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申请/专利权人：北京凡米物联科技有限公司

摘要：本申请涉及一种基于数据驱动的GISCAD三维三合一煤矿生产可视化场景混合渲染技术，包括：基于前端可视化技术，在单容器内实现四层渲染体系，所述四层渲染体系从下至上依次为GIS底图图层、CAD底图图层、区域图层、图标及三维图层，应用了GIS渲染技术、CAD渲染技术、三维渲染技术以及并行数据加载及缓存技术；所述GIS渲染技术通过坐标系映射实现了GISCAD三维模型各自体系的坐标对齐；所述CAD渲染技术实现了CAD图纸渲染；所述三维渲染技术通过时间分片+基于帧片段的数据驱动三维仿真动画；所述并行数据加载及缓存技术实现了包括CAD图层及图元数据、三维模型文件、GIS区域图形及坐标等大量数据高效加载能力。

主权项：1.一种基于数据驱动的GISCAD三维三合一煤矿生产可视化场景混合渲染技术，其特征在于，包括：基于前端可视化技术，在单容器内实现四层渲染体系，所述四层渲染体系包括GIS底图图层、CAD底图图层、区域图层、图标及三维图层，所述四层渲染体系从下至上依次为GIS底图图层、CAD底图图层、区域图层、图标及三维图层，应用了GIS渲染技术、CAD渲染技术、三维渲染技术以及并行数据加载及缓存技术；所述GIS渲染技术通过坐标系映射实现了GISCAD三维模型各自体系的坐标对齐；所述CAD渲染技术通过threejs实现了CAD图纸渲染；所述三维渲染技术通过requestAnimationFrame时间分片+基于帧片段的数据驱动三维仿真动画；所述并行数据加载及缓存技术实现了包括CAD图层及图元数据、三维模型文件、GIS区域图形及坐标大量数据高效加载能力；所述CAD渲染技术的使用方法如下：通过CAD渲染技术实现了用于数据交换的开放式图纸格式.dxf的格式转换以及渲染功能，其中格式转换通过nodejs实现，将图纸中的图元转换为自定义的json格式，dxf图纸定义的图元的类型包括且不限于：Face-面、Arc-弧线、AttDef-参数定义、Circle-圆形、Dimension-标注、Ellipse-椭圆形、Insert-插入图元、Line-线、LWPolyline-轻量多段线、MText-多行文本、Point-点、Polyline-折线、Solid-实体、Spline-样条曲线、Text-文本、Hatch-图案填充；针对图纸的每种图元均实现了基于threejs的高效绘制方法，最终实现了包含数以万计图元的完整图纸的高效渲染，其中不同图元的颜色、显示亮度信息均能够通过参数进行配置和动态调整，通过降低亮度的方式降低完整图纸对关键信息展示的影响，同时不同图元均根据其所在图层进行分组，可根据图层进行独立控制；CAD图层叠加在GIS图层上，通过缩放并对齐基本点，实现了坐标对齐和地图控制对齐，无需进行坐标旋转；所述三维渲染技术的使用方法如下：采用了threejs实现了三维模型高效渲染，与GIS图层和CAD图层绘制于同一Canvas，在模型渲染基础上，采用了光照模拟和阴影渲染增加真实效果；其中，所述光照模拟采用了多光源，包括一个主光源和两个辅助光源，实现三维模型不同面光照总强度不同；模型的阴影由主光源产生，主光源位置通过GIS坐标和当前时间计算出实际的太阳高度角，实现真实环境模拟；三维模型需要立于GIS表面，在实现坐标对齐的基础上进行x轴翻转实现模型对齐；在三维模型基本渲染基础上，实现了基于requestAnimationFrame时间分片+基于帧片段的数据驱动三维仿真动画；三维模型在制作过程中，预先实现了基于帧的动画，将完整帧动画拆分为具体的动作，并将每个动作的开始、结束帧进行记录；渲染仿真动画时，根据实际情况配置好模型不同动作的启动和结束时间，并采用基于requestAnimationFrame的时间分片过程中，根据当前绝对时间确定模型动作片段的启动和停止时间，最终实现数据驱动的完整仿真动画播放；所述并行数据加载及缓存技术的应用方法如下：所述并行数据加载技术基于WebWorker实现，所述缓存技术基于IndexedDB实现；其中WebWorker是浏览器支持的多线程技术，在WebWorker基础上，实现了低、中、高三个不同优先级的线程池，用于加载不同重要程度的数据，其中图纸图层文件由采用中优先级队列加载，加载后的图层数据缓存于IndexedDB中以防止后续重复加载，同时通过异步方式传递给浏览器主线程进行渲染；三维模型属于二进制格式，先将二进制数据传递给主线程再进行解析，实现了三维模型的加载。

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