面向复杂生产场景的数字孪生模型分布式渲染方法

来源：计算机集成制造系统杂志2023年第6期北京时间：

作者：杨艳芳, 高居建, 王奇, 舒亮

单位：1.武汉理工大学交通与物流工程学院2.温州大学浙江省低压电器工程技术研究中心3.武汉理工大学水路交通控制全国重点实验室

摘要：针对生产线数字孪生场景模型数量庞大、逻辑关系复杂、运动模型状态多、动态信息量大,单机渲染方案难以满足逻辑计算与渲染输出的实时性要求,提出一种逻辑计算与实时渲染并行处理的分布式渲染方法。将场景数据分为逻辑数据和实时渲染数据,逻辑数据分布在控制端,渲染数据分布在渲染端,实现了多机并行渲染。以同步各渲染端动态模型的行为状态为切入点,设计了图形处理器多线程机制,实现了逻辑数据计算与运动实体同步判定计算;构建了包括车间状态数据、观察与投影矩阵等在内的同步数据包,结合主从同步数据传输与解析机制,实现了运动模型的快速精准同步。验证表明,在相同模型规模场景下,分布式渲染方法相比单机渲染可以将运行帧数由22.1提升至66.6,在不同模型规模下显著增加渲染帧数,明显提升渲染效果。

关键词：分布式渲染,孪生模型,多线程计算,动态同步

基金资助：浙江省重点研发计划资助项目(2021C01046);温州市重大科技专项重点工业资助项目(ZG2020049)。