恭喜长江信达软件技术(武汉)有限责任公司肖宏宇获国家专利权
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龙图腾网恭喜长江信达软件技术(武汉)有限责任公司申请的专利一种基于UE5的中小流域数字孪生洪水淹没动态仿真方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN119203856B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-03-14发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202411707323.4,技术领域涉及:G06F30/28;该发明授权一种基于UE5的中小流域数字孪生洪水淹没动态仿真方法是由肖宏宇;刘先进;张恒飞;王帅;陈石磊;詹晗煜;梅林辉;梁云昊;林建军;夏泽;宋鑫龙;肖文设计研发完成,并于2024-11-27向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于UE5的中小流域数字孪生洪水淹没动态仿真方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种基于UE5的中小流域数字孪生洪水淹没动态仿真方法。它包括如下步骤,步骤一:构建二维水动力数值模型;步骤二:创建洪水淹没仿真UE5插件工程;步骤三:创建洪水角色类;步骤四:构建绘制洪水模型三角网格图元方法;步骤五:构建渲染洪水水文特征和洪水流态方法;步骤六:实现数字孪生洪水淹没动态仿真过程。本发明实现了中小流域数字孪生三维场景中超大数据量洪水模型的动态渲染与高保真可视化,表达了水位、水深、流速、流向等多维度洪水淹没数值模拟结果,以及回流、汇聚流、分叉流、漫滩流、紊流等洪水复杂的流态,提升了洪水淹没仿真的真实性和准确度,有利于增强中小流域洪水风险评估与防洪预案决策支持能力。
本发明授权一种基于UE5的中小流域数字孪生洪水淹没动态仿真方法在权利要求书中公布了:1.一种基于UE5的中小流域数字孪生洪水淹没动态仿真方法,其特征在于:包括如下步骤,步骤一:收集整理结构化输入数据集,构建二维水动力数值模型,计算输出网格节点和三角单元GeoJSON数据;步骤二:创建用于解析和可视化渲染二维水动力数值模型计算结果的洪水淹没仿真UE5插件工程,配置插件依赖模块;步骤三:在洪水淹没仿真UE5插件工程中创建洪水角色类;步骤四:在洪水角色类中构建绘制洪水模型三角网格图元方法;具体包括以下步骤:步骤4.1、在洪水角色类中新建绘制洪水模型三角网格图元方法函数;步骤4.2、建立网格顶点;在绘制洪水模型三角网格图元方法函数中,将三角单元三个顶点的空间坐标向量,依次存入网格顶点数组中;步骤4.3、建立顶点索引;在绘制洪水模型三角网格图元方法函数中,采用顺时针顶点索引顺序,向顶点索引数组依次写入3i、3i+2、3i+1作为顶点索引序号,其中,i为三角单元属性数组循环体的循环计数器,用于表示循环的执行次数;步骤4.4、建立顶点法线;在绘制洪水模型三角网格图元方法函数中,将Z轴正方向作为每个顶点的法线方向,在三角单元属性数组循环体中,向循环体外的顶点法线数组依次写入三个沿Z轴正方向的单位向量作为顶点法线;步骤4.5、建立顶点纹理坐标;在绘制洪水模型三角网格图元方法函数中,将三角单元的UV坐标系映射到XYZ坐标系的XY平面上,然后通过映射后的UV向量控制每个三角网格图元表面洪水纹理的流向;步骤4.6、建立顶点颜色;在绘制洪水模型三角网格图元方法函数中,通过设置顶点颜色数组来为网格的每个顶点定义颜色;步骤4.7、绘制三角网格图元;在绘制洪水模型三角网格图元方法函数中,将网格顶点数组、顶点索引数组、顶点法线数组、顶点纹理坐标数组、顶点颜色数组作为参数,传入洪水角色类程序化网格组件的创建网格部件方法中,从而实现海量三角网格图元的绘制;步骤五:在洪水角色类中构建渲染洪水水文特征和洪水流态方法;具体包括以下步骤:步骤5.1、在洪水角色类中新建渲染洪水水文特征和洪水流态方法函数;步骤5.2、用UE5编辑器创建顶点着色材质;通过使用网格顶点颜色信息来影响渲染效果;步骤5.3、用UE5编辑器创建洪水流态材质;使用UE5的流量图来模拟洪水流动的效果,利用顶点纹理坐标来控制流动的方向,从而使不同三角网格单元具有各自的流动状态,连续相邻的三角网格单元将整体呈现出回流、汇聚流、分叉流、漫滩流、紊流的流态效果;步骤5.4、应用洪水表面特效材质;在渲染洪水水文特征和洪水流态方法函数中,调用洪水角色类程序化网格组件的设置材质函数,实现洪水表面特效材质的应用;步骤5.5、创建流速流向三维箭头;在渲染洪水水文特征和洪水流态方法函数中,调用洪水角色类实例化静态网格体组件的添加实例方法,将设置过位置、缩放、旋转状态后的三维空间变换矩阵作为参数传入该方法,实现所有网格节点上流速流向三维箭头的创建;步骤5.6、创建水下视觉效果;用UE5编辑器在洪水表面与水下地形之间创建后处理体积,修改后处理体积的泛光、景深、色调、波动参数,实现水下视觉效果模拟,从而增强水深的拟真感受;步骤六:解析网格节点和三角单元GeoJSON数据,将解析结果作为参数传入洪水角色类实例化对象的绘制洪水模型三角网格图元方法与渲染洪水水文特征和洪水流态方法,实现洪水模型预加载与预渲染,用逐帧动画的方式实现数字孪生洪水淹没过程动态仿真。
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