本發(fā)明涉及數(shù)字孿生，具體地涉及一種網(wǎng)格模型和場景的優(yōu)化方法、裝置、存儲介質(zhì)、處理器及計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。

背景技術(shù)：

1、工業(yè)企業(yè)正在從傳統(tǒng)的物理設(shè)備和手動(dòng)監(jiān)控轉(zhuǎn)向使用數(shù)字化模型和虛擬現(xiàn)實(shí)(vr)/增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(ar)技術(shù)進(jìn)行管理和過程優(yōu)化。數(shù)字孿生技術(shù)通過對物理世界的設(shè)備和系統(tǒng)進(jìn)行虛擬仿真，可以提供實(shí)時(shí)的狀態(tài)監(jiān)測、故障預(yù)測和性能優(yōu)化。然而，從工業(yè)設(shè)計(jì)軟件(如bentley、autocad、inventor、solidworks)中導(dǎo)出的三維模型通常包含大量的幾何數(shù)據(jù)和復(fù)雜的紋理信息，這些數(shù)據(jù)量較大、面數(shù)較多的三維模型在數(shù)字孿生應(yīng)用場景中運(yùn)行時(shí)，往往會造成加載緩慢、渲染卡頓等性能問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明實(shí)施例的目的是提供一種網(wǎng)格模型的優(yōu)化方法，能夠顯著降低三維模型的數(shù)據(jù)量，提高數(shù)字孿生應(yīng)用場景的運(yùn)行加載速度。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實(shí)施例提供一種網(wǎng)格模型的優(yōu)化方法，用于簡化工業(yè)設(shè)計(jì)軟件導(dǎo)出的三維網(wǎng)格模型，網(wǎng)格模型的優(yōu)化方法包括：

3、基于冗余檢測與去除算法，檢測并刪除三維網(wǎng)格模型中重復(fù)的點(diǎn)、線、面；

4、將三維網(wǎng)格模型的節(jié)點(diǎn)、邊和邊的權(quán)重值輸入預(yù)先訓(xùn)練的圖卷積網(wǎng)絡(luò)模型，得到符合簡化目標(biāo)的三維網(wǎng)格模型，

5、其中，訓(xùn)練圖卷積網(wǎng)絡(luò)模型采用的訓(xùn)練集包括未經(jīng)簡化的三維網(wǎng)格模型集合和按照簡化規(guī)則處理且符合多個(gè)不同簡化等級的三維網(wǎng)格模型集合，

6、訓(xùn)練圖卷積網(wǎng)絡(luò)模型包括：比較和學(xué)習(xí)不同簡化等級之間對應(yīng)的三維網(wǎng)格模型中邊被合并的規(guī)律，或者比較和學(xué)習(xí)未經(jīng)簡化的三維網(wǎng)格模型與對應(yīng)的不同簡化等級的三維網(wǎng)格模型中邊被合并的規(guī)律；

7、簡化目標(biāo)為多個(gè)不同簡化等級中的一個(gè)簡化等級或兩個(gè)簡化等級的間值。

8、可選的，權(quán)重值為邊的長度。

9、可選的，簡化等級根據(jù)要被合并的邊的閾值確定。

10、可選的，閾值為比例閾值，包括20％、50％、80％。

11、可選的，該網(wǎng)格模型的優(yōu)化方法還包括：通過模型壓縮算法降低通過圖卷積網(wǎng)絡(luò)模型處理后的三維網(wǎng)格模型的文件大小，

12、其中，模型壓縮算法包括幾何壓縮算法和紋理壓縮算法；

13、幾何壓縮算法采用線性變換和量化技術(shù)，減少頂點(diǎn)和面數(shù)據(jù)的存儲量；

14、紋理壓縮算法根據(jù)顯示設(shè)備參數(shù)和分辨率需求，動(dòng)態(tài)調(diào)整紋理壓縮比率。

15、可選的，所采用的圖卷積網(wǎng)絡(luò)模型的類型與所要處理的三維網(wǎng)格模型的類型相符，其中類型包括：建筑類、人物類、設(shè)備類。

16、另一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供一種網(wǎng)格模型的優(yōu)化裝置，用于簡化工業(yè)設(shè)計(jì)軟件導(dǎo)出的三維網(wǎng)格模型，網(wǎng)格模型的優(yōu)化裝置包括：預(yù)處理模塊、合并和化簡模塊和預(yù)先訓(xùn)練的圖卷積網(wǎng)絡(luò)模型，

17、其中，預(yù)處理模塊，基于冗余檢測與去除算法，檢測并刪除三維網(wǎng)格模型中重復(fù)的點(diǎn)、線、面；

18、合并和化簡模塊，將三維網(wǎng)格模型的節(jié)點(diǎn)、邊和邊的權(quán)重值輸入預(yù)先訓(xùn)練的圖卷積網(wǎng)絡(luò)模型，得到符合簡化目標(biāo)的三維網(wǎng)格模型，

19、其中，訓(xùn)練圖卷積網(wǎng)絡(luò)模型采用的訓(xùn)練集包括未經(jīng)簡化的三維網(wǎng)格模型集合和按照簡化規(guī)則處理且符合多個(gè)不同簡化等級的三維網(wǎng)格模型集合，

20、訓(xùn)練圖卷積網(wǎng)絡(luò)模型包括：比較和學(xué)習(xí)不同簡化等級之間對應(yīng)的三維網(wǎng)格模型中邊被合并的規(guī)律，或者比較和學(xué)習(xí)未經(jīng)簡化的三維網(wǎng)格模型與對應(yīng)的不同簡化等級的三維網(wǎng)格模型中邊被合并的規(guī)律；

21、簡化目標(biāo)為多個(gè)不同簡化等級中的一個(gè)簡化等級或兩個(gè)簡化等級的間值。

22、可選的，在合并和化簡模塊，權(quán)重值為邊的長度。

23、可選的，在合并和化簡模塊，簡化等級根據(jù)要被合并的邊的閾值確定。

24、可選的，閾值為比例閾值，包括20％、50％、80％。

25、可選的，該網(wǎng)格模型的優(yōu)化裝置還包括模型輕量化模塊，還通過模型壓縮算法降低通過圖卷積網(wǎng)絡(luò)模型處理后的三維網(wǎng)格模型的文件大小，

26、其中，模型壓縮算法包括幾何壓縮算法和紋理壓縮算法；

27、幾何壓縮算法采用線性變換和量化技術(shù)，減少頂點(diǎn)和面數(shù)據(jù)的存儲量；

28、紋理壓縮算法根據(jù)顯示設(shè)備參數(shù)和分辨率需求，動(dòng)態(tài)調(diào)整紋理壓縮比率。

29、可選的，在合并和化簡模塊，所采用的圖卷積網(wǎng)絡(luò)模型的類型與所要處理的三維網(wǎng)格模型的類型相符，其中類型包括：建筑類、人物類、設(shè)備類。

30、另一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供一種場景優(yōu)化方法，用于優(yōu)化工業(yè)數(shù)字孿生場景，場景優(yōu)化方法包括：

31、根據(jù)本技術(shù)的網(wǎng)格模型的優(yōu)化方法優(yōu)化工業(yè)數(shù)字孿生場景中初始得到的三維網(wǎng)格模型，并得到預(yù)設(shè)的多個(gè)簡化等級的三維網(wǎng)格模型；

32、基于距離感知算法，根據(jù)不同視距范圍加載不同簡化等級的三維網(wǎng)格模型；

33、基于切換過渡算法，處理不同視距范圍不同簡化等級的三維網(wǎng)格模型的切換效果，以避免視覺跳變；

34、基于貼圖優(yōu)化算法和光照優(yōu)化算法，提高當(dāng)前場景中所包括的三維網(wǎng)格模型的渲染效果。

35、另一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供一種場景優(yōu)化裝置，用于優(yōu)化工業(yè)數(shù)字孿生場景，場景優(yōu)化裝置包括：根據(jù)本技術(shù)的網(wǎng)格模型的優(yōu)化裝置、動(dòng)態(tài)加載模塊、細(xì)節(jié)管理模塊、貼圖優(yōu)化模塊和全局優(yōu)化模塊，

36、其中，網(wǎng)格模型的優(yōu)化裝置，用于優(yōu)化工業(yè)數(shù)字孿生場景中初始得到的三維網(wǎng)格模型，并得到預(yù)設(shè)的多個(gè)簡化等級的三維網(wǎng)格模型；

37、動(dòng)態(tài)加載模塊，基于距離感知算法，根據(jù)不同視距范圍加載不同簡化等級的三維網(wǎng)格模型；

38、細(xì)節(jié)管理模塊，基于切換過渡算法，處理不同視距范圍不同簡化等級的三維網(wǎng)格模型的切換效果，以避免視覺跳變；

39、貼圖優(yōu)化模塊，基于貼圖優(yōu)化算法，提高當(dāng)前場景中所包括的三維網(wǎng)格模型的渲染效果；

40、全局優(yōu)化模塊，基于光照優(yōu)化算法，提高當(dāng)前場景中所包括的三維網(wǎng)格模型的渲染效果。

41、另一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供一種處理器，被配置成：執(zhí)行本技術(shù)的網(wǎng)格模型的優(yōu)化方法，或者執(zhí)行本技術(shù)的場景優(yōu)化方法。

42、另一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供一種機(jī)器可讀存儲介質(zhì)，該機(jī)器可讀存儲介質(zhì)上存儲有指令，該指令在被處理器執(zhí)行時(shí)使得處理器被配置成：執(zhí)行本技術(shù)的網(wǎng)格模型的優(yōu)化方法，或者執(zhí)行本技術(shù)的場景優(yōu)化方法。

43、另一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括計(jì)算機(jī)程序，計(jì)算機(jī)程序在被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)本技術(shù)的網(wǎng)格模型的優(yōu)化方法，或者執(zhí)行本技術(shù)的場景優(yōu)化方法。

44、通過上述技術(shù)方案，先對三維網(wǎng)格模型進(jìn)行預(yù)處理，檢測并刪除三維網(wǎng)格模型中重復(fù)的點(diǎn)、線、面，然后將預(yù)處理后的三維網(wǎng)格模型的節(jié)點(diǎn)、邊和邊的權(quán)重值輸入預(yù)先訓(xùn)練的圖卷積網(wǎng)絡(luò)模型，得到符合簡化目標(biāo)的三維網(wǎng)格模型，其中，訓(xùn)練圖卷積網(wǎng)絡(luò)模型采用的訓(xùn)練集包括不同簡化等級處理的三維網(wǎng)格模型集合，在訓(xùn)練過程中，比較和學(xué)習(xí)不同簡化等級之間對應(yīng)的三維網(wǎng)格模型中邊被合并的規(guī)律，從而通過預(yù)先訓(xùn)練的圖卷積網(wǎng)絡(luò)模型處理三維網(wǎng)格模型時(shí)能夠得到符合簡化目標(biāo)的三維網(wǎng)格模型。

45、本發(fā)明實(shí)施例的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的具體實(shí)施方式部分予以詳細(xì)說明。