一种面向数字孪生的OBJ模型轻量化方法与流程

一种面向数字孪生的obj模型轻量化方法
技术领域
1.本发明涉及数字孪生技术领域，具体为一种面向数字孪生的obj模型轻量化方法。


背景技术：

2.随着科技的进步，近年来3d技术被广泛运用，3d模型就是三维的、立体的模型,d是英文dimensions的缩写，3d模型3d模型也可以说是用三维软件建造的立体模型,包括各种建筑、人物、植被、机械等等，而三维模型在建模完毕后需要甲乙方对接，此时就需要互导软件进行收发，而obj文件是一种标准的3d模型文件格式,很适合用于3d软件模型之间的互导，几乎所有知名的3d软件都支持obj文件的读写。
3.由于三维模型数据量较大，每次甲乙双方在进行互导文件时即使是有obj作为中转，其模型过大的数据量仍然会导致收发的困难，针对于模型轻量化的方法，目前中国公开号为(cn 113888716 b)的一种面向数字孪生的场景轻量化方法，步骤一：输入模型数据，计算考虑约束的二次型误差度量矩阵，计算最优折叠点和对应的折叠代价，逐次取出折叠代价最小的边进行折叠，生成简化后的三维网络模型；步骤二：计算三维网络模型顶点的表面离散曲率，通过多方向梯度下降方式找出曲率值小于所有相邻点的点作为一个局部最小值点；以局部曲率最小的顶点为基础，对邻域顶点进行区域标号，标记平坦区域，进行区域分割标记，利用区域聚类对过分割的区域进行合并；步骤三：计算分割合并后的各个平面之间的欧氏几何距离，并生成最终的轻量化模型。本发明可以针对数字孪生运行场景优化。
4.但是前述技术方案也只是真对数字孪生运行场景的轻量化优化，并不能结合obj文件来对三维模型进行轻量化优化。


技术实现要素：

5.(一)解决的技术问题
6.针对现有技术的不足，本发明提供了一种面向数字孪生的obj模型轻量化方法，具备结合数字孪生技术对obj文件进行轻量化优化，摒弃传统的obj文件收发方法接入数字孪生投影使得收发文件更快速等优点，解决了上述技术的问题。
7.(二)技术方案
8.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种面向数字孪生的obj模型轻量化方法，包括以下步骤：
9.步骤一、在三维建模软件内将模型建立完毕后导入到obj文件，同时将obj模型数据上传至数字孪生空间；
10.步骤二、数字孪生空间根据obj模型数据形成三维投影，并对三维投影进行分析扫描；
11.步骤三、数字孪生空间将三维投影模型扫描后以数据形式进行显示；
12.步骤四、使用数字孪生空间对三维投影模型数据进行还原建模，得到新的三维模型；
13.步骤五、将新的三维模型对比原先obj模型数据形成的三维投影，二者相似度小于99％则属于不合格，大于99％属于合格；
14.步骤六、对比不合格则重新扫描obj模型数据形成的三维投影并重复步骤四得到模型，而后再次比较，直到比较结果合格；
15.步骤七、数字孪生空间得到新的三维模型比较obj模型数据形成的三维投影合格后将三维投影模型数据发送至客户端，由客户端再次登录数字孪生空间进行还原处理，得到与obj模型数据形成的三维投影一致的数字孪生空间的三维模型。
16.优选的，所述步骤一中三维建模软件在生成建模后还可以将模型文件直接发送至数字孪生空间形成三维投影，所述三维投影为原三维模型的复制体，所述三维投影外形于元三维模型一致。
17.通过上述技术方案，通过加工三维建模软件的三维模型直接上传数字孪生空间，得出投影对比于obj文件中转更加节省时间，。
18.优选的，所述obj文件通过网络上传方式与数字孪生空间建立连接并发送文件，所述obj文件内三维模型数量不得大于一。
19.通过上述技术方案，通过限定obj文件内三为模型数量必须为一，确保了数字孪生空间在对obj文件内三维模型投影的单一性，不会因单个obj文件三维模型过多导致数据错误。
20.优选的，所述数字孪生空间扫描obj文件三维模型，所述扫描项包括高度、宽度、长度和不规则边缘，所述数字孪生空间扫描三维建模软件三维模型扫描项包括高度、宽度、长度和不规则边缘。
21.通过上述技术方案，通过扫描三维模型的数据，从而将三维建模软件的三维模型转为存储空间更小的数字，由于数字为字符，在电脑中占比极小，相应的由数据在收发时更加快捷，甲乙双方只需要收发数据，并在数字孪生空间内进行还原处理，即可得到三维模型。
22.优选的，所述数字孪生空间对三维投影进行高度、宽度、长度和不规则边缘扫描，并在扫描同时记录尺寸数据，所述尺寸数据排列方式为三维投影扫描顺序，具体为从上到下、从左到右和从前到后。
23.通过上述技术方案，通过确定基础的数据扫描顺序，从而对数据还原进行基础规则制定，确保还原时不会出现错乱。
24.优选的，所述三维投影数据由数字孪生空间存储后按扫描顺序步骤进行还原化建模，所述还原化建模得出新的三维模型高度、宽度、长度和不规则边缘等同于扫描数据。
25.优选的，所述数字孪生空间根据扫描数据还原化新的三维模型与上传至数字孪生空间的三维模型投影在同一工作区间下的两个层进行重叠对比。
26.优选的，所述重叠对比为以三维模型投影为参照，新的三维模型与三维模型投影产生重叠则数据一致，未产生重叠则属于数据相差，所述相似度为重叠度，重叠度大于99％为合格。
27.优选的，所述扫描数据还原化新的三维模型重叠对比合格后则保留扫描数据，所述数字孪生空间在确定保留扫描数据后则将扫描数据原路返回至上传客户端。
28.优选的，所述客户端将扫描数据以文档形式进行保存，所述还原处理为将以文档
形式保存的扫描数据上传至数字孪生空间，而后数字孪生空间对扫描数据进行建模得出三维模型投影。
29.与现有技术相比，本发明提供了一种面向数字孪生的obj模型轻量化方法，具备以下有益效果：
30.1、该面向数字孪生的obj模型轻量化方法，通过扫描三维模型的数据，从而将三维建模软件的三维模型转为存储空间更小的数字，由于数字为字符，在电脑中占比极小，相应的由数据在收发时更加快捷，甲乙双方只需要收发数据，并在数字孪生空间内进行还原处理，即可得到三维模型，达到了结合数字孪生技术对obj文件进行轻量化优化的有益效果。
31.2、该面向数字孪生的obj模型轻量化方法，通过甲乙双方只需要收发数据，并在数字孪生空间内进行还原处理，即可得到三维模型，达到了摒弃传统的obj文件收发方法接入数字孪生投影使得收发文件更快速的有益效果。
附图说明
32.图1为本发明结构示意图。
具体实施方式
33.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
34.请参阅图1，一种面向数字孪生的obj模型轻量化方法，包括以下步骤：
35.步骤一、在三维建模软件内将模型建立完毕后导入到obj文件，同时将obj模型数据上传至数字孪生空间；
36.步骤二、数字孪生空间根据obj模型数据形成三维投影，并对三维投影进行分析扫描；
37.步骤三、数字孪生空间将三维投影模型扫描后以数据形式进行显示；
38.步骤四、使用数字孪生空间对三维投影模型数据进行还原建模，得到新的三维模型；
39.步骤五、将新的三维模型对比原先obj模型数据形成的三维投影，二者相似度小于99％则属于不合格，大于99％属于合格；
40.步骤六、对比不合格则重新扫描obj模型数据形成的三维投影并重复步骤四得到模型，而后再次比较，直到比较结果合格；
41.步骤七、数字孪生空间得到新的三维模型比较obj模型数据形成的三维投影合格后将三维投影模型数据发送至客户端，由客户端再次登录数字孪生空间进行还原处理，得到与obj模型数据形成的三维投影一致的数字孪生空间的三维模型。
42.具体的，步骤一中三维建模软件在生成建模后还可以将模型文件直接发送至数字孪生空间形成三维投影，三维投影为原三维模型的复制体，三维投影外形于元三维模型一致，优点是，通过加工三维建模软件的三维模型直接上传数字孪生空间，得出投影对比于obj文件中转更加节省时间，。
43.具体的，obj文件通过网络上传方式与数字孪生空间建立连接并发送文件，obj文件内三维模型数量不得大于一，优点是，通过限定obj文件内三为模型数量必须为一，确保了数字孪生空间在对obj文件内三维模型投影的单一性，不会因单个obj文件三维模型过多导致数据错误。
44.具体的，数字孪生空间扫描obj文件三维模型，扫描项包括高度、宽度、长度和不规则边缘，数字孪生空间扫描三维建模软件三维模型扫描项包括高度、宽度、长度和不规则边缘，优点是，通过扫描三维模型的数据，从而将三维建模软件的三维模型转为存储空间更小的数字，由于数字为字符，在电脑中占比极小，相应的由数据在收发时更加快捷，甲乙双方只需要收发数据，并在数字孪生空间内进行还原处理，即可得到三维模型。
45.具体的，数字孪生空间对三维投影进行高度、宽度、长度和不规则边缘扫描，并在扫描同时记录尺寸数据，尺寸数据排列方式为三维投影扫描顺序，具体为从上到下、从左到右和从前到后，优点是，通过确定基础的数据扫描顺序，从而对数据还原进行基础规则制定，确保还原时不会出现错乱。
46.具体的，三维投影数据由数字孪生空间存储后按扫描顺序步骤进行还原化建模，还原化建模得出新的三维模型高度、宽度、长度和不规则边缘等同于扫描数据。
47.具体的，数字孪生空间根据扫描数据还原化新的三维模型与上传至数字孪生空间的三维模型投影在同一工作区间下的两个层进行重叠对比。
48.具体的，重叠对比为以三维模型投影为参照，新的三维模型与三维模型投影产生重叠则数据一致，未产生重叠则属于数据相差，相似度为重叠度，重叠度大于99％为合格。
49.具体的，扫描数据还原化新的三维模型重叠对比合格后则保留扫描数据，数字孪生空间在确定保留扫描数据后则将扫描数据原路返回至上传客户端。
50.具体的，客户端将扫描数据以文档形式进行保存，还原处理为将以文档形式保存的扫描数据上传至数字孪生空间，而后数字孪生空间对扫描数据进行建模得出三维模型投影。
51.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：
1.一种面向数字孪生的obj模型轻量化方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、在三维建模软件内将模型建立完毕后导入到obj文件，同时将obj模型数据上传至数字孪生空间；步骤二、数字孪生空间根据obj模型数据形成三维投影，并对三维投影进行分析扫描；步骤三、数字孪生空间将三维投影模型扫描后以数据形式进行显示；步骤四、使用数字孪生空间对三维投影模型数据进行还原建模，得到新的三维模型；步骤五、将新的三维模型对比原先obj模型数据形成的三维投影，二者相似度小于99％则属于不合格，大于99％属于合格；步骤六、对比不合格则重新扫描obj模型数据形成的三维投影并重复步骤四得到模型，而后再次比较，直到比较结果合格；步骤七、数字孪生空间得到新的三维模型比较obj模型数据形成的三维投影合格后将三维投影模型数据发送至客户端，由客户端再次登录数字孪生空间进行还原处理，得到与obj模型数据形成的三维投影一致的数字孪生空间的三维模型。2.根据权利要求1所述的一种面向数字孪生的obj模型轻量化方法，其特征在于：所述步骤一中三维建模软件在生成建模后还可以将模型文件直接发送至数字孪生空间形成三维投影，所述三维投影为原三维模型的复制体，所述三维投影外形于元三维模型一致。3.根据权利要求1所述的一种面向数字孪生的obj模型轻量化方法，其特征在于：所述obj文件通过网络上传方式与数字孪生空间建立连接并发送文件，所述obj文件内三维模型数量不得大于一。4.根据权利要求2或3所述的一种面向数字孪生的obj模型轻量化方法，其特征在于：所述数字孪生空间扫描obj文件三维模型，所述扫描项包括高度、宽度、长度和不规则边缘，所述数字孪生空间扫描三维建模软件三维模型扫描项包括高度、宽度、长度和不规则边缘。5.根据权利要求4所述的一种面向数字孪生的obj模型轻量化方法，其特征在于：所述数字孪生空间对三维投影进行高度、宽度、长度和不规则边缘扫描，并在扫描同时记录尺寸数据，所述尺寸数据排列方式为三维投影扫描顺序，具体为从上到下、从左到右和从前到后。6.根据权利要求5所述的一种面向数字孪生的obj模型轻量化方法，其特征在于：所述三维投影数据由数字孪生空间存储后按扫描顺序步骤进行还原化建模，所述还原化建模得出新的三维模型高度、宽度、长度和不规则边缘等同于扫描数据。7.根据权利要求1所述的一种面向数字孪生的obj模型轻量化方法，其特征在于：所述数字孪生空间根据扫描数据还原化新的三维模型与上传至数字孪生空间的三维模型投影在同一工作区间下的两个层进行重叠对比。8.根据权利要求7所述的一种面向数字孪生的obj模型轻量化方法，其特征在于：所述重叠对比为以三维模型投影为参照，新的三维模型与三维模型投影产生重叠则数据一致，未产生重叠则属于数据相差，所述相似度为重叠度，重叠度大于99％为合格。9.根据权利要求8所述的一种面向数字孪生的obj模型轻量化方法，其特征在于：所述扫描数据还原化新的三维模型重叠对比合格后则保留扫描数据，所述数字孪生空间在确定保留扫描数据后则将扫描数据原路返回至上传客户端。10.根据权利要求9所述的一种面向数字孪生的obj模型轻量化方法，其特征在于：所述
客户端将扫描数据以文档形式进行保存，所述还原处理为将以文档形式保存的扫描数据上传至数字孪生空间，而后数字孪生空间对扫描数据进行建模得出三维模型投影。

技术总结
本发明涉及数字孪生技术领域，且公开了一种面向数字孪生的OBJ模型轻量化方法，包括以下步骤：步骤一、在三维建模软件内将模型建立完毕后导入到obj文件，同时将obj模型数据上传至数字孪生空间；步骤二、数字孪生空间根据obj模型数据形成三维投影，并对三维投影进行分析扫描；步骤三、数字孪生空间将三维投影模型扫描后以数据形式进行显示；步骤四、使用数字孪生空间对三维投影模型数据进行还原建模，得到新的三维模型；步骤五、将新的三维模型对比原先obj模型数据形成的三维投影，二者相似度小于99％则属于不合格，大于99％属于合格；步骤六、对比不合格则重新扫描obj模型数据形成的三维投影并重复步骤四得到模型，而后再次比较，直到比较结果合格。直到比较结果合格。直到比较结果合格。


技术研发人员：刘会军 罗玲玲 郭金明
受保护的技术使用者：乘木科技（珠海）有限公司
技术研发日：2023.07.05
技术公布日：2023/9/22