一种模型简化处理方法、装置、设备及计算机存储介质与流程

1.本发明涉及模型简化研究领域，特别是一种模型简化处理方法、装置、设备及计算机存储介质。


背景技术：

2.计算机辅助设计技术的快速发展使其功能日益丰富。复杂模型由成千上万的零部件构成，模型中包含了零件信息、装配信息、管线信息、造型历史、pmi信息等大量信息。使得模型的数据量越来越大、结构越来越复杂，导致模型打开和处理不方便，降低了模型爆炸图制作、机构运动分析、动画制作、模型渲染等各种操作的效率。
3.模型的很多处理操作并不需要用到模型的所有信息，在很多场景下可以对模型进行简化处理，保留对当前处理操作有用的信息而舍弃无用的信息，从而优化模型的处理速度，以上的简化处理称为模型的轻量化。现有技术中缺少用于模型展示的合适的模型简化处理方法。


技术实现要素：

4.本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种模型简化处理方法、装置、设备及计算机存储介质。
5.根据本发明提供的模型简化处理方法，包括：
6.s1、获取待简化的模型；
7.s2、将所述模型划分为外部组件子模型和内部组件子模型；
8.s3、对所述模型进行简化；
9.s4、合并简化后的所述外部组件子模型和所述内部组件子模型，得到简化完成的模型；
10.其中，所述步骤s3，包括：
11.对所述外部组件子模型进行简化；
12.对所述内部组件子模型进行简化。
13.根据本发明的一些实施例，
14.所述对所述外部组件子模型进行简化，包括：
15.根据删除规则确定所述外部组件子模型中的冗余零件，删除冗余零件；
16.所述对所述内部组件子模型进行简化，包括：
17.根据所述删除规则确定所述内部组件子模型中的冗余零件，删除冗余零件。
18.根据本发明的一些实施例，所述对所述外部组件子模型进行简化，包括：
19.对所述外部组件子模型的零件按层级进行分组；
20.依据所述层级重建所述外部组件子模型；
21.合并组内零件；
22.依据第一命名规则重新命名零件。
23.根据本发明的一些实施例，所述对所述内部组件子模型进行简化，包括：
24.对所述内部组件子模型进行包覆面提取；
25.对所述内部组件子模型进行面数压缩；
26.对所述内部组件子模型进行修复完善。
27.根据本发明的一些实施例，所述对所述内部组件子模型进行简化，包括：
28.对所述内部组件子模型进行结构调整；
29.对所述内部组件子模型按工位进行分组；
30.依据第二命名规则重新命名零件；
31.对所述内部组件子模型进行轴向统一处理。
32.根据本发明的一些实施例，所述删除规则包括：
33.获取零件清单，根据所述零件清单标记冗余零件。
34.根据本发明的一些实施例，模型简化处理方法还包括：
35.s5、对所述模型进行美化；
36.其中，所述步骤s5，包括：
37.对所述模型进行烘焙处理、添加材质并导出贴图；
38.依据所述贴图制作材质球，将所述材质球添加到所述模型的对应位置。
39.根据本发明提供的模型简化处理装置，包括：
40.第一获取模块，所述第一获取模块用于获取待简化的模型；
41.子模型生成模块，所述子模型生成模块用于将所述模型划分为外部组件子模型和内部组件子模型；
42.简化模块，所述简化模块用于对所述模型进行简化；
43.第二获取模块，所述第二获取模块用于合并简化后的所述外部组件子模型和所述内部组件子模型，得到简化完成的模型；
44.其中，所述简化模块包括：
45.第一简化子单元，所述第一简化子单元用于对所述外部组件子模型进行简化；
46.第二简化子单元，所述第二简化子单元用于对所述内部组件子模型进行简化。
47.根据本发明提供的计算机设备，包括至少一个处理器和至少一个存储器，所述存储器用于存储至少一个程序，当所述至少一个程序被所述至少一个处理器执行，使得所述至少一个处理器实现本发明提供的模型简化处理方法。
48.根据本发明提供的计算机存储介质，计算机存储介质中存储有处理器可执行的程序，所述处理器可执行的程序在由处理器执行时用于实现本发明提供的模型简化处理方法。
49.本发明的有益效果是：
50.本发明提供的模型简化处理方法将模型划分为外部组件子模型和内部组件子模型，对外部组件子模型和内部组件子模型针对性地采取不同的简化方式，能够减小模型的数据量，优化模型的处理速度，同时提高简化后的模型的显示精度；
51.本发明根据删除规则删除模型零件，能够有效地减少模型的零件数量，使用第一命名规则重新命名外部组件子模型，使用第二命名规则重新命名内部组件子模型，能够提高模型的可读性；
52.经过模型简化处理方法处理得到的模型适用于模型展示。
附图说明
53.本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
54.图1是根据本发明提供的模型简化处理方法的流程图；
55.图2是根据本发明提供的模型简化处理方法用于机台模型展示场景时的流程图；
56.图3是图2中对机台模型的外部组件子模型进行简化时的流程图；
57.图4是图2中对机台模型的外部组件子模型进行简化时的流程图。
具体实施方式
58.下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
59.在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
60.在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。术语“第一”、“第二”、“第三”和“第四”等是用于区别不同对象，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
61.本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
62.根据本发明提供的模型简化处理方法，包括：
63.s1、获取待简化的模型；
64.s2、将模型划分为外部组件子模型和内部组件子模型；
65.s3、对模型进行简化；
66.s4、合并简化后的外部组件子模型和内部组件子模型，得到简化完成的模型；
67.其中，步骤s3，包括：
68.对外部组件子模型进行简化；
69.对内部组件子模型进行简化。
70.可以理解的是，一个模型可以划分为外部组件和内部组件，如门、观察窗、外罩等
外部组件主要起到外观装饰以及模型保护等作用，如驱动机构、传动机构、执行机构等内部组件主要起到实现模型的设计功能的作用。外部组件和内部组件具有不同的特点，外部组件包含的功能性特征较少，特征的相似性高，并且外部组件的细部结构对于模型展示的整体效果影响较小，内部组件包含的功能性特征较为丰富，特征的相似性低，内部组件的一些细部结构对于模型的功能实现具有重要的影响。
71.现有技术的模型轻量化方法通常是不分主次地对整个模型的结构进行处理，在简化零件的结构和面数，实现模型瘦身的同时，还有可能对模型的关键结构过度简化，导致简化后的模型缺失关键的功能特征，使得模型不适于展示。
72.根据本发明提供的模型简化处理方法，通过将模型划分为外部组件子模型和内部组件子模型，对外部组件子模型和内部组件子模型针对性地采取不同的简化方式，能够减小模型的数据量，优化模型的处理速度，同时提高简化后的模型的显示精度，经过模型简化处理方法处理得到的模型适用于模型展示。
73.模型简化处理方法的各个步骤可以通过手动操作处理程序实现，可以通过将模型导入自动化程序中自动地执行实现，也可以通过手动自动混合的方式实现，本发明对于实现时采用的具体工具不作限制。例如，步骤s2既可以是人工划分，也可以是将符合一定命名规则的模型导入程序中，执行程序由程序进行划分并输出结果。此外，对外部组件子模型进行简化和对内部组件子模型进行简化相对独立，本发明并未限定两个步骤之间的先后顺序，两个步骤既可以是串行进行，也可以是并行进行。
74.在一些实施例中，对外部组件子模型进行简化包括根据删除规则确定外部组件子模型中的冗余零件，删除冗余零件。在一些实施例中，对内部组件子模型进行简化包括根据删除规则确定内部组件子模型中的冗余零件，删除冗余零件。
75.可以理解的是，在一个具体场景下，可以将模型中的一部分零件标记为冗余零件，冗余零件存在以下特点，一方面冗余零件承载的信息量较低，对模型的关键功能特征影响较小，另一方面冗余零件存在结构复杂、面数繁多、数量众多等特点。冗余零件会严重地影响模型的数据量大小，同时在模型展示的场景中重要性偏低。
76.例如螺钉零件，模型中的螺钉零件承载了数量、长度、螺纹参数等信息，在统计模型的标准件数量、生成采购清单、核算成本等场景中具有重要作用。但是在模型展示时，即使不设置螺钉模型，观察者也可以根据模型的功能以及结构确定特定位置的连接紧固关系。因此在模型展示场景下，可以将螺钉零件标记为冗余零件，将螺钉零件删除能够极大地缩小模型的数据量。
77.在一些实施例中，删除规则包括获取零件清单，根据零件清单标记冗余零件。在获取零件清单时，首先获取基础清单，随后由客户以及工程师对基础清单进行讨论修改以获得零件清单。基础清单可以由工程师自行确定或者根据既往的模型简化数据库确定，基础清单包含模型用于展示时通常的冗余零件，针对当前模型根据基础清单进行特定的调整获得零件清单。新的零件清单又可写入数据库中作为下一次对同类模型进行模型简化时的基础清单使用。根据零件清单进行删除能够保证充分地删除存在的冗余零件。
78.基础清单一般可包括紧固件、较为次要的标准件、阵列的产品样品等，例如螺钉、螺母、销钉、电磁阀、传感器、用于电路布线的管线固定座、拖链、产品料盒。
79.在一些实施例中，对外部组件子模型进行简化，包括：
80.对外部组件子模型的零件按层级进行分组；
81.依据层级重建外部组件子模型；
82.合并组内零件；
83.依据第一命名规则重新命名零件。
84.其中，分组和重新命名能够提高模型的层次性和可读性，还能够将同一类零件归于一组，便于后续的处理，也便于模型展示。例如，分组时可以首先分出top、mid、bot三个层级，在最小的层级下，再根据零件的特征进行分组，比如透明零件为一组，金属板类零件为一组等。
85.重新建模指根据原有的外部组件子模型的零件制作新的零件，并用新的零件组成的外部组件子模型替换原有的外部组件子模型，重建时可以选择性地删除外部组件子模型中对于模型展示的整体效果影响较小的特征，从而实现模型的轻量化。例如，在外部观察时无法观察到外部组件子模型中位于内侧的特征，因此可以选择性地删除内侧的特征，降低外部组件子模型的数据量。
86.分组完成后，对组内零件进行合并能够减少零件的数量，同时能够减少关于零件之间的相互关系的数据量，从而实现模型的轻量化。
87.在一些实施例中，对内部组件子模型进行简化，包括：
88.对内部组件子模型进行包覆面提取；
89.对内部组件子模型进行面数压缩；
90.对内部组件子模型进行修复完善。
91.包覆面提取是创建一个包裹原始零件或组件的包覆面，从而提取零件或组件的特征，从原始零件或组件创建简化的零件或组件文件。包覆面提取能够简化特征，还能够将多个零件结合成为一个包覆面零件，忽略多个零件之间的碰撞和干涉，从而极大地降低了大型部件和复杂零件的文件大小，提高了查看或使用大型部件和复杂零件时的性能。
92.包覆面提取这一步骤，还包括将内部组件子模型的零件按运动零件和固定零件两类进行区分。运动零件是指在模型展示时需要进行演示运动的一类零件，固定零件是指在模型展示时不需要进行演示运动的一类零件。对于运动零件，按照运动时的相关关系进行细化分组，将同步运动的零件归于一个运动组件，然后按组件进行包覆面提取。对于固定零件，可以将所有零件统一归于一个固定组件进行包覆面提取。采用分组后创建包覆面的方式能够保证创建好的包覆面零件能够满足演示运动的需要。
93.包覆面提取步骤中获得的包覆面可能出现过拟合等现象，导致出现包覆面的面片数量过多，面片连接不合理等问题。面数压缩步骤用于对包覆面零件的包覆面进行优化减面，在不影响或者少量影响零件质量的基础上有效地减少包覆面零件的面片数量，从而提高模型简化的效果与质量。获得的包覆面还可能存在面片不连续、面片反面等问题，面数压缩步骤还包括对模型进行预处理，通过预处理修复存在问题的面片，避免减面时出错。
94.在完成包覆面提取和面数压缩步骤后，可能出现零件缺失和零件异常变形等问题，修复完善步骤用于对出现问题的零件进行修复处理，从而保证模型的正常，以便后续对模型进行进一步处理。
95.在一些实施例中，对内部组件子模型进行简化，包括：
96.对内部组件子模型进行结构调整；
97.对内部组件子模型按工位进行分组；
98.依据第二命名规则重新命名零件；
99.对内部组件子模型进行轴向统一处理。
100.结构调整步骤包括模型结构合并和结构关系链接。模型结构合并指将最小层次的零件进行附加合并，从而进一步减少零件数量。可以理解的是，在理想情况下，包覆面提取步骤应当将同一个运动组件中的多个零件组合成一个包覆面零件，以达到最佳的简化效果，但是包覆面会将零件表面的孔洞特征消除，若存在需要保留的孔洞特征或其它功能特征，就需要将具有该特征的零件排除在包覆面零件之外，因此实际上包覆面提取之后一个运动组件中会存在一个或多个零件。而在后续的修复完善步骤中，会剔除面数压缩步骤产生的异常零件并进行重建替换，该过程同样也会创建新的零件，可能导致运动组件的零件数量增多。通过增设模型结构合并步骤，可以将同一个运动组件的多个零件附加或合并成一个零件。模型结构合并能够最大程度的减少零件数，有利于演示控制模型运动时减少需要定义的组件，且零件数的减少可以降低模型的数据量，使得模型运行更加流畅。
101.结构关系链接是指将存在关系的运动组件进行父子链接，便于演示运动的控制。以三轴机械手为例，机械手的第一轴、第二轴和第三轴依次连接，第一轴、第二轴和第三轴均可独立运动，第三轴上设置夹爪等执行零件。在提取包覆面时第一轴、第二轴和第三轴各形成一个运动组件，但是第一轴在运动时会带动第二轴和第三轴运动，第二轴在运动时会带动第三轴运动，因此需要在第一轴、第二轴和第三轴之间创建链接关系，保证作为父组件的第一轴运动时作为子组件的第二轴和第三轴跟随运动。
102.按工位进行分组和重新命名能够提高模型的层次性和可读性，还能够将同一类零件归于一组，便于后续的处理，也便于模型展示。
103.轴向统一处理是指对各个运动组件的坐标轴方向进行检查和调整，使得各个运动组件的坐标轴方向保持一致。运动组件的控制一般是通过控制运动组件的坐标轴实现，例如沿x轴移动、沿x轴旋转等，轴向统一处理便于后续模型展示时控制运动组件的运动。例如，若演示时需要运动组件a和运动组件b同时朝左方向运动，但是运动组件a的和运动组件b的坐标轴不统一，就无法通过一个移动命令同时控制运动组件a和运动组件b的移动。
104.根据本发明的一些实施例，模型简化处理方法还包括：s5、对模型进行美化。
105.美化能够对模型的显示效果进行渲染增强，提高模型的视觉效果和真实性，从而提高模型的展示效果。
106.在一些实施例中，步骤s5包括：
107.对模型进行烘焙处理、添加材质并导出贴图；
108.依据贴图制作材质球，将材质球添加到模型的对应位置。
109.在一些实施例中，对外部组件子模型进行简化还包括对外部组件子模型进行材质通道区分。在一些实施例中，对内部组件子模型进行简化还包括对内部组件子模型进行材质通道区分。材质通道区分是指为同一类材质(例如玻璃材质、漆面材质等)的零件统一赋予同样的颜色，同一颜色的零件属于同一材质通道，同一材质通道的零件在导入到制作贴图的软件时会在同一图层中，同一图层产生同一组贴图，同一图层的零件均可以使用生成的同一组贴图；材质通道区分可节省贴图数量，将进行材质通道区分后的模型零件用于步骤s5，能够降低美化后的模型的数据量大小，简化模型。
110.根据本发明提供的模型简化处理装置，包括：
111.第一获取模块，第一获取模块用于获取待简化的模型；
112.子模型生成模块，子模型生成模块用于将模型划分为外部组件子模型和内部组件子模型；
113.简化模块，简化模块用于对模型进行简化；
114.第二获取模块，第二获取模块用于合并简化后的外部组件子模型和内部组件子模型，得到简化完成的模型；
115.其中，简化模块包括：
116.第一简化子单元，第一简化子单元用于对外部组件子模型进行简化；
117.第二简化子单元，第二简化子单元用于对内部组件子模型进行简化。
118.本发明提供的模型简化处理装置可用于执行本发明任意实施例所提供的模型简化处理方法，模型简化处理装置具备执行本发明任意实施例所提供的模型简化处理方法相应的功能模块和有益效果。未在上述实施例中详尽描述的技术细节，可参见本技术任意实施例所提供的模型简化处理方法。
119.根据本发明提供的计算机设备，包括至少一个处理器和至少一个存储器，存储器用于存储至少一个程序，当至少一个程序被至少一个处理器执行，使得至少一个处理器实现本发明任意实施例提供的模型简化处理方法。
120.本发明提供的计算机设备可用于实现本发明任意实施例所提供的模型简化处理方法，本发明提供的计算机设备具体实现的功能以及有益效果与本发明任意实施例所提供的模型简化处理方法具体实现的功能以及有益效果相同。
121.根据本发明提供的计算机存储介质，计算机存储介质中存储有处理器可执行的程序，处理器可执行的程序在由处理器执行时用于实现本发明任意实施例提供的模型简化处理方法。
122.本发明提供的计算机存储介质可用于实现本发明任意实施例所提供的模型简化处理方法，本发明提供的计算机存储介质具体实现的功能以及有益效果与本发明任意实施例所提供的模型简化处理方法具体实现的功能以及有益效果相同。
123.下面参考图2、图3、图4以一个具体的实施例详细描述根据本发明提供的模型简化处理方法用于机台模型简化时的流程。值得理解的是，下述描述仅是示例性说明，而不是对发明的具体限制。
124.根据本发明提供的模型简化处理方法，包括：
125.s1、获取待简化的模型；
126.s2、将模型划分为外部组件子模型和内部组件子模型；
127.s3、对模型进行简化；
128.s4、合并简化后的外部组件子模型和内部组件子模型，得到简化完成的模型。
129.s5、对模型进行美化。
130.其中，步骤s3包括：
131.对外部组件子模型进行简化；
132.对内部组件子模型进行简化。
133.对外部组件子模型进行简化，包括：
134.根据删除规则确定外部组件子模型中的冗余零件，删除冗余零件；
135.对外部组件子模型的零件按层级进行分组；
136.依据层级重建外部组件子模型；
137.合并组内零件；
138.依据第一命名规则重新命名零件；
139.对外部组件子模型进行材质通道区分。
140.对内部组件子模型进行简化包括：
141.根据删除规则确定内部组件子模型中的冗余零件，删除冗余零件；
142.对内部组件子模型进行包覆面提取；
143.对内部组件子模型进行面数压缩；
144.对内部组件子模型进行修复完善；
145.对内部组件子模型进行结构调整；
146.对内部组件子模型进行材质通道区分；
147.对内部组件子模型按工位进行分组；
148.依据第二命名规则重新命名零件；
149.对内部组件子模型进行轴向统一处理。
150.其中，步骤s5包括：
151.对模型进行烘焙处理、添加材质并导出贴图；
152.依据贴图制作材质球，将材质球添加到模型的对应位置。
153.可以理解的是，上文中所公开方法中的全部或某些步骤、系统可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。某些物理组件或所有物理组件可以被实施为由处理器，如中央处理器、数字信号处理器或微处理器执行的软件，或者被实施为硬件，或者被实施为集成电路，如专用集成电路。这样的软件可以分布在计算机可读介质上，计算机可读介质可以包括计算机存储介质(或非暂时性介质)和通信介质(或暂时性介质)。如本领域普通技术人员公知的，术语计算机存储介质包括在用于存储信息(诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据)的任何方法或技术中实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机存储介质包括但不限于ram、rom、eeprom、闪存或其他存储器技术、cd
‑
rom、数字多功能盘(dvd)或其他光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其他的介质。此外，本领域普通技术人员公知的是，通信介质通常包含计算机可读指令、数据结构、程序模块或者诸如载波或其他传输机制之类的调制数据信号中的其他数据，并且可包括任何信息递送介质。
154.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
155.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。