[发明专利]一种基于Modelica实现三维仿真动画的渲染方法

说明书

本发明公开了一种基于Modelica实现三维仿真动画的渲染方法，包括：前端调用仿真服务，仿真服务读取Modelica求解器生成的动画文件后，根据动画文件得到动画造型；前端开启基于TCP的全双工通信协议，向后端发送请求指令获取动画帧数据，后端根据请求指令访问数据库中的动画帧数据；数据库向后端返回查询到的动画帧数据，后端将动画帧数据进行组装后，将动画帧数据发送到前端；前端根据动画帧数据驱动动画造型的位置以及形态的改变，以实现动画渲染。

技术领域

本发明涉及软件工程领域，尤其涉及一种基于Modelica实现三维仿真动画的渲染方法。

背景技术

随着浏览器的性能和网络带宽提升，以及web图形库(Web Graphics Library，WebGL)的实现，使得3D技术不再是桌面端程序的专利，越来越多的Web应用使用3D技术。

在Web端的工业软件领域人们的需求已经不仅仅局限于在线建模与仿真相关功能，人们更希望通过在线动画的方式更加直观清晰的了解自己所建模型仿真后的渲染效果。

Modelica是一种开放、面向对象、基于方程的计算机语言，可以跨越不同领域，方便地实现复杂物理系统的建模。

由此，本发明基于Modelica实现一种能够在浏览器上展示模型三维仿真动画的方案，以实现三维仿真动画渲染。

发明内容

本发明提供了一种基于Modelica实现三维仿真动画的渲染方法，解决了用户难以观察其所建模型仿真后的渲染效果的问题。

一种基于Modelica实现三维仿真动画的渲染方法，包括：

前端调用仿真服务，所述仿真服务读取Modelica求解器生成的动画文件后，根据所述动画文件得到动画造型；

前端开启基于传输控制协议(Transmission Control Protocol，TCP)的全双工通信协议，向后端发送请求指令获取动画帧数据，后端根据所述请求指令访问数据库中的动画帧数据；

数据库向所述后端返回查询到的动画帧数据，后端将所述动画帧数据进行组装后，将所述动画帧数据发送到前端；

前端根据所述动画帧数据驱动所述动画造型的位置以及形态的改变，以实现动画渲染。

在本申请的一种实施例中，所述根据所述动画文件得到动画造型，具体包括：对所述动画文件进行解析后得到各动画组件的名称；根据所述动画组件的名称在所述数据库中查询各动画组件的动画信息；将所述动画文件和所述动画信息进行组装后得到动画组件数据；通过预设三维动画引擎根据所述动画组件数据得到动画造型数据。

在本申请的一种实施例中，前端开启基于TCP的全双工通信协议，向后端发送请求指令获取动画帧数据后，所述方法还包括：在前端引入的缓存队列存放动画帧数据，建立动画播放线程持续从所述缓存队列中读取动画帧数据；建立定时线程从后端定时获取动画帧数据，当所述缓存队列中内容小于初始容量的一半时，从后端获取动画帧数据并写入所述缓存队列；前端根据所述缓存队列中动画帧数据，匹配动画模型并且更新所述动画造型的几何体信息，实现前端在线动画效果。

在本申请的一种实施例中，所述方法还包括：当动画模型初始化动画造型时，异步获取动画帧数据，并将所述动画帧数据的步长信息缓存到远程字典服务Redis中；根据所述动画模型的大小以及动画播放速度确定采样频率；根据所述采样频率从所述Redis中获取动画帧数据。

在本申请的一种实施例中，所述根据所述采样频率从所述Redis中获取动画帧数据，具体包括：若动画播放速度为第一播放速度，则使用与所述第一播放速度对应的第一采样频率获取动画帧数据；若动画播放速度为第二播放速度，则使用比所述第一采样频率低的第二采样频率采集动画帧数据；其中，所述第二播放速度比第一播放速度慢，所述第二采样频率与所述第二播放速度相对应。