GPU制造技术

本发明专利技术公开了一种

【技术实现步骤摘要】
GPU多点渲染的3D可视化实时仿真方法、系统及产品


[0001]本专利技术属于
3D
可视化实时仿真
，具体涉及
GPU
多点渲染的
3D
可视化实时仿真方法
、
系统及产品
。

技术介绍

[0002]计算机仿真技术和计算机图形图像处理技术已被应用到各行各业，用于指导产业设计阶段
、
生产阶段及测试阶段的论证及配套任务
。
然而，仿真系统受限于其数据量巨大且难于查阅
、
平面二维
、
表现抽象等方面因素，与真实世界的配套系统在表现形式上完全脱离，核心仿真数据形式单一且不突出
。
[0003]虽然现有技术已经提出了一些三维渲染的技术和方法，但是三维渲染，尤其是三维模型模拟结果的渲染，还存在很多的问题
。
如专利
CN105006009A
提出一种
2D
水体模拟方法，基于互动形式结合用户输入的力，使得水流体运动模拟更加真实；专利
CN115115794A
提出一种基于
GIS
系统对水陆无缝一体化三维展示的处理方法，主要针对水利行业的
GIS
系统缺少水下三维展示的痛点进行改进以解决水下区域三维展示的难题
。
但是这些研究成果只能针对某一单一实体或实际过程的模拟渲染，且大多聚焦于物理仿真效果的改进，形式单一
。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种基于
GPU
多点渲染的
3D
可视化实时仿真方法，通过控制多个专业仿真软件参与到某个仿真过程；采集
、
整理
、
清洗仿真数据，并将这些数据实时渲染到相应的虚拟世界中，从而实现仿真软件计算的数据三维动态可视化
。
解决了用户仿真过程中仿真数据不直观
、
仿真系统不可达
、
仿真趋势不可见等问题
。
[0005]第一方面，本专利技术提出的一种基于
GPU
多点渲染的
3D
可视化实时仿真方法，所述仿真方法通过从专业仿真计算软件中获取仿真计算结果数据，对仿真计算结果数据进行整理，之后调用
GPU
多点并行渲染算法；将仿真计算结果实时的展示在三维物体模型上，从而实现将仿真计算数据实时渲染到对应的虚拟世界中，达到专业仿真数据的三维动态可视化呈现
。
[0006]具体的，所述专业仿真计算软件为堆芯物理仿真计算软件
。
[0007]具体的，对仿真计算结果数据进行整理是通过特征数据提取
、
三维截面数据点生成
、
数值与颜色匹配及色值平滑过度算法，将计算结果数据转换成二维平面图，之后通过材质指定的方式，将二维图匹配到三维模型上
。
[0008]具体的，所述调用
GPU
多点并行渲染算法基于
GPU
多点并行绘制技术，是将
GUP
渲染过程划分成多个
GPU
渲染流水线的并行过程
。
[0009]第二方面，本专利技术还提供了一种基于
GPU
多点渲染的
3D
可视化实时仿真系统，所述系统包括仿真软件调取控制程序模块
、
动态渲染数据处理程序模块
、
动态渲染可视化程序模块和可视化展示程序模块；
[0010]所述的仿真软件调取控制程序模块用于仿真软件提供仿真计算前初始条件的设置和计算结果的整理和存储，为后续的动态渲染提供真实有效的仿真数据源；
[0011]所述动态渲染数据处理程序模块用于对仿真计算结果数据的格式化管理，为动态渲染提供数据源及相关的算法接口；
[0012]所述的动态渲染可视化程序模块用于完成仿真数据的三维动态可视化渲染；
[0013]所述可视化展示程序模块用于在终端显示设备作为对真实世界的逼真还原后进行可视化展示
。
[0014]具体的，所述的仿真软件调取控制程序模块用于控制仿真软件的开始和结束
。
[0015]具体的，所述动态渲染数据处理程序模块用于多种数据获取方式；针对每种格式的数据，单独提供对应的数据提取和整理接口
。
[0016]第三方面，本专利技术还提供了一种电子设备，包括：
[0017]至少一个处理器；以及
[0018]与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中
[0019]所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的计算机指令，所述计算机指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器执行上述的方法
。
[0020]第四方面，本专利技术还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有多条计算机指令，所述多条计算机指令用于使计算机执行上述方法
。
[0021]第五方面，本专利技术还提供了一种计算机程序产品，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的方法
。
[0022]本专利技术有益效果：
[0023]本专利技术作为仿真系统与真实世界的联动桥梁，基于真实世界模拟出的
3D
可视化虚拟世界，同时以仿真系统的大量在线
/
离线数据为驱动，作用于虚拟世界中，真正做到了仿真可视化的目的
。
[0024]本专利技术仿真方法加快了
GPU
渲染速率，相比现有的
GPU
渲染流水线，其渲染速率大幅提升
。
经过多次验证，其渲染速率提升了
20
％以上
。
解决了仿真计算和动态渲染速度不匹配的问题
。
[0025]本专利技术解决了一个或多个仿真软件之间的数据迭代
、
中间数据存储整理及数据源同步等问题，设计并开发的仿真软件管理程序可实现对参与仿真运算的所有仿真软件进行协调管理，使其在完成整个的仿真计算过程的同时，能够实时获取到有效的可视化数据源包
。
[0026]本专利技术的仿真软件调取控制程序作为控制端软件，负责控制仿真计算服务完成各种仿真计算，并存储仿真计算结果数据
。
通过这种模式，可将仿真计算服务部署到不同的计算机上，通过接收
/
解析不同的仿真计算指令来完成对应的仿真计算
。
计算完成后，对计算结果进行一些整理，之后将结果数据发送给仿真软件管理程序
。
[0027]本专利技术通过启用多线程
、GPU
多点绘制
、
双缓存等技术，加快了虚拟世界的绘制速度，大大提高了动态渲染效率，其动态渲染速度可达：
15000
组仿真数据
/
毫秒
。
另外，该程序涉及到大量二维数据智能转换本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于
GPU
多点渲染的
3D
可视化实时仿真方法，其特征在于，所述仿真方法通过从专业仿真计算软件中获取仿真计算结果数据，对仿真计算结果数据进行整理，之后调用
GPU
多点并行渲染算法；将仿真计算结果实时的展示在三维物体模型上，从而实现将仿真计算数据实时渲染到对应的虚拟世界中，达到专业仿真数据的三维动态可视化呈现
。2.
根据权利要求1所述基于
GPU
多点渲染的
3D
可视化实时仿真方法，其特征在于，所述专业仿真计算软件为堆芯物理仿真计算软件
。3.
根据权利要求1所述基于
GPU
多点渲染的
3D
可视化实时仿真方法，其特征在于，对仿真计算结果数据进行整理是通过特征数据提取
、
三维截面数据点生成
、
数值与颜色匹配及色值平滑过度算法，将计算结果数据转换成二维平面图，之后通过材质指定的方式，将二维图匹配到三维模型上
。4.
根据权利要求1所述基于
GPU
多点渲染的
3D
可视化实时仿真方法，其特征在于，所述调用
GPU
多点并行渲染算法基于
GPU
多点并行绘制技术，是将
GUP
渲染过程划分成多个
GPU
渲染流水线的并行过程
。5.
基于
GPU
多点渲染的
3D
可视化实时仿真系统，其特征在于，所述系统包括仿真软件调取控制程序模块
、<...

【专利技术属性】
技术研发人员：周花，王晓峰，邹嘉鑫，黄超，李威，陆精骞，张小雪，
申请(专利权)人：西安航天信息研究所，
类型：发明
国别省市：