[发明专利]大规模建筑场景的细粒度化Web3D在线可视化方法在审

专利信息
申请号: 202110299161.5 申请日: 2021-03-20
公开(公告)号: CN112765513A 公开(公告)日: 2021-05-07
发明(设计)人: 贾金原;李柯;张乾;郑立国 申请(专利权)人: 吉林吉动盘古网络科技股份有限公司;吉林动画学院
主分类号: G06F16/957 分类号: G06F16/957;G06F30/13;G06T15/00;G06F111/02
代理公司: 北京化育知识产权代理有限公司 11833 代理人: 涂琪顺
地址: 130000 吉*** 国省代码: 吉林;22
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摘要:
搜索关键词: 大规模 建筑 场景 细粒度 web3d 在线 可视化 方法
【说明书】:

本发明公开了一种大规模建筑场景的细粒度化Web3D在线可视化方法,首先,BIM模型轻量化预处理阶段分别通过模型级细粒度化和文件级细粒度化两种方式进行轻量化预处理;其次,在网络端预渲染和传输调度处理流程中,包括加载预处理、选择最优初始视点、可视增量列表计算、兴趣度计算、文件打包等;最后,Web端多线程异步加载渲染流程中,先通过多线程对场景中的可视构件数据进行增量式下载,使用WebAssembly技术对文件包在线高效解析,然后使用构件的重用信息进行实例化渲染,使用基于兴趣度的缓存调度机制进行构件加载和剔除的管理。经过上述流程处理,完整实现了一套渐进式的大规模BIM场景的轻量级在线可视化解决方案。

技术领域

本发明涉及三维建模与渲染技术领域,特别是涉及一种大规模建筑场景的细粒度化Web3D在线可视化方法。

背景技术

当今,“互联网+”技术日趋成熟,“VR+”技术开始兴起,在移动网页浏览器上在线展示三维虚拟场景的诉求应运而生,大规模Web3D场景的在线可视化越发兴起。对于建筑领域,随着建筑信息化,Building Information Model(BIM)已经成为建设及土木行业信息化发展的主流技术,BIM技术的应用使原来大规模建筑数据信息的集成、表达、更新以及传递共享越来越简捷,BIM与面向移动互联网的Web3D可视化的交叉融合已经成为重要的研究与应用方向。

但是,建筑模型数据往往很大,这些年呈现爆炸式增长的趋势,数据常常数以GB计,而Web浏览器(尤其是移动端浏览器)计算性能与缓存都非常有限,网络传输带宽还远不足以支持大规模建筑场景模型数据的快速传输,在此情况下,如何快速、流畅而准确地将建筑模型数据传输至Web端并进行高效实时在线渲染可视化成为挑战性的热点技术。WebBIM大规模建筑场景在线可视化面临的挑战如下:

(1)大规模建筑模型数据即时传输与有限的网络带宽之间的矛盾;

(2)大规模建筑模型在线渲染与浏览器低计算性能之间的矛盾;

(3)大规模建筑场景加载渲染引发的高延迟与浏览用户等待的有限耐心之间的矛盾;

虽然这些年来,也有一些相关的3D在线可视化的方法和理论被提出,但是其效果仍旧不太尽如人意,往往存在加载时间过长、漫游卡顿、浏览器加载崩溃的情况,并且由于建筑模型的特殊性,大规模BIM场景在线可视化的方案更加缺乏。

专利“一种基于Web3D的超大场景实时渲染装置和方法(专利申请号CN201110256005.7)”提供了一种Web3D大场景的实时渲染方法,但是其缺乏轻量化处理过程,更没有细粒度化的处理过程,直接通过监控系统资源来控制相机的视域/视距,并降低渲染效果和贴图的方式,使得用户的体验糟糕,并且由于其主要针对通用3D场景,BIM场景还并不能直接处理。所以该专利属于Web3D大规模场景在线可视化整体流程设计的初级阶段。

专利“轻量化的BIM大数据在线可视化方法和系统(专利申请号201611102784.4)”提供了一套有效的BIM场景在线可视化方案,其在建筑场景轻量化去重以及构筑物分块的处理具有重要价值,但是其在网络渐进式传输调度(尤其初始加载渲染对用户体验来说非常重要)与网页端解析/渲染/缓存等方面并未加以深入考虑,尚未实现大规模城市级BIM场景的网页在线可视化。

发明内容

本发明的目的是提供一种大规模建筑场景的细粒度化Web3D在线可视化方法,给出了从服务器端的轻量级细粒度化预处理、兴趣度驱动的网络化传输到网页端的多线程解析/渲染/缓存调度机制的更加全面而系统细粒度化处理流程,能够在带宽有限,性能较低的移动端设备上快速加载并在线渲染GB级以上的大规模建筑场景。

为实现上述目的,本发明提供了如下方案:

一种大规模建筑场景的细粒度化Web3D在线可视化方法,该方法包括以下步骤:

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