[发明专利]一种基于数字孪生的小地图的实现方法

说明书

本发明提供一种基于数字孪生的小地图的实现方法，属于三维可视化技术领域，包括以下步骤：S1.创建三维模型场景并导出；S2.通过WebGL将导出的三维模型场景载入页面进行渲染与展示；S3.创建存放小地图的DOM元素容器；S4.判断模型上是否创建小地图的相机指示点，没有的话创建小地图的相机指示点并获取；S5.通过图层设置需要隐藏和展示在小地图的模型；本发明提供小地图在三维场景的实现方法，通过三维模型场景新建正交相机的俯视图实现，不会有额外模型加载的能耗；本发明实现的小地图可以实时明确当前三维模型场景中相机所在位置；本发明实现小地图的承载DOM可以自定义样式与位置，使得其使用更加灵活多样。

技术领域

本发明涉及三维可视化技术领域，具体涉及一种基于数字孪生的小地图的实现方法。

背景技术

地图是按照一定法则，有选择地以二维（2D）或多维形式（3D）与手段在平面或球面上表示地球（或其它星球）若干现象的图形或图像，它具有严格的数学基础、符号系统、文字注记，并能用地图概括原则，科学地反映出自然和社会经济现象的分布特征及其相互关系。现阶段地图的定义是：以一定的数学法则（即模式化）、符号化、抽象化反映客观实际的形象符号模型或者称为图形数学模型。地图是根据一定的数学法则，将地球（或其他星体）上的自然和人文现象，使用地图语言，通过制图综合，缩小反映在平面上，反映各种现象的空间分布、组合、联系、数量和质量特征及其在时间中的发展变化。

数字孪生思想由密歇根大学的 Michael Grieves 命名为“信息镜像模型”（Information Mirroring Model），而后演变为“数字孪生”的术语。数字孪生也被称为数字双胞胎和数字化映射。数字孪生是在 MBD 基础上深入发展起来的，企业在实施基于模型的系统工程（MBSE）的过程中产生了大量的物理的、数学的模型，这些模型为数字孪生的发展奠定了基础。2012 年 NASA 给出了数字孪生的概念描述：数字孪生是指充分利用物理模型、传感器、运行历史等数据，集成多学科、多尺度的仿真过程，它作为虚拟空间中对实体产品的镜像，反映了相对应物理实体产品的全生命周期过程。为了便于数字孪生的理解，庄存波等提出了数字孪生体的概念，认为数字孪生是采用信息技术对物理实体的组成、特征、功能和性能进行数字化定义和建模的过程。数字孪生体是指在计算机虚拟空间存在的与物理实体完全等价的信息模型，可以基于数字孪生体对物理实体进行仿真分析和优化。数字孪生是技术、过程、方法，数字孪体是对象、模型和数据。

数字孪生是个普遍适应的理论技术体系，可以在众多领域应用，在产品设计、产品制造、医学分析、工程建设等领域应用较多。

随着信息技术的快速发展，三维场景的使用更加广泛，它可以让我们更直观立体的感受模型，但当我们聚焦于场景中某一位置时无法清晰明了的知道该模型在整个场景中的所在位置与方向，不便于使用者根据所在的位置确定接下来的路线。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种基于数字孪生的小地图的实现方法，本发明实现基于三维模型场景展示小地图模式，在三维模型场景中创建正交相机将其渲染在小地图DOM上，页面渲染同步计算正交相机的矩阵值，并将三维模型场景的主相机以标注点的形式展示在小地图上，可实时明确相机所在位置；小地图中使用的依然是三维模型场景的模型，不会增加太多的能耗。

为解决上述技术问题，本发明提供一种基于数字孪生的小地图的实现方法，包括以下步骤：

创建三维模型，并导出三维模型；

将导出的三维模型载入页面，对导入的三维模型进行渲染与展示；

创建存放小地图的DOM元素容器；

判断场景中是否有模型对象可以充当相机指示点存在的模型，如果三维模型上没有小地图的相机指示点，则创建小地图的相机指示点模型并获取相机指示点的模型对象；

通过图层，设置需要隐藏和展示在小地图上的模型；

获取主相机在三维模型场景内的位置信息，并扩展主相机包围盒的边界，使得小地图的相机指示点在主相机的包围盒内；