CN103310021A - 一种基于三维坐标互换的模型动态加载方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于三维坐标互换的模型动态加载方法，该方法包括以下步骤：1)根据工程设计资料获取工程的平面轴线和纵面轴线坐标数据，并保存至数据库；2)根据工程设计资料制作三维模型，并对三维模型按施工工序进行分组；3)创建三维模型与里程的对应关系数据，并保存至数据库；4)设定模型加载区域；5)后台服务器将当前视野坐标转换为对应模型进行动态加载。与现有技术相比，本发明可跨多平台，三维坐标互换里程精度高，技术应用范围广，可用于三维平台定位、资料挂接、成果展现等多个技术领域，具有模型加载速度快、可减少宽带负荷等优点。

Description

一种基于三维坐标互换的模型动态加载方法

技术领域

本发明涉及一种虚拟现实技术，尤其是涉及一种基于三维坐标互换的模型动态加载方法。

背景技术

虚拟现实是近年来出现的高新技术，虚拟现实是利用电脑模拟产生一个三维空间的虚拟现实，提供使用者关于视觉、听觉、触觉等感官的模拟，让使用者如同身历其境一般，可以及时、没有限制地观察三度空间内的事物。城市规划一直是对全新的可视化技术需求最为迫切的领域之一，虚拟现实技术可以广泛地应用在城市规划的各个方面，并带来切实且可观的利益，在高速公路与桥梁建设中虚拟现实技术也得到了应用。由于道路桥梁需要同时处理大量的三维模型与纹理数据，导致这种形势需要很高的计算机性能作为后台支持，但随着近年来计算机软硬件技术的提高，一些原有的技术瓶颈得到了解决，使虚拟现实的应用达到了前所未有的发展。

网络延时和带宽成为了当前发展规模的主要因素，互联网上目前还没有发布大数据量的精细的三维虚拟现实的应用项目，带宽的网络传输阻碍了虚拟现实技术在工作、生活中发展应用。现在大部分的虚拟现实项目都以PC客户端为依托，在使用产品时要先下载安装，在网络不畅的情况下，大大的增加了用户的等待时间，对用户来说是不好的用户体验，对企业来说是不好用的产品。虚拟现实要给使用者好的视觉体验，就需要大量的精细模型支撑，模型体积大、数量多就导致网络加载慢、数据交互延时等问题。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种模型加载速度快、可减少宽带负荷的基于三维坐标互换的模型动态加载方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种基于三维坐标互换的模型动态加载方法，该方法包括以下步骤：

1)根据工程设计资料获取工程的平面轴线和纵面轴线坐标数据，并保存至数据库；

2)根据工程设计资料制作三维模型，并对三维模型按施工工序进行分组；

3)创建三维模型与里程的对应关系数据，并保存至数据库；

4)设定模型加载区域；

5)后台服务器将当前视野坐标转换为对应模型进行动态加载。

所述的转换步骤为：

51)将当前视野坐标转换成里程，并设定视野范围；

52)查询数据库，根据三维模型与里程的对应关系数据获得当前里程范围内相关联的模型，形成模型列表；

53)根据模型坐标与视野坐标的距离判断是否在视野范围内，若是，则执行步骤54)，若否，则获取下一个视野坐标；

54)根据计算出的模型列表数据多线程加载模型；

55)当已加载的模型超出视野范围时，卸载已加载的模型。

所述的将当前视野坐标转换成里程采用的通用积分公式为：

任意一点P在线路测量坐标系XOY下坐标计算通用积分公式为：

$\left\{\begin{array}{c}{X}_P=X_A+\∫\mathrm{dX}=X_A+{\∫}_0^l\cos \mathrm{\αdl}=X_A+{\∫}_0^l\cos \left[{\mathrm{\α}}_A\stackrel{-}{x}(K_{A}l+\frac{K_B-K_A}{2L_0}{l}^2)\right]\mathrm{dl}\\ Y_P=Y_A+\∫\mathrm{dY}=Y_A+{\∫}_0^l\cos \mathrm{\αdl}=Y_A+{\∫}_0^l\sin \left[{\mathrm{\α}}_A\stackrel{-}{x}(K_{A}l+\frac{K_B-K_A}{2L_0}{l}^2)\right]\mathrm{dl}\end{array}\right.$

式中：(X_P，Y_P)里程在线路测量坐标系XOY下对应的坐标，(X_A，Y_A)为视野坐标，(K_A，K_B)为线路曲线角度，L₀为线路长度，dl表示任意点到曲线起点的距离，α_A为缓和曲线起点切线方位角，点P与点A间的距离为里程。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1)设定视野加载模型范围，在后台计算视野坐标与模型坐标距离在设定范围内的模型进行动态加载，只下载视野内模型，有效减少带宽负荷，响应速度快，解决了加载多模型网络慢、模型数据传输流量大、数据交互延时的问题，增加了用户体验交互的流畅性；

2)动态地进行模型加载与卸载，占用内存少、渲染速度快；

3)模型与项目分离，更新工作只需要修改数据库中配置数据；

4)可跨多平台，三维坐标互换精度高，技术应用范围广，可用于三维平台定位、资料挂接、成果展现等多个技术领域。

附图说明

图1为本发明的原理示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

如图1所示，一种基于三维坐标互换的模型动态加载方法，该方法包括以下步骤：

1)根据工程设计资料获取工程的平面轴线和纵面轴线坐标数据，并保存至数据库，工程设计资料包括CAD、PDF、Word等资料；

2)根据工程设计资料制作三维模型，并对三维模型按施工工序进行分组；

3)创建三维模型与里程的对应关系数据，并保存至数据库；

4)设定模型加载区域，一般区域覆盖公路两边各50米；

5)后台服务器将当前视野坐标转换为对应模型进行动态加载。

所述的转换步骤为：

51)将当前视野坐标转换成里程，并设定视野范围；

直接求取线路中桩坐标的积分结果比较复杂，可转化数值积分模型求解如复化Simpson公式、Gauss-Legendre公式、Romberg积分等，上述数值积分方法计算过程均能迅速计算得到线路中桩的坐标。

将当前视野坐标转换成里程采用的通用积分公式为：

任意一点P在线路测量坐标系XOY下坐标计算通用积分公式为：

$\left\{\begin{array}{c}{X}_P=X_A+\∫\mathrm{dX}=X_A+{\∫}_0^l\cos \mathrm{\αdl}=X_A+{\∫}_0^l\cos \left[{\mathrm{\α}}_A\stackrel{-}{x}(K_{A}l+\frac{K_B-K_A}{2L_0}{l}^2)\right]\mathrm{dl}\\ Y_P=Y_A+\∫\mathrm{dY}=Y_A+{\∫}_0^l\cos \mathrm{\αdl}=Y_A+{\∫}_0^l\sin \left[{\mathrm{\α}}_A\stackrel{-}{x}(K_{A}l+\frac{K_B-K_A}{2L_0}{l}^2)\right]\mathrm{dl}\end{array}\right.$

式中：(X_P，Y_P)里程在线路测量坐标系XOY下对应的坐标，(X_A，Y_A)为视野坐标，(K_A，K_B)为线路曲线角度，L₀为线路长度，dl表示任意点到曲线起点的距离，α_A为缓和曲线起点切线方位角，点P与点A间的距离为里程。

52)查询数据库，根据三维模型与里程的对应关系数据获得当前里程范围内相关联的模型，形成模型列表；

53)根据模型坐标与视野坐标的距离判断是否在视野范围内，若是，则执行步骤54)，若否，则获取下一个视野坐标；

54)根据计算出的模型列表数据多线程加载模型；

55)当已加载的模型超出视野范围时，卸载已加载的模型。

Claims (3)

1.一种基于三维坐标互换的模型动态加载方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

1)根据工程设计资料获取工程的平面轴线和纵面轴线坐标数据，并保存至数据库；

2)根据工程设计资料制作三维模型，并对三维模型按施工工序进行分组；

3)创建三维模型与里程的对应关系数据，并保存至数据库；

4)设定模型加载区域；

5)后台服务器将当前视野坐标转换为对应模型进行动态加载。

2.根据权利要求1所述的一种基于三维坐标互换的模型动态加载方法，其特征在于，所述的转换步骤为：

51)将当前视野坐标转换成里程，并设定视野范围；

52)查询数据库，根据三维模型与里程的对应关系数据获得当前里程范围内相关联的模型，形成模型列表；

53)根据模型坐标与视野坐标的距离判断是否在视野范围内，若是，则执行步骤54)，若否，则获取下一个视野坐标；

54)根据计算出的模型列表数据多线程加载模型；

55)当已加载的模型超出视野范围时，卸载已加载的模型。

3.根据权利要求2所述的一种基于三维坐标互换的模型动态加载方法，其特征在于，所述的将当前视野坐标转换成里程采用的通用积分公式为：

任意一点P在线路测量坐标系XOY下坐标计算通用积分公式为：

$\left\{\begin{array}{c}{X}_P=X_A+\∫\mathrm{dX}=X_A+{\∫}_0^l\cos \mathrm{\αdl}=X_A+{\∫}_0^l\cos \left[{\mathrm{\α}}_A\stackrel{-}{x}(K_{A}l+\frac{K_B-K_A}{2L_0}{l}^2)\right]\mathrm{dl}\\ Y_P=Y_A+\∫\mathrm{dY}=Y_A+{\∫}_0^l\cos \mathrm{\αdl}=Y_A+{\∫}_0^l\sin \left[{\mathrm{\α}}_A\stackrel{-}{x}(K_{A}l+\frac{K_B-K_A}{2L_0}{l}^2)\right]\mathrm{dl}\end{array}\right.$

式中：(X_P，Y_P)在线路测量坐标系XOY下任意一点P的坐标，A(X_A，Y_A)为视野坐标，(K_A，K_B)为线路曲线角度，L₀为线路长度，dl表示任意点到曲线起点的距离，α_A为缓和曲线起点切线方位角，点P与点A间的距离为里程。

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