CN107833274A - 一种三维电缆模型的创建方法及*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种三维电缆模型的创建方法及***，对电缆基础模型，基于电缆参数依次执行预设文法规则中的每一条规则，创建得到三维电缆模型，利用3D引擎将创建得到的三维电缆模型提交给图形处理器进行渲染，生成三维电缆模型图像。由此可以看出，本发明通过创建三维电缆模型，实现了对电缆的真实再现，相比传统的二维电缆模型而言，本发明大大提高了电缆模型的可视化效果。

Description

一种三维电缆模型的创建方法及***

技术领域

本发明涉及模型创建技术领域，更具体的说，涉及一种三维电缆模型的创建方法及***。

背景技术

随着电网规模的不断发展，电力电缆所占配电线路的比例不断提高。然而，针对电缆的规划设计，大部分还停留在二维的CAD图纸上，也即在CAD上绘制二维电缆模型，因此，电缆模型的可视化效果不强。

发明内容

有鉴于此，本发明公开一种三维电缆模型的创建方法及***，以解决传统方案中，二维电缆模型可视化效果不强的问题。

一种三维电缆模型的创建方法，包括：

对电缆基础模型，基于电缆参数依次执行预设文法规则中的每一条规则，创建得到三维电缆模型，其中，所述预设文法规则为预先设计的形状语法；

利用3D引擎将创建得到的所述三维电缆模型提交给图形处理器进行渲染，生成三维电缆模型图像。

优选的，所述对电缆基础模型，基于电缆参数依次执行预设文法规则中的每一条规则，创建得到三维电缆模型包括：

对所述电缆基础模型，基于所述电缆参数执行所述预设文法规则中的第一条规则，生成第一电缆基础模型；

将所述第一电缆基础模型分解成多个二维形状的电缆模型；

基于所述电缆参数执行所述预设文法规则中所述第一条规则的下一条规则，对生成的多个所述电缆模型做进一步处理，得到第二电缆基础模型；

以此类推，直至执行完所述预设文法规则中的所有规则，创建得到所述三维电缆模型。

优选的，所述预设文法规则包括：加法规则、减法规则和转换规则；

所述加法规则，用于在执行模型执行完成之后，生成新模型；

所述减法规则，用于在执行模型执行完成之后，将该执行模型分解为新的子模型；

所述转换规则，用于在执行模型执行完成之后，改变该执行模型的形状和属性。

一种三维电缆模型的创建***，包括：

创建单元，用于对电缆基础模型，基于电缆参数依次执行预设文法规则中的每一条规则，创建得到三维电缆模型，其中，所述预设文法规则为预先设计的形状语法；

渲染单元，用于利用3D引擎将创建得到的所述三维电缆模型提交给图形处理器进行渲染，生成三维电缆模型图像。

优选的，所述创建单元具体用于：

对所述电缆基础模型，基于所述电缆参数执行所述预设文法规则中的第一条规则，生成第一电缆基础模型；

将所述第一电缆基础模型分解成多个二维形状的电缆模型；

基于所述电缆参数执行所述预设文法规则中所述第一条规则的下一条规则，对生成的多个所述电缆模型做进一步处理，得到第二电缆基础模型；

以此类推，直至执行完所述预设文法规则中的所有规则，创建得到所述三维电缆模型。

优选的，所述预设文法规则包括：加法规则、减法规则和转换规则；

所述加法规则，用于在执行模型执行完成之后，生成新模型；

所述减法规则，用于在执行模型执行完成之后，将该执行模型分解为新的子模型；

所述转换规则，用于在执行模型执行完成之后，改变该执行模型的形状和属性。

从上述的技术方案可知，本发明公开了一种三维电缆模型的创建方法及***，对电缆基础模型，基于电缆参数依次执行预设文法规则中的每一条规则，创建得到三维电缆模型，利用3D引擎将创建得到的三维电缆模型提交给图形处理器进行渲染，生成三维电缆模型图像。由此可以看出，本发明通过创建三维电缆模型，实现了对电缆的真实再现，相比传统的二维电缆模型而言，本发明大大提高了电缆模型的可视化效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据公开的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例公开的一种三维电缆模型的创建方法流程图；

图2为本发明实施例公开的一种三维电缆模型的创建***的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动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。

本发明实施例公开了一种三维电缆模型的创建方法及***，以解决传统方案中，二维电缆模型可视化效果不强的问题。

参见图1，本发明一实施例公开的一种三维电缆模型的创建方法流程图，该方法包括步骤：

步骤S101、对电缆基础模型，基于电缆参数依次执行预设文法规则中的每一条规则，创建得到三维电缆模型；

其中，本步骤中的电缆基础模型指的是：常规电缆的基本形态，也即圆柱体。该电缆基础模型具体为内置于程序底层的模型数据，通过对模型参数进行设置，实现对电缆基础模型的设置，比如，模型的粗细、转弯度数等。

电缆参数包括但不限于电缆电压等级、直径、弯曲半径等。

预设文法规则为预先设计的形状语法，旨在驱动二维平面或三维模型不断生成电缆模型的各种细节，该细节包括：电缆的弯曲度数、粗细等，从而创建出新的三维模型。

上述中“驱动”的含义为：在空间内创建控制点，并根据过程控制点的曲线生成算法将创建的控制点生成一条自定义的曲线；将该曲线与程序底层设定的基础模型(比如，本步骤中的电缆基础模型)结合，通过程序代码，创建若干个子网格，利用创建的各个子网格，得到新的三维模型。

曲线生成算法为一段公式，该曲线公式具体如下：

Output_point＝P0*(-0.5*t*t*t+t*t–0.5*t)+P1*(1.5*t*t*t-2.5*t*t+1.0)+P2*(-1.5*t*t*t+2.0*t*t+0.5*t)+P3*(0.5*t*t*t–0.5*t*t)

式中，Output_point指的是：t取不同值时得到的集散点所组成的曲线；

P0，P1，P2，P3分别为电缆基础模型的四个控制点的坐标，t的取值为[0,1]。

如果要求曲线同时经过P0，P1，P2和P3四个控制点，则需要为曲线人为构造控制点，例如使用[2P0-P1，P0，P1，P2]来绘制P0到P1的曲线，使用[P1，P2，P3，2P3-P2]来绘制P2到P3的曲线。具体的，当t从0到1线性变化时，曲线就会从P1点(t＝0)移动到P2点(t＝1)。

预设文法规则具体包括：加法规则、减法规则和转换规则；

加法规则，用于在执行模型执行完成之后，生成新模型；加法规则内容包括但不限于：***、拉升等。本实施例中，加法规则具体是指对电缆基础模型增加控制点，可以在电缆基础模型前、中、后增加控制点，以改变电缆基础模型的走向和长度。

减法规则，用于在执行模型执行完成之后，将该执行模型分解为新的子模型；减法规则内容包括但不限于：去凸、分解等。本实施例中，减法规则具体指的是去除电缆的控制点，也即删除控制点，以改变电缆基础模型的走向和长度。

转换规则，用于在执行模型执行完成之后，改变该执行模型的形状和属性；转换规则内容包括但不限于移动、旋转、缩放等。比如，移动电缆基础模型的位置，对电缆线路进行调整。

步骤S102、利用3D引擎将创建得到的三维电缆模型提交给图形处理器进行渲染，生成三维电缆模型图像。

3D引擎是将现实中的物质抽象为多边形或者各种曲线等表现形式，在计算机中进行相关计算并输出最终图像的算法实现的集合。换句话说，3D引擎就像是在计算机内建立一个“真实的世界”。

具体的，在实际应用中，利用3D引擎计算三维电缆模型的纹理坐标，该纹理坐标是指：驻留在多边形网格顶点上的二维纹理坐标，其中，纹理坐标提供了一种模型表面与纹理图像之间的连接关系，从而能确定纹理图像像素点所属模型顶点的位置，在实际应用中，只需将纹理图像拖拽到三维电缆模型上，即可得到赋值纹理图像的三维电缆模型，将赋值纹理图像的三维电缆模型提交给图形处理器进行渲染，生成三维电缆模型图像。

综上可知，本发明公开了一种三维电缆模型的创建方法，对电缆基础模型，基于电缆参数依次执行预设文法规则中的每一条规则，创建得到三维电缆模型，利用3D引擎将创建得到的三维电缆模型提交给图形处理器进行渲染，生成三维电缆模型图像。由此可以看出，本发明通过创建三维电缆模型，实现了对电缆的真实再现，相比传统的二维电缆模型而言，本发明大大提高了电缆模型的可视化效果。

为进一步优化上述实施例，上述实施例中步骤S101具体包括：

S1、对电缆基础模型，基于电缆参数执行预设文法规则中的第一条规则，生成第一电缆基础模型；

S2、将第一电缆基础模型分解成多个二维形状的电缆模型；

S3、基于电缆参数执行预设文法规则中第一条规则的下一条规则，对生成的多个电缆模型做进一步处理，得到第二电缆基础模型；

S4、以此类推，直至执行完预设文法规则中的所有规则，创建得到所述三维电缆模型。

具体的，程序运行后，运用加法规则，对电缆基础模型增加控制点；在电缆基础模型在增加控制点后，根据曲线公式自动生成电缆中心线；将电缆中心线和电缆基础模型结合，进行电缆拼接，并去除重复的顶点，使拼接后得到的电缆模型整合为一；最后综合采用加法规则、减法规则和转换规则对拼接后得到的电缆模型进行微调，得到三维电缆模型。

与上述方法实施例相对应，本发明还公开了一种三维电缆模型的创建***。

参见图2，本发明一实施例公开的一种三维电缆模型的创建***的结构示意图，该***包括：

创建单元201，用于对电缆基础模型，基于电缆参数依次执行预设文法规则中的每一条规则，创建得到三维电缆模型，其中，所述预设文法规则为预先设计的形状语法；

其中电缆基础模型指的是：常规电缆的基本形态，也即圆柱体。该电缆基础模型具体为内置于程序底层的模型数据，通过对模型参数进行设置，实现对电缆基础模型的设置，比如，模型的粗细、转弯度数等。

电缆参数包括但不限于电缆电压等级、直径、弯曲半径等。

预设文法规则为预先设计的形状语法，旨在驱动二维平面或三维模型不断生成电缆模型的各种细节，该细节包括：电缆的弯曲度数、粗细等，从而创建出新的三维模型。

上述中“驱动”的含义为：在空间内创建控制点，并根据过程控制点的曲线生成算法将创建的控制点生成一条自定义的曲线；将该曲线与程序底层设定的基础模型(比如，电缆基础模型)结合，通过程序代码，创建若干个子网格，利用创建的各个子网格，得到新的三维模型。

曲线生成算法为一段公式，该公式具体如下：

Output_point＝P0*(-0.5*t*t*t+t*t–0.5*t)+P1*(1.5*t*t*t-2.5*t*t+1.0)+P2*(-1.5*t*t*t+2.0*t*t+0.5*t)+P3*(0.5*t*t*t–0.5*t*t)

式中，Output_point指的是：t取不同值时得到的集散点所组成的曲线；

P0，P1，P2，P3分别为电缆基础模型的四个控制点的坐标，t的取值为[0,1]。

如果要求曲线同时经过P0，P1，P2和P3四个控制点，则需要为曲线人为构造控制点，例如使用[2P0-P1，P0，P1，P2]来绘制P0到P1的曲线，使用[P1，P2，P3，2P3-P2]来绘制P2到P3的曲线。具体的，当t从0到1线性变化时，曲线就会从P1点(t＝0)移动到P2点(t＝1)。

预设文法规则具体包括：加法规则、减法规则和转换规则；

加法规则，用于在执行模型执行完成之后，生成新模型；加法规则内容包括但不限于：***、拉升等。本实施例中，加法规则具体是指对电缆基础模型增加控制点，可以在电缆基础模型前、中、后增加控制点，以改变电缆基础模型的走向和长度。

减法规则，用于在执行模型执行完成之后，将该执行模型分解为新的子模型；减法规则内容包括但不限于：去凸、分解等。本实施例中，减法规则具体指的是去除电缆的控制点，也即删除控制点，以改变电缆基础模型的走向和长度。

转换规则，用于在执行模型执行完成之后，改变该执行模型的形状和属性；转换规则内容包括但不限于移动、旋转、缩放等。比如，移动电缆基础模型的位置，对电缆线路进行调整。

渲染单元202，用于利用3D引擎将创建得到的所述三维电缆模型提交给图形处理器进行渲染，生成三维电缆模型图像。

3D引擎是将现实中的物质抽象为多边形或者各种曲线等表现形式，在计算机中进行相关计算并输出最终图像的算法实现的集合。换句话说，3D引擎就像是在计算机内建立一个“真实的世界”。

具体的，在实际应用中，利用3D引擎计算三维电缆模型的纹理坐标，该纹理坐标是指：驻留在多边形网格顶点上的二维纹理坐标，其中，纹理坐标提供了一种模型表面与纹理图像之间的连接关系，从而能确定纹理图像像素点所属模型顶点的位置，在实际应用中，只需将纹理图像拖拽到三维电缆模型上，即可得到赋值纹理图像的三维电缆模型；将赋值纹理图像的三维电缆模型提交给图形处理器进行渲染，生成三维电缆模型图像。

综上可知，本发明公开了一种三维电缆模型的创建***，对电缆基础模型，基于电缆参数依次执行预设文法规则中的每一条规则，创建得到三维电缆模型，利用3D引擎将创建得到的三维电缆模型提交给图形处理器进行渲染，生成三维电缆模型图像。由此可以看出，本发明通过创建三维电缆模型，实现了对电缆的真实再现，相比传统的二维电缆模型而言，本发明大大提高了电缆模型的可视化效果。

为进一步优化上述实施例，上述创建单元201具体用于：

对电缆基础模型，基于电缆参数执行预设文法规则中的第一条规则，生成第一电缆基础模型；

将第一电缆基础模型分解成多个二维形状的电缆模型；

基于电缆参数执行预设文法规则中所述第一条规则的下一条规则，对生成的多个电缆模型做进一步处理，得到第二电缆基础模型；

以此类推，直至执行完预设文法规则中的所有规则，创建得到三维电缆模型。

具体的，程序运行后，运用加法规则，对电缆基础模型增加控制点；在电缆基础模型在增加控制点后，根据曲线公式自动生成电缆中心线；将电缆中心线和电缆基础模型结合，进行电缆拼接，并去除重复的顶点，使拼接后得到的电缆模型整合为一；最后综合采用加法规则、减法规则和转换规则对拼接后得到的电缆模型进行微调，得到三维电缆模型。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (6)

1.一种三维电缆模型的创建方法，其特征在于，包括：

对电缆基础模型，基于电缆参数依次执行预设文法规则中的每一条规则，创建得到三维电缆模型，其中，所述预设文法规则为预先设计的形状语法；

利用3D引擎将创建得到的所述三维电缆模型提交给图形处理器进行渲染，生成三维电缆模型图像。

2.根据权利要求1所述的创建方法，其特征在于，所述对电缆基础模型，基于电缆参数依次执行预设文法规则中的每一条规则，创建得到三维电缆模型包括：

对所述电缆基础模型，基于所述电缆参数执行所述预设文法规则中的第一条规则，生成第一电缆基础模型；

将所述第一电缆基础模型分解成多个二维形状的电缆模型；

基于所述电缆参数执行所述预设文法规则中所述第一条规则的下一条规则，对生成的多个所述电缆模型做进一步处理，得到第二电缆基础模型；

以此类推，直至执行完所述预设文法规则中的所有规则，创建得到所述三维电缆模型。

3.根据权利要求1所述的创建方法，其特征在于，所述预设文法规则包括：加法规则、减法规则和转换规则；

所述加法规则，用于在执行模型执行完成之后，生成新模型；

所述减法规则，用于在执行模型执行完成之后，将该执行模型分解为新的子模型；

所述转换规则，用于在执行模型执行完成之后，改变该执行模型的形状和属性。

4.一种三维电缆模型的创建***，其特征在于，包括：

创建单元，用于对电缆基础模型，基于电缆参数依次执行预设文法规则中的每一条规则，创建得到三维电缆模型，其中，所述预设文法规则为预先设计的形状语法；

渲染单元，用于利用3D引擎将创建得到的所述三维电缆模型提交给图形处理器进行渲染，生成三维电缆模型图像。

5.根据权利要求4所述的创建***，其特征在于，所述创建单元具体用于：

对所述电缆基础模型，基于所述电缆参数执行所述预设文法规则中的第一条规则，生成第一电缆基础模型；

将所述第一电缆基础模型分解成多个二维形状的电缆模型；

基于所述电缆参数执行所述预设文法规则中所述第一条规则的下一条规则，对生成的多个所述电缆模型做进一步处理，得到第二电缆基础模型；

以此类推，直至执行完所述预设文法规则中的所有规则，创建得到所述三维电缆模型。

6.根据权利要求4所述的创建***，其特征在于，所述预设文法规则包括：加法规则、减法规则和转换规则；

所述加法规则，用于在执行模型执行完成之后，生成新模型；

所述减法规则，用于在执行模型执行完成之后，将该执行模型分解为新的子模型；

所述转换规则，用于在执行模型执行完成之后，改变该执行模型的形状和属性。