【金猿技术展】基于数据控制三维组态的方法及装置——实现数据驱动三维模型的精准运转技术

Original 数字冰雹数据猿

数字冰雹技术

本项目由数字冰雹投递并参与“数据猿年度金猿策划活动——2021大数据产业创新技术突破榜榜单及奖项”评选。

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基于数据控制三维组态的方法及装置，是对三维模型进行数字化处理，转换成可以数据驱动的模型对象结构。主要是通过数字孪生技术对模型对象进行仿真，通过模型定义、数据绑定、可视化等技术步骤，仿真、映射、控制模型对象的内部结构、运动状态、工艺流程等，实现数据驱动三维模型精准运转。基于数据控制三维组态的方法及装置解决的问题是：单体三维模型对象如何由数据驱动进行相应的变化，能够在三维场景中进行模拟、仿真、展现真实物理对象的运动状态、效果状态，使得用户能够根据自己控制目的，对模型对象进行任意组态属性绑定。

技术说明

技术介绍

从技术实现层面讲，基于数据控制三维组态的方法及装置，主要包括模型对象复杂结构定义、数据驱动模型关节定义、实时状态数据报文定义、三维组态交互分析几个方面。

模型对象复杂结构定义

模型对象复杂结构定义，是对创建的模型与其自身各种要素之间的相互关联和相互作用的关系进行仿真，使各结构节点依照层级关系与上级节点保持一致的行为逻辑，包括构成要素的数量比例、排列次序、结合方式和因发展而引起的变化。通过模型对象复杂结构定义，可实现模型外观、内部结构的真实复现，辅助决策人员根据业务需求进行模型对象进行结构剖分与推演研究。

数据驱动模型关节定义

数据驱动模型关节定义能够非常真实地复现目标物体的运动行为特征，打造高还原度、高逼真的数据驱动模型，支持多类型格式模型关节，每个关节可同时控制多个结构节点，每个结构节点可绑定旋转、位移、放缩、颜色变换、显隐等行为逻辑，并根据关节数值的变化对其行为逻辑进行控制；同时支持定义模型对象复杂动作脚本，将多关节基于时间线进行组合，并定义各关节的数值范围、起始时间、时长等参数，供事件消息触发执行。可辅助查看、分析模型对象关节特点，对设备进行研究改进。

实时状态数据报文定义

能够通过接入实时数据，动态定义结构、关节、动作变化，为三维模型赋予实时数据驱动能力，对模型姿态、动作、状态变化进行复杂控制，实时反映物理对象的运转过程和工作原理。

三维组态可视化交互分析

三维组态可视化交互分析通过友好易用的人机交互的形式、手段，如设备剖分、上卷、下钻、切片、切块、旋转以及点选交互等，对控制对象进行监测、研究、分析，辅助用户清楚、直观地了解设备运作态势，便于多角度了解设备的结构与运转详情。

技术亮点

安全可控：内核自研、确保技术自主可控

此项技术常用语为政府及企业数字化转型的重要基础技术，自主可控是国家政策要求，也将是用户自身信息安全的必然选择。数字冰雹底层核心技术坚持自主研发，非国外商业引擎二次包装，不受国外技术制约，充分保障系统建设安全稳定，具备成熟完善的技术平台、高度的灵活性和可定制性，可实现大规模复杂三维场景的快速构建，可广泛应用于各行业数字孪生应用。

纯云架构、端/流兼容

随着5G、物联网、云计算等新一代信息技术的发展和广泛应用，云渲染技术架构是当下主流的发展趋势。“纯云架构”可以实现任意浏览器终端、无需安装即可秒级开启数字孪生应用乃至编辑器；“端/流兼容”，“端”即“端渲染”，通过浏览器端的 WebGL 技术实时渲染场景，供用户操作访问，具备任意终端都能获得优秀的渲染效果、对服务器负担小、带宽要求低、并发数量高等优势；“流”即“流渲染”，基于云端渲染服务器，生成可交互视频流，供用户实时操作访问，具备顶级渲染效果、超高性能、支持预加载，启动快、访问终端配置要求低等优势。两种可视化渲染技术都是基础的技术平台，此项技术具备全部兼容，提供全面的实施服务能力。

数据兼容：全要素、多数据标准无缝接入

基于数据控制三维组态的方法及装置作为最终行业智能应用的基础平台，要接入的数据包括但不限于：多格式类型模型数据、传感器数据、时空分析数据、业务系统数据、空间实体对象、传感器对象、通讯链路/指挥关系对象等。

基于数据控制三维组态的方法及装置具备强大的数据兼容性和接入能力，将多类型数据整合到一个三维组态场景中，进行高度融合与挖掘分析，在最大限度利用现有信息化建设成果的基础上，构建智慧管理相关应用，辅助用户对各类监测对象做出快速、准确的判断，为管理决策提供有力支撑。

友好易用，编辑操作所见即所得

图形化操作界面、全托拉拽式场景编辑，可便捷地将模型拖入场景进行编辑操作；支持为模型定义数据驱动逻辑，允许用户传入简单数值，即可对三维对象进行复杂控制；配置结果可实时预览，便捷高效。

开发团队

●带队负责人：邓潇

邓潇，数字冰雹创始人、董事长。曾在众多国际计算机技术大赛中屡获桂冠，被比尔盖茨亲自授予“创新英雄”奖。在可视化数字孪生及人机交互开发领域拥有十余年经验，对行业有着深刻的理解与认知。带领团队自主研发的核心平台产品AVE™（Advanced Visualization Engine先进可视化引擎）、图观™数字孪生应用开发引擎是国内首屈一指的数据可视化系统产品，在业内已拥有一定影响力和良好的声誉，广泛应用到各行业领域。担任北京经济技术开发区科协委员、北京工业大学校友会/教育基金会理事、国家大数据专家委员会委员、中国人民公安大学军民融合中心大数据专业委员会委员等称号；荣获比尔盖茨授予“创新英雄”称号、2016年入选“中国大数据创新百人榜单”、2017“中国智慧城市先锋人物奖”等奖项。

●其他重要成员：丁冬、刘学、刘磊等

●隶属机构：数字冰雹

数字冰雹提供行业可视化数字孪生IOC系统整体解决方案实施和图观™数字孪生可视化引擎开发工具。

自2001年起，数字冰雹核心研发团队便开始了人机交互及可视化数字孪生领域的研究，数字冰雹公司成立于2006年，十余年来专注于可视化数字孪生领域，坚持技术深耕、自主研发，拥有完备的可视化产品体系和交付能力先后获得多项权威机构奖项认可，连续7年连续七年上榜“大数据企业排行榜”，并位居“国产可视化引擎”、“数字孪生三维可视化”板块榜首之位。

自主研发面向C/S、B/S、Streaming多种应用架构的核心渲染技术和产品平台，包括AVE™（Advanced Visualization Engine先进可视化引擎）、图观™数字孪生可视化引擎等，是国内首屈一指的可视化数字孪生平台。

产品平台与行业需求深度结合，成功应用于智慧城市、园区、公安、交管、监所、电力、应急管理、航天战场等多个领域，落地项目数百个，在国内可视化数字孪生领域已具备丰富实施经验，鼎力帮助用户驾驭数据、彰显价值！