CN108647017A - 一种参数化快速生成三维互动与仿真应用软件的集成平台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种参数化快速生成三维互动与仿真应用软件的集成平台，包括三维模型的处理框架，所述三维模型的处理框架包括可视化数据库框架和项目打包，所述可视化数据库框架包括创建/打开项目和导入项目，所述创建/打开项目和导入项目的输出端均与资源导入与处理的输入端连接，涉及三维软件开发技术领域。该参数化快速生成三维互动与仿真应用软件的集成平台，通过实现了多种辅助平台交互开发的工具模块，通过参数化，能够执行平台的所有操作，不需要编写任何代码，即可完成项目的开发，通过可视化三维引擎能够在三维世界空间即三维引擎中,只需要使用平台这一款工具，就能够独立开发出三维互动和仿真软件。

Description

一种参数化快速生成三维互动与仿真应用软件的集成平台

技术领域

本发明涉及三维软件开发技术领域，具体为一种参数化快速生成三维互动与仿真应用软件的集成平台。

背景技术

常规的三维软件开发，需要使用三维引擎，如Unity3d.三维引擎或者虚幻4三维引擎，由程序将美术制作的模型导入到引擎中，然后实现策划设计的功能，过程比较复杂，成本很高，往往存在，花费了大量的人力物力，最终却没有实现想要的功能，目前和三维(3D)相关的项目，如虚拟现实、三维仿真，需要一定的技术及团队力量来进行，需要一个完整的由美术、策划、程序组建的团队来完成，人力成本高昂、人才紧缺，这些苛刻的条件，是阻碍产业三维虚拟信息化的巨大障碍。

很多企业，尤其是一些传统行业的企业，对互联网新技术的使用存在很高的障碍，这些企业有很强的设计能力，但是缺乏三维引擎的使用能力，有与行业相关的三维项目，但是他们没有对应的团队，而三维项目外包，成本过高，并且因为行业门槛，而难实现需求。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种参数化快速生成三维互动与仿真应用软件的集成平台，解决了需要编程和建模，才可实现三维互动项目开发的问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种参数化快速生成三维互动与仿真应用软件的集成平台，包括三维模型的处理框架，所述三维模型的处理框架包括可视化数据库框架和项目打包，所述可视化数据库框架包括创建/打开项目和导入项目，所述创建/打开项目和导入项目的输出端均与资源导入与处理的输入端连接，并且创建/打开项目和导入项目的输出端均与建立数据库的输入端连接，所述创建/打开项目和导入项目的输出端均与辅助工具编辑的输入端连接，并且资源导入与处理、建立数据库和辅助工具编辑的输出端均与互动开发的输入端连接，所述互动开发的与界面设计实现双向连接，并且互动开发的输出端与项目打包的输入端连接。

优选的，所述资源导入与处理和辅助工具编辑的输入端均与可视化三维引擎的输入端连接，并且可视化数据库框架的输入端与平台文件数据的处理框架的输出端连接。

优选的，所述三维模型的处理框架的输入端与截图的输出端连接，并且三维模型的处理框架的输入端与录制视频的输出端连接。

优选的，所述三维模型的处理框架实现了.fbx、stl、.obj这三种格式三维模型的导入、数据解析、网格文件创建、处理和快速调用这些功能。

优选的，所述可视化数据库框架实现了一个可视化系统界面，在这个界面上，可执行数据表的创建、修改、查询、计算、导入和导出这些功能。

优选的，所述可视化三维引擎能够在三维世界空间即三维引擎中,编辑场景及三维物体，实现三维物体的增删、属性修改、查询、定位、排列、运动、操作还原与重做、节点结构和视图设置这些功能。

优选的，所述平台文件数据的处理框架平台数据的扩展名为.db和.dat，平台的处理框架实现了平台数据的调用与储存、数据打包与解析、数据的导入与导出和数据的备份这些功能，平台的静态参数以.CSV格式的配置表来保存和解析，方便修改。

本发明还公开了一种参数化快速生成三维互动与仿真应用软件集成平台的使用方法，具体包括以下步骤：

S1、实施例，新建软件项目；

S2、导入资源，并处理资源；

S3、利用可视化三维引擎，对模型进行编辑；

S4、建立数据库，并导入数据；

S5、建立了辅助工具。

(三)有益效果

本发明提供了一种参数化快速生成三维互动与仿真应用软件的集成平台。具备以下有益效果：

(1)、该参数化快速生成三维互动与仿真应用软件的集成平台，通过实现了多种辅助平台交互开发的工具模块，包括视频录取模块、图像截图模块、标注管理模块、路径管理模块、射线管理模块、寻路管理模块、记录点管理模块、文件浏览器、颜色工具，这些模块的存在，极大简化了交互的开发，过本平台制作三维互动项目，全程参数化，简单快捷，不需要编写任何代码，许多功能模块可以直接调用，而不需要去作任何设计，平台的所有操作，都是基于平台的可视化界面，点击、选择、输入参数来实现的，通过参数化，能够执行平台的所有操作，不需要编写任何代码，即可完成项目的开发。

(2)、该参数化快速生成三维互动与仿真应用软件的集成平台，通过可视化三维引擎能够在三维世界空间即三维引擎中,编辑场景及三维物体，实现三维物体的增删、属性修改，平台是一个由交互编辑器、界面编辑器、独立数据库、丰富的系统模块、灵活的可视化维编辑框架(即引擎)，形成了一个闭环的开发系统，只需要使用平台这一款工具，就能够独立开发出三维互动和仿真软件。

(3)、该参数化快速生成三维互动与仿真应用软件的集成平台，通过交互模型是实现交互的基本单元,是运行在后台实现交互的基本单元，包括运动、镜头、界面、媒体、控制、Al、渲染等多个大类。

(4)、该参数化快速生成三维互动与仿真应用软件的集成平台，通过资源导入与处理、建立数据库和辅助工具编辑的输出端均与互动开发的输入端连接，所述互动开发的与界面设计实现双向连接，并且互动开发的输出端与项目打包的输入端连接，使用者可以组合这些交互单元，实现各种样式的项目，包括智慧城市、智慧工厂、智慧律所、智慧建筑工地、智慧博物馆、智慧校园等多个领域的项目。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明3D平台系统的结构原理框图；

图3为本发明外部模型导入平台的原理图；

图4为本发明可视化数据库框架的结构示意图；

图5为本发明可视化三维引擎框架的结构示意图；

图6为本发明平台交互框架的设计原理图；

图7为本发明基于事件为调动单元的互动执行原理图。

图中，1三维模型的处理框架、11可视化数据库框架、111创建/打开项目、112导入项目、113资源导入与处理、114建立数据库、115辅助工具编辑、116互动开发、117界面设计、12项目打包、2可视化三维引擎、3平台文件数据的处理框架、4截图、5录制视频。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-7，本发明实施例提供一种技术方案：一种参数化快速生成三维互动与仿真应用软件的集成平台，包括三维模型的处理框架1，实现了.fbx.stl.obj这三种格式三维模型的导入、数据解析、网格文件创建、处理、快速调用这些功能，实现原理是，建立一个文件浏览器模块，文件浏览器可以检索文件列表，并获得文件的路径，通过该文件浏览器定位三维文件的路径，将文件路径作为参数输入给三维模型解析模块，ailmporter模块负责将.fbx、.stl..obj这三种格式的三维模型解析成点、面、法线、灯光、贴图、UV.动画等数据，并生成引擎可调用的三维对象，并且在内存中存储对应的资源信息，三维对象生成后，会出现可视化三维引擎框架中的树状图上,以方便对三维对象进行检索；重复使用三维模型数据时，只需要调用内存中的复制体即可，三维模型的处理框架1的输入端与截图4的输出端连接，并且三维模型的处理框架1的输入端与录制视频5的输出端连接，三维模型的处理框架1实现了.fbx、stl、.obj这三种格式三维模型的导入、数据解析、网格文件创建、处理和快速调用这些功能，三维模型的处理框架1包括可视化数据库框架11和项目打包12，实现了一个可视化系统界面，在这个界面上，可执行数据表的创建、修改、查询、计算、导入、导出这些功能，平台的数据库是基于sQLite来搭建的，操作的输出依赖可视化界面来进行输入，后台将这些输入转化为数据库语句，然后在sQLite中执行，最终获得的结果以在可视化界面中显示出来，并且可以将得到的数据导出成.CSV格式文件，除此之外，平台还实现了智能化导入的功能，能过文件浏览器查找到格式为.txt..csv的数据文件，对文件进行解析处理，约束小数点，并最终生成一张表单，是一种快速建立表单的方法，可视化数据库框架11实现了一个可视化系统界面，在这个界面上，可执行数据表的创建、修改、查询、计算、导入和导出这些功能，可视化数据库框架11包括创建/打开项目111和导入项目112，创建/打开项目111和导入项目112的输出端均与资源导入与处理113的输入端连接，资源导入与处理113和辅助工具编辑115的输入端均与可视化三维引擎2的输入端连接，在三维世界空间即三维引擎中，对三维场景及三维物体，实现三维物体的树形结构、增删、查询、定位、排列、运动、操作还原与重做、视图设置这些功能，可视化三维引擎框架，是建立一个有父子节点关系的树形结构，基于这个树形结构，可以定位物体，对三维物体进行一系列操作，如增加物品、删除物品、预览物品效果、修改名称，并可以多选物品，对多选的物品进行排列，实现了一个物品的物品三维操作工具，可以在场景中拖动、旋转、缩放物品；实现了一个世界导航工具，可以在三个基于方向x、y.z轴三个方向，改变镜头的朝向，实现x、y.z三个轴六个方向的查看，实现了一个工具，基于物体本身的六面来查看物品，视图设置，则是通过可视化界面，可以设置物品的焦点、是否显示标注、路径的连线、天空盒、场景和大纲视图，可视化三维引擎2能够在三维世界空间即三维引擎中,编辑场景及三维物体，实现三维物体的增删、属性修改、查询、定位、排列、运动、操作还原与重做、节点结构和视图设置这些功能，并且可视化数据库框架11的输入端与平台文件数据的处理框架3的输出端连接，用于处理平台整个编辑过程中产生的数据的创建与编辑，平台文件数据的扩展名为.db和.dat,.db文件用于存储平台在开发过程中产生的数据，.dat文件则是包含和数据和某个案例相关的资源的加密压缩文件，包含的资源如模型、assetbundle资源包、图片、视频、音乐、文本，实现了平台数据的存储与调用，.db文本包含了平台编辑过程中的产生的数据，以及自定义数据库创建的数据表，.db文件是从默认的default模板文件拷贝而来，在保存过程中支持同步和异步两种方式，同步有卡顿现象但容错率低，异步存储则运行流畅，使用者可以在设置界面中进行设置存储方式，.db文件可基于SQlite来调用:.dat文件是由平台的打包功能来产生的，通过数次加密，把当前项目相关的资源和数据打包到一个文件中，并设置扩展名为.dat,.dat文件可以通过导入的方式，经过平台解析后使用:平台在使用过程中，使用者可以手动备份当前的项目文件，平台也会每隔一段时间自动备份文件，这样足够保证编辑的安全:对于平台的静态参数，则以.CSV格式的配置表来保存和解析，方便修改，平台文件数据的处理框架3平台数据的扩展名为.d和.dat，平台的处理框架实现了平台数据的调用与储存、数据打包与解析、数据的导入与导出和数据的备份这些功能，平台的静态参数以.CSV格式的配置表来保存和解析，方便修改，并且创建/打开项目111和导入项目112的输出端均与建立数据库114的输入端连接，创建/打开项目111和导入项目112的输出端均与辅助工具编辑115的输入端连接，并且资源导入与处理113、建立数据库114和辅助工具编辑115的输出端均与互动开发116的输入端连接，互动开发116的与界面设计117实现双向连接，并且互动开发116的输出端与项目打包12的输入端连接。

本发明还公开了一种参数化快速生成三维互动与仿真应用软件集成平台的使用方法，具体包括以下步骤：

S1、实施例，新建软件项目，打开新建项目的可视化界面，输入软件项目名称、并选择好场景、地形、天空盒，单击确定后，即在文件中生成一个以.db为扩展名的项目文件，该项目文件以平台文件夹中的default.db为蓝本的拷贝的，已包含项目需要的空配置表，新建项目后，系统将创建以选择的场景、地形、天空盒为背景的系统场景，这三个资源均来自于系统资源库，在后续的编辑中，可对这些要素进行更改；

S2、导入资源，并处理资源，通过创建物品的可视化界面，打开平台的文件浏览器，选择文件列表中的模型、模型，视频、图片，即可以导入资源，音乐以及文本在其它的方式下导入，也可以调用系统标准模型库,导入标准模型模型在导入后,可以对模型进行处理,用模型分割模块,可以将模型的一部分分割出来，从而形成一个新的物品；

S3、利用可视化三维引擎2，对模型进行编辑，在三维树结构中选中物体，也可以点击场景中的物体来选中物体，物体被选中后，可以通过右键菜单对物体进行重命名、删除、复制等操作:利用快捷键快速定位物品:可以通过物品的三维操作工具或者三维属性输入窗口，对物品实施拖动、旋转、缩放；

S4、建立数据库114，并导入数据，打开可视化数据库操作界面，首先创建一个数据表，打开数据表创建的可视化界面，输入数据表的名称，并检验名称符合条件，如不符合条件，则需要重命名，新建字段，字段的属性包括字段名、类型、字节数、默认值，在名称和字段符合条件，选择创建操作，即可生成一条带相关字段的空表，选择新创建的数据表，然后导入数据，打开数据表导入的可视化界面，利用文件浏览器选择要导入的数据，可以导入的数据格式为txt、cvs,如果不是这种格式文件，则修改一下扩展名即可，导入的设置可以选择分隔符、起始行，并进行预览:在预览数据被正确解析后，创建一个导入设置，设置数据表的字段，与数据对应的行数，保存设置后，并选择该设置，输入要导入的行数区间，并进行预览，确认无误点击确认，即进行导入操作；

S5、建立了辅助工具，在建立互动之前，创建两条路径，一条用于物品移动，一条用于镜头漫游:创建一条射线，作为物品旋转的轴线；创建两个记录点，一个用于指示物品移动的位置，一个用于指示物品要旋转到的角度；建立10个节点用于寻路规划，首先创建路径，打开路径管理的可视化界面，创建组成路径的点，对这些点在场景中进行拖动改变位置，可以通过点的属性来改变点的位置；对点的操作还包括删除、复制、插入、上移和下移，然后设置路线的属性，包括颜色、线宽、箭头、是否隐藏节点或箭头，创建射线，使用物品创建工具栏创建一条射线并命名，打开射线管理器界面，设置射线初始点的位置，射线的颜色、线宽，可以设置射线的锚点，通过改变线长的方式，来改变端的位置，创建记录点，在树结构图上.选中要记录位置的物体，在记录点管理界面，为这个物体创建记录点,记录点记录的是当前物品的位置和角度:选择已创建的记录点,然后选择定位，记录点会同步当前物体的位置，创建节点，使用物品工具栏创建节点并命名，打开节点管理器界面，设置节点与其它节点的连线与通行状态，设置节点的样式、是否显示连线、颜色、标注内容与是否显示标注，设置节点的标签。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种参数化快速生成三维互动与仿真应用软件的集成平台，包括三维模型的处理框架(1)，其特征在于：所述三维模型的处理框架(1)包括可视化数据库框架(11)和项目打包(12)，所述可视化数据库框架(11)包括创建/打开项目(111)和导入项目(112)，所述创建/打开项目(111)和导入项目(112)的输出端均与资源导入与处理(113)的输入端连接，并且创建/打开项目(111)和导入项目(112)的输出端均与建立数据库(114)的输入端连接，所述创建/打开项目(111)和导入项目(112)的输出端均与辅助工具编辑(115)的输入端连接，并且资源导入与处理(113)、建立数据库(114)和辅助工具编辑(115)的输出端均与互动开发(116)的输入端连接，所述互动开发(116)的与界面设计(117)实现双向连接，并且互动开发(116)的输出端与项目打包(12)的输入端连接。

2.根据权利要求1所述的一种参数化快速生成三维互动与仿真应用软件的集成平台，其特征在于：所述资源导入与处理(113)和辅助工具编辑(115)的输入端均与可视化三维引擎(2)的输入端连接，并且可视化数据库框架(11)的输入端与平台文件数据的处理框架(3)的输出端连接。

3.根据权利要求1所述的一种参数化快速生成三维互动与仿真应用软件的集成平台，其特征在于：所述三维模型的处理框架(1)的输入端与截图(4)的输出端连接，并且三维模型的处理框架(1)的输入端与录制视频(5)的输出端连接。

4.根据权利要求1所述的一种参数化快速生成三维互动与仿真应用软件的集成平台，其特征在于：所述三维模型的处理框架(1)实现了.fbx、stl、.obj这三种格式三维模型的导入、数据解析、网格文件创建、处理和快速调用这些功能。

5.根据权利要求1所述的一种参数化快速生成三维互动与仿真应用软件的集成平台，其特征在于：所述可视化数据库框架(11)实现了一个可视化系统界面，在这个界面上，可执行数据表的创建、修改、查询、计算、导入和导出这些功能。

6.根据权利要求1所述的一种参数化快速生成三维互动与仿真应用软件的集成平台，其特征在于：所述可视化三维引擎(2)能够在三维世界空间即三维引擎中,编辑场景及三维物体，实现三维物体的增删、属性修改、查询、定位、排列、运动、操作还原与重做、节点结构和视图设置这些功能。

7.根据权利要求1所述的一种参数化快速生成三维互动与仿真应用软件的集成平台，其特征在于：所述平台文件数据的处理框架(3)平台数据的扩展名为.db和.dat，平台的处理框架实现了平台数据的调用与储存、数据打包与解析、数据的导入与导出和数据的备份这些功能，平台的静态参数以.CSV格式的配置表来保存和解析，方便修改。

8.根据权利要求1所述的一种参数化快速生成三维互动与仿真应用软件的集成平台，其特征在于：具体包括以下步骤：

S1、实施例，新建软件项目；

S2、导入资源，并处理资源；

S3、利用可视化三维引擎(2)，对模型进行编辑；

S4、建立数据库(114)，并导入数据；

S5、建立了辅助工具。