CN110083463A - 一种3d图像引擎与数值处理软件间实时数据通信方法 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种3D图像引擎与数值处理软件间实时数据通信方法，该方法包括如下步骤：响应于接收到通信主体A(客户端的3D图像引擎)根据预设路径发送的数据一，通信主体B(服务器端的数值处理软件)获取暂存在通用存储体一中的所述数据一进行相应的数据处理，并将数据二发送至所述通信主体A；其中，所述通信主体A响应于检测到通用存储体二中有数据二存入，所述通信主体A获取所述数据二并进行相应的数据处理；所述数据二由处理后的数据一得到。实现了通信主体之间的数据的有效和可靠的通信。
Description
技术领域
本发明实施例涉及计算机网络信息通信技术领域，具体涉及一种3D图像引擎与数值处理软件间实时数据通信方法。
背景技术
在科学研究中，进行数据仿真是一种有效的方法。目前，针对不同的科学领域存在不同的专业数值处理软件，如数学计算和电子仿真领域的MATLAB与Labview，GIS仿真领域的MapGIS与Citystar等，这类仿真的软件输出通常是数据或者二维图像。随着3D图像引擎的快速发展，使科学仿真的展示由传统的二维逐渐转向三维成为可能。虽然基于计算机图形学开发的3D图像引擎在图像渲染、人机交互设计等方面有巨大的优势，但是通常缺乏复杂数值计算的能力。
目前各个领域开发的3D仿真系统与数值软件的数据交换均采用独自开发的通信模块，没有统一的标准和规范，其主要原因在于应用领域不同，设计仿真系统时使用的3D引擎和数值处理软件不同，所以开发人员均采取针对特定的仿真目的设计通信模块，这样的通信模块的可拓展性很差，几乎无法复用。如电子科技大学的李瑞等人发明了一种飞行器的三维视景仿真系统，其通信模块中三维仿真系统和MATLAB引擎之间是通过UDP通信进行数据交换的；西安电子科技大学的赵晓松设计了一种基于Unity3D的可视化虚拟仿真实验平台，该平台也对通信模块进行了封装，其实现的方式是基于C/S模式的Socket通信，并为客户端Unity3D和服务器Qt数据处理软件提供了直接通信和间接通信两种方式；山东大学的张伟凯设计了一种基于实时数字仿真及三维虚拟现实的教学实验平台，其3D图像引擎VRP和电力系统专业软件ADPSS的通信也是通过Socket实现的。上述各虚拟仿真系统中的通信模块在本系统内均可以实现数据的有效交换，但却缺乏可扩展性，一旦系统中的3D图像引擎或者数值处理软件发生变化，那么整个通信模块便需要重新设计。
综上所述，当前的3D图像引擎与数值处理软件之间的数据通信存在这样的问题：没有一个有效且通用的信息通信机制，能够实现3D图像引擎与数值处理软件任意组合条件下的数据交换。
发明内容
为此，本发明实施例提供一种3D图像引擎与数值处理软件间实时数据通信方法，以解决现有科学仿真系统开发技术中由于相互通信的3D图像引擎与数值处理软件之间没有一个有效且通用的信息通信机制而导致的数据交换与利用实时性和可靠性差的问题。
为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：
根据本发明实施例提出一种3D图像引擎与数值处理软件间实时数据通信方法，其特征在于，包括如下步骤：
响应于接收到通信主体A(客户端的3D图像引擎)根据预设路径发送的数据一，通信主体B(服务器端的数值处理软件)获取暂存在通用存储体一中的所述数据一进行相应的数据处理获得数据二，并将所述数据二发送至所述通信主体A；
其中，所述通信主体A响应于检测到通用存储体二中有数据二存入，所述通信主体A获取所述数据二并进行相应的数据处理。
进一步的，所述方法还包括，响应于接收到通信主体A在应用程序A中预设的路径发送的数据一，通信主体B获取由应用程序B存入所述通用存储体一中的所述数据一、进行相应的数据处理，并将处理后得到的数据二发送至所述通信主体A；
其中，所述通信主体A响应于检测到由所述应用程序A存入通用存储体二的数据二，所述通信主体A获取所述数据二并进行相应的数据处理。
进一步的，所述通用存储体一至少包括一组发送通用存储体一和一组接收通用存储体一；所述通用存储体二至少包括一组发送通用存储体二和一组接收通用存储体二。
进一步的，所述方法包括，
响应于接收到通信主体A依据应用程序A中预设的路径发送的、由所述通信主体A存入所述发送通用存储体二中的数据一，通信主体B获取由应用程序B存入所述接收通用存储体一中的所述数据一、进行相应的数据处理，并将处理后得到的数据二存入所述发送通用存储体一，并经由所述应用程序B读取所述发送通用存储体一中的数据二发送至所述通信主体A；
其中，所述通信主体A响应于检测到由所述应用程序A存入接收通用存储体二的数据二，所述通信主体A获取所述数据二并进行相应的数据处理。
进一步的，所述通用存储体一、发送通用存储体一、接收通用存储体一、所述通用存储体二、发送通用存储体二、接收通用存储体二均为文件格式为.txt的文件。
进一步的，所述应用程序A、应用程序B均为Windows桌面应用程序。
进一步的，采用.dll文件对通用存储体中的数据进行检测。
进一步的，发送数据一或数据二时，对所述数据进行json封装；接收数据一或数据二时，对所述数据进行json解析。
进一步的，所述通信主体A为3D图像引擎，所述通信主体B为数值处理软件。
本发明实施例具有如下优点：本申请提供一种通用的通信机制，根据科学仿真系统中两种系统各自承担的功能以及它们各自的工作特点，通过“C/S+共享文件”的网络通信方法，实现多种通信系统任意组合条件下的数据交换与利用。两种通信系统分别维护各自的数据文件和应用程序，并且在该两种系统中分别加载具有文件监听、文件数据读写等功能的DLL(Dynamic Link Library即动态链接库)文件。整个通信模块的实现基于数据驱动，各个子系统通过监听数据文件的状态变化来实现数据的交换与利用，保证两种系统之间数据交换与利用的实时性和可靠性。开发者只需实现相关的通信接口即可快速建立所使用两种系统之间的通信，而不必再开发具体的通信模块，保证了两系统之间数据通信的可靠性和实时性的同时，也提高了通信的效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
图1为本发明实施例1提供的一种3D图像引擎与数值处理软件间实时数据通信方法的流程框图；
图1-1为图1中的数据流向图；
图2为本发明实施例2提供的一种3D图像引擎与数值处理软件间实时数据通信方法的优选方式流程框图；
图3为本发明实施例3提供的一种3D图像引擎与数值处理软件间实时数据通信方法的应用场景流程框图。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例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。
参见图1为本发明实施例1提供的一种3D图像引擎与数值处理软件间实时数据通信方法的流程框图。该方法包括如下步骤：
响应于接收到通信主体A根据预设路径发送的数据一，通信主体B获取暂存在通用存储体一中的所述数据一；
对所述数据一进行相应的数据处理获得数据二；
将所述数据二发送至所述通信主体A；
其中，所述通信主体A响应于检测到通用存储体二中有数据二存入，所述通信主体A获取所述数据二并进行相应的数据处理。
上述通信主体A和通信主体B是两个需要相互通信的系统，优选的，分别是3D图像处理引擎和数值处理软件。
上述通用存储体一或通用存储体二均为通信主体之间可通用的一种数据存储格式，优选的，本发明实施例1通用存储体一或通用存储体二是数据格式为.txt的数据共享文件。
本发明实施例1中，通信主体A和通信主体B中分别加载具有文件监听、文件数据读写等功能的动态链接库文件DLL(Dynamic Link Library)，通过通信主体A和通信主体B分别集成具有文件监听和文件数据读写等功能的DLL模块，实现相关接口，将本地需要监听的数据文件(在本实施例1中为.txt的数据共享文件)的绝对路径通过接口传入，当本地需要监听的数据文件有数据更新时，上述通信主体A和通信主体B便可分别读取或者写入相关数据(本实施例为数据一或数据二)，通信主体A或通信主体B对相关数据进行分析处理并传送，最终实现两通信主体之间的数据通信。本发明实施例1中的通信主体A和通信主体B之间的数据流向，参见图1-1中的数据流向图。
图1-1中，当通信主体A中有数据写入通用存储体一，通信主体B检测到通用存储体一中有数据更新，获取存储在通用存储体一中更新后的数据，对获取的数据进行处理，并将处理后的数据发送至通信主体A，并存入通用存储体二中；当通信主体A检测到通用存储体二中有数据更新时，通信主体A获取通用存储体二中更新后的数据并处理，完成通信主体A与通信主体B之间的数据通信。
本发明实施例1中的整个通信模块的实现基于数据驱动，各个子系统通过监听共享数据文件的状态变化来实现数据的交换与利用，保证两种系统之间数据交换与利用的实时性和可靠性。开发者只需实现相关的通信接口即可快速建立所使用两种系统之间的通信，而不必再开发具体的通信模块。
参见图2为本发明实施例2提供的一种3D图像引擎与数值处理软件间实时数据通信方法的优选方式流程框图。在实施例1的基础上，实施例2具体包括如下步骤：
响应于接收到通信主体A依据应用程序A中预设的路径发送的、由所述通信主体A存入所述发送通用存储体二中的数据一，通信主体B获取由应用程序B存入所述接收通用存储体一中的所述数据一；
对所述数据一进行相应的数据处理；
将处理后得到的数据二存入所述发送通用存储体一，并经由所述应用程序B读取所述发送通用存储体一中的数据二发送至所述通信主体A；
其中，所述通信主体A响应于检测到由所述应用程序A存入接收通用存储体二的数据二，所述通信主体A获取所述数据二并进行相应的数据处理。
上述通信主体A和通信主体B分别安装在客户端和服务器端，相对应的，应用程序A和应用程序B也分别部署在客户端和服务器端。优选的，为了便于对通信主体A和通信主体B进行相关的设置，将应用程序A和应用程序B分别封装为便于用户交互的Windows应用程序。
上述通用存储体一至少维护一组发送通用存储体一和一组接收通用存储体一；所述通用存储体二至少包括一组发送通用存储体二和一组接收通用存储体二。优选的，本发明实施例2通用存储体一包括一组发送通用存储体一和一组接收通用存储体一；所述通用存储体二包括一组发送通用存储体二和一组接收通用存储体二。优选的，所述通用存储体一、发送通用存储体一、接收通用存储体一、所述通用存储体二、发送通用存储体二、接收通用存储体二均为文件格式为.txt的文件。
参见图3，为本发明实施例2提供的一种3D图像引擎与数值处理软件间实时数据通信方法的应用场景框图。下面结合本发明实施例2提供的方法和图3的具体应用场景，对本发明优选的实施方式做具体说明。
需要说明的是，图3中的3D图像引擎对应实施例2中的通信主体A，数值处理软件对应实施例2中的通信主体B；客户端应用程序对应应用程序A，服务器端应用程序对应应用程序B，客户端数据发送文件ClientSend.txt对应发送通用存储体二，客户端数据接收文件ClientReceive.txt对应接收通用存储体二，服务器端数据发送文件ServerSend.txt对应发送通用存储体一，服务器端数据接收文件ServerReceive.txt对应接收通用存储体一。
应用场景的数据流向过程如下具体描述：
为了便于人机交互，本发明实施例2将客户端应用程序和服务器应用程序分别封装为Windows应用程序(窗体界面应用程序)。在客户端应用程序的相关设置位置，设置待通信的服务器的IP地址和端口号，在服务器应用程序中也相应的设置端口号，完成客户端和服务器端的初步设置。同时，在客户端应用程序中设置ClientSend.txt和ClientReceive.txt的绝对路径；服务器应用程序设置ServerSend.txt和ServerReceive.txt的绝对路径以及是否开启服务器。
客户端应用程序对客户端数据发送文件ClientSend.txt开启监听。当3D图像引擎发送数据时，首先将数据写入数据发送文件ClientSend.txt，客户端应用程序监听到该数据文件发生变化，读取文件中的新数据并进行json封装，同时向服务器发起连接请求。服务器应用程序开启端口监听，并维护一个线程池，当有新的客户端连接请求时，分配一个线程用于建立连接，接收数据并对数据进行json解析，将解析后的数据写入服务器的数据接收文件ServerReceive.txt，且每条数据都有唯一的ID记为n，每个ID对应一个唯一的客户端连接。数值处理软件监听服务器的数据接收文件ServerReceive.txt，当有数据更新时，读取文件中的新数据，进行数据的数值处理，将处理结果写入数据发送文件ServerSend.txt，且该处理结果数据也有唯一的ID为n。服务器应用程序监听服务器的数据发送文件ServerSend.txt，当有数据更新时，读取新数据的ID，通过ID找到其对应的客户端连接，并将处理结果返回。客户端应用程序接收到数据的处理结果，将处理结果写入数据接收文件ClientReceive.txt，接收数据完毕之后关闭与服务器的连接，同时服务器收到响应释放连接。客户端3D图像引擎监听数据接收文件ClientReceive.txt，若数据更新，则读取新数据，并用于三维图形、图像显示。
需要说明的是，上述3D图像引擎和数值处理软件对文件监听事务的处理已通过C++封装成FileWatch.dll文件，并提供数个接口供用户调用，包括传入监听文件路径、获取监听文件的状态、获取监听文件更新的数据等。
本申请提供一种通用的通信机制，根据科学仿真系统中两种系统各自承担的功能以及它们各自的工作特点，通过“C/S+共享文件”的网络通信方法，实现多种通信系统任意组合条件下的数据交换与利用。两种通信系统分别维护各自的数据文件和应用程序，并且在该两种系统中分别加载具有文件监听、文件数据读写等功能的DLL(Dynamic LinkLibrary即动态链接库)文件。整个通信模块的实现基于数据驱动，各个子系统通过监听数据文件的状态变化来实现数据的交换与利用，保证两种系统之间数据交换与利用的实时性和可靠性。开发者只需实现相关的通信接口即可快速建立所使用两种系统之间的通信，而不必再开发具体的通信模块。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
Claims (9)
1.一种3D图像引擎与数值处理软件间实时数据通信方法，其特征在于，包括如下步骤：
响应于接收到通信主体A根据预设路径发送的数据一，通信主体B获取暂存在通用存储体一中的所述数据一进行相应的数据处理获得数据二，并将所述数据二发送至所述通信主体A；
其中，所述通信主体A响应于检测到通用存储体二中有数据二存入，所述通信主体A获取所述数据二并进行相应的数据处理。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括，响应于接收到通信主体A在应用程序A中预设的路径发送的数据一，通信主体B获取由应用程序B存入所述通用存储体一中的所述数据一、进行相应的数据处理，并将处理后得到的数据二发送至所述通信主体A；
其中，所述通信主体A响应于检测到由所述应用程序A存入通用存储体二的数据二，所述通信主体A获取所述数据二并进行相应的数据处理。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述通用存储体一至少包括一组发送通用存储体一和一组接收通用存储体一；所述通用存储体二至少包括一组发送通用存储体二和一组接收通用存储体二。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法包括，
响应于接收到通信主体A依据应用程序A中预设的路径发送的、由所述通信主体A存入所述发送通用存储体二中的数据一，通信主体B获取由应用程序B存入所述接收通用存储体一中的所述数据一、进行相应的数据处理，并将处理后得到的数据二存入所述发送通用存储体一，并经由所述应用程序B读取所述发送通用存储体一中的数据二发送至所述通信主体A；
其中，所述通信主体A响应于检测到由所述应用程序A存入接收通用存储体二的数据二，所述通信主体A获取所述数据二并进行相应的数据处理。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述通用存储体一、发送通用存储体一、接收通用存储体一、所述通用存储体二、发送通用存储体二、接收通用存储体二均为文件格式为.txt的文件。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述应用程序A、应用程序B均为Windows桌面应用程序。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，采用.dll文件对通用存储体中的数据进行检测。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，发送数据一或数据二时，对所述数据进行json封装；接收数据一或数据二时，对所述数据进行json解析。
9.根据权利要求1-8任一所述的方法，其特征在于，所述通信主体A为3D图像引擎，所述通信主体B为数值处理软件。
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