数字水厂的工艺流程三维动态展示构造方法及设备技术

本发明专利技术的一种数字水厂的工艺流程三维动态展示构造方法及设备，包括以下步骤，获取数字水厂的三维数据并进行数据预处理；制作数字水厂的三维数字模型，包括水厂外立面模型制作和水厂内部设备模型制作；制作数字水厂工艺流程的动画；再对数字水厂工艺流程动画渲染；对选然后的工艺流程动画序列进行渲染设置并输出；对输出保存的动画发布于服务器端。本发明专利技术可以与实时监测以及模型运算融合，方便运营人员快速定位并解决运营中产生的问题。本发明专利技术做水厂实景等比例还原，可以协助相关从业人员了解水厂各工艺的作用，为水厂建造时整体工艺的改进提供借鉴。本发明专利技术并加入独立模块交互操作，展示各独立工艺模块作用。展示各独立工艺模块作用。展示各独立工艺模块作用。

【技术实现步骤摘要】
数字水厂的工艺流程三维动态展示构造方法及设备


[0001]本专利技术涉及水处理
，具体涉及一种数字水厂的工艺流程三维动态展示构造方法及设备。

技术介绍

[0002][0003]水厂建造工艺流程选择时应注重整体最优，而不只是追求某一环节的最优。
[0004]由于水厂工艺流程复杂，当前传统的水厂工艺流程展示限于技术均为二维展示，较为抽象，无法做独立模块交互，不能够帮助从业人员快速认识、学习水厂的工艺流程。

技术实现思路

[0005]本专利技术提出的一种数字水厂的工艺流程三维动态展示构造方法、系统及设备，可至少解决
技术介绍
中的技术问题之一。本专利技术做水厂实景等比例还原，可以协助从业人员了解水厂各工艺的作用，为水厂建造时整体工艺的改进与选择提供借鉴。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采用了以下技术方案：
[0007]一种数字水厂的工艺流程三维动态展示构造方法，通过计算机设备执行以下步骤，包括以下步骤，
[0008]获取数字水厂的三维数据并进行数据预处理；
[0009]基于处于后的数字水厂的三维数据制作数字水厂的三维数字模型，包括水厂外立面模型制作和水厂内部设备模型制作；
[0010]基于数字水厂的三维数字模型制作数字水厂工艺流程的动画，包括创建水厂工艺流程的动画像机、创建在当前播放时间里带有动画序列分段的动画轨道、添加动画、创建工艺流程动画变换的关键帧、添加沉泥区泥沙沉淀污水预处理段动画、添加生物除臭动画、添加生化处理段动画及添加加药间管道及粒子特效；
[0011]再对数字水厂工艺流程动画渲染；
[0012]对选然后的工艺流程动画序列进行渲染设置并输出；
[0013]对输出保存的动画发布于服务器端。
[0014]进一步地，获取数字水厂的三维数据并进行数据预处理，包括
[0015]倾斜摄影数据建模，即通过无人机航拍重新采集，采用倾斜摄影测量手段，获取三维模型数据，将该倾斜摄影模型数据导入并进行OSGB标准数据格式构建，最后转成OBJ和3d Tiles格式的数据文件并导入3DMax建模软件进行模型优化。
[0016]进一步地，所述倾斜摄影数据建模据包括：
[0017]步骤1.1.1、倾斜摄影模型数据采集，利用1.5米直径以上大航拍飞机拍摄，搭载高清2k镜头，完成水厂区域的高精度模型数据采集；航摄影像设计平均分辨率不低于0.03米/像素，航向重叠度80％，最小不低于53％；旁向重叠度65％，最小不小于50％；
[0018]步骤1.1.2.倾斜摄影数据预处理，每个架次的飞行结束后，第一时间下载该架次
的影像数据和POS数据；利用无人机系统的配套软件，对同步基站GPS观测数据和机载POS数据进行同步解算，最终得到每个影像拍摄时刻所对应的相机中心的空间位置，像片编号采用“拍摄日期+架次号+相机号+片号”的方式构成，确保所有影像文件名均不会重复，利用解算后的POS数据，配合测区内已有的DEM、DOM数据，检查影像的航向重叠度、旁向重叠度、飞行高度、航线弯曲程度、覆盖范围；
[0019]步骤1.1.3、影像自动匹配建模，利用倾斜摄影软件，在影像空三完成且符合要求后，开始三维模型重建处理，自动生成OSGB格式的三角面模型，使用DP
‑
Modeler单体化建模软件，在自动生成的三角面实景三维模型的基础上，进行模型制作；首先在ContextCaputre中，导出经过畸变纠正的航空影像和XML格式的空三成果文件；在DP
‑
Modeler软件中，利用多个视角的影像作为平面和高程参考，制作出形状、精细程度、面片数均符合要求的单体化三维模型，对单体化模型进行自动纹理映射处理，并人工对模型的纹理进行检查，如果纹理存在较多遮挡、扭曲变形、色彩不一致的情况，需要对纹理进行调整处理，最后，对处理和检查完成后的模型，输出为OSGB文件，并且利用数据转换工具，将OSGB文件转成OBJ和3dTiles格式的数据文件。
[0020]进一步地，数字水厂三维数字模型制作包括，
[0021]步骤2.1、水厂外立面模型制作
[0022]利用步骤1.1.3得到的OBJ模型，导入3DMax进行模型优化和贴图制作；首先统一模型单位，和UE5中模型默认单位保持一致；然后进行贴图制作与UV拆分，给模型制作两套UV，第一套UV用于纹理贴图的制作，第二套UV用于在UE5中生成光照贴图，也称光照贴图UV；最后将三维模型的UV拆分成平面方便贴图更好的贴合到3D模型中，且贴图内容位置对应模型位置准确；优化后的水厂模型导入UE5引擎；
[0023]步骤2.2、水厂内部设备模型制作
[0024]在虚幻引擎5中安装用于Revit的插件；将水厂实施过程中提供的BIM模型数据即Revit模型导出到*.udatasmith文件，再使用虚幻编辑器工具栏中的Datesmith导入器导入.udatasmith文件；BIM数据导出时只选择需要的物件。
[0025]进一步地，数字水厂工艺流程动画制作包括，
[0026]步骤3.1在UE5Sequencer序列中创建一个水厂工艺流程的动画像机CineCameraActor；
[0027]具体方法：点击Sequencer工具栏中的创建新摄像机CreateNewCamera按钮；为工艺流程动画中每个需要动效的三维模型序列创建一个摄像机Actor作为可生成物，并自动将视口的视角更新为摄像机Actor的视角；
[0028]步骤3.2.创建在当前播放时间里带有动画序列分段的动画轨道在Sequencer的大纲视图中的+Track按钮，选择动画轨道；
[0029]步骤3.3添加动画；
[0030]创建动画轨道后，在上面添加动画，点击动画轨道上的添加动画+即AddAnimation+按钮，选择动画序列；
[0031]步骤3.4.创建工艺流程动画变换的关键帧
[0032]将水厂设备或水流与初始位置和要使用的框架对齐；找到水厂三维模型的变换轨道Transformtrack，选择确认；沿着时间轴拖动播放头标识，移到序列中靠后的某个位置；
在视口中将摄像机移动到新位置；完成后，返回变换轨道Transform track，选择它，然后按Enter键放置另一个变换关键帧；
[0033]步骤3.5、添加沉泥区泥沙沉淀污水预处理段动画；
[0034]步骤3.6、添加生物除臭动画；
[0035]步骤3.7、添加生化处理段动画；
[0036]步骤3.8、添加加药间管道及粒子特效；
[0037]其中，步骤3.5、添加沉泥区泥沙沉淀污水预处理段动画，具体包括，
[0038]步骤3.5.1添加细格栅动画
[0039]根据细格栅的栅隙大小和污水流量，确定动画的帧数和速度，将污水中的泥沙模型按颗粒大小分离开，制作模型材质定义pollution属性以控制泥沙处理效果，定义1为未进行泥沙处理的效果，0为显示过滤后本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种数字水厂的工艺流程三维动态展示构造方法，其特征在于：包括以下步骤，获取数字水厂的三维数据并进行数据预处理；基于处于后的数字水厂的三维数据制作数字水厂的三维数字模型，包括水厂外立面模型制作和水厂内部设备模型制作；基于数字水厂的三维数字模型制作数字水厂工艺流程的动画，包括创建水厂工艺流程的动画像机、创建在当前播放时间里带有动画序列分段的动画轨道、添加动画、创建工艺流程动画变换的关键帧、添加沉泥区泥沙沉淀污水预处理段动画、添加生物除臭动画、添加生化处理段动画及添加加药间管道及粒子特效；再对数字水厂工艺流程动画渲染；对选然后的工艺流程动画序列进行渲染设置并输出；对输出保存的动画发布于服务器端。2.根据权利要求1所述的数字水厂的工艺流程三维动态展示构造方法，其特征在于：获取数字水厂的三维数据并进行数据预处理，包括倾斜摄影数据建模，即通过无人机航拍重新采集，采用倾斜摄影测量手段，获取三维模型数据，将该倾斜摄影模型数据导入并进行OSGB标准数据格式构建，最后转成OBJ和3d Tiles格式的数据文件并导入3D Max建模软件进行模型优化。3.根据权利要求2所述的数字水厂的工艺流程三维动态展示构造方法，其特征在于：所述倾斜摄影数据建模据包括：步骤1.1.1、倾斜摄影模型数据采集，利用1.5米直径以上大航拍飞机拍摄，搭载高清2k镜头，完成水厂区域的高精度模型数据采集；航摄影像设计平均分辨率不低于0.03米/像素，航向重叠度80％，最小不低于53％；旁向重叠度65％，最小不小于50％；步骤1.1.2.倾斜摄影数据预处理，每个架次的飞行结束后，第一时间下载该架次的影像数据和POS数据；利用无人机系统的配套软件，对同步基站GPS观测数据和机载POS数据进行同步解算，最终得到每个影像拍摄时刻所对应的相机中心的空间位置，像片编号采用“拍摄日期+架次号+相机号+片号”的方式构成，确保所有影像文件名均不会重复，利用解算后的POS数据，配合测区内已有的DEM、DOM数据，检查影像的航向重叠度、旁向重叠度、飞行高度、航线弯曲程度、覆盖范围；步骤1.1.3、影像自动匹配建模，利用倾斜摄影软件，在影像空三完成且符合要求后，开始三维模型重建处理，自动生成OSGB格式的三角面模型，使用DP
‑
Modeler单体化建模软件，在自动生成的三角面实景三维模型的基础上，进行模型制作；首先在ContextCaputre中，导出经过畸变纠正的航空影像和XML格式的空三成果文件；在DP
‑
Modeler软件中，利用多个视角的影像作为平面和高程参考，制作出形状、精细程度、面片数均符合要求的单体化三维模型，对单体化模型进行自动纹理映射处理，并人工对模型的纹理进行检查，如果纹理存在较多遮挡、扭曲变形、色彩不一致的情况，需要对纹理进行调整处理，最后，对处理和检查完成后的模型，输出为OSGB文件，并且利用数据转换工具，将OSGB文件转成OBJ和3d Tiles格式的数据文件。4.根据权利要求3所述的数字水厂的工艺流程三维动态展示构造方法，其特征在于：数字水厂三维数字模型制作包括，步骤2.1、水厂外立面模型制作
利用步骤1.1.3得到的OBJ模型，导入3DMax进行模型优化和贴图制作；首先统一模型单位，和UE5中模型默认单位保持一致；然后进行贴图制作与UV拆分，给模型制作两套UV，第一套UV用于纹理贴图的制作，第二套UV用于在UE5中生成光照贴图，也称光照贴图UV；最后将三维模型的UV拆分成平面方便贴图更好的贴合到3D模型中，且贴图内容位置对应模型位置准确；优化后的水厂模型导入UE5引擎；步骤2.2、水厂内部设备模型制作在虚幻引擎5中安装用于Revit的插件；将水厂实施过程中提供的BIM模型数据即Revit模型导出到*.udatasmith文件，再使用虚幻编辑器工具栏中的Datesmith导入器导入.udatasmith文件；BIM数据导出时只选择需要的物件。5.根据权利要求1所述的数字水厂的工艺流程三维动态展示构造方法，其特征在于：数字水厂工艺流程动画制作包括，步骤3.1在UE5Sequencer序列中创建一个水厂工艺流程的动画像机CineCameraActor；具体方法：点击Sequencer工具栏中的创建新摄像机CreateNewCamera按钮；为工艺流程动画中每个需要动效的三维模型序列创建一个摄像机Actor作为可生成物，并自动将视口的视角更新为摄像机Actor的视角；步骤3.2.创建在当前播放时间里带有动画序列分段的动画轨道在Sequencer的大纲视图中的+Track按钮，选择动画轨道；步骤3.3添加动画；创建动画轨道后，在上面添加动画，点击动画轨道上的添加动画+即AddAnimation+按钮，选择动画序列；步骤3.4.创建工艺流程动画变换的关键帧将水厂设备或水流与初始位置和要使用的框架对齐；找到水厂三维模型的变换轨道Transformtrack，选择确认；沿着时间轴拖动播放头标识，移到序列中靠后的某个位置；在视口中将摄像机移动到新位置；完成后，返回变换轨道Transformtrack，选择它，然后按Enter键放置另一个变换关键帧；步骤3.5、添加沉泥区泥沙沉淀污水预处理段动画；步骤3.6、添加生物除臭动画；步骤3.7、添加生化处理段动画；步骤3.8、添加加药间管道及粒子特效；其中，步骤3.5、添加沉泥区泥沙沉淀污水预处理段动画，具体包括，步骤3.5.1添加细格栅动画根据细格栅的栅隙大小和污水流量，确定动画的帧数和速度，将污水中的泥沙模型按颗粒大小分离开，制作模型材质定义pollution属性以控制泥沙处理...

【专利技术属性】
技术研发人员：汤丁丁，江振华，袁露，汪小东，陈燕平，石克富，周艳，赵皇，卢永强，陈骞，
申请(专利权)人：中建三局绿色产业投资有限公司，
类型：发明
国别省市：