(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202011228564.2
(22)申请日 2020.11.06
(71)申请人 中国石油天然气集团有限公司
地址 100007 北京市东城区东直门北大街9
号
申请人 中国石油工程建设有限公司
(72)发明人 胡耀义　王鸿捷　魏士尧　周波　
杨政　蒋文　舒波　刘永　张勇　
孔祥焕　
(74)专利代理机构 成都九鼎天元知识产权代理
有限公司 51214
代理人 徐静
(51)Int.Cl.
G06T  17/20(2006.01)
(54)发明名称用于三维轻量化引擎的RVM二进制模型解析方法及系统(57)摘要本发明公开了一种用于三维轻量化引擎的RVM二进制模型解析方法及系统，该方法包括以下步骤：读取PDMSRVM二进制模型文件；遍历所述模型组成的层级结构，获取基本图元的信息；根据不同基本图元的特点，将数学模式表达
的基本图元组织成计算机图形学所要求的表达模式，包括以DMesh3存储的一个基于索引的三角形网格数据结构，即一种用不规则三角网来近似构成三维图元的中间格式的临时文件。本发明对RVM格式的二进制模型进行读取和解析，为三维渲染轻量化提供了基础条件，以方便在其他渲染引擎或动画软件中直接使用AVEVA  PDMS中的模型。因此，可以为实现轻量化的三维引擎渲染三维模型
提供技术基础。权利要求书1页  说明书5页  附图2页CN 112308975 A 2021.02.02
C N  112308975
A
1.一种用于三维轻量化引擎的RVM二进制模型解析方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.读取PDMSRVM二进制模型文件；
S2.遍历所述模型组成的层级结构，获取基本图元的信息；
S3.根据不同基本图元的特点，将数学模式表达的基本图元组织成计算机图形学所要求的表达模式，包括以DMesh3存储的一个基于索引的三角形网格数据结构，即一种用不规则三角网来近似构成三维图元的中间格式的临时文件。
2.根据权利要求1所述的一种用于三维轻量化引擎的RVM二进制模型解析方法，其特征在于，还包括步骤：
S4.将所述三角形网格数据用于基于多分辨率细节层次技术组织模型的分层结构，根据场景远近不同，使用不同精细程度的三角网绘制同一个模型对象。
3.根据权利要求2所述的一种用于三维轻量化引擎的RVM二进制模型解析方法，其特征在于，步骤S4中，所述使用不同精细程度的三角网绘制同一个模型对象包括：远景时，使用较少的三角形模拟模型对象；近景时，使用精细的三角形模拟模型对象。
4.根据权利要求1所述的一种用于三维轻量化引擎的RVM二进制模型解析方法，其特征在于，步骤S3中，根据不同基本图元的特点，先将基本图元进行分类，分类后的基本图元包括表示图元类型的属性、表示包围图元的轴对齐最小矩形边界框的属性，以及读取图元的接口方法和将图元转换成不规则三角网的接口方法。
5.根据权利要求1所述的一种用于三维轻量化引擎的RVM二进制模型解析方法，其特征在于，步骤S3中，所述以DMesh3存储的一个基于索引的三角形网格数据结构，通过存储顶点、边、三角形以及顶点与边、边与三角形的关系来表示一个由三角网拟合的三维对象。
6.一种用于三维轻量化引擎的RVM二进制模型解析系统，其特征在于，包括：
预处理模块，用于读取PDMSRVM二进制模型文件，遍历所述模型组成的层级结构，获取基本图元的信息；
以及解析模块，用于根据不同基本图元的特点，将数学模式表达的基本图元组织成计算机图形学所要求的表达模式，包括以DMesh3存储的一个基于索引的三角形网格数据结构，即一种用不规则三角网来近似构成三维图元的中间格式的临时文件。
7.根据权利要求6所述的一种用于三维轻量化引擎的RVM二进制模型解析系统，其特征在于，还包括绘制模块，能够将所述三角形网格数据用于基于多分辨率细节层次技术组织模型的分层结构，根据场景远近不同，使用不同精细程度的三角网绘制同一个模型对象。
8.根据权利要求7所述的一种用于三维轻量化引擎的RVM二进制模型解析系统，其特征在于，所述绘制模块中，所述使用不同精细程度的三角网绘制同一个模型对象包括：远景时，使用较少的三角形模拟模型对象；近景时，使用精细的三角形模拟模型对象。
9.根据权利要求6所述的一种用于三维轻量化引擎的RVM二进制模型解析系统，其特征在于，所述解析模块中，根据不同基本图元的特点，先将基本图元进行分类，分类后的基本图元包括表示图元类型的属性、表示包围图元的轴对齐最小矩形边界框的属性，以及读取图元的接口方法和将图元转换成不规则三角网的接口方法。
10.根据权利要求6所述的一种用于三维轻量化引擎的RVM二进制模型解析系统，其特征在于，所述解析模块中，所述以DMesh3存储的一个基于索引的三角形网格数据结构，通过存储顶点、边、三角形以及顶点与边、边与三角形的关系来表示一个由三角网拟合的三维对象。
权　利　要　求　书1/1页CN 112308975 A
用于三维轻量化引擎的RVM二进制模型解析方法及系统
技术领域
[0001]本发明涉及三维模型数据处理技术领域，尤其涉及一种用于三维轻量化引擎的RVM二进制模型解析方法及系统。
背景技术
[0002]随着社会经济的不断发展，信息技术的不断提高，推动着信息化产业的不断进步和发展。如今数字化的概念已经深入人心，为了推动产业升级，方便资产管理，提升经济效益，各行各业开始重视数字化管理。以化工厂等为代表的工程行业为例，为了高效率的管理工程项目进程中各个阶段产生的大量的、复杂数据，必须建立数字资产管理平台，通过数字化工厂场的形式进行管理，数字化工厂就涉及到对表示工厂实体的三维模型基于轻量引擎进行可视化。而工程设计模型多出自AVEVA PDMS(Plant Desi
gn Management System，工厂三维布置设计管理系统)，因此对PDMSRVM格式的二进制模型进行解析，具有重要意义。其中，RVM是AVEVA PDMS、Review等一系列专业三维软件使用的一种三维模型数据文件格式。[0003]PDMS软件采用三维实体建模环境，完全实际比例，通过多专业的协同设计，共同完成工厂项目的整体建设。PDMS软件的使用，将原来的单一平面设计改为三维建模设计，大大节省了管道设计的时间，同其他专业如：土建、钢结构、仪表、暖通等集成化的协同模式，使管道在设计阶段就能避免在施工容阶段可能出现的各类难题，减少施工成本，节省施工工期。
[0004]PDMS系统建造的真三维实体模型比线框式模型显得更逼真、清晰，更有利于进行碰撞干扰检查，可更直观、更方便地观察碰撞情况。其实体造型利于建立模型时管道特殊件的三维外形构造，以及设备布置时任意形状的设备三维模型的构成，包含管口的放置，它对设计、建造、安装、操作和维护等整个项目的各阶段提供了一套真实感的系统模型，可以有效地避免现场施工中的误工或返工的费用。
[0005]但是PDMS系统因其过于“专业”，导致学习和使用成本高、上手困难、需要安装特定软件等问题存在，从而存在一定的局限性，不利于非专业人士用来浏览工程设计模型。
发明内容
[0006]为了解决上述问题，本发明提出一种用于三维轻量化引擎的RVM二进制模型解析方法及系统，主要对RVM格式的二进制模型进行读取和解析，为三维渲染轻量化提供基础条件，以方便在其他渲染引擎
或动画软件中直接使用AVEVA PDMS中的模型。本发明可以为实现轻量化的三维引擎(如基于WebGL技术的浏览器这样的轻终端)渲染三维模型，提供技术基础。
[0007]本发明的一种用于三维轻量化引擎的RVM二进制模型解析方法，包括以下步骤：[0008]S1.读取PDMSRVM二进制模型文件；
[0009]S2.遍历所述模型组成的层级结构，获取基本图元的信息；
[0010]S3.根据不同基本图元的特点，将数学模式表达的基本图元组织成计算机图形学
所要求的表达模式，包括以DMesh3存储的一个基于索引的三角形网格数据结构，即一种用不规则三角网来近似构成三维图元的中间格式的临时文件。
[0011]进一步的，还包括步骤：
[0012]S4.将所述三角形网格数据用于基于多分辨率细节层次技术组织模型的分层结构，根据场景远近不同，使用不同精细程度的三角网绘制同一个模型对象。
[0013]进一步的，步骤S4中，所述使用不同精细程度的三角网绘制同一个模型对象包括：远景时，使用较少的三角形模拟模型对象；近景时，使用精细的三角形模拟模型对象。[0014]进一步的，步骤S3中，
根据不同基本图元的特点，先将基本图元进行分类，分类后的基本图元包括表示图元类型的属性、表示包围图元的轴对齐最小矩形边界框的属性，以及读取图元的接口方法和将图元转换成不规则三角网的接口方法。
[0015]进一步的，步骤S3中，所述以DMesh3存储的一个基于索引的三角形网格数据结构，通过存储顶点、边、三角形以及顶点与边、边与三角形的关系来表示一个由三角网拟合的三维对象。
[0016]本发明的一种用于三维轻量化引擎的RVM二进制模型解析系统，包括：
[0017]预处理模块，用于读取PDMSRVM二进制模型文件，遍历所述模型组成的层级结构，获取基本图元的信息；
[0018]以及解析模块，用于根据不同基本图元的特点，将数学模式表达的基本图元组织成计算机图形学所要求的表达模式，包括以DMesh3存储的一个基于索引的三角形网格数据结构，即一种用不规则三角网来近似构成三维图元的中间格式的临时文件。
[0019]进一步的，还包括绘制模块，能够将所述三角形网格数据用于基于多分辨率细节层次技术组织模型的分层结构，根据场景远近不同，使用不同精细程度的三角网绘制同一个模型对象。
[0020]进一步的，所述绘制模块中，所述使用不同精细程度的三角网绘制同一个模型对象包括：远景时，
使用较少的三角形模拟模型对象；近景时，使用精细的三角形模拟模型对象。
[0021]进一步的，所述解析模块中，根据不同基本图元的特点，先将基本图元进行分类，分类后的基本图元包括表示图元类型的属性、表示包围图元的轴对齐最小矩形边界框的属性，以及读取图元的接口方法和将图元转换成不规则三角网的接口方法。
[0022]进一步的，所述解析模块中，所述以DMesh3存储的一个基于索引的三角形网格数据结构，通过存储顶点、边、三角形以及顶点与边、边与三角形的关系来表示一个由三角网拟合的三维对象。
[0023]本发明的有益效果在于：
[0024]本发明对RVM格式的二进制模型进行读取和解析，将其用数学模式表达的基本图元组织成计算机图形学所要求的表达模式，转换成以DMesh3存储的一个基于索引的三角形网格数据结构，即用不规则三角网来近似构成三维图元，为三维渲染轻量化提供了基础条件，以方便在其他渲染引擎或动画软件中直接使用AVEVA PDMS中的模型。因此，可以为实现轻量化的三维引擎(如基于WebGL技术的浏览器这样的轻终端)渲染三维模型，提供技术基础。
[0025]本发明在轻量化方面还运用了多分辨率细节层次(HLOD)技术，根据场景远近不
同，使用不同精细程度的三角网绘制同一个模型对象。远景时，使用较少的三角形模拟模型对象，近景
时，使用精细的三角形模拟圆柱。由于远景时，不需要太高的分辨率，所以对用户的感受来说没有太大的变化。这种方法会增大存储，但是会减轻客户端访问的负担，也就是服务器端更重，但客户端更轻量化。
[0026]基于本发明的解析方法或解析系统，用户不需要在计算机上安装沉重的客户端程序如PDMS软件，而是在任何时间任何地点都可以基于诸如浏览器这样的轻便终端使用三维模型。
附图说明
[0027]图1是本发明的解析方法流程图；
[0028]图2是本发明的三角网数据结构渲染效果图；
[0029]图3是DMesh3数据结构示意图。
具体实施方式
[0030]为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现说明本发明的具体实施方式。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0031]实施例1
[0032]三维工程设计模型是一种精确的几何模型，从图形学上对真三维有两种表达模式，一种是数学的表达模式，一种是计算机图形学所要求的表达模式。以我们在模型上常见的圆柱体举例，数学的表达只需要两个数字：直径和高。这也是PDMS RVM对圆柱的存储方式，只需要8个字节的存储。
[0033]但是从计算机图形学的角度，是不存在真正的圆的，必须通过多边形来模拟圆形。此外，计算机显卡在绘制和渲染立体图形时，最基本的单元是三角形。越多的三角形，会得到越精细的圆柱效果，但也意味着占用更多的存储资源，至少占用96个字节甚至KB级的存储。
[0034]如图1所示，本发明提供的一种用于三维轻量化引擎的RVM二进制模型解析方法，主要步骤内容描述如下：
[0035]S1.读取PDMSRVM二进制模型文件；
[0036]S2.遍历模型组成的层级结构，获取基本图元的信息；具体的，可获取构成特定三维场景的所有基本图元；
[0037]S3.根据不同基本图元的特点，将数学模式表达的基本图元组织成计算机图形学所要求的表达模式，包括以DMesh3存储的一个基于索引的三角形网格数据结构，即一种用不规则三角网来近似构成三
杨政
维图元的中间格式的临时文件，以便接下来转换出能被三维数字工厂建设所利用的基础模型数据(如3D-Tiles模型文件)。
[0038]基于计算机图形学所要求的表达模式进行转换和组织后的模型数据结构渲染效果如图2所示。