[發明專利]針對邊界元分析的三維可視化仿真方法

有效

• 申請號: 201210347865.6
• 申請日: 2012-09-18
• 公開（公告）號: CN102902848A
• 公開（公告）日: 2013-01-30
• 發明（設計）人: 黃一;王普;施以航;王文華
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;G06T17/00;G06T15/00
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 曲永祚;李洪福

1.一種針對邊界元分析的三維可視化仿真方法，其特征在于包括以下步驟：

步驟1：讀入邊界元分析后輸出的結果文件，該結果文件包含模型節點坐標信息、單元組織信息及節點數值信息；

步驟2：建立頂點緩沖和索引緩沖，將節點坐標信息和節點數值信息錄入頂點緩沖，將單元組織信息錄入索引緩沖，生成網格模型、實體模型、云圖模型和參考坐標系；

步驟3：對模型和參考坐標系同步進行渲染、三維操作、或其它操作；三維操作包括平移操作、縮放操作、三維球旋轉操作、球形旋轉操作、定點旋轉操作、三向軸旋轉操作；其它操作包括視圖快捷切換操作、模型動態切換操作、截屏出圖操作、顯卡狀態信息及數值信息顯示操作。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于當對模型和參考坐標系同步進行渲染操作時，步驟2在建立頂點緩沖的同時，還記錄極值信息，步驟3又包括：

步驟301：定義渲染控件；

步驟302：設定SlimDX的初始化參數；

步驟303：用網格容器封裝步驟2的頂點緩沖和索引緩沖，形成多組網格簇，并寫入顯存；

步驟304：通過世界矩陣、視圖矩陣、投影矩陣設定視角參數，并調整模型初始位置位于屏幕的中心；

步驟305：顯示渲染狀態及模型信息，該模型信息包括模型的節點總數、單元總數、云圖極值以及云圖的數值分配信息；該節點總數、單元總數及云圖極值通過SlimDX的二維文字單元結合步驟2中保存的極值信息顯示；

步驟306：設置容錯代碼；

步驟307：清空幀緩存及深度緩存，設置網格簇渲染的邏輯控制機制，設定模型網格的填充模式，將繪制好的圖像發送至屏幕顯示，利用SlimDX的消息循環實現對模型和參考坐標系的循環渲染；

步驟308：釋放顯存和內存資源。

3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于步驟304又包括以下步驟：

步驟3041：計算模型在三向軸的軸方向的極值；

步驟3042：計算模型的幾何中心，假設模型在X軸方向的最大值是Xmax，最小值是Xmin,在Y軸方向的最大值是Ymax，最小值是Ymin，在Z軸方向的最大值是Zmax，最小值是Zmin，幾何中心坐標是（Xcenter,Ycenter,Zcenter）,則有：

???????????????????Xcenter=（Xmax+Xmin）/2;

???????????????????Ycenter=（Ymax+Ymin）/2;

???????????????????Zcenter=（Zmax+Zmin）/2;

步驟3043：通過對世界矩陣三向軸負向移動該幾何中心的距離，使得幾何中心與屏幕中心重合。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于當對模型和參考坐標系同步進行三維操作時，采用單位向量投影二維屏幕的算法，包括：

a.聲明二維線段L_X、L_Y、L_Z及二維坐標軸文字X、Y、Z，二維坐標待定；

b.在每渲染一幀圖像時，聲明參考坐標系三向軸單位向量根據當前視圖空間寬高、世界矩陣、視角矩陣、投影矩陣值導入SlimDX的向量投影公式，求得二維屏幕空間三向軸的投影向量

c.將b步驟中三個投影向量的X軸、Y軸坐標分別賦給a步驟聲明的二維線段和二維坐標軸文字，實現二維線段、二維文字與參考坐標系的聯動；

d.隱藏原參考坐標系的顯示，即可實現透明條件下參考坐標系的建立。