[发明专利]一种基于云计算的CAE数据三维显示交互方法

说明书

技术领域

本发明属于数据处理与显示交互技术领域，更具体地，涉及一种基于云计算的CAE数据三维显示交互方法。

背景技术

计算机数值模拟仿真(常称为CAE)所涉及的数据是高度数字化的，而且数据量大，人类无法直接进行阅读和理解，因此需要对这些数据进行可视化处理，将其用具有真实感的方式直观地呈现到用户的眼前，数据的显示是CAE平台的重要部分，它是平台与用户之间的桥梁，如果没有友好的对数据进行显示，CAE就如同一个黑盒子，高深莫测，普通用户几乎无从知晓，即使是专业的研究者，对模拟过程产生的数据也是难以直接理解。

传统CAE软件的数据显示都是基于单机的运行模式，而且是高度耦合的一体化软件体系，计算和显示在同一台计算机上，臃肿复杂，随着云计算技术的成熟，软件即服务成为了传统软件的发展趋势，CAE软件也不例外，在云计算模式下，数据的接收是通过互联网来实现，数据的显示必须简单快捷，方便使用，同时需具备跨平台的特点，即在不同的设备上均可以浏览。与此同时，仅仅对CAE数据进行静态显示，就如图片一样，是没有生命的，所以在进行数据处理的时候还必须使用户可以与CAE所涉及的各种模型进行交互，这样用户便可以主动的查看模型零件的各个细节，特别是可以看到零件在不同部位的模拟结果；近年来，虚拟现实(VR)技术已经渐渐融入日常生活中，如果在CAE的数据显示中引入VR技术，将会给传统CAE数据显示带来了新的契机，同时基于不同的硬件设备实现在VR环境下的交互显示，可以增加显示的广度和深度，能够给数值模拟分析人员带来更加完整、丰富、真实的观察过程，再加上虚拟全景，并且通过虚拟漫游技术使观察者能有以不同的角度和详细程度观察场景中的模型，这都能让CAE工作者更加准确的分析数值模拟仿真的结果，从而适应几何外形越来越复杂的零件模型。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种基于云计算的CAE数据3D显示交互方法，通过将CAE数据转化为通用显示模型后显示，由此解决CAE数据的虚拟现实显示的技术问题。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种基于云计算的CAE数据三维显示交互方法，其特征在于，该方法包括下列步骤：

(a)CAE数据在云计算服务器中转换为JSON格式文件，然后该JSON格式文件发送到Web浏览器中被解析为一种通用对象显示模型，其中，该通用对象显示模型使得不同文件以相同的方式进行显示，其包括元信息、几何信息和属性信息数据；

(b)Web浏览器将该通用对象显示模型绘制成图像，并以3D的形式显示在网页上，通过与虚拟现实设备连接后实现虚拟现实的显示；

(c)Web浏览器收到用户的操作指令，根据该指令更新所述通用显示模型后绘制图像并显示在网页上，从而实现在所述虚拟现实设备中外界与Web浏览器的交互过程。

进一步优选地，在步骤(a)中，所述元信息记录非数据信息，包括JSON格式文件的UUID、版本号、生成日期。

进一步优选地，在步骤(a)中，在所述几何信息中，所述CAE数据中顶点的坐标采用一维数组的形式表示，所述CAE数据中面数据采用二进制数表示，该面数据包括面的种类、面的组成顶点个数、面与顶点的颜色和面与顶点的方向；在所述属性信息中，所述CAE数据中的颜色采用三个数据表示，该三个数据是该颜色的RGB分量；所述CAE数据中的方向矢量信息采用三个数据表示。

进一步优选地，在步骤(b)中，所述虚拟现实设备包括基于分光显示原理实现的分光偏振式3D的虚拟现实设备和基于分屏显示原理实现的分屏头戴式3D的虚拟现实设备。

进一步优选地，在步骤(c)中，所述操作指令包括通过鼠标、键盘、触摸屏、陀螺仪获得。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

1、本发明通过采用将CAE数据转化为JSON格式文件，该文件是一种基于互联网传输的轻量级数据格式，体积小，可读性强，浏览器解析方便，非常适合在网络下进行数据交换；

2、本发明通过采用将JSON格式文件转化为通用的显示模型，使得原CAE数据变为计算机识别的信息，实现CAE数据的三维虚拟现实显示，在通过VR设备实现用户的三维立体体验；

3、本发明通过采用metadata、vertices、faces、colors和directions表示CAE数据中的信息，将图像信息转化为Web浏览器可识别的信息，简单易行，适用范围广；