一種基于數(shù)字孿生展示的渲染方法和系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本申請(qǐng)實(shí)施例涉及數(shù)字孿生技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種基于數(shù)字孿生展示的渲染方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)
[0002] 隨著數(shù)字孿生技術(shù)的迅速發(fā)展,其在智慧城市、智能制造、智能醫(yī)療等領(lǐng)域展現(xiàn)出了巨大的潛力。數(shù)字孿生不僅能夠高精度地模擬現(xiàn)實(shí)世界的物理實(shí)體,還能夠通過(guò)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)反饋,實(shí)現(xiàn)物理世界與虛擬世界的雙向互動(dòng),極大地提升了決策支持、遠(yuǎn)程監(jiān)控和預(yù)測(cè)分析的能力。然而,隨著數(shù)字孿生模型復(fù)雜度的提升,尤其是大規(guī)模場(chǎng)景的實(shí)時(shí)渲染成為了一項(xiàng)技術(shù)挑戰(zhàn)。
[0003] 傳統(tǒng)的渲染方法往往依賴于固定的渲染策略,例如統(tǒng)一的分辨率、紋理質(zhì)量和光照效果,這種“一刀切”的方式在面對(duì)復(fù)雜多變的數(shù)字孿生場(chǎng)景時(shí)顯得力不從心,容易造成渲染資源浪費(fèi)或不足。
發(fā)明內(nèi)容
[0004] 本申請(qǐng)實(shí)施例提供一種基于數(shù)字孿生展示的渲染方法和系統(tǒng),用以解決上述背景技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題。
[0005] 第一方面,本申請(qǐng)實(shí)施例中提供了一種基于數(shù)字孿生展示的渲染方法,包括:確定待展示區(qū)域,對(duì)所述待展示區(qū)域進(jìn)行網(wǎng)格劃分,得到多個(gè)網(wǎng)格;將所述多個(gè)網(wǎng)格分配至資源池中的可用設(shè)備,以使所述可用設(shè)備利用完成訓(xùn)練的強(qiáng)化學(xué)習(xí)模型,確定出每個(gè)網(wǎng)格對(duì)應(yīng)的最優(yōu)渲染策略,其中,所述可用設(shè)備包括:本地計(jì)算機(jī)、工作站、邊緣服務(wù)器和云端GPU集群;利用每個(gè)網(wǎng)格對(duì)應(yīng)的最優(yōu)渲染策略對(duì)所述多個(gè)網(wǎng)格進(jìn)行渲染,得到渲染后的多個(gè)網(wǎng)格;
對(duì)所述渲染后的多個(gè)網(wǎng)格進(jìn)行整合,得到渲染后的待展示區(qū)域。
[0006] 進(jìn)一步的,所述完成訓(xùn)練的強(qiáng)化學(xué)習(xí)模型的訓(xùn)練過(guò)程如下:獲取所述可用設(shè)備的歷史渲染數(shù)據(jù),其中,渲染數(shù)據(jù)包括:場(chǎng)景復(fù)雜度評(píng)分,用戶滿意度評(píng)分,渲染效率指標(biāo)和系統(tǒng)資源利用率;對(duì)所述歷史渲染數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理,得到歷史渲染數(shù)據(jù)時(shí)間序列,其中,所說(shuō)預(yù)處理包括:數(shù)據(jù)清洗,標(biāo)準(zhǔn)化處理和特征工程處理;利用所述歷史渲染數(shù)據(jù)時(shí)間序列,對(duì)強(qiáng)化學(xué)習(xí)模型進(jìn)行訓(xùn)練,得到完成訓(xùn)練的強(qiáng)化學(xué)習(xí)模型。
[0007] 進(jìn)一步的,獲取歷史渲染數(shù)據(jù),包括:
[0008] 獲取場(chǎng)景復(fù)雜度參數(shù),并利用所述場(chǎng)景復(fù)雜度參數(shù),計(jì)算出所述場(chǎng)景復(fù)雜度評(píng)分,其中,所述場(chǎng)景復(fù)雜度參數(shù)包括:物體數(shù)量,光源數(shù)量和用戶關(guān)注區(qū)域的大小;
[0009] 所述場(chǎng)景復(fù)雜度評(píng)分的計(jì)算公式為:
[0010] ;
[0011] 其中, 為所述場(chǎng)景復(fù)雜度評(píng)分, 至 為權(quán)重值, 為所述物體數(shù)量,
為所述光源數(shù)量, 為所述用戶關(guān)注區(qū)域的大小, 為用戶與展示區(qū)域之間的交互距離,為衰減因子,為常數(shù)項(xiàng);
[0012] 獲取用戶滿意度參數(shù),并利用所述用戶滿意度參數(shù),計(jì)算出所述用戶滿意度評(píng)分,其中,所述用戶滿意度參數(shù)包括:?jiǎn)柧頋M意度評(píng)分,平均使用時(shí)長(zhǎng)和重復(fù)訪問(wèn)次數(shù);
[0013] 所述用戶滿意度評(píng)分的計(jì)算公式為:
[0014] ? ;
[0015] 其中, 為所述用戶滿意度評(píng)分, , 和 為權(quán)重, 為所述問(wèn)卷滿意度評(píng)分,為所述均使用時(shí)長(zhǎng), 為所述重復(fù)訪問(wèn)次數(shù);
[0016] 獲取渲染效率指標(biāo)參數(shù),并利用所述渲染效率指標(biāo)參數(shù),計(jì)算出所述渲染效率指標(biāo),其中,所述渲染效率指標(biāo)參數(shù)包括:幀率,平均渲染時(shí)間和延遲;
[0017] 所述渲染效率指標(biāo)的計(jì)算公式為:
[0018] ;
[0019] 其中,為所述渲染效率指標(biāo), 至 為權(quán)重值;
[0020] 獲取系統(tǒng)資源利用率參數(shù),并利用所述系統(tǒng)資源利用率參數(shù),計(jì)算出所述系統(tǒng)資源利用率,其中,所述系統(tǒng)資源利用率參數(shù)包括:?GPU?使用率,CPU使用率和內(nèi)存占用;
[0021] 所述系統(tǒng)資源利用率的計(jì)算公式為:
[0022] ;
[0023] 其中, 為所述系統(tǒng)資源利用率, 為所述系統(tǒng)資源利用率參數(shù)的總數(shù), 為個(gè)系統(tǒng)資源利用率參數(shù)。
[0024] 進(jìn)一步的,利用所述歷史渲染數(shù)據(jù)時(shí)間序列,對(duì)強(qiáng)化學(xué)習(xí)模型進(jìn)行訓(xùn)練,得到完成訓(xùn)練的強(qiáng)化學(xué)習(xí)模型,包括:定義所述歷史渲染數(shù)據(jù)時(shí)間序列組成的向量作為狀態(tài)空間,以及定義調(diào)整渲染參數(shù)作為動(dòng)作空間,其中,所述渲染參數(shù)至少包括:分辨率、紋理質(zhì)量和陰影細(xì)節(jié);利用所述狀態(tài)空間和所述動(dòng)作空間,對(duì)所述強(qiáng)化學(xué)習(xí)模型進(jìn)行訓(xùn)練,得到完成訓(xùn)練的強(qiáng)化學(xué)習(xí)模型。
[0025] 進(jìn)一步的,所述強(qiáng)化學(xué)習(xí)模型的獎(jiǎng)勵(lì)函數(shù)為:
[0026] ;
[0027] 其中, 為時(shí)間步 的獎(jiǎng)勵(lì)值, , 和 為權(quán)重值, ,
和 分別為時(shí)間 對(duì)應(yīng)的用戶滿意度評(píng)分,渲染效率指標(biāo)和系統(tǒng)資源利用率
的非線性轉(zhuǎn)換函數(shù), 為時(shí)間 對(duì)于上一時(shí)間步的動(dòng)作變化量, 為懲罰系數(shù),
為隨時(shí)間衰減的懲罰項(xiàng),和 分別控制懲罰的初始強(qiáng)度和衰減速率。