CN108073775B - 一种绘制弯头及管网连通设备的方法及绘制装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种绘制弯头与管网连通设备的方法，属于三维应用领域。所述方法包括：根据管道的内外半径，采用bezier曲线绘制带有厚度的三维管线和弯头模型；计算连接点的各个管线的方向向量，根据方向向量计算各管线之间的夹角；根据所述管线之间的夹角，绘制出弯头。本方案通过放样法结合管道的内外半径，绘制的弯头方法，能够支持多通绘制，且三维模型显示效果良好。
Description
技术领域
本发明涉及三维应用领域，具体涉及一种绘制弯头及管网连通设备的方法及装置。
背景技术
在web管网建模过程中，需要批量的绘制管线，以及管线的连接设备，例如弯头、直通、三通、四通、五通等。通常生成管线的做法是直接通过起始点和终止点绘制管道，忽略了连接处或者在连接处添加简单的球或者圆柱模型，用以遮挡连接处的裂缝信息。另一种为压缩体的方式，采用放样算法结合压缩体，直接生成实体管线。
这两种方式都存在各自的问题：第一种通常不带厚度信息，而且链接处的管网模型和实际管道模型差别很大，影响建模的展示效果；第二种显示效果不佳，特别是实心管道和实际管道不符。
发明内容
本发明提供了一种绘制弯头及管网连通设备的方法，并提供了绘制弯头的装置及绘制管网连通设备的装置，能够优化管网模型展示效果。
第一方面，本发明提供一种绘制弯头的方法，所述方法包括：
根据管道的内外半径，采用bezier曲线绘制带有厚度的三维管线和弯头模型；
当连接所述管线的个数大于等于2时，计算连接点的各个管线的方向向量，根据所述方向向量计算各管线之间的夹角；
根据所述管线之间的夹角，绘制出至少一个弯头。
另一方面，本发明提供一种绘制管网连通设备的方法，所述方法包括绘制管线；
根据上述绘制弯头的方法绘制出至少一个弯头；
根据所述至少一个弯头和所述直通绘制出管网连通设备。
再一方面，本发明提供一种绘制弯头的装置，所述装置包括确定模块、计算模块和绘制模块；
所述确定模块，用于根据管道的内外半径，采用bezier曲线绘制带有厚度的三维管线和弯头模型；
所述计算模块，用于当连接所述管线的个数大于等于2时，计算连接点的各个管线的方向向量，根据所述方向向量计算各管线之间的夹角；
所述绘制模块，用于根据所述管线之间的夹角，绘制出至少一个弯头。
又一方面，本发明提供一种绘制管网连通设备的装置，所述装置包括：第一绘制模块、第二绘制模块和上述绘制弯头的装置；
所述第一绘制模块，用于在管点的连接管线个数为1时，绘制直通；
所述第二绘制模块，用于根据所述绘制弯头的装置绘制得到的至少一个弯头与所述第一绘制模块得到的所述直通，绘制出管网连通设备。
有益效果如下：
本方案提供的方案，通过放样法结合管道的内外半径，绘制出弯头及三通、四通、五通、六通等，能够支持多通绘制，且三维模型显示效果良好。
附图说明
下面将参照附图描述本发明的具体实施例，其中：
图1示出了本发明实施例一中绘制弯头的方法流程图；
图2示出了本发明实施例一中绘制管网连通设备的方法流程图；
图3a示出了本发明实施例一中带有厚度的三维管线模型示意图；
图3b示出了本发明实施例一中带有厚度的弯头模型示意图；
图4a示出了本发明实施例一中绘制出的四通示意图；
图4b示出了本发明实施例一中带有厚度的四通模型示意图；
图4c示出了本发明实施例一中绘制出的三通示意图；
图4d示出了本发明实施例一中带有厚度的三通模型示意图；
图5示出了本发明实施例二中绘制管网连通设备的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本发明的示例性实施例进行进一步详细的说明，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。并且在不冲突的情况下，本说明中的实施例及实施例中的特征可以互相结合。
实施例一
图1示出了本发明实施例提供的基于WEBGL绘制弯头的方法，所述方法包括：
步骤101：根据管道的内外半径，采用bezier曲线绘制带有厚度的三维管线和弯头模型；
步骤102：计算连接点的各个管线的方向向量，根据方向向量计算各管线之间的夹角；
其中，当连接管线的个数大于等于2时，本发明绘制弯头和连通设备，连通设备绘制的长度，是根据管线方向向量的单位向量确定。
步骤103：根据管线之间的夹角，绘制出至少一个弯头。
下面根据实际应用场景，参见图2，提出一种基于WEBGL绘制弯头及绘制管网连通设备的方法，采用bezier曲线(放样法)算法，结合管道的内外半径，绘制一定厚度的管线和弯头；通过管点遍历连接该管点的管线信息，通过管线的方向向量夹角计算各个管线的排布情况，在[0,PI]范围内，依次绘制角度最大的弯头，形成四通、六通等；如果剩下基数点和中心连接点可绘制三通、五通等，采用该方式，方案三维模型显示效果良好，支持多通绘制。
本发明中，绘制管网连通设备需要首先绘制出弯头，并将弯头与管线相结合生成管网连通设备，对于管网连通设备可能有多个弯头，那么需要多次绘制弯头，将多次绘制完成的多个弯头与直通相结合得到管网连通设备。下面具体提供绘制弯头及管网连通设备的方法。
步骤201：采用放样法对折线或直线进行放样处理；
该方案中，首先绘制管线、弯头模型，管线和弯头的模型一般是一条直线或折线上的N个点。
该步骤中，采用放样法对折线(或直线)进行放样处理，根据分段大小，计算曲线上的点坐标，通过管线半径，计算管线面的点，连接管线外壁、管线内壁、管线内外壁的面，形成带有厚度的三维管线和弯头模型。
步骤202：设定管线半径，根据管线半径计算管线面的点；
步骤203：根据管线面的点连接管线外壁、管线内壁、管线内外壁的面，形成带有厚度的三维管线和弯头模型；
具体的，可参见如图3a所示的带有厚度的三维管线，及3b所示的带有厚度的弯头模型。其中，红色的长管为管线，黄色的为连通设备，设备是套在管线上，管点的连接管线个数为1时，绘制直通。设备点连接管线的个数大于等于2时需要绘制管头及连通设备，连通设备绘制的长度，是根据管线方向向量的单位向量确定。
步骤204：计算管点的连接管线个数，当管线数大于1时，执行步骤205，当管线数等于1时，绘制直通，当管线数等于0时，绘制结束。
其中，该步骤计算管点的连接管线个数，是为了在各管线之间的夹角后，获取管线之间的最大夹角，根据最大夹角绘制弯头；判断管点的连接管线个数是否大于1，若大于1，则执行计算连接点的各个管线的方向向量的操作，直到管点的连接管线个数<＝1；当管点的连接管线个数为1时，绘制直通。
步骤205：计算连接点的各个管线的方向向量；
从该步骤开始，绘制多通，首先计算连接点的各个管线的方向向量，然后计算各管线之间的夹角，通过叉乘运算计算[0,PI]范围内的最大夹角，当前两条管线绘制弯头，剩下的管线继续计算夹角依次类推，如果是四通、六通等，可以通过遍历直接绘制完成，如果是三通或者五通，剩下的管线和连接点直接绘制。
步骤206：根据方向向量计算各管线之间的夹角；
具体的，可以通过叉乘运算法计算方向向量，得到夹角各管线之间的夹角。
步骤207：根据最大夹角绘制出弯头，删除已经绘制的管线；
具体的，获取管线关系之间的最大夹角，根据所述最大夹角绘制弯头。
另外，还对管线之间的夹角进行大小排序，获取管线之间的最大夹角，根据所述最大夹角绘制弯头，并在绘制完成后，将该最大夹角对应的管线删除，从剩余管线中继续选择较大的夹角，根据较大的夹角第二次绘制弯头，对该较大夹角对应的关系继续删除，从二次剩余管线中继续选择次大的夹角，根据次大的夹角第三次绘制弯头，依次类推，直到管点的连接管线个数为1时，绘制直通。
具体的，本发明根据管点的连接管线个数为偶数或奇数来确定生成四通或六通，还是三通或五通。
管点的连通管线个数为偶数时，绘制四通或六通；管点的连通管线个数为奇数时，绘制三通或五通，具体可参见图4a、4b、4c、4d。
其中，红色的长管为管线，黄色的为连通设备，设备是套在管线上，管点的连接管线个数为1时，绘制直通。
设备点连接管线的个数大于等于2时需要绘制管头及连通设备，连通设备绘制的长度，是根据管线方向向量的单位向量确定。
本发明提供的方案，通过放样法结合管道的内外半径，绘制出弯头，进而可以给予该方案绘制出三通、四通、五通、六通等，能够支持多通绘制，且三维模型显示效果良好。
实施例二
基于同一发明构思，本实施例提供了一种绘制弯头的装置，该绘制弯头的装置解决问题的原理与一种绘制弯头的方法相似，因此该绘制弯头的装置实施可以参见一种绘制弯头的方法实施方式，重复之处不再赘述。
下面结合图5，对本发明提供的一种绘制弯头的装置，所述装置包括确定模块301、计算模块302和绘制模块303；
确定模块301，用于根据管道的内外半径，采用bezier曲线绘制带有厚度的三维管线和弯头模型；
计算模块302，用于计算连接点的各个管线的方向向量，根据所述方向向量计算各管线之间的夹角；
绘制模块303，用于根据计算模块302计算得到的管线之间的夹角，绘制出至少一个弯头。
其中，确定模块301具体包括放样单元、计算单元和连接单元；
放样单元，用于采用放样法对折线或直线进行放样处理；
计算单元，用于设定管线半径，根据所述管线半径计算管线面的管点；
连接单元，用于根据所述计算单元得到的所述管线面的管点连接管线外壁、管线内壁、管线内外壁的面，形成带有厚度的三维管线和弯头模型。
其中，计算模块302，具体用于计算连接点的各个管线的方向向量，通过叉乘运算法计算所述方向向量，得到夹角各管线之间的夹角。
其中，绘制模块303，还用于获取管线之间的最大夹角，根据最大夹角绘制弯头；
当管点的连接管线个数大于时，删除最大夹角对应的管线，根据删除后的管线之间的较大夹角，继续绘制弯头；
当管点的连接管线个数为1时，绘制直通。
本方案提供的方案，通过放样法结合管道的内外半径，绘制出弯头，进而可以基于该方案绘制出三通、四通、五通、六通等，能够支持多通绘制，且三维模型显示效果良好。
实施例三
在上述实施例一及实施例二的基础上，本发明提出一种绘制管网连通设备的方法及装置。
其中，本发明提供了绘制管网连通设备的方法，所述方法包括：
绘制管线上述实施例一中任意一种绘制弯头的方法，根据该绘制弯头的方法绘制出至少一个弯头；根据至少一个弯头和直通绘制出管网连通设备。
进一步的，该方法还包括：判断管点的连接管线个数为偶数或奇数；管点的连通管线个数为偶数时，绘制四通或六通；管点的连通管线个数为奇数时，绘制三通或五通。
其中，本发明提供了一种绘制管网连通设备的装置，所述装置包括：第一绘制模块、第二绘制模块和上述实施例二提供的任意一种绘制弯头的装置；
所述第一绘制模块，用于在管点的连接管线个数为1时，绘制直通；
所述第二绘制模块，用于根据绘制弯头的装置绘制得到的至少一个弯头与第一绘制模块得到的直通，绘制出管网连通设备。
进一步的，第二绘制模块还用于在管点的连通管线个数为偶数时，绘制四通或六通；述管点的连通管线个数为奇数时，绘制三通或五通。
本方案提供的方案，通过放样法结合管道的内外半径，绘制出弯头及三通、四通、五通、六通等，能够支持多通绘制，且三维模型显示效果良好。
为了描述的方便，以上装置的各部分以功能分为各种模块或单元分别描述。当然，在实施本发明时可以把各模块或单元的功能在同一个或多个软件或硬件中实现。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
Claims (6)
1.一种绘制弯头的方法，其特征在于，所述方法包括：
根据管道的内外半径，采用bezier曲线绘制带有厚度的三维管线和弯头模型；
当连接所述管线的个数大于等于2时，计算连接点的各个管线的方向向量，根据所述方向向量计算各管线之间的夹角；
根据所述管线之间的夹角，绘制出至少一个弯头；
根据管道的内外半径，采用bezier曲线绘制带有厚度的三维管线和弯头模型，具体包括：
采用放样法对折线或直线进行放样处理；
设定管线半径，根据所述管线半径计算管线面的管点；
根据所述管线面的管点连接管线外壁、管线内壁、管线内外壁的面，形成带有厚度的三维管线和弯头模型；
所述根据所述方向向量计算各管线之间的夹角，具体包括：
通过叉乘运算法计算所述方向向量，得到各管线之间的夹角；
相应的，所述根据所述管线之间的夹角，绘制出至少一个弯头，具体包括：
获取所述管线之间的最大夹角，根据所述最大夹角绘制弯头；
判断所述管点的连接管线个数是否大于1，若大于1，则执行所述计算连接点的各个管线的方向向量的操作，直到所述管点的连接管线个数<=1；
所述管点的连接管线个数为1时，绘制直通；
执行所述计算连接点的各个管线的方向向量的操作包括：首先计算连接点的各个管线的方向向量，然后计算各管线之间的夹角，通过叉乘运算计算[0,PI]范围内的最大夹角，当前两条管线绘制弯头，剩下的管线继续计算夹角依次类推，如果是四通、六通，通过遍历直接绘制完成，如果是三通或者五通，剩下的管线和连接点直接绘制;根据所述最大夹角绘制弯头，并在绘制完成后，将该最大夹角对应的管线删除，从剩余管线中继续选择较大的夹角，根据较大的夹角第二次绘制弯头，对该较大夹角对应的关系继续删除，从二次剩余管线中继续选择次大的夹角，根据次大的夹角第三次绘制弯头，依次类推，直到管点的连接管线个数为1时，绘制直通。
2.一种绘制管网连通设备的方法，其特征在于，所述方法包括绘制管线；
根据上述权利要求1所述的绘制弯头的方法绘制出至少一个弯头；
根据所述至少一个弯头和所述管线绘制出管网连通设备。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
判断所述管点的连接管线个数为偶数或奇数；
所述管点的连通管线个数为偶数时，绘制四通或六通；
所述管点的连通管线个数为奇数时，绘制三通或五通。
4.一种绘制弯头的装置，其特征在于，所述装置包括确定模块、计算模块和绘制模块；
所述确定模块，用于根据管道的内外半径，采用bezier曲线绘制带有厚度的三维管线和弯头模型；
所述计算模块，用于当连接所述管线的个数大于等于2时，计算连接点的各个管线的方向向量，根据所述方向向量计算各管线之间的夹角；
所述绘制模块，用于根据所述管线之间的夹角，绘制出至少一个弯头;
所述确定模块具体包括放样单元、计算单元和连接单元；
所述放样单元，用于采用放样法对折线或直线进行放样处理；
所述计算单元，用于设定管线半径，根据所述管线半径计算管线面的管点；
所述连接单元，用于根据所述计算单元得到的所述管线面的管点连接管线外壁、管线内壁、管线内外壁的面，形成带有厚度的三维管线和弯头模型;
所述计算模块，具体用于计算连接点的各个管线的方向向量，通过叉乘运算法计算所述方向向量，得到各管线之间的夹角；
相应的，所述绘制模块，还用于获取所述管线之间的最大夹角，根据所述最大夹角绘制弯头；
当所述管点的连接管线个数大于1时，删除所述最大夹角对应的管线，根据删除后的管线之间的较大夹角，继续绘制弯头；
当所述管点的连接管线个数为1时，绘制直通；
执行所述计算连接点的各个管线的方向向量的操作包括：首先计算连接点的各个管线的方向向量，然后计算各管线之间的夹角，通过叉乘运算计算[0,PI]范围内的最大夹角，当前两条管线绘制弯头，剩下的管线继续计算夹角依次类推，如果是四通、六通，通过遍历直接绘制完成，如果是三通或者五通，剩下的管线和连接点直接绘制。
5.一种绘制管网连通设备的装置，其特征在于，所述装置包括第一绘制模块、第二绘制模块和所述权利要求4所述的绘制弯头的装置；
所述第一绘制模块，用于在管点的连接管线个数为1时，绘制直通；
所述第二绘制模块，用于根据所述绘制弯头的装置绘制得到的至少一个弯头与所述第一绘制模块得到的所述直通，绘制出管网连通设备。
6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述第二绘制模块还用于在所述管点的连通管线个数为偶数时，绘制四通或六通；在所述管点的连通管线个数为奇数时，绘制三通或五通。
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