CN112002021A - 一种基于unity3d的聚合打点可视化方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于unity3d的聚合打点可视化方法及装置，主要解决现有技术中存在的现有聚合打点方式对CPU运算能力要求比较大，易影响整体运行效率，造成程序效率低及卡顿的问题。该种基于unity3d的聚合打点可视化方法中先准备聚合打点的数据，数据包括区域MESH碰撞盒和GIS坐标点；然后将数据转化为unity坐标系的坐标点依次通过AABB盒和MESH碰撞盒筛选；再然后对筛选后的数据进行排序最后生成聚合点通过聚合特效实例化。通过上述方案，本发明达到了减轻CPU压力，提高整体运行效率避免卡顿的目的，具有很高的实用价值和推广价值。

Description

一种基于unity3d的聚合打点可视化方法及装置

技术领域

本发明涉及3d可视化技术领域，具体地说，是涉及一种基于unity3d的聚合打点可视化方法及装置。

背景技术

目前在unity3d中实现聚合打点通用技术方案是在展示聚合点时，首先对大量的用户打点数据进行二维到三维的数据转换；然后对数据进行随机聚合处理，动态计算出聚合打点位置和聚合后的总数；接着根据所计算的三维坐标和总数实时的实例化打点对象，刷新打点总数，控制打点特效；最终在3D场景中呈现出聚合效果和数据显示；现有聚合打点方式存在以下缺陷：

第一，聚合点数据少则几千，多则上万，现有技术对数据本身的转换，过滤，聚合处理，相对比较简单和随机；并且在进入场景时在主线程中做这样大量的数据处理，CPU的运算压力会比较大，并且会影响到整体运行的帧率，造成一定程度的卡顿现像出现；

第二，现有技术动态实例化大量的聚合点特效，如果用户聚合范围相对比较小，聚合出大量的聚合点需要展示时，短时间内造成大量的实例化，并且这些操作都是在程序主线程中完成，CPU和GPU都将面对很大的计算压力，造成程序效率低下，卡顿。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于unity3d的聚合打点可视化方法及装置，以解决现有聚合打点方式对CPU运算能力要求比较大，易影响整体运行效率，造成程序效率低及卡顿的问题。

为了解决上述问题，本发明提供如下技术方案：

一种基于unity3d的聚合打点可视化方法包括以下步骤：

S1、准备聚合打点的数据，数据包括区域MESH碰撞盒和GIS坐标点；

S2、将步骤S1的数据转化为unity坐标系的坐标点，然后通过AABB盒筛选坐标值；

S3、将步骤S2筛选后的坐标点，通过MESH碰撞盒筛选坐标点；

S4、对步骤S2和S3筛选后的数据进行排序；

S5、根据步骤S4的数据生成聚合点，然后实现聚合特效实例化。

本发明先将数据转换为unity坐标点，然后先通过AABB盒初级筛选，然后通过MESH碰撞盒通过射线查询精确筛选出有效的数据，减少了CPU运算压力，使整体的运行帧率更流畅，避免了卡顿的现象。

进一步的，步骤S1中聚合打点的数据还包括GIS坐标参考系、场景模型、控制参数数据、初始聚合点位。

GIS二维坐标数据通常是用户通过其它系统的接口提供，作为聚合数据的基础，需要明确用户提供的数据集是用的什么坐标系；常用的有GOOGLE，百度，高德等；

3D场景数据可以是一个省，一个地区，一个城市，或者一个园区，在模型上制作对应坐标系的参考坐标点，作为从GIS坐标转换为unity坐标的依据；

控制参数数据如聚合半径，这个可以设计成固定的，也可设计成动态的；动态是根据用户可视范围或者相机高度来控制；

初始聚合点位达到让尽可能多的点位聚集在这些固定点位上，比如一个城市各个区的中心点作为初始点位，达到一个更好的聚合效果；

进一步的，控制参数为根据用户可视范围或相机高度来控制的动态参数。

进一步的，步骤S2中通过AABB盒筛选数据的具体过程为：通过区域模型生成一个包围盒，判断坐标点是否在AABB盒内，是则保留坐标点，否则过滤坐标点；通过前述方案高效的对数据进行初筛。

进一步的，步骤S3中通过MESH碰撞盒筛选数据的具体过程如下：根据步骤S1中的区域MESH碰撞盒，以每个坐标点为起点，向正下方做一个射线查询，判断坐标点是否在区域MESH碰撞盒上面，是则保留该坐标点，并通过射线查询结果中的碰撞点取得高度值作为坐标点的高度值，否则过滤该坐标点；通过这一步的操作，达到精确过滤掉区域外的打点，同时得到每个打点的高度，确保后面生成的打点在区域模型之上。

进一步的，步骤S4的具体过程为：通过包围盒计算出整个区域的中心点位，然后以每个坐标点到中心点位的距离从小到大对所有坐标点进行排序；以达到聚合的点位是以中心向外扩展的。

进一步的，步骤S5中聚合点生成的具体过程如下：

S501、设计聚合类，聚合类包括一个坐标点和一个聚合坐标列表；聚合坐标列表的值为聚合对象的聚合值；

S502、初始化步骤S501的聚合坐标列表，然后以用户初始点位作为坐标点，生成初始聚合对象；然后以设定的聚合半径，对用户接口提供的所有坐标点和聚合点进行距离判断，判断其是否在聚合半径内，是则执行步骤S503，否则则执行步骤S504；完成后即实现对聚合点的生成；

S503、将该坐标点加入到这个聚合对象对应的聚合坐标点列表中；

S504、新增加一个聚合对象，并把这个坐标点加入到这个新增的聚合对象的坐标点列表中。

聚合坐标列表不是每次进入聚合页面都去重新计算，而是将其缓存起来，只有当用户接口提供的GIS坐标点发生变化，或者用户改变了聚合半径的情况下，才重新计算，完全以数据改变动态刷新，减少计算压力。

一种基于unity3d的聚合打点可视化装置包括存储器：用于存储可执行指令；处理器：用于执行所述存储器中存储的可执行指令，实现一种基于unity3d的聚合打点可视化方法。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

（1）本发明先将数据转换为unity坐标点，然后先通过AABB盒初级筛选，然后通过MESH碰撞盒通过射线查询精确筛选出有效的数据，减少了CPU运算压力，使整体的运行帧率更流畅，避免了卡顿的现象。

（2） 本发明使用unity3d中新的jobs组件，通过多线的方式，对用户数据进行处理，并且将数据缓存起来，只有用户接口数据有变的情况，才再次刷新和处理，达到高效的对数据进行更精准的可控的计算、输出。

（3）本发明使用unity3d最新的DOTS技术，使大量的打点预设的创建，刷新，控制基于ECS设计方式，利用目前设备多核的优势，大量提升CPU的运行效率，以及使用GPUInstancing技术，提升GPU的渲染效率，达到大数据量的情况下可以很高效的展示聚合打点3D效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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，还可以根据这些附图获得其他的附图，其中：

图1为本发明的流程示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合图1对本发明作进一步地详细描述，所描述的实施例不应视为对本发明的限制，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它实施例，都属于本发明保护的范围。

对本发明实施例进行进一步详细说明之前，对本发明实施例中涉及的名词和术语进行说明，本发明实施例中涉及的名词和术语适用于如下的解释。

实施例1

如图1所示，一种基于unity3d的聚合打点可视化方法包括以下步骤：

S1、准备聚合打点的数据，数据包括区域MESH碰撞盒和GIS坐标点；

S2、将步骤S1的数据转化为unity坐标系的坐标点，然后通过AABB盒筛选坐标值；

S3、将步骤S2筛选后的坐标点，通过MESH碰撞盒筛选坐标点；

S4、对步骤S2和S3筛选后的数据进行排序；

S5、根据步骤S4的数据生成聚合点，然后实现聚合特效实例化。

本发明先将数据转换为unity坐标点，然后先通过AABB盒初级筛选，然后通过MESH碰撞盒通过射线查询精确筛选出有效的数据，减少了CPU运算压力，使整体的运行帧率更流畅，避免了卡顿的现象。

步骤S2至步骤S5中生成聚合点的过程为数据处理阶段；聚合处理需要对大量数据进行转换，过滤，计算，本发明通过JOBS组件单独发起一个任务，在单独的线程中进行处理，这样不会影响unity主线程的性能，不会因此造成卡顿现像。

实施例2

本实施例在实施例1的基础上进一步的，步骤S1中聚合打点的数据还包括GIS坐标参考系、场景模型、控制参数数据、初始聚合点位。

GIS二维坐标数据通常是用户通过其它系统的接口提供，作为聚合数据的基础，需要明确用户提供的数据集是用的什么坐标系；常用的有GOOGLE，百度，高德等；

3D场景数据可以是一个省，一个地区，一个城市，或者一个园区，在模型上制作对应坐标系的参考坐标点，作为从GIS坐标转换为unity坐标的依据；

控制参数数据如聚合半径，这个可以设计成固定的，也可设计成动态的；动态是根据用户可视范围或者相机高度来控制；

初始聚合点位达到让尽可能多的点位聚集在这些固定点位上，比如一个城市各个区的中心点作为初始点位，达到一个更好的聚合效果。

实施例3

本实施例在实施例1的基础上进一步的，步骤S2中通过AABB盒筛选数据的具体过程为：通过区域模型生成一个包围盒，判断坐标点是否在AABB盒内，是则保留坐标点，否则过滤坐标点；通过前述方案高效的对数据进行初筛。

实施例4

本实施例在实施例1的基础上进一步的，步骤S3中通过MESH碰撞盒筛选数据的具体过程如下：根据步骤S1中的区域MESH碰撞盒，以每个坐标点为起点，向正下方做一个射线查询，判断坐标点是否在区域MESH碰撞盒上面，是则保留该坐标点，并通过射线查询结果中的碰撞点取得高度值作为坐标点的高度值，否则过滤该坐标点；通过这一步的操作，达到精确过滤掉区域外的打点，同时得到每个打点的高度，确保后面生成的打点在区域模型之上。

实施例5

本实施例在实施例1的基础上进一步的，步骤S4的具体过程为：通过包围盒计算出整个区域的中心点位，然后以每个坐标点到中心点位的距离从小到大对所有坐标点进行排序；以达到聚合的点位是以中心向外扩展的。

实施例6

本实施例在实施例1的基础上进一步的，步骤S5中聚合点生成的具体过程如下：

S501、设计聚合类，聚合类包括一个坐标点和一个聚合坐标列表；聚合坐标列表的值为聚合对象的聚合值；

S502、初始化步骤S501的聚合坐标列表，然后以用户初始点位作为坐标点，生成初始聚合对象；然后以设定的聚合半径，对用户接口提供的所有坐标点和聚合点进行距离判断，判断其是否在聚合半径内，是则执行步骤S503，否则则执行步骤S504；完成后即实现对聚合点的生成；

S503、将该坐标点加入到这个聚合对象对应的聚合坐标点列表中；

S504、新增加一个聚合对象，并把这个坐标点加入到这个新增的聚合对象的坐标点列表中。

聚合坐标列表不是每次进入聚合页面都去重新计算，而是将其缓存起来，只有当用户接口提供的GIS坐标点发生变化，或者用户改变了聚合半径的情况下，才重新计算，完全以数据改变动态刷新，减少计算压力。

实施例7

本实施例在实施例1的基础上进一步的，步骤S5中实现聚合特效实例化是采用unity3d最新的DOTS技术实例化，其具体过程有官方标准实现方式，故在此不做累述。

DOTS包括了ECS、Job和 Burst；ECS从根本上改变了unity传统的组件设计方式，ECS中的E是Entity，他只是一个ID，不包括任合实际的内容，C是Component其中只包括组件需要的数据，S是System其包括各种方法，去改变Component中的值。这样数据和方法就完全分开了，这个设计的好处就是内存管理机制的改变，可以更加高效进行管理内存，定位实体对象，改变实体对象；结合Job,可以实现每个对象的生成，数据填充，更新都是多线并行的，大大提高CPU的利用率，利用GUP Instancing技术，可以极大的降低DrawCall,提升渲染效率。同时DOTS使用了HPC# 和 Burst,可以编译出高效的本地可执行文件，充分利用最新的硬件支撑和方法，提升整体运行效率。

实施例8

一种基于unity3d的聚合打点可视化装置包括存储器：用于存储可执行指令；处理器：用于执行所述存储器中存储的可执行指令，实现一种基于unity3d的聚合打点可视化方法。

本发明从数据准备开始，充分考虑用户需求的可变性和扩展性，以及面对大量数据的计算压力，在数据处理阶段全面考虑各种应用场景和需求，做到参数可配置，根据需求动态改变聚合算法；在最终聚合点可视化阶段，充分考虑大数据和高标准效果呈现需求带来的性能问题，采用最新的DOTS技术，利用多线支持，在能满足展示效果的同时，也极大提高运行效率；本发明中最终聚合打点实现方式可以是特效，也可以是模型，也可以是UI图片等。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。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。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

Claims (8)

1.一种基于unity3d的聚合打点可视化方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、准备聚合打点的数据，数据包括区域MESH碰撞盒和GIS坐标点；

S2、将步骤S1的数据转化为unity坐标系的坐标点，然后通过AABB盒筛选坐标值；

S3、将步骤S2筛选后的坐标点，通过MESH碰撞盒筛选坐标点；

S4、对步骤S2和S3筛选后的数据进行排序；

S5、根据步骤S4的数据生成聚合点，然后实现聚合特效实例化。

2.根据权利要求1所述的一种基于unity3d的聚合打点可视化方法，其特征在于，步骤S1中聚合打点的数据还包括GIS坐标参考系、场景模型、控制参数数据、初始聚合点位。

3.根据权利要求2所述的一种基于unity3d的聚合打点可视化方法，其特征在于，控制参数为根据用户可视范围或相机高度来控制的动态参数。

4.根据权利要求1所述的一种基于unity3d的聚合打点可视化方法，其特征在于，步骤S2中通过AABB盒筛选数据的具体过程为：通过区域模型生成一个包围盒，判断坐标点是否在AABB盒内，是则保留坐标点，否则过滤坐标点。

5.根据权利要求1所述的一种基于unity3d的聚合打点可视化方法，其特征在于，步骤S3中通过MESH碰撞盒筛选数据的具体过程如下：根据步骤S1中的区域MESH碰撞盒，以每个坐标点为起点，向正下方做一个射线查询，判断坐标点是否在区域MESH碰撞盒上面，是则保留该坐标点，并通过射线查询结果中的碰撞点取得高度值作为坐标点的高度值，否则过滤该坐标点。

6.根据权利要求4所述的一种基于unity3d的聚合打点可视化方法，其特征在于，步骤S4的具体过程为：通过包围盒计算出整个区域的中心点位，然后以每个坐标点到中心点位的距离从小到大对所有坐标点进行排序。

7.根据权利要求1所述的一种基于unity3d的聚合打点可视化方法，其特征在于，步骤S5中聚合点生成的具体过程如下：

S501、设计聚合类，聚合类包括一个坐标点和一个聚合坐标列表；聚合坐标列表的值为聚合对象的聚合值；

S502、初始化步骤S501的聚合坐标列表，然后以用户初始点位作为坐标点，生成初始聚合对象；然后以设定的聚合半径，对用户接口提供的所有坐标点和聚合点进行距离判断，判断其是否在聚合半径内，是则执行步骤S503，否则则执行步骤S504；完成后即实现对聚合点的生成；

S503、将该坐标点加入到这个聚合对象对应的聚合坐标点列表中；

S504、新增加一个聚合对象，并把这个坐标点加入到这个新增的聚合对象的坐标点列表中。

8.一种基于unity3d的聚合打点可视化装置，其特征在于，包括

存储器：用于存储可执行指令；

处理器：用于执行所述存储器中存储的可执行指令，实现如权利要求1-7任一项所述的一种基于unity3d的聚合打点可视化方法。

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