ScenLoc

三維數字化仿真

主要功能

（1）  建立高精度、高逼真度的全廠三維數字化模型，包括廠房及其結構、道路、設備、管道、橋架、地下管網等，如實地描述和反映設備的實體關系，實現準確的全景展示，模型精度最小可達到2mm。

（2）  實現三維可視化的關鍵設備資產管理；

（3）  實現三維可視化的工作流程監視；

（4）  實現三維可視化的仿真培訓。

主要技術路線

（1）  對于現場、廠房、設備、道路等建模對象，基于激光點云掃描、高分辨影像等逆向工程技術，建立高逼真度的數字化三維數字化模型；

（2）  對于廠房框架、管道、橋架、地下管網等建模對象，基于數字化移交與人工建模的方式，將設計院移交的數字模型（如：AVEVA PDMS、Revit）轉換成可供軟件平臺直接使用的三維模型；

（3）  對于其他無法精確建模的部分，基于CAD圖紙逆向建模的方式，建立數字化三維模型。

三維圖形引擎

三維引擎是指一組針對三維場景交互式應用的核心組件程序，通常包括渲染器、物理引擎、碰撞檢測系統、腳本引擎、動畫編輯器、人工智能、場景管理等組件。

（1）引擎功能

1）三維場景：能使得地形、模型、貼圖等元素同時集中表現，并進行實時光影渲染，根據顯示終端的實際硬件性能，以用戶的配置參數為標準，還原虛擬現實場景；

2）數據采集：根據集成環境接入實時數據并和場景中的三維物體聯動；

3）數據顯示：在三維場景中實現數據顯示，有兩種方式：三維空間綁定與屏幕位置綁定；

4）資源管理：所有的資源文件，如模型、紋理貼圖、文本、視頻等，實現集中式管理；

5）動畫配置：使用鏡頭和動作配置的方式，高效的制作動畫，易于實現介質流動、設備運轉等效果；

6）粒子特效：實現逼真的火焰、水流、蒸汽、電流、煙氣等效果；

7）多終端顯示：跨平臺顯示，支持移動平臺、PC客戶端、Web瀏覽器。

（2）渲染方式

支持實時渲染、批量渲染和雙面渲染。通過實時的調整渲染參數，根據設備性能動態調節渲染的品質程度?？梢员Ｕ显谛阅軆炐愕脑O備上有最好的顯示效果，在性能差的設備上也能流暢運行。

（3）鏡頭控制

最大限度的模擬真實人眼觀察效果，減輕初次接觸虛擬現實三維場景的人的不適感。采用矩形旋轉，歐拉旋轉，四元數算法數學模型，來實現鏡頭控制。

（4）空間管理與視錐體剔除

整個場景分成一個個方便管理的區域，以每個區域為最小單位做視錐體剔除，作用是在空間上快速排除不需要渲染的面片，節省硬件資源。

（5）光影特效

 光線系統中天空渲染器大氣散射基于Raylight/Mie散射理論，主光照系統基于光束的光線追蹤，支持3D物體次表面散射和光線透入，場景中所有3D物體接受來自天空的日光。像素陰影也將會進行深度的柔化處理以達到更完美的表現。

（6）材質紋理壓縮

紋理在使3D場景看起來更具有真實感，但多重紋理耗費將大量的內存，因此采取了高性能無損紋理壓縮技術減少資源損耗。

（7）物理仿真

三維圖形引擎集成了物理引擎，可以通過物理引擎高效、逼真地模擬剛體碰撞、液體流動、鉸鏈連接等物理效果，使三維畫面更加真實和生動。

實例

圖1 廠區全景三維模型實例

圖2 鍋爐房三維模型實例之一

圖3 汽機房三維模型實例之一

圖4 翻車機室三維模型實例