CN111414564B - 基于对等网络的图形数据处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于对等网络的图形数据处理方法，包括如下步骤：当某一终端节点需加载某一图形数据时，向对等网络内的其他终端节点发送查询请求，以询问是否有已处理好的图形数据；若有，则接收已处理好的图形数据，对所接收的已处理好的图形数据进行渲染，并保存已处理好的图形数据以便向其他终端节点进行共享；若无，则获取所需加载的图形数据，并进行图形处理获得已处理好的图形数据，对已处理好的图形数据进行渲染，并保存已处理好的图形数据以便向其他终端节点进行共享。本发明各终端节点对于已处理好的图形数据能够进行共享，避免了数据的重复处理，可充分的利用网络上的空闲带宽和计算资源。

Description

基于对等网络的图形数据处理方法

技术领域

本发明涉及图形处理技术领域，特指一种基于对等网络的图形数据处理方法。

背景技术

近年来在建筑领域中，由于软件技术及硬件能力的提升，建筑信息管理系统应用由二维图纸向三维模型技术进行转变，如今已在行业内展开，其中建筑信息模型(BuildingInformation Modelling，简称BIM)技术为其首要技术，将原先的建筑二维图纸信息转变为三维模型、属性等信息，大大丰富和扩展了原来二维图纸所能提供的有限信息。

随着互联网技术的普及，更多的用户要求能在浏览器中展示BIM三维模型，以实现基于BIM协同工作。早期很多项目通过浏览器插件的方式移植原有DirectX和OpenGL应用，可实现基本的Web应用协同。但插件方式在安全性、跨平台和应用的深度融合都存在问题，用户体验较差。而WebGL是近年来非常火热的WEB三维可视化标准，它完美地解决了现有的Web交互式三维动画的两个问题：第一，它通过HTML脚本本身实现Web交互式三维动画的制作，无需任何浏览器插件支持；第二，它利用底层的图形硬件加速功能进行的图形渲染，是通过统一的、标准的、跨平台的OpenGL接口实现的。

但是基于WebGL的BIM应用技术的应用需要以计算机三维计算、渲染、前端JavaScript处理等技术为基础，由于BIM技术的特点，通常BIM模型所携带的三维图形数据的细节程度非常高，即模型的体量和颜色、贴图等信息均比较高，而且有时需要保留建筑的细节信息而不能进行太大程度的轻量化，对当下计算机的三维渲染显示带来了较大压力，当前计算机在对BIM模型进行显示时其整体加载速度慢，用户体检较差。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种基于对等网络的图形数据处理方法，解决现有的计算机对显示图形的整体加载速度慢和用户体验较差的问题。

实现上述目的的技术方案是：

本发明提供了一种基于对等网络的图形数据处理方法，所述对等网络内具有相互通信连接的多个终端节点，所述处理方法包括如下步骤：

当某一终端节点需加载某一图形数据时，向所述对等网络内的其他终端节点发送查询请求，以询问是否有已处理好的图形数据；

若有，则接收所述已处理好的图形数据，对所接收的已处理好的图形数据进行渲染，并保存所述已处理好的图形数据以便向其他终端节点进行共享；

若无，则获取所需加载的图形数据，并进行图形处理获得已处理好的图形数据，对所述已处理好的图形数据进行渲染，并保存所述已处理好的图形数据以便向其他终端节点进行共享。

本发明基于对等网络实现各终端节点间直接通信，不用通过中心服务器而直接从邻近的终端节点处下载已处理好的图形数据进行渲染显示，提高了通信效率和图形加载速度。各终端节点对于已处理好的图形数据能够进行共享，避免了数据的重复处理，可充分的利用网络上的空闲带宽和计算资源。终端节点将已处理好的图形数据下载到本机上后直接进行渲染显示，避免了对图形的再次处理，进而提高了三维场景的整体加载速度。

本发明基于对等网络的图形数据处理方法的进一步改进在于，进行图形处理获得已处理好的图形数据的步骤，包括：

向所述对等网络内的其他终端节点发送处理请求；

在接收到同意处理请求的终端节点的反馈信息后，向同意处理请求的终端节点发送待处理的图形数据；

待图形数据处理好后，接收同意处理请求的终端节点传输的已处理好的图形数据。

本发明基于对等网络的图形数据处理方法的进一步改进在于，获取所需加载的图形数据的步骤，包括：

向所述对等网络内的其他终端节点发送获取图形数据请求，以询问是否有所需加载的图形数据的元数据；

若有，则接收所需加载的图形数据的元数据；

若无，则从所述对等网络中的超级节点处获取所需加载的图形数据的元数据。

本发明基于对等网络的图形数据处理方法的进一步改进在于，在接收到所述获取图形数据请求的其他终端节点处无所需加载的图形数据的元数据时，接收到所述获取图形数据请求的其他终端节点进一步向所述对等网络内的邻近的其他终端节点发送获取图形数据请求，直至询问到有所需加载的图形数据的元数据或所有终端节点均无所需加载的图形数据的元数据为止。

本发明基于对等网络的图形数据处理方法的进一步改进在于，当其他终端节点接收到所述查询请求时，进一步向所述对等网络内的邻近的其他终端节点发送查询请求，直至询问到有已处理好的图形数据或所有终端节点均无已处理好的图形数据。

本发明基于对等网络的图形数据处理方法的进一步改进在于，当某一终端节点需加载某一图形数据时，从所述对等网络中的超级节点处获取对应的图形数据编号信息。

本发明基于对等网络的图形数据处理方法的进一步改进在于，所述对等网络中的超级节点处存储有模型列表，且所述模型列表内包括图形数据编号信息；

当某一终端节点需加载某一图形数据时，从所述超级节点处获取所述模型列表，进而从所述模型列表中查询得到对应的图形数据编号信息。

本发明基于对等网络的图形数据处理方法的进一步改进在于，所述终端节点保存已处理好的图形数据后，将保存的已处理好的图形数据作为服务提供给对等网络内的其他节点。

附图说明

图1为本发明基于对等网络的图形数据处理方法的流程图。

图2为本发明基于对等网络的图形数据处理方法中对等网络层次结构示意图。

图3为本发明基于对等网络的图形数据处理方法中终端网络节点间的关系图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

参阅图1，本发明提供了一种基于对等网络的图形数据处理方法，对等网络又称P2P网络，本发明以对等网络为基础，将待处理和处理后的图形数据在分布式覆盖层网络中进行分发，或直接向网络中的其他终端节点进行数据索取，以充分利用网络上空闲的带宽和计算资源，再通过该网络中的其他终端节点将处理好的图形数据下载到本体上进行后续图形渲染以提高三维场景整体加载速度。本发明的图形数据处理方法适用于BIM模型的显示处理，可有效避免服务器性能瓶颈和传输带宽压力，并且在终端节点请求、图形数据均较多时，可解决大范围的数据交换效率问题。下面结合附图对本发明基于对等网络的图形数据处理方法进行说明。

参阅图1，显示了本发明基于对等网络的图形数据处理方法的流程图。下面结合图1，对本发明基于对等网络的图形数据处理方法进行说明。

如图1所示，本发明的基于对等网络的图形数据处理方法，结合图2和图3所示，其中的对等网络内具有相互通信连接的多个终端节点，终端节点22a至终端节点22f，一终端节点与邻近的其他终端节点通信连接，在对等网络内具有一超级节点21，该超级节点作为中心服务器，与所有的终端节点通信连接。本发明的处理方法包括如下步骤：

执行步骤S11，当某一终端节点需加载某一图形数据时，向对等网络内的其他终端节点发送查询请求，以询问是否有已处理好的图形数据；

若有，则执行步骤S12，接收已处理好的图形数据，对所接收的已处理好的图形数据进行渲染，并保存已处理好的图形数据以便向其他终端节点进行共享；

若无，则执行步骤S13，获取所需加载的图形数据，并进行图形处理获得已处理好的图形数据，对已处理好的图形数据进行渲染，并保存已处理好的图形数据以便向其他终端节点进行共享。

终端节点加载图形数据的正常流程是：下载该图形数据的元数据并进行处理，再对已处理的图形数据进行渲染显示，该处的处理为图形预处理，因BIM模型所携带的三维图形数据的细节程度非常高，模型的体量、颜色以及贴图等信息均比较高，而且有时需要保留建筑的细节信息而不能进行太大程度的轻量化，这样对当下计算机的三维渲染显示带来了较大压力。所以在渲染之前需要对图形数据进行预处理，该预处理可以是轻量化处理，在不明显损失模型视觉观感的前提下，减少模型的顶点数据，以此来达到减轻前端渲染时的压力。预处理还可以是图元合并，在模型不失真的情况下做轻量化处理后将模型进行图元合并，以达到减小计算机渲染压力和存储压力的同时，不对或尽可能地少对模型表观进行处理，以免损失需要的信息。对图形进行预处理可以减轻渲染压力，使得三维画面能够更流畅。

本发明的方法在终端节点需加载某一图形数据时，先询问对等网络中的其他终端节点，是否有已处理好的图形数据，若有就可以直接获取该已处理的图形数据，省略获取及处理的过程，能够避免数据的重复处理，节省节点的算力，提高图形加载的速度。对等网络内的任何节点，可以与其他节点进行通信并请求图形数据，可不通过超级节点(即中心服务器)，直接从邻近的节点处下载所需的数据。本发明所指的图形数据是指三维图形数据。

在本发明的一种具体实施方式中，进行图形处理获得已处理好的图形数据的步骤，包括：

向对等网络内的其他终端节点发送处理请求；

在接收到同意处理请求的终端节点的反馈信息后，向同意处理请求的终端节点发送待处理的图形数据；

待图形数据处理好后，接收同意处理请求的终端节点传输的已处理好的图形数据。

具体地，结合图2所示，当终端节点22a需要对获取的图形数据进行图形处理时，该终端节点22a询问网络中邻近的其他终端节点帮助其进行数据处理，具体是向终端节点22b、22c、22d发送处理请求，通常终端节点22b、22c、22d为处理能力较高的节点，其他终端节点22b、22c、22d若比较空闲，则接受该处理请求并给予同意处理请求的反馈，其他终端节点可通过手动或自动的方式接受该处理请求。假如终端节点22b向终端节点22a发送同意处理请求的反馈，则终端节点22a向终端节点22b发送待处理的图形数据，由终端节点22b对图形数据进行处理，待图形数据处理好后，向终端节点22a发送完成通知，终端节点22a则与终端节点22b建立通信连接，并从终端节点22b处将已处理的图形数据下载到本机，由此完成了图形数据的处理过程，也可称为预处理过程，而后终端节点22a对接收的已处理的图形数据进行渲染即可。

较佳地，若有多个终端节点反馈了同意处理请求，发起请求的终端节点可将带处理的图形数据分批的传输给对应的终端节点进行分工处理，以此实现多个终端节点协同作业，提高了图形处理效率。

通过请求其他终端节点帮助进行图形处理的方式，在当前的终端节点算力不足或需要进行大量数据处理时可有效充分地利用网络中其他节点的算力和带宽，分散减少了当前节点的处理压力，达到提升图形渲染效率和终端用户体验的目的。

在本发明的一种具体实施方式中，获取所需加载的图形数据的步骤，包括：

向对等网络内的其他终端节点发送获取图形数据请求，以询问是否有所需加载的图形数据的元数据；

若有，则接收所需加载的图形数据的元数据；

若无，则从对等网络中的超级节点处获取所需加载的图形数据的元数据。

其中获取所需加载的图形数据是为了获得图形的元数据，在对等网络中无节点可以提供已处理好的图形数据的元数据时，终端节点开始向邻近的其他终端节点询问是否有所需加载的图形数据的元数据，若对等网络中有节点可以提供该所需加载的图形数据的元数据，则终端节点直接从该节点处接收所需加载的图形数据的元数据。若对等网络中无节点可以提供该所需加载的图形数据的元数据时，终端节点从对等网络中的超级节点21处获取所需加载的图形数据的元数据。本发明的终端节点获取所需加载的图形数据的元数据并非直接从超级节点21处获得，而是先询问邻近的其他终端节点，在其他终端节点可以提供时，从该终端节点直接获取，这样避免了只从超级节点处下载，有效避免服务器性能瓶颈和传输带宽压力，在网络节点请求、图形数据均较多时，可解决大范围的数据交换效率问题。

进一步地，在接收到获取图形数据请求的其他终端节点处无所需加载的图形数据的元数据时，接收到获取图形数据请求的其他终端节点进一步向对等网络内的邻近的其他终端节点发送获取图形数据请求，直至询问到有所需加载的图形数据的元数据或所有终端节点均无所需加载的图形数据的元数据为止。由于对等网络内的所有终端节点不能直接建立通信连接，某一终端节点可与其邻近的其他终端节点通信连接，通过各终端节点的中继连接实现了各终端节点间的通信可能，结合图3所示，各终端节点均与超级节点21通信连接，其中的终端节点22a与其邻近的终端节点22b和22c通信连接，终端节点22b与其邻近的终端节点22d、22c、22e以及22f通信连接。故当邻近的终端节点接收到获取图形请求数据时，若其自身无法提供所需加载的图形数据的元数据，则向其邻近的终端节点发送获取图形请求数据，若与其相邻的终端节点处可以提供，则先接收该所需加载的图形数据的元数据再传输给需要的终端节点。如此当遍历了对等网络内的所有终端节点后，若均无法提供所需加载的图形数据的元数据，则再向超级节点索取。

在本发明的一种具体实施方式中，当其他终端节点接收到查询请求时，进一步向对等网络内的邻近的其他终端节点发送查询请求，直至询问到有已处理好的图形数据或所有终端节点均无已处理好的图形数据。

同样地，在询问其他终端节点是否有已处理好的图形数据时，该些终端节点进一步向其他邻近的终端节点进行询问，直至询问到有或所有的终端节点均无法提供已处理好的图形数据。

在本发明的一种具体实施方式中，当某一终端节点需加载某一图形数据时，从对等网络中的超级节点处获取对应的图形数据编号信息。

进一步地，对等网络中的超级节点处存储有模型列表，且模型列表内包括图形数据编号信息；

当某一终端节点需加载某一图形数据时，从超级节点处获取模型列表，进而从模型列表中查询得到对应的图形数据编号信息。

具体地，超级节点处存储有对应项目或场景的模型列表，在模型列表中包含相关图形数据的唯一编号，也即编号信息。终端节点当需要加载某一图形数据时，先从超级节点处下载该模型列表并获得对应的图形数据编号信息，在将该图形数据编号信息加入到对应的查询请求和获取图形数据请求中。

在本发明的一种具体实施方式中，终端节点保存已处理好的图形数据后，将保存的已处理好的图形数据作为服务提供给对等网络内的其他节点。是以，终端节点处只要有已处理好的图形数据，就将其保存作为服务提供，这样能够在后续邻近的其他终端节点有需要时，可以直接向其提供，大大的提升了其他节点获取相应数据的速度，提高其图形渲染效率和终端用户体验的目的。

本发明的图形数据处理方法适用于建筑信息模型即BIM三维模型的图形显示，在对等网络的超级节点(也即中心服务器)设有对应建筑项目或场景的所有三维模型的模型列表，该模型列表中包含相关图形数据的唯一编号信息。当需要显示该列表的某一图形时，该终端节点也即计算机与P2P网络中其他邻近的节点进行通信，询问是否有已处理的图形数据，若有就直接从节点处获取该已处理的图形数据并进行渲染显示，若无则所有邻近节点进一步向其网络中的其他邻近节点继续进行询问。如果整个网络中无节点可以提供已处理好的图形数据，则该终端节点向邻近的其他节点询问图形的元数据，找到元数据后下载到本机，若所有节点均无法提供元数据，则向超级节点处索取。接着终端节点对获取的图形的元数据进行图形预处理，在预处理时，询问网络中其他节点可否帮助其进行数据处理，若有同意帮助处理的节点，则发送待处理的图形数据给该些节点，由该些节点代为处理完成，在将已处理的图形数据传回到本节点。本节点对已处理的图形数据直接进行渲染，并保存该已处理的图形数据以与其他节点共享该数据，省去本机处理数据的过程，可大大缩短了图形渲染之前的等待时间。

根据本发明所涉及的图形数据处理方法，可充分利用P2P网络中每个计算机节点的算力和带宽传输优势。由于将图形数据的传输从传统的只从中心服务器下载的方式分散到各个网络中的节点，可以有效避免服务器性能瓶颈和传输带宽压力，并且在网络节点请求、图形数据均较多时，本方法可解决大范围的数据交换效率问题。此外，还提供了一种方法，可在网络中的某一节点需要进行图形数据预处理之前，向其他节点发出请求，以询问是否存在已处理完的数据，如有则可以直接从该节点处下载，或发起请求让该节点进行数据的处理。此方法在当前计算机算力不足或需要进行大量数据处理时可有效充分地利用网络中其他节点的算力和带宽，一是避免了数据的重复处理，若有一份数据存在于其他节点则可以直接从该处节点获取；二是分散减少了当前节点的处理压力，进而达到提升图形渲染效率和终端用户体验的目的。

以上结合附图实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种基于对等网络的图形数据处理方法，所述对等网络内具有相互通信连接的多个终端节点，其特征在于，所述处理方法包括如下步骤：

当某一终端节点需加载某一图形数据时，向所述对等网络内的其他终端节点发送查询请求，以询问是否有已处理好的图形数据；

若有，则接收所述已处理好的图形数据，对所接收的已处理好的图形数据进行渲染，并保存所述已处理好的图形数据以便向其他终端节点进行共享；

若无，则获取所需加载的图形数据，并进行图形处理获得已处理好的图形数据，对所述已处理好的图形数据进行渲染，并保存所述已处理好的图形数据以便向其他终端节点进行共享；

获取所需加载的图形数据的步骤，包括：

向所述对等网络内的其他终端节点发送获取图形数据请求，以询问是否有所需加载的图形数据的元数据；

若有，则接收所需加载的图形数据的元数据；

若无，则从所述对等网络中的超级节点处获取所需加载的图形数据的元数据；

在接收到所述获取图形数据请求的其他终端节点处无所需加载的图形数据的元数据时，接收到所述获取图形数据请求的其他终端节点进一步向所述对等网络内的邻近的其他终端节点发送获取图形数据请求，直至询问到有所需加载的图形数据的元数据或所有终端节点均无所需加载的图形数据的元数据为止。

2.如权利要求1所述的基于对等网络的图形数据处理方法，其特征在于，进行图形处理获得已处理好的图形数据的步骤，包括：

向所述对等网络内的其他终端节点发送处理请求；

在接收到同意处理请求的终端节点的反馈信息后，向同意处理请求的终端节点发送待处理的图形数据；

待图形数据处理好后，接收同意处理请求的终端节点传输的已处理好的图形数据。

3.如权利要求1所述的基于对等网络的图形数据处理方法，其特征在于，当其他终端节点接收到所述查询请求时，进一步向所述对等网络内的邻近的其他终端节点发送查询请求，直至询问到有已处理好的图形数据或所有终端节点均无已处理好的图形数据。

4.如权利要求1所述的基于对等网络的图形数据处理方法，其特征在于，当某一终端节点需加载某一图形数据时，从所述对等网络中的超级节点处获取对应的图形数据编号信息。

5.如权利要求1所述的基于对等网络的图形数据处理方法，其特征在于，所述对等网络中的超级节点处存储有模型列表，且所述模型列表内包括图形数据编号信息；

当某一终端节点需加载某一图形数据时，从所述超级节点处获取所述模型列表，进而从所述模型列表中查询得到对应的图形数据编号信息。

6.如权利要求1所述的基于对等网络的图形数据处理方法，其特征在于，所述终端节点保存已处理好的图形数据后，将保存的已处理好的图形数据作为服务提供给对等网络内的其他节点。