CN109035133A - 基于虚拟仿真环境的制造工艺的可视化方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于虚拟仿真环境的制造工艺的可视化方法及系统，为了高效的实时显示虚拟仿真环境而设计。本发明基于虚拟仿真环境的制造工艺的可视化方法包括：同步两客户端的相机位置、角度视角等信息，进行同步过程消息验证；客户端与服务器进行同步验证；服务器端通过外部输入设备，获取控制信息，若未获取输入，直接进行下一步；送到两客户端，保证客户端状态同步，客户端渲染数据；客户端根据服务器的控制以及同步信息渲染本地数据处理渲染数据，实时发送给服务器。本发明达到提升渲染性能。同时也更有效的提高了多显卡的使用率。

Description

基于虚拟仿真环境的制造工艺的可视化方法及系统
技术领域
本发明涉及虚拟现实仿真领域，具体涉及一种基于虚拟仿真环境的制造工艺的可视化方法及系统。
背景技术
虚拟制造技术(virtual manufacturing technology，VMT)是以虚拟现实和仿真技术为基础，对产品的设计、生产过程统一建模，在计算机上实现产品从设计、加工和装配、检验、使用整个生命周期的模拟和仿真。
基于虚拟装配技术(Virtual Assembly，VA)进行开发。所谓虚拟装配，就是利用虚拟现实技术，在虚拟环境中由操作者交互地对产品可装配性、可拆卸性、装配过程的碰撞干涉以及装配顺序和装配路径等装配工艺进行评估和优化。采用虚拟现实的开发工具，如WorldToolKit、Mult igen等，用户可以操作各种虚拟外设(头盔显示器、力反馈数据手套、立体眼镜等)，交互地进行装配工艺规划。
现有方法对于高模(面数很多的模型)进行渲染模拟时，由于模型面数较多，导致画面出现卡顿现象，十分影响操作。
通过抗锯齿、使用低模(面数较少的模型)等方式来解决卡顿问题，但是这会影响使用者的视觉效果。
使用s l i/crossfire技术进行渲染，理论上每多一张显卡，可以提升80％，但是随着显卡数的增多，提升效果会到达瓶颈。
鉴于上述，本设计人，积极加以研究创新，以期创设一种基于虚拟仿真环境的制造工艺的可视化方法及系统，使其更具有产业上的利用价值。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种基于网络的实时渲染策略，实现高效的实时显示虚拟仿真环境的基于虚拟仿真环境的制造工艺的可视化方法及系统。
本发明基于虚拟仿真环境的制造工艺的可视化方法，包括：
S1服务器和左眼客户端、右眼客户端组成一个通讯网络，同步两客户端的相机位置、角度视角等信息，进行同步过程消息验证，确保客户端状态相同；
S2客户端与服务器进行同步验证，通过反复验证后，完成同步验证；
S3服务器端通过外部输入设备，获取控制信息，若未获取输入，直接进行下一步；
S4送到两客户端，保证客户端状态同步，
S5客户端渲染数据；
S6客户端根据服务器的控制以及同步信息渲染本地数据处理渲染数据，实时发送给服务器。
本发明基于虚拟仿真环境的制造工艺的可视化系统，包括：
服务器包括：
图像处理模块：将两客户端发送过来的渲染数据
渲染处理模块：将图像处理模块解析的渲染数据进行合成，并通过vr/ar等显示虚拟仿真环境的显示设备，渲染显示出来；
逻辑控制模块：收集外部设备的控制信息
网络处理模块：分为接收/发送两个部分；发送部分，广播控制、位置同步等信息给两客户端；接收部分，接收来自两客户端的渲染数据；
客户端包括：
信息校验模块：对服务器广播的信息进行本地化校验，保证与服务器相关的控制、位置信息同步，并执行相应的位置、控制变化
本地渲染模块：通过信息校验后，将本地场景进行渲染
渲染处理模块：对本地渲染的数据进行加密压缩
网络处理模块：分为接收/发送两个部分；接收部分，接收服务器广播的控制、位置同步等信息；发送部分，将渲染处理模块生成的数据包发送给服务器。
借由上述方案，本发明基于虚拟仿真环境的制造工艺的可视化方法及系统，至少具有以下优点：
具有更好的实时性和高效性。同时也可以更有效的渲染较大场景或者模型面数较多的场景。在不使用s l i/crossfire的情况下，达到提升渲染性能。同时也更有效的提高了多显卡的使用率。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
图1为本发明基于虚拟仿真环境的制造工艺的可视化系统的整体框图；
图2为本发明基于虚拟仿真环境的制造工艺的可视化系统框图；
图3为本发明基于虚拟仿真环境的制造工艺的可视化方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例1
如图1至3所示，本发明一种基于虚拟仿真环境的制造工艺的可视化方法的一较佳实施例，包括：
S1服务器和左眼客户端、右眼客户端组成一个通讯网络；
S2由服务器同时向左眼客户端、右眼客户端发送同步信息，所述同步信息包括相机矩阵信息、时间戳，左眼客户端、右眼客户端将当前的相机矩阵信息变更为服务器的相机矩阵信息，左眼客户端、右眼客户端的相机矩阵信息设置完成后，向服务器反馈当前同步信息；
S2服务器记录当前同步信息，两个客户端需要向服务器发送当前同步信息，由服务器验证两个客户端同步信息是否相同，若是两客户端的相机矩阵信息与时间戳相同，则进行S3；若是两客户端的相机矩阵信息与时间戳不相同，服务器向两客户端发送最新的相机矩阵，让两客户端将信息同步，同步完成后，两客户端需再次向服务器发送当前同步信息，进行同步过程消息验证，通过反复验证后，完成同步验证；
S3服务器端通过外部输入设备，获取控制信息，若未获取输入，直接进行S5；
S4送到两客户端，保证客户端状态同步，
S5客户端渲染数据；
S6客户端根据服务器的控制以及同步信息渲染本地数据处理渲染数据，实时发送给服务器。
本实施例中，服务器端的运行方法包括：
初始化服务器，包括初始化vr/ar设备、网络接口等，等待客户端连接传输数据。
等待客户端加入网络。
客户端加入后，同步两客户端camera位置、角度视角等信息，进行同步过程消息验证，确保两客户端状态相同。
完成校验后，通过外部输入设备，获取控制信息，若未获取输入，直接进行两客户端渲染数据；否则，再进行同步调整直至两客户端状态相同。
将控制信息同时发送到两客户端，保证客户端状态同步。
接收两客户端渲染数据。
将渲染数据渲染到vr/ar显示设备上。
客户端运行方法包括：
初始化客户端信息，包括场景渲染相机的FOV、位置等。
加入服务器，同时确认该客户端渲染相机信息，即是渲染左眼场景还是渲染右眼场景。
与服务器进行同步验证，通过反复验证后，完成同步验证。
根据服务端的控制以及同步信息。
渲染本地数据。
处理渲染数据，实时发送给服务器。
实施例2
本发明一种基于虚拟仿真环境的制造工艺的可视化系统的一较佳实施例，为了实现上述实施例1中所述的方法，包括：
服务器包括：
图像处理模块：将两客户端发送过来的渲染数据
渲染处理模块：将图像处理模块解析的渲染数据进行合成，并通过vr/ar等显示虚拟仿真环境的显示设备，渲染显示出来；
逻辑控制模块：收集外部设备的控制信息
网络处理模块：分为接收/发送两个部分；发送部分，广播控制、位置同步等信息给两客户端；接收部分，接收来自两客户端的渲染数据；
客户端包括：
信息校验模块：对服务器广播的信息进行本地化校验，保证与服务器相关的控制、位置信息同步，并执行相应的位置、控制变化
本地渲染模块：通过信息校验后，将本地场景进行渲染
渲染处理模块：对本地渲染的数据进行加密压缩
网络处理模块：分为接收/发送两个部分；接收部分，接收服务器广播的控制、位置同步等信息；发送部分，将渲染处理模块生成的数据包发送给服务器。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种基于虚拟仿真环境的制造工艺的可视化方法，其特征在于，包括：
S1服务器和左眼客户端、右眼客户端组成一个通讯网络；
S2由服务器同时向左眼客户端、右眼客户端发送同步信息，所述同步信息包括相机矩阵信息、时间戳，左眼客户端、右眼客户端将当前的相机矩阵信息变更为服务器的相机矩阵信息，左眼客户端、右眼客户端的相机矩阵信息设置完成后，向服务器反馈当前同步信息；
S2服务器记录当前同步信息，两个客户端需要向服务器发送当前同步信息，由服务器验证两个客户端同步信息是否相同，若是两客户端的相机矩阵信息与时间戳相同，则进行S3；若是两客户端的相机矩阵信息与时间戳不相同，服务器向两客户端发送最新的相机矩阵，让两客户端将信息同步，同步完成后，两客户端需再次向服务器发送当前同步信息，进行同步过程消息验证，通过反复验证后，完成同步验证；
S3服务器端通过外部输入设备，获取控制信息，若未获取输入，直接进行S5；
S4送到两客户端，保证客户端状态同步，
S5客户端渲染数据；
S6客户端根据服务器的控制以及同步信息渲染本地数据处理渲染数据，实时发送给服务器；
S7服务器将两个客户端的渲染数据，渲染到VR/AR眼镜中；完成后，回到S3。
2.根据权利要求1所述的基于虚拟仿真环境的制造工艺的可视化方法，其特征在于，所述相机矩阵信息包括：相机位置、旋转角度、视角信息；所述时间戳分两类：客户端时间戳、服务器时间戳；所述客户时间戳为客户端相机矩阵变更一次，更新一次时间戳，为累加型；服务器时间戳为服务器完成一次同步，更新一次时间戳，也是累加型。
3.一种基于虚拟仿真环境的制造工艺的可视化系统，其特征在于，包括：
服务器包括：
图像处理模块：将两客户端发送过来的渲染数据
渲染处理模块：将图像处理模块解析的渲染数据进行合成，并通过vr/ar等显示虚拟仿真环境的显示设备，渲染显示出来；
逻辑控制模块：收集外部设备的控制信息
网络处理模块：分为接收/发送两个部分；发送部分，广播控制、位置同步信息给两客户端；接收部分，接收来自两客户端的渲染数据；
客户端包括：
信息校验模块：对服务器广播的信息进行本地化校验，保证与服务器相关的控制、位置信息同步，并执行相应的位置、控制变化
本地渲染模块：通过信息校验后，将本地场景进行渲染
渲染处理模块：对本地渲染的数据进行加密压缩
网络处理模块：分为接收/发送两个部分；接收部分，接收服务器广播的控制、位置同步信息；发送部分，将渲染处理模块生成的数据包发送给服务器。
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