[發明專利]基于CAD超大模型的虛擬現實技術在水電站仿真的應用方法

有效

• 申請號: 201811312887.2
• 申請日: 2018-11-06
• 公開（公告）號: CN109858059B
• 公開（公告）日: 2023-01-31
• 發明（設計）人: 陳濤;郭海峰;丁釗;丘恩華;呂毅松;孔吉宏;歐澤波;萬晟;吳超;陳世坤;宋濤
• 申請（專利權）人: 南方電網調峰調頻發電有限公司
• 主分類號: G06F30/12
• 分類號: G06F30/12;G06F30/13;G06F30/20;G06F111/18
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 徐瑛;祝蓉蓉

本發明公開一種基于CAD超大模型的虛擬現實技術在水電站仿真系統的應用，包括：在SolidWorks軟件中以還原模式打開CAD水電站精確模型；對打開的CAD水電站精確模型進行輕量化處理，得到輕量化后的水電站模型；將輕量化后的水電站模型存儲為SFX格式的文件；將SFX格式的水電站模型文件導入至虛擬現實平臺MakeReal3D，得到的模型繼承了CAD水電站精確模型的特征、屬性、材質、機構聯動信息。本發明從根本上解決了水電站超大CAD模型在虛擬現實仿真系統中的應用問題，避免了重復建立三角面片模型，采取模型格式轉換及自動輕量化的方式，使模型處理工作變得更加快捷、高效，研發人員可將主要精力放到后期仿真應用的內容制作上。

技術領域

本發明涉及計算機應用技術領域，尤其是虛擬現實技術在水電站仿真系統中的應用，具體為基于CAD超大模型的虛擬現實技術在水電站仿真的應用方法。

背景技術

現有的虛擬現實技術通常采用建模軟件Autodesk公司的3dsMAX軟件，該軟件制作流程十分簡潔高效，可以很快的上手，廣泛應用于廣告、影視、工業設計、建筑設計、三維動畫、多媒體制作、游戲、輔助教學以及工程可視化等領域；然后將模型通過導出成通用的fbx格式文件，再導入至虛擬現實中進做貼圖、燈光、特效、烘培等渲染工作。

由于水電站的模型全部由CAD軟件制作而成，屬于精細模型，一個抽水蓄能電站一個機組的零件數高達10萬多個，需要人工將模型導入到3dsMAX軟件中，再進行優化、減面等工作，最終導入至虛擬現實平臺。該技術路線的缺點是不能較好的應用在基于CAD超大模型的水電站，首先，使用此技術路線會需要大量專業的模型制作人員，將CAD模型導入到3dsMAX軟件中，然后進行處理，其次，由于虛擬現實系統對于面片數的要求，通常一個CAD模型的機組直接導入到3dsMAX軟件中面片數最少超上億個，市面上的通用的虛擬現實平臺幾乎承載不了，經過減面優化處理的模型失去了水電站對于建立精確模型庫的意義。

傳統的三維建模技術首先對真實物體進行抽象,用多邊形構造物體的三維模型，隨著產品結構的越來越復雜、三維模型越來越大,僅僅依賴硬件的升級遠遠不夠。大模型的顯示、瀏覽和使用越來越困難。為保證三維建模以及模型展現的效率，三維模型的輕量化技術必不可少。

申請號201510358737.5的中國專利公開了一種三維模型批量格式轉換及輕量化方法，該方法用CATIA軟件對三維實體模型文件進行stp格式的批量轉換；使用3DVIAComposer中的程序3DVIA Sync對所得stp格式模型進行批量格式轉換及輕量化處理，得到3ds格式模型；用Unity3D導入輕量化后的三維實體模型。該方法在用于計算機仿真時，能夠在保證模型顯示效果的前提下，減小模型轉換時間，但是缺點是其輕量化過程不能繼承原有模型的特征、屬性、材質和結構信息等，輕量化過程損害了模型庫的精準度。

申請號201210018297.5的中國專利公開了一種三維實體模型輕量化優化方法，該方法基于CATIA、三維引擎Virtools以及3DMAX三種軟件，利用CATIA對相關CAD模型進行特定格式的存儲，然后將相關實體模型導入到Virtools中，利用Virtools對實體模型進行優化運算，再利用Virtools對模型進行存儲，最后將實體模型導入3DMAX中以完成模型的材質處理、貼圖、烘焙等工作。該方法的缺點是模型格式轉換較為復雜，不利于模型輕量化的快捷高效處理。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術存在的問題，提供一種基于CAD超大模型的虛擬現實技術在水電站仿真的應用方法。本發明解決了水電站超大CAD模型在虛擬現實仿真系統中的應用問題，避免了重復建立三角面片模型，采取模型格式轉換及自動輕量化的方式，使模型處理工作變得更加快捷、高效，研發人員可將主要精力放到后期仿真應用的內容制作上。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：

基于CAD超大模型的虛擬現實技術在水電站仿真的應用方法，包括以下步驟：