一种基于GPU高性能计算的三维管线实时建模方法及系统.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CN109636900A(43)申请公布日2019.04.16(21)申请号201811535132.9(22)申请日2018.12.14(71)申请人天津未来科技城开发有限公司地址300380天津市西青区华苑产业区梅苑路6号海泰大厦十八层1806室(72)发明人赵煜(74)专利代理机构北京久维律师事务所11582代理人邢江峰(51)Int.Cl.G06T17/00(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图2页(54)发明名称一种基于GPU高性能计算的三维管线实时建模方法及系统(57)摘要本发明提供了一种基于GPU高性能计算的三维管线实时建模方法及系统，包括：S1、获取工作区的坐标范围，统计坐标范围内的所有管点数据；S2、将所述管点数据以及管线模型等分数由CPU传输至GPU；S3、设置GPU中线程块、线程数以及维数，执行内核函数；S4、利用顶点缓冲区对象模式，通过OpenGL对工作区内的管线模型进行渲染；S5、当工作区的坐标范围改变时，重新绘制当前工作区坐标范围内的管线模型。本发明解决了现有技术中三维管线实时建模中无法实现高模型精度的问题，实现利用GPU高性能计算来进行海量管线数据的实时建模，通过减少CPU与GPU之间的数据通信，缩短运行时间，加速海量管线数据的建模工作，提升模型精细度以及建模速度。CN109636900ACN109636900A权利要求书1/1页1.一种基于GPU高性能计算的三维管线实时建模方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：S1、获取工作区的坐标范围，统计坐标范围内的所有管点数据；S2、将所述管点数据以及管线模型等分数由CPU传输至GPU，将管点数据存放至全局存储器，将管线模型等分数存放至常量内存；S3、设置GPU中线程块数、线程数以及维数，执行内核函数，通过每个线程执行一根管段的断面顶点坐标数据生成；S4、利用顶点缓冲区对象模式，通过OpenGL对工作区内的管线模型进行渲染；S5、当工作区的坐标范围改变时，重新绘制当前工作区坐标范围内的管线模型。2.根据权利要求1所述的一种基于GPU高性能计算的三维管线实时建模方法，其特征在于，所述获取工作区的坐标范围具体操作为将工作区屏幕坐标转换成世界坐标，进而获取坐标范围。3.根据权利要求1所述的一种基于GPU高性能计算的三维管线实时建模方法，其特征在于，所述管线模型的断面顶点坐标数据存放至GPU的全局存储器中。4.一种基于GPU高性能计算的三维管线实时建模系统，其特征在于，所述系统包括：工作区管点统计模块，用于获取工作区的坐标范围，统计坐标范围内的所有管点数据；数据传输模块，用于将所述管点数据以及管线模型等分数由CPU传输至GPU，将管点数据存放至全局存储器，将管线模型等分数存放至常量内存；模型顶点计算模块，用于设置GPU中线程块数、线程数以及维数，执行内核函数，通过每个线程执行一根管段的断面顶点坐标数据生成；模型渲染模块，用于利用顶点缓冲区对象模式，通过OpenGL对工作区内的管线模型进行渲染；模型刷新模块，用于当工作区的坐标范围改变时，重新绘制当前工作区坐标范围内的管线模型。5.根据权利要求4所述的一种基于GPU高性能计算的三维管线实时建模系统，其特征在于，所述工作区的坐标范围通过将工作区屏幕坐标转换成世界坐标来获取。6.根据权利要求4所述的一种基于GPU高性能计算的三维管线实时建模系统，其特征在于，所述管线模型的断面顶点坐标数据存放至GPU的全局存储器中。2CN109636900A说明书1/5页一种基于GPU高性能计算的三维管线实时建模方法及系统技术领域[0001]本发明涉及城市管线信息化领域，特别是一种基于GPU高性能计算的三维管线实时建模方法及系统。背景技术[0002]计算机三维可视化是计算机领域十分热门及发展迅速的方向，大多数研究都把目标集中于在计算机里构建三维的物体并在计算机屏幕上逼真的还原真实世界，在影视、游戏、军事、科研领域都有非常多的应用实例，随着计算机技术的发展给三维可视化技术带来了巨大的变革，三维可视化技术使二维的、静态的空间信息表示向三维的、动态的场景发展，导致了空间信息三维可视化成为GIS发展的重要特征之一，采用计算机进行三维可视化可以很好地解决传统信息管理技术中存在的问题。[0003]城市管线模型三维可视化是管线信息系统中重要部分，是系统其他模块功能，比如查询、空间分析及辅助决策的基础。对于管线三维可视化，现今可视化技术的高速发展带动了管线系统可视化性能的提升。但是对于海量管线数据的三维可视化，往往存在性能瓶颈。现今大部分管线系统建模都是在CPU主机端进行管线模型顶点数据的生成，而在面对海量管线数据时，系统性能往往不是理想。[0004]而管线模型的精细度取