[发明专利]一种Web端实时交互洪水演进仿真可视化方法有效
| 申请号： | 201910678824.7 | 申请日： | 2019-07-25 |
| 公开（公告）号： | CN110555234B | 公开（公告）日： | 2023-04-18 |
| 发明（设计）人： | 乐世华;张煦;董静;肖晓春;刘德龙;张卫君 | 申请（专利权）人： | 北京中水科水电科技开发有限公司 |
| 主分类号： | G06F30/20 | 分类号： | G06F30/20;G06T15/04;G06T15/50 |
| 代理公司： | 广州市红荔专利代理有限公司 44214 | 代理人： | 王贤义;何承鑫 |
| 地址： | 100036 北京市海淀*** | 国省代码： | 北京;11 |
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| 摘要： | 本发明提供了一种运算速度快、消耗计算资源少并且能达到Web端实时交互洪的水演进仿真可视化方法。本发明将浅水方程数学模型，在Shader中完成了编程，实现GPU的并行计算，计算完成后可直接将结果从帧缓存传输渲染到屏幕上，以GPU‑GPU方式进行数据传输，较传统调用以文本形式存储的计算结果再进行展示更加高效。本发明可应用于实时交互领域。 | ||
| 搜索关键词： | 一种 web 实时 交互 洪水 演进 仿真 可视化 方法 | ||
【主权项】：
1.一种Web端实时交互洪水演进仿真可视化方法,其特征在于，该方法包括以下步骤：/n（1）洪水演进数学模型建立：采用二维浅水方程建立洪水演进数学模型，采用Roe格式的近似Riemann解对数值通量进行求解，将模型守恒变量存储在像素rgba通道，计算得到的水深、水位、流速结果传输给渲染器进行渲染；/n（2）在shader中完成数学模型编程：使用OpenGL着色器语言GLSL来实现浅水方程在渲染着色器编程，通过使用Three.js类库创建渲染目标纹理缓存对象TBO，使其为中介，将渲染输出结果从一个着色器传递到下一个着色器，完成浅水方程结果传递迭代；/n（3）对水体在Web端并行加速计算求解：利用图形处理器的片段着色器进行计算，构建可编程渲染过程，并将结果不断输出到帧缓存中；/n（4）对仿真结果进行渲染显示：构建水面及地形网格，并完善场景中的组件，建立洪水三维场景，将输入输出数据存储在纹理单元中，调用片段着色器进行离屏渲染，使用乒乓技术进行输入与输出纹理的交换，实现循环更新, 最终通过渲染器将结果显示在屏幕上；/n（5）水面和地形的实时交互操作：在shader中设置鼠标点击操作识别的uniform变量，当监测识别到交互操作指令，则将该uniform变量从CPU传输至GPU Shader中，并以高斯函数计算每个纹理点的权重，得到相应纹理点的水面和地形的增减量，进而实现仿真结果实时交互变化。/n
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