【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及cae仿真，具體涉及一種支持多種交互模式的cae仿真結果可視化系統。
技術介紹
1、隨著cae仿真技術的發展，仿真數據的體量和復雜度持續增加?，F有的cae仿真可視化技術在實時交互、數據處理和渲染性能方面存在局限性。特別是對于大規模數據集，在動態交互操作中缺乏靈活性，難以在播放過程中進行關鍵幀選擇、區域裁剪、時間步篩選等精細操作，導致用戶在分析過程中效率低下。
2、為了應對這些挑戰，cae仿真可視化系統需要支持更加豐富和靈活的交互操作，并且在面對大規模仿真數據時，能夠通過數據簡化、壓縮和動態渲染技術保持良好的性能和用戶體驗。
技術實現思路
1、鑒于上述問題，提出了本專利技術以便提供一種克服上述問題或者至少部分地解決上述問題的一種支持多種交互模式的cae仿真結果可視化系統。
2、為了解決上述技術問題，本申請實施例公開了如下技術方案：
3、本專利技術實施例公開了一種支持多種交互模式的cae仿真結果可視化系統，
4、包括：多分辨率渲染模塊、關鍵幀與時間步篩選模塊、數據壓縮與簡化模塊和動態局部播放與跳幀渲染模塊；其中：
5、多分辨率渲染模塊，用于獲取用戶的交互行為，根據所述用戶交互行為動態調整渲染區域的分辨率；
6、關鍵幀與時間步篩選模塊，用于對輸入的仿真數據進行分析，自動篩選出關鍵幀，并根據時間序列分析方法檢測仿真數據時間步的變化；
7、數據壓縮與簡化模塊，用于利用特征保持的壓縮算法對數據進行
8、動態局部播放與跳幀渲染模塊，用于獲取用戶局部時間播放指令，通過跳幀渲染方法，對用戶局部時間和非用戶局部時間分別進行處理，實現多幀渲染和切換。
9、進一步地，多分辨率渲染模塊，用于獲取用戶的交互行為，根據所述用戶交互行為動態調整渲染區域的分辨率，具體方法包括：通過用戶鼠標操作行為獲取用戶的交互行為，所述用戶交互行為只是包括縮放行為和平移行為；根據用戶鼠標選定的區域，確定用戶焦點區域；根據用戶確定的焦點區域，調整焦點區域預設范圍內的分辨率和層次細節，其中，當物體到焦點區域預設范圍內時，調整為第一級別分辨率和層次細節，當焦點區域預設范圍外時，調整為第二級別分辨率和層次細節；所述第一級別分辨率和層次細節高于第二級別分辨率和層次細節。
10、進一步地，通過用戶鼠標操作行為獲取用戶的交互行為，所述用戶交互行為只是包括縮放行為和平移行為；具體方法包括：監聽鼠標滾輪事件，根據事件參數獲取縮放比例，基于鼠標位置確定用戶縮放焦點的中心點坐標，根據縮放焦點的中心點坐標和縮放比例確定用戶的縮放行為；監聽鼠標拖動事件，根據鼠標拖動的方向和距離，更新視圖的中心點，根據平移距離計算新的焦點區域位置，確定用戶平移行為。
11、進一步地，根據用戶鼠標選定的區域，確定用戶焦點區域；具體方法包括：
12、確定焦點中心，當監聽鼠標滾輪事件時，焦點中心為用戶縮放或點擊的位置，當監聽鼠標移動事件時，焦點中心會隨視圖中心變化而更新；
13、計算焦點區域范圍，當監聽鼠標滾輪事件時，焦點區域的尺寸與縮放比例呈反比關系，縮放比例越大，焦點區域范圍越小，其中，焦點區域寬度=?視圖寬度/縮放比例，焦點區域高度=視圖高度/縮放比例；當監聽鼠標移動事件時，根據鼠標二維平面起止點確定焦點區域范圍。
14、進一步地，根據用戶確定的焦點區域，調整焦點區域預設范圍內的分辨率和層次細節，具體方法包括：對用戶確定的焦點區域分塊渲染，將整個屏幕劃分為多個小塊，在遠離視角的區域，通過降低每個小塊分辨率，優化系統性能；在焦點區域，保留高分辨率的渲染，保證視覺效果的清晰度。
15、進一步地，對用戶確定的焦點區域分塊渲染，具體方法包括：
16、對焦點區域進行檢測，確定用戶的焦點區域，所述焦點區域為用戶的點擊點或拖動點；
17、對屏幕分塊進行劃分，將整個屏幕劃分為多個小塊，焦點區域的小塊數量更密集，以確保更高的渲染精度，而外圍區域則采用較大塊的劃分方式，減少渲染的計算量；
18、分辨率進行動態調整，根據塊在屏幕上的位置動態調整分辨率，在焦點區域的小塊中應用高分辨率渲染，而隨著距離焦點區域的增加，逐漸降低每個小塊的渲染分辨率，所述分辨率的漸變調整視具體視覺效果需求而定；
19、渲染優先級進行設定，設置不同小塊的渲染優先級，在高性能系統中，焦點區域的小塊優先渲染，并實時調整周圍小塊的更新頻率，周邊區域的小塊則減少更新頻率甚至靜態顯示，達到進一步節省資源的效果；
20、動態焦點追蹤與重渲染，隨著焦點區域的變化，實時調整焦點區域所在的小塊渲染精度，將新的焦點區域設置為高分辨率，并在上一焦點區域降低分辨率，實現高效的動態渲染。
21、進一步地，關鍵幀與時間步篩選模塊，用于對輸入的仿真數據進行分析，自動篩選出關鍵幀，并根據時間序列分析方法檢測仿真數據時間步的變化；具體方法包括：對輸入的仿真數據進行分析，所述仿真數據至少包括速度、應力、位移物理量，檢測物理量變化；獲取物理量顯著變化點，根據特征變化檢測與閾值分析方法，自動篩選出關鍵幀；根據用戶自定義篩選條件，對篩選出的關鍵幀進行調整；針對篩選出的關鍵幀，采用時間序列分析方法，檢測仿真時間步內數據變化的規律或趨勢用戶在選定的關鍵時間步和手動標記的時間點進行高精度的局部回放，實現關鍵場景的高效回顧。
22、進一步地，根據特征變化檢測與閾值分析方法，自動篩選出關鍵幀，具體方法包括：對變化幅度進行計算，對于每個時間步的仿真數據，通過差分法或梯度變化法計算變化幅度：其中，差分法為計算當前幀和前一幀之間的差分，衡量數值上的變化量；梯度變化法為使用數值梯度（如一階差分或二階差分）來計算變化幅度，以檢測平穩段和突變段；
23、對變化閾值進行設定，設定變化閾值，當數據的變化量超過設定閾值時，將該時間步標記為潛在的關鍵幀；至少包括采用變化量的平均值加上數倍的標準差作為動態閾值，以適應不同變化趨勢的數據；
24、對突變點進行檢測：通過一階差分和二階差分結合的方式，識別出數據突變的拐點，所述突變點往往對應仿真中的關鍵事件；使用累積和算法，逐步累計數據的偏離程度，檢測出顯著的變化位置；使用變化檢測算法，來識別時序中的顯著變化；
25、判斷數據是否存在明顯的周期性，若數據存在周期性，結合傅里葉變換或自相關分析，識別出周期性變化，并將周期開始或結束的幀作為關鍵幀。
26、進一步地，數據壓縮與簡化模塊，用于利用特征保持的壓縮算法對數據進行壓縮，對壓縮后的數據使用增量儲存與稀疏表示，記錄數據變化；具體方法包括：輸入待壓縮的原始仿真或物理數據，對所述數據去噪和歸一化預處理，通過小波變換將數據劃分為低頻部分和高頻部分；保留低頻部分中重要數據，所述低頻部分中重要數據包含全局信息，對高頻部分細節進行壓縮或部分忽略處理；輸出經過小波變換壓縮后的數據本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種支持多種交互模式的CAE仿真結果可視化系統,其特征在于，包括：
2.如權利要求1所述的一種支持多種交互模式的CAE仿真結果可視化系統,其特征在于，多分辨率渲染模塊，用于獲取用戶的交互行為，根據所述用戶交互行為動態調整渲染區域的分辨率，具體方法包括：通過用戶鼠標操作行為獲取用戶的交互行為，所述用戶交互行為包括縮放行為和平移行為；根據用戶鼠標選定的區域，確定用戶焦點區域；根據用戶確定的焦點區域，調整焦點區域預設范圍內的分辨率和層次細節，其中，當物體到焦點區域預設范圍內時，調整為第一級別分辨率和層次細節，當焦點區域預設范圍外時，調整為第二級別分辨率和層次細節；所述第一級別分辨率和層次細節高于第二級別分辨率和層次細節。
3.如權利要求2所述的一種支持多種交互模式的CAE仿真結果可視化系統,其特征在于，通過用戶鼠標操作行為獲取用戶的交互行為，所述用戶交互行為包括縮放行為和平移行為；獲取用戶的交互行為具體方法包括：監聽鼠標滾輪事件，根據事件參數獲取縮放比例，基于鼠標位置確定用戶縮放焦點的中心點坐標，根據縮放焦點的中心點坐標和縮放比例確定用戶的縮放行為；監聽鼠標
4.如權利要求2所述的一種支持多種交互模式的CAE仿真結果可視化系統,其特征在于，根據用戶鼠標選定的區域，確定用戶焦點區域，具體方法包括：
5.如權利要求4所述的一種支持多種交互模式的CAE仿真結果可視化系統,其特征在于，根據用戶確定的焦點區域，調整焦點區域預設范圍內的分辨率和層次細節，具體方法包括：對用戶確定的焦點區域分塊渲染，將整個屏幕劃分為多個小塊，在遠離視角的區域，通過降低每個小塊分辨率，優化系統性能；在焦點區域，保留高分辨率的渲染，保證視覺效果的清晰度。
6.如權利要求5所述的一種支持多種交互模式的CAE仿真結果可視化系統,其特征在于，對用戶確定的焦點區域分塊渲染，具體方法包括：
7.如權利要求5所述的一種支持多種交互模式的CAE仿真結果可視化系統,其特征在于，關鍵幀與時間步篩選模塊，用于對輸入的仿真數據進行分析，自動篩選出關鍵幀，并根據時間序列分析方法檢測仿真數據時間步的變化；具體方法包括：對輸入的仿真數據進行分析，所述仿真數據至少包括速度、應力、位移物理量，檢測物理量變化；獲取物理量顯著變化點，根據特征變化檢測與閾值分析方法，自動篩選出關鍵幀；根據用戶自定義篩選條件，對篩選出的關鍵幀進行調整；針對篩選出的關鍵幀，采用時間序列分析方法，檢測仿真時間步內數據變化的規律或趨勢用戶在選定的關鍵時間步和手動標記的時間點進行高精度的局部回放。
8.如權利要求7所述的一種支持多種交互模式的CAE仿真結果可視化系統,其特征在于，根據特征變化檢測與閾值分析方法，自動篩選出關鍵幀，具體方法包括：對變化幅度進行計算，對于每個時間步的仿真數據，通過差分法或梯度變化法計算變化幅度：其中，差分法為計算當前幀和前一幀之間的差分，衡量數值上的變化量；梯度變化法為使用數值梯度來計算變化幅度，以檢測平穩段和突變段；
9.如權利要求1所述的一種支持多種交互模式的CAE仿真結果可視化系統,其特征在于，數據壓縮與簡化模塊，用于利用特征保持的壓縮算法對數據進行壓縮，對壓縮后的數據使用增量儲存與稀疏表示，記錄數據變化；具體方法包括：輸入待壓縮的原始仿真或物理數據，對所述數據去噪和歸一化預處理，通過小波變換將數據劃分為低頻部分和高頻部分；保留低頻部分中重要數據，所述低頻部分中重要數據包含全局信息，對高頻部分細節進行壓縮或部分忽略處理；輸出經過小波變換壓縮后的數據，保留全局特征；使用增量存儲和稀疏表示，記錄數據變化，減少重復數據存儲，動態加載與渲染壓縮數據，渲染時優先處理壓縮數據，完成數據的渲染和存儲，實現加快渲染與存儲空間優化的目的。
10.如權利要求1所述的一種支持多種交互模式的CAE仿真結果可視化系統,其特征在于，動態局部播放與跳幀渲染模塊，用于獲取用戶局部時間播放指令，通過跳幀渲染方法，對用戶局部時間和非用戶局部時間分別進行處理，實現多幀渲染和切換，具體方法包括：接收完整的動畫幀信息，接收用戶局部時間段高精度播放指令，檢測幀間變化，識別不顯著變化的幀，對不顯著變化的幀進行跳幀處理，對重要幀加載高分辨率，非重要幀低分辨率處理；利用GPU并行處理，確保動畫流暢播放和切換；把局部高精度回放與流暢播放相結合，輸出優化后的動畫。
...【技術特征摘要】
1.一種支持多種交互模式的cae仿真結果可視化系統,其特征在于，包括：
2.如權利要求1所述的一種支持多種交互模式的cae仿真結果可視化系統,其特征在于，多分辨率渲染模塊，用于獲取用戶的交互行為，根據所述用戶交互行為動態調整渲染區域的分辨率，具體方法包括：通過用戶鼠標操作行為獲取用戶的交互行為，所述用戶交互行為包括縮放行為和平移行為；根據用戶鼠標選定的區域，確定用戶焦點區域；根據用戶確定的焦點區域，調整焦點區域預設范圍內的分辨率和層次細節，其中，當物體到焦點區域預設范圍內時，調整為第一級別分辨率和層次細節，當焦點區域預設范圍外時，調整為第二級別分辨率和層次細節；所述第一級別分辨率和層次細節高于第二級別分辨率和層次細節。
3.如權利要求2所述的一種支持多種交互模式的cae仿真結果可視化系統,其特征在于，通過用戶鼠標操作行為獲取用戶的交互行為，所述用戶交互行為包括縮放行為和平移行為；獲取用戶的交互行為具體方法包括：監聽鼠標滾輪事件，根據事件參數獲取縮放比例，基于鼠標位置確定用戶縮放焦點的中心點坐標，根據縮放焦點的中心點坐標和縮放比例確定用戶的縮放行為；監聽鼠標拖動事件，根據鼠標拖動的方向和距離，更新視圖的中心點，根據平移距離計算新的焦點區域位置，確定用戶平移行為。
4.如權利要求2所述的一種支持多種交互模式的cae仿真結果可視化系統,其特征在于，根據用戶鼠標選定的區域，確定用戶焦點區域，具體方法包括：
5.如權利要求4所述的一種支持多種交互模式的cae仿真結果可視化系統,其特征在于，根據用戶確定的焦點區域，調整焦點區域預設范圍內的分辨率和層次細節，具體方法包括：對用戶確定的焦點區域分塊渲染，將整個屏幕劃分為多個小塊，在遠離視角的區域，通過降低每個小塊分辨率，優化系統性能；在焦點區域，保留高分辨率的渲染，保證視覺效果的清晰度。
6.如權利要求5所述的一種支持多種交互模式的cae仿真結果可視化系統,其特征在于，對用戶確定的焦點區域分塊渲染，具體方法包括：
7.如權利要求5所述的一種支持多種交互模式的cae仿真結果可視化系統,其特征在于，關鍵幀與時間步篩選模塊，用于對輸入的仿真數據進行分析，自動篩選出關鍵幀，并根據時間...
【專利技術屬性】
技術研發人員：張適，杜欣星，秦松，
申請(專利權)人：武創芯研科技武漢有限公司，
類型：發明
國別省市：
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