[发明专利]基于WebGL的大规模河道流场可视化渲染的方法、装置和设备

说明书

本发明涉及一种基于WebGL的大规模河道流场可视化渲染的方法，包括沿河道流向提取河道边界数据信息；通过Delaunay三角剖分算法剖分河道，构建三角化河道，以有限点表示整个河道内流场分布情况；利用所述河道边界数据信息，引入反比例权重函数构建流函数ψ，通过所述流函数ψ计算出符合实际特征的流场信息U(P_i)；基于所述三角化河道，并结合所述流场信息U(P_i)获取整个河道流场图；基于河道流场图在WebGL中采用纹理图像流场可视化方法对水流进行渲染绘制，获取实际河道渲染场景图。本发明的水体渲染方法是一种可以适应各种大规模河道形状、正确表现河道流态的渲染可视化方法。本发明还涉及一种基于WebGL的大规模河道流场可视化渲染的装置、介质和设备。

技术领域

本发明涉及计算机技术领域，尤其涉及一种基于WebGL的大规模河道流场可视化渲染的方法、装置、介质和设备。

背景技术

随着WebGL快速发展，基于WebGL建立的数据地球、数字园区、数字流域等三维虚拟仿真应用处于井喷式状态，水体渲染是三维仿真应用中重要的部分，不同形式的水体渲染技术各不相同。传统的水面渲染技术中可实现水面流动效果，多以线性波形叠加方法，但是其存在流向单一的问题，所有水面仅朝一个方向流动，对于弯曲河道绘制，不能很好表现河流流态，与实际流向出现相悖的景象。另一方面，对于基于数值方法计算得精准的水流流态信息，其计算负荷大，不适用大规模河道场景，且其对流场展示方式多以箭头方式展示，对于随时间变化的流场展示尚可，但对于河道单流场信息的动态展示表现缺乏活力，不能宏观表现微观粒子运动。

以及，现有技术大多是以单箭头方式表面流场，不能动态展示河道实际流动现象。并且现有使用过IBFV技术的多运用于CS端，更多使用openGL等技术。

因而，建立BS端基于WebGL的、大规模、适应弯曲河道的并正确表现河道流态的水体渲染需求变得越来越紧迫。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种基于WebGL的大规模河道流场可视化渲染的方法、装置、介质和设备。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种基于WebGL的大规模河道流场可视化渲染的方法，包括如下步骤：

S100沿河道流向提取河道边界数据信息；

通过Delaunay三角剖分算法剖分河道，构建三角化河道，以有限点表示整个河道内流场分布情况；

利用所述河道边界数据信息，引入反比例权重函数构建流函数ψ，通过所述流函数ψ计算出符合实际特征的流场信息U(P_i)；

基于所述三角化河道，结合所述流场信息U(P_i)获取整个河道流场图；

基于河道流场图在WebGL中采用纹理图像流场可视化方法对水流进行渲染绘制，获取实际河道渲染场景图。

优选地，所述沿河道流向提取河道边界数据信息包括：

沿河道流向河岸包括左岸与右岸，分别提取左岸线与右岸线；

对不同岸线设定不同的流函数值，左岸流函数值与右岸流函数值之差为岸线间单位厚度的水流流量。

优选地，所述利用所述河道边界数据信息，引入反比例权重函数构建流函数ψ，通过所述流函数ψ计算出符合实际特征的流场信息U(P_i)包括：

获取河道边界数据信息，依据水流运动连续性方程，引入反比例权重函数构建河道内流函数ψ(x,y)，其全微分为：

河道内任意点的流场为(u,v)，u、v为流速在x，y方向上分量，可通过对流函数的偏导数求得，公式如下：