每个所述子模型的子模型包围体；在CPU为通用图形处理器配置多个线程；利用每个所述线程对所述视锥体数据与每个所述子模型包围体进行相交计算，