一种3D仿真的建模方法与流程

一种3d仿真的建模方法
技术领域
1.本发明涉及3d仿真技术领域，尤其是指一种3d仿真的建模方法。


背景技术：

2.agv项目在建设前需要使用3d仿真软件进行仿真推演，3d仿真软件在显示仿真影像时，需要调用大量的3d模型，为了保证仿真软件运行过程的流畅性，会在限定影像显示的帧率范围的情况下，优化3d模型。已知模型的面数和个数越少、贴图文件越小，越能提高3d 仿真软件运行时的帧率，但这会降低仿真影像的显示质量，因此，在实际操作中需要依靠软件开发者和建模师的经验，适当缩减3d模型的面数和贴图以兼顾3d仿真影像的显示质量和流畅度。随着生产需求的不断提高，现有的3d仿真场景越来越复杂，场景中的模型数量也越来越多，仅依靠人力完成这类较大的3d仿真场景的优化耗时耗力，因此亟需一种能快速优化3d仿真场景的方法。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种3d仿真的建模方法，通过获取特定运行帧率下，3d仿真场景内各类模型的参数(个数、面数数量、贴图文件大小)的关系的帧率计算模型f，从而便于快速调整对应模型的特定参数以优化3d仿真场景。
4.为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：
5.一种3d仿真的建模方法，包括以下步骤：
6.对素材库内单个原模型的面数数量和贴图文件大小分别进行缩减生成调整模型bnx，单个原模型的面数数量和贴图文件缩减后共生成若干调整模型bnx，单个原模型的所有调整模型调整模型bnx组成模型组cn；素材库内所有原模型共生成若干模型组cn；
7.在所有模型组cn中至少取一个调整模型bnx构建仿真场景dn，并驱动仿真场景dn运行,记录仿真场景dn的运行影像的帧率；获取所有调整模型bnx组合的仿真场景dn的运行影像的帧率；
8.分析所有仿真场景dn的数据，得出帧率计算模型f；
9.使用素材库内的e个原模型构建任务仿真场景；使用帧率计算模型f计算得出任务仿真场景内e个模型各自的最优解，根据最优解调整对应模型。
10.与现有技术相比，本发明的一种3d仿真的建模方法，在固定的硬件和软件条件下，通过对素材库内模型进行处理，获得其缩减面数数量和贴图文件大小后的调整模型bnx，并使用调整模型bnx构建仿真场景dn以获取仿真场景dn的运行影像的帧率，综合模型数量、单个模型的面数数量、单个模型的贴图文件大小、仿真场景dn的运行影像的帧率四个要素，以运行帧率为因变量，各类模型的面数、贴图文件大小、模型个数为自变量，进行多元回归分析得出帧率计算模型f，从而在实际工作使用素材库内的e个原模型构建任务仿真场景时，通过帧率计算模型f直接获得e个模型的最佳参数(面数数量、贴图文件大小)，从而确定该场景中各模型的面数和贴图大小具体取值为多少时为最优，实现以3d仿真场景维持在特定
与平均解k的总偏差值
附图说明
29.图1是本发明的流程图。
具体实施方式
30.以下结合附图说明本发明的实施方式：
31.参见图1，本实施例的一种3d仿真的建模方法，包括以下步骤：
32.(1)读取素材库内的n个原模型的模型数据；
33.(2)对素材库内单个原模型的面数数量和贴图文件大小分别进行缩减生成调整模型 bnx，单个原模型的面数数量和贴图文件缩减后共生成若干调整模型bnx，单个原模型的所有调整模型调整模型bnx组成模型组cn；素材库内所有原模型共生成若干模型组cn；
34.(3)在所有模型组cn中至少取一个调整模型bnx构建仿真场景dn，并驱动仿真场景 dn运行,记录仿真场景dn的运行影像的帧率；获取所有调整模型bnx组合的仿真场景dn的运行影像的帧率；
35.(4)分析所有仿真场景dn的数据，得出帧率计算模型f；仿真场景dn的数据包括仿真场景dn内的模型的数量、调整模型bnx的面数数量和贴图文件大小，以及所有仿真场景 bn的运行影像的帧率的数据；
36.(5)使用素材库内的e个原模型构建任务仿真场景；使用帧率计算模型f计算得出任务仿真场景内e个模型各自的最优解，根据最优解调整对应模型。
37.上述内容中，n表示原模型位于素材库内的序号，x表示调整模型的序号，其中0＜e ≤n。，步骤(3)中“组合”的意思与数学名词“组合”一致。
38.e个模型各自的最优解具体为每个模型的最优面数数量和最优贴图文件大小。
39.步骤(2)中，对素材库内单个原模型的面数数量进行缩减生成调整模型anx，单个原模型的面数数量若干次缩减后共生成若干调整模型anx；对单个调整模型anx的贴图文件大小进行缩减生成调整模型bnx，单个原模型的贴图文件大小若干次缩减后共生成若干调整模型bnx。
40.上述设置方式是基于单个原模型，先执行不同面数数量的缩减处理生成若干个调整模型anx，然后再以单个调整模型anx作为对象，执行不同贴图文件大小的缩减处理生成若干个调整模型bnx。
41.以下以素材库内其中一个原模型，1号原模型举例说明：
42.1号原模型参数：共2000个面，贴图大小：100mb；
43.表1：1号原模型面数数量缩减后生成的调整模型anx列表
44.序号面数数量缩减率(％)面数数量(个)a1121960a1241920a1361880a1481840
a15101800a16121760a17141720a18161680a19181640a110201600a111221560
………
a12958840a13060800
45.由于面数数量缩减率超过65％(只保留原模型的面数数量的40％)会出现模型轮廓失真严重，因此本发明中，调整模型anx相对于原模型的面数数量缩减率不超过65％。
46.表2：a11调整模型贴图大小缩减后生成的调整模型bnx列表
[0047][0048][0049]
表3：a12调整模型贴图大小缩减后生成的调整模型bnx列表
[0050]
序号贴图大小缩减率(％)贴图大小(mb)b111595b1121090b1131585b1142080b1152575b1163070b1173565b1184060b1194555b1205050
[0051]
由于贴图大小缩减率超过50％(只保留原模型的贴图大小的50％)会出现模型图案失真严重，因此本发明中，调整模型bnx相对于原模型的贴图大小缩减率不超过50％。
[0052]
根据上表2可知：调整模型b11的参数：共1960个面，贴图大小：95mb。
[0053]
步骤(4)和(5)中，设定帧率计算模型f中的最低帧率为g，设定任务仿真场景的运行影像的运行帧率h，运行帧率h≥最低帧率g。
[0054]
通过在帧率计算模型f中设置最低帧率为g，从而避免由于原模型的参数因为过度缩减导致仿真场景的显示质量低下；另外，为了确保仿真场景的显示质量，运行帧率h需不小于最低帧率g。
[0055]
进一步的，运行帧率h＜最低帧率g+1。
[0056]
为了避免仿真场景的显示质量过高导致仿真场景的运行速度过慢，需要限制运行帧率h 的取值，运行帧率h的最佳取值要小于最低帧率g+1。
[0057]
最低帧率g为30fps，此时仿真场景的显示质量和运行速度的平衡为最佳。
[0058]
对于任意仿真场景，已知模型编号、模型个数和影像帧的运行帧率h范围(g≤h＜g+1)，即可通过帧率计算模型f获得该仿真场景内的模型对应的调整模型bnx，通过调取调整模型 bnx的参数，即可知道该仿真场景内的模型各自的最优结果。
[0059]
本发明中，最优结果的形式如下：第i种模型的面数、贴图文件大小的第j个解为：
[0060]
[(x
1面j
，x
1图j
)，...，(x
i面j
，x
i图j
)，...，(x
n面j
，x
n图j
)]。
[0061]
步骤(5)中，求解e个模型各自的最优解的过程中获得p个优化结果；
[0062]
根据p个优化结果计算p个优化结果的平均解k；
[0063]
选取与平均解k总偏差值最小的优化结果作为最优解。
[0064]
由于调整模型bnx的个数有限，因此使用调整模型bnx搭建的仿真场景dn的个数也是有限的，而选用同一素材库内的模型搭建任务仿真场景后帧率计算模型f计算出的优化结果的个数也是有限的，为了提高任务仿真场景的显示效果，需要对有限的优化结果进行筛选，本发明中，根据优化结果和平均解k的总偏差值作为最优解的选取结果，从而确保最优解相对p个优化结果具有代表性。
[0065]
优选的，平均解k为：
[0066][0067]
为平均面数数量，为平均贴图文件大小。
[0068]
进一步的，选取与平均解k总偏差值最小的优化结果的过程为：
[0069]
选取p个优化结果中的其中一个优化结果q，依次提取优化结果q中的若干调整模型 bnx的面数数量的数值x
i面j
和贴图文件大小的数值x
i图j
；
[0070]
计算该调整模型bnx的参数与平均解k的偏差值
[0071]
将优化结果q内所有调整模型bnx的参数与平均解k的偏差值相加，计算优化结果q 与平均解k的总偏差值
[0072]
与现有技术相比，本发明的一种3d仿真的建模方法，在固定的硬件和软件条件下，通过对素材库内模型进行处理，获得其缩减面数数量和贴图文件大小后的调整模型bnx，并使用调整模型bnx构建仿真场景dn以获取仿真场景dn的运行影像的帧率，综合模型数量、单个模型的面数数量、单个模型的贴图文件大小、仿真场景dn的运行影像的帧率四个要素，以运行帧率为因变量，各类模型的面数、贴图文件大小、模型个数为自变量，进行多元回归分析得出帧率计算模型f，从而在实际工作使用素材库内的e个原模型构建任务仿真场景时，通过帧率计算模型f直接获得e个模型的最佳参数(面数数量、贴图文件大小)，从而确定该场景中各模型的面数和贴图大小具体取值为多少时为最优，实现以3d仿真场景维持在特定帧率以上作为运行标准的情况下，制定出最佳的建模方案，在确保流畅运行的前提下达到最佳的模型显示质量，克服传统通过人力完成较大的3d仿真场景的优化出现的效率低下的问题，从而提高3d仿真场景的搭建和演示效率。
[0073]
根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。