【技术实现步骤摘要】
本成果涉及三维图形领域绞车模拟仿真，特别涉及一种可变运动轨迹的千米缆绳模拟仿真方法。
技术介绍
1、21世纪以来，虚拟仿真技术发展迅速，在教学、游戏、生产等领域被广泛应用。缆绳模拟的典型方式是，通过三维软件建立模型，利用辅助工具生成一个个的圆环，复制圆环形成一圈圈的缆绳，当达到所需宽度时重新生成稍大的圆环，重复上述步骤，直到达成所需的长度，最后从三维软件中导出成fbx等格式模型放入软件中使用。该方式可以生成较为真实的缆绳，但该方式生成的缆绳一旦生成就已固定形态，无法灵活变动，或者生成的缆绳以一种特定的形式重复运动从而达成运动效果，此方式也只适合在固定视角下查看，自由漫游观察的视角容易看出断开的连接点，而且缆绳的运动长度，速度等模拟量控制复杂，仿真效果用途单一。
技术实现思路
1、本专利技术面向虚拟仿真教学等领域绞车收放缆绳模拟的需求，提供一种可变运动轨迹的千米缆绳模拟仿真方法，以分节点方式，通过控制节点运动带动网格运动的方式模拟由圆环缠绕形式、弧线形式和直线形式组合形成的绞车缆绳的收放操作，通过建立一系列的节点表达缆绳，通过建立虚拟节点与网格的联系，经过分割转换，动态加载等处理方式进行千米缆绳的生成与控制，表现缆绳收放动态效果更加优异。
2、本专利技术的技术方案如下：一种可变运动轨迹的千米缆绳模拟仿真方法，包括以下步骤：
3、步骤1，读取父节点队列；
4、步骤2，根据缆绳长度和父节点位置生成子节点或重新设定子节点位置；
5、步骤3，以
6、步骤4，根据展示类型(卷筒缆、弧形缆和直线缆)建立输入控制点；
7、步骤5，由输入控制点计算子节点数量和位置；
8、步骤6，在程序循环中判断输入控制点位置是否变动；若输入控制点位置变动，则重复步骤2，否则进入下一程序循环。
9、进一步，所述步骤1中，父节点决定了子节点的排列方式，父节点可以有多个，一般情况下为一个卷筒缆父节点、一个弧形缆父节点，一个直线缆父节点。
10、进一步，所述步骤4中，其展示类型为卷筒缆、弧形缆、直线缆。其中卷筒缆的生成方式为以当前父节点坐标为圆心为坐标a的起始坐标，以最小半径为初始半径l，每两节点表达缆长为l0，以每段节点最小长度计算旋转角度a1。垂直于y方向旋转从a指向x方向，长度为l的向量l1，每次旋转角度为a1,每次旋转垂直y向上平移r1。平移量计算方式为r0/n，r0为缆的半径，n为旋转一圈所需节点数量。当旋转量达到指定宽度时旋转半径累加r0,平移量乘以-1。依次计算直到所有卷筒缆父节点下所有子节点均设定初始位置。弧形缆以贝塞尔曲线计算，从曲线以步长l0取点。直线缆以平均插值方式取点。
11、进一步，所述步骤5中，卷筒缆的输入控制点控制卷筒父节点上最后一点的位置，其位置取最后一点的x和z值，最后一点的y值以控制点为准。弧形缆的控制点为贝塞尔曲线的端点，当控制点位置改变时重新从曲线上取点。直线缆的控制点为两端点。
12、进一步，所述步骤6每个程序循环为程序帧率刷新周期，在每帧中判断输入控制点位置是否变动，若输入控制点位置变动，则重复步骤2，否则进入下一程序循环。
13、与现有技术相比本专利技术具有以下优点：
14、传统做法中缆绳根据卷筒大小人工画缆，每次制作的缆绳只能在当前场景中使用，大段缆时采用分割处理，而且产生的缆绳无法运动或者采用移动uv的方式产生视觉上的移动效果。本专利技术通过建立一系列的节点表达缆绳，通过建立虚拟节点与网格的联系，经过分割转换，动态加载等处理方式进行千米缆绳的生成与控制，表现缆绳收放动态效果更加优异。
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1.一种可变运动轨迹的千米缆绳模拟仿真方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种可变运动轨迹的千米缆绳模拟仿真方法，其特征在于，所述步骤1中，父节点决定了子节点的排列方式，父节点可以有多个，一般情况下为一个卷筒缆父节点、一个弧形缆父节点，一个直线缆父节点。
3.根据权利要求1所述的一种可变运动轨迹的千米缆绳模拟仿真方法，其特征在于，所述步骤4中，其展示类型为卷筒缆、弧形缆、直线缆，其中卷筒缆的生成方式为以当前父节点坐标为圆心为坐标O1的起始坐标，以最小半径为初始半径L，每两节点表达缆长为L0，以每段节点最小长度计算旋转角度a1；垂直于Y方向旋转从O1指向X方向，长度为L的向量L1，每次旋转角度为a1,每次旋转垂直Y向上平移R1。
4.根据权利要求3所述的一种可变运动轨迹的千米缆绳模拟仿真方法，其特征在于，平移量计算方式为R0/n，R0为缆的半径，n为旋转一圈所需节点数量，当旋转量达到指定宽度时旋转半径累加R0,平移量乘以-1，依次计算直到所有卷筒缆父节点下所有子节点均设定初始位置。
5.根据权利要求3所述的一种可
6.根据权利要求3所述的一种可变运动轨迹的千米缆绳模拟仿真方法，其特征在于，所述步骤5中，卷筒缆的输入控制点控制卷筒父节点上最后一点的位置，其位置取最后一点的X和Z值，最后一点的Y值以控制点为准。
7.根据权利要求6所述的一种可变运动轨迹的千米缆绳模拟仿真方法，其特征在于，所述步骤5中，弧形缆的控制点为贝塞尔曲线的端点，当控制点位置改变时重新从曲线上取点；直线缆的控制点为两端点。
8.根据权利要求1所述的一种可变运动轨迹的千米缆绳模拟仿真方法，其特征在于，所述步骤6中，每个程序循环为程序帧率刷新周期，在每帧中判断输入控制点位置是否变动，若输入控制点位置变动，则重复步骤2，否则进入下一程序循环。
...【技术特征摘要】
1.一种可变运动轨迹的千米缆绳模拟仿真方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种可变运动轨迹的千米缆绳模拟仿真方法，其特征在于，所述步骤1中，父节点决定了子节点的排列方式，父节点可以有多个，一般情况下为一个卷筒缆父节点、一个弧形缆父节点，一个直线缆父节点。
3.根据权利要求1所述的一种可变运动轨迹的千米缆绳模拟仿真方法，其特征在于，所述步骤4中，其展示类型为卷筒缆、弧形缆、直线缆，其中卷筒缆的生成方式为以当前父节点坐标为圆心为坐标o1的起始坐标，以最小半径为初始半径l，每两节点表达缆长为l0，以每段节点最小长度计算旋转角度a1；垂直于y方向旋转从o1指向x方向，长度为l的向量l1，每次旋转角度为a1,每次旋转垂直y向上平移r1。
4.根据权利要求3所述的一种可变运动轨迹的千米缆绳模拟仿真方法，其特征在于，平移量计算方式为r0/n，r0为缆的半径，n为旋转一圈所需节点数量，当旋转量达到指定宽度时旋转半径累加r0...
【专利技术属性】
技术研发人员：张威，金晓帆，赵岩，
申请(专利权)人：中国船舶集团有限公司第七一五研究所，
类型：发明
国别省市：
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