CN106067189B - 海量三维电缆及通道模型自动化建模与渲染方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种海量三维电缆及通道模型自动化建模与渲染方法，属于城市电缆管理自动建模技术领域。技术方案是：通过构造电缆及通道对象的参数化模型，并且建立参数驱动机制进行建模；通过参数化建模技术按照实际尺寸生产电缆及通道三维模型；通过对海量电缆以及附属设备进行分层管理，并设置模型八叉树空间划分，采用资源异步调度，达到模型的高效查询、流畅渲染。本发明实现对电缆模型进行参数化建模，大大减少手工建模工作量，减少了用户对手工建模资金投入，提高了电缆三维模型的更新时效性；本发明高效可视化调度与渲染方案降低了用户硬件设备的配置要求，提升了场景渲染的流畅度，为海量地下电缆展示、日常运维、规划提供必要的技术支撑。
Description
技术领域
本发明涉及一种海量三维电缆及通道模型自动化建模与渲染方法，属于城市电缆管理自动建模技术领域。
背景技术
近年来，国内城市电缆化率迅速提高，电力企业对地下电缆的管理由二维CAD图形和图纸，逐步转向三维数字化管理。随着三维建模软件的完善、计算机硬件性能逐年提升，三维渲染引擎（Ogre、OSG、WorldWind）的普及衍生出一系列基于三维建模软件（AutoCAD、Pro /E、UG、CATIA 等）人工建模的三维电缆展示管理系统。尽管目前建模软件能够人工对地下电缆进行三维建模，但是采用手工的方式建模存在工作量大，对大范围电缆数据建模成本过高；难于对模型数据进行实时更新，人工修改易出错，对于具有拓扑关系的电缆通道数据修改时效性差；无法保障海量三维电缆模型的渲染效率等问题， 导致三维系统无法满足与日俱增的地下电缆运维规划等业务需要。
发明内容
本发明的目的是提供一种海量三维电缆及通道模型自动化建模与渲染方法，在真实重现地下电缆情况的基础上从各个层次提高三维系统的性能及可用性，支撑海量地下电缆的日常运维及规划，解决背景技术存在的上述问题。
本发明的技术方案是：
海量三维电缆及通道模型自动化建模与渲染方法，包括电缆及通道模型自动化建模与建模后渲染；
电缆及通道模型自动化建模：通过构造电缆及通道对象的参数化模型，并且建立参数驱动机制进行建模；通过参数化建模技术按照实际尺寸生成电缆及通道三维模型；信息丰富、直观，能很好地表达电缆的柔性动态特征以及通道模型的连通特性，并且工作量小，过程简单便捷；
电缆及通道模型自动化建模后渲染：通过对海量电缆以及附属设备进行分层管理，并设置模型八叉树空间划分，采用资源异步调度机制，达到模型的高效查询、流畅渲染的目的。
所述的电缆及通道模型自动化建模，对电缆及通道参数化模型包括：
1、电缆的类型；一般电缆的表示形式有单根电缆、多芯电缆、线束及成排线；
2、电缆的属性信息；电缆所具有的信息包括电缆尺寸、电缆截面形状、电缆名称、电缆颜色、电缆长度、电缆最小折弯半径、含导线数目等属性；
3、电缆的路径点数据集合；这个数据集合包含了布置电缆路径时通过的各个路径点。路径点的信息主要包含点的位置信息，以便生成电缆路径的中心线；
电缆通道的参数除了类型、属性以及路径点信息以外，还具备关键拐点的拓扑关系。
本发明可以满足电缆及通道三维模型批量生产、模型修改及变型设计的需要。
本发明的有益效果：规范了电缆三维模型几何参数，实现对电缆模型进行参数化建模，大大减少手工建模工作量，减少了用户对手工建模资金投入的同时提高了电缆三维模型的更新时效性；本发明高效可视化调度与渲染方案降低了用户硬件设备的配置要求，提升了场景渲染的流畅度，为海量地下电缆展示、日常运维、规划提供必要的技术支撑。
附图说明
图1为本发明实施例电缆（通道）三维建模效果图；
图2为本发明实施例电缆（排管）三维建模效果图；
图3为本发明实施例电缆及通道三维模型自动化建模流程图；
图4为本发明实施例建模后管理与渲染流程图。
具体实施方式
以下结合附图，通过实施例对本发明作进一步说明。
海量三维电缆及通道模型自动化建模与渲染方法，包括电缆及通道模型自动化建模与建模后渲染；
电缆及通道模型自动化建模：通过构造电缆及通道对象的参数化模型，并且建立参数驱动机制进行建模；通过参数化建模技术按照实际尺寸生成电缆及通道三维模型；信息丰富、直观，能很好地表达电缆的柔性动态特征以及通道模型的连通特性，并且工作量小，过程简单便捷；
电缆及通道模型自动化建模后渲染：通过对海量电缆以及附属设备进行分层管理，并设置模型八叉树空间划分，采用资源异步调度机制，达到模型的高效查询、流畅渲染的目的。
所述的电缆及通道模型自动化建模，对电缆及通道参数化模型包括：
1、电缆的类型；一般电缆的表示形式有单根电缆、多芯电缆、线束及成排线；
2、电缆的属性信息；电缆所具有的信息包括电缆尺寸、电缆截面形状、电缆名称、电缆颜色、电缆长度、电缆最小折弯半径、含导线数目等属性；
3、电缆的路径点数据集合；这个数据集合包含了布置电缆路径时通过的各个路径点。路径点的信息主要包含点的位置信息，以便生成电缆路径的中心线；
电缆通道的参数除了类型、属性以及路径点信息以外，还具备关键拐点的拓扑关系。
参照附图3，电缆及通道三维模型自动化建模流程图。
将电缆及通道截面参数建立截面模型；然后与中心线数据一起进行连通数判断：如果连通数大于2，处理连通接头，连接相邻截面，生成三维模型；如果连通数小于等于2，则平滑处理拐角，连接相邻截面，生成三维模型；
最后生成海量电缆三维模型。
参照附图4，建模后管理与渲染流程图。
将生成的三维模型初始化构建场景八叉树以及分层关系；然后判断是否在视域内：
1、如果在视域内，判断图层是否满足显示距离；
1.1、如果图层满足显示距离，判断是否已经初始化加载；
1.1.1、如果已经初始化加载，进入渲染队列；
1.1.2、如果没有初始化加载，异步加载，然后进入渲染队列；
1.2、如果图层没有满足显示距离，进入判断模型实体是否在渲染队列中的环节；
2、如果没有在视域内，进入判断模型实体是否在渲染队列中的环节；
所述判断模型实体是否在渲染队列中的环节：
1、如果模型实体在渲染队列中，添加至资源释放队列，并从渲染队列中移除；
2、如果模型实体不在渲染队列中，返回判断是否在视域内。
本实施例电缆（通道）三维建模效果，参照附图1，电缆（排管）三维建模效果，参照附图2。
Claims (2)
1.一种海量三维电缆及通道模型自动化建模与渲染方法，其特征在于：包括电缆及通道模型自动化建模与建模后渲染；
电缆及通道模型自动化建模：通过构造电缆及通道对象的参数化模型，并且建立参数驱动机制进行建模；通过参数化建模技术按照实际尺寸生成电缆及通道三维模型；电缆及通道模型自动化建模后渲染：通过对海量电缆以及附属设备进行分层管理，并设置模型八叉树空间划分，采用资源异步调度，达到模型的高效查询、流畅渲染；
所述的电缆及通道模型自动化建模，对电缆及通道参数化模型包括： ①电缆的类型；电缆的表示形式有单根电缆、多芯电缆、线束及成排线；②电缆的属性信息；电缆所具有的信息包括电缆尺寸、电缆截面形状、电缆名称、电缆颜色、电缆长度、电缆最小折弯半径、含导线数目；③电缆的路径点数据集合；包含布置电缆路径时通过的各个路径点；路径点的信息包含点的位置信息，以便生成电缆路径的中心线；
电缆及通道三维模型自动化建模流程：将电缆及通道截面参数建立截面模型；然后与中心线数据一起进行连通数判断：如果连通数大于2，处理连通接头，连接相邻截面，生成三维模型；如果连通数小于等于2，则平滑处理拐角，连接相邻截面，生成三维模型；最后生成海量电缆三维模型；
建模后管理与渲染流程：将生成的三维模型初始化构建场景八叉树以及分层关系；然后判断是否在视域内：
1、如果在视域内，判断图层是否满足显示距离；
1.1、如果图层满足显示距离，判断是否已经初始化加载；
1.1.1、如果已经初始化加载，进入渲染队列；
1.1.2、如果没有初始化加载，异步加载，然后进入渲染队列；
1.2、如果图层没有满足显示距离，进入判断模型实体是否在渲染队列中的环节；
2、如果没有在视域内，进入判断模型实体是否在渲染队列中的环节；
所述判断模型实体是否在渲染队列中的环节：
1、如果模型实体在渲染队列中，添加至资源释放队列，并从渲染队列中移除；
2、如果模型实体不在渲染队列中，返回判断是否在视域内。
2.根据权利要求1所述的海量三维电缆及通道模型自动化建模与渲染方法，其特征在于：电缆及通道的参数，具备关键拐点的拓扑关系。
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