[發明專利]一種基于UE4的數字孿生模型輕量優化方法及系統

在審

• 申請號: 202211437769.0
• 申請日: 2022-11-15
• 公開（公告）號: CN115809489A
• 公開（公告）日: 2023-03-17
• 發明（設計）人: 劉志峰;劉子晨;趙永勝;張家溪;李凱
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: G06F30/10
• 分類號: G06F30/10;G06F30/27;G06F18/241;G06F9/445;G06F111/20
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 王胥慧

本發明涉及一種基于UE4的數字孿生模型輕量優化方法及系統，包括：對數字孿生模型的冗余零件和冗余特征進行篩選刪除；基于運動從屬關系和動靜態模式，對篩選刪除后數字孿生模型的各部件進行分類合并，并對合并后的各部件創建獨立實體，并保存為通用模型格式；將通用模型格式的數字孿生模型的靜態網格體合并為一個整體對象，并根據數字孿生模型各部件之間的運動從屬關系，對各部件進行模型樹管理；對模型樹管理后的數字孿生模型的不同部件進行輕量簡化和優化處理；對輕量簡化和優化處理后的數字孿生模型進行交互數據信息輕量化處理，得到最終輕量化后的數字孿生模型，本發明可以廣泛應用于數字孿生領域及模型輕量化領域中。

技術領域

本發明涉及數字孿生領域及模型輕量化領域，特別是關于一種基于UE4(UnrealEngine4，虛幻引擎)的數字孿生模型輕量優化方法及系統。

背景技術

在數字孿生模型與場景的構建中，因面臨場景內容過多與模型復雜帶來的虛擬孿生世界構建困難能等問題，同時在虛實交互計算過程中，會產生一定的交互延遲，甚至對計算機造成一定的性能損耗，從而大大降低交互反饋過程中的實時性，而實時性是數字孿生交互過程中重要指標之一。UE4軟件由于擁有強大的功能和高保真的渲染可視化效果，已經成為數字孿生平臺構建的主要工具，因此基于UE4軟件，對數字孿生模型進行輕量優化處理，從而能夠避免此類問題的出現。

目前，對數字孿生模型進行輕量的方法，大部分采用減面處理位置或者刪去內部結構的方式，但是該方法不能保證簡化的徹底性，單純的刪減片面不能保證模型其他冗余特征的刪除。減面工作量繁瑣，可能會導致因簡化過度而導致原有模型失去重要結構與功能，只是單純保證外觀的完整性。數字孿生模型是多維度的，幾何特征只是模型的一部分，單純對模型幾何特征的輕量并不能保證數字孿生模型其他維度的輕量。

因此，需要一種能夠針對模型進行多維度全方位輕量處理，同時對模型進一步優化，從而保證數字孿生模型輕量化后不會失去原有的信息功能的方式。

發明內容

針對上述問題，本發明的目的是提供一種基于UE4的數字孿生模型輕量優化方法及系統，能夠進行多維度全方位輕量處理，保證輕量化后不失去原有的信息功能。

為實現上述目的，本發明采取以下技術方案：第一方面，提供一種基于UE4的數字孿生模型輕量優化方法，包括：

對數字孿生模型的冗余零件和冗余特征進行篩選刪除；

基于運動從屬關系和動靜態模式，對篩選刪除后數字孿生模型的各部件進行分類合并，并對合并后的各部件創建獨立實體，并保存為通用模型格式；

將通用模型格式的數字孿生模型的靜態網格體合并為一個整體對象，并根據數字孿生模型各部件之間的運動從屬關系，對各部件進行模型樹管理；

對模型樹管理后的數字孿生模型的不同部件進行輕量簡化和優化處理；

對輕量簡化和優化處理后的數字孿生模型進行交互數據信息輕量化處理，得到最終輕量化后的數字孿生模型。

進一步地，還包括：

設置輕量簡化和優化處理后的數字孿生模型在場景中的可視性。

進一步地，所述對數字孿生模型的冗余零件和冗余特征進行篩選刪除，包括：

采用包覆面提取替換方式，以零部件為篩選基準，以零部件的最大邊框對角線尺寸作為篩選條件，對數字孿生模型的冗余零件進行篩選刪除；

采用包覆面提取替換方式，對冗余零件篩選刪除后的數字孿生模型，以相關特征的特定尺寸作為篩選條件，對數字孿生模型的冗余特征進行篩選刪除。

進一步地，所述基于運動從屬關系和動靜態模式，對篩選刪除后數字孿生模型的各部件進行分類合并，并對合并后的各部件創建獨立實體，并保存為通用模型格式，包括：