(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210135838.6 (22)申请日 2022.02.14 (71)申请人 同恩 （上海） 工程 技术有限公司 地址 200433 上海市杨 浦区国泰路1 1号 703-704室 (72)发明人 吴俊　王磊　李璐　 (74)专利代理 机构 广州中坚知识产权代理事务 所(特殊普通 合伙) 44515 专利代理师 金茜 (51)Int.Cl. G06F 8/38(2018.01) G06F 8/30(2018.01) G06F 9/448(2018.01) G06F 9/451(2018.01) G06T 19/20(2011.01)H04L 67/02(2022.01) H04L 67/141(2022.01) H04L 69/16(2022.01) (54)发明名称 一种基于云原生的工程图形交 互系统 (57)摘要 本发明提供了一种基于云原生的工程图形 交互系统， 其包括如下单元： 前端图形交互系统 和后端数据服务系统； 前段图形交互系统运行于 浏览器中， 并调用 浏览器提供的标准WebGL图形 接口， 所述前端系统和后端数据服务系统通过 Websocket保持长连接， 分布式的后端数据服务 每一个端口均维护了一个Websocket连接池； 所 述协同服务在接收到数据包后， 向消息队列发送 广播消息， 所述广播消息包括JSON数据包和图形 空间UUID； 以及所述图形服务用于在接收到广播 消息后， 根据广播消息中的 图形空间UUID查找与 所述图形服务的所有Websocket连接， 并向满足 匹配相同的图形空间UUID推送所述广播消息中 的JSON数据包。 权利要求书2页 说明书10页 附图3页 CN 114546382 A 2022.05.27 CN 114546382 A 1.一种基于云原生的工程图形交 互系统， 其包括如下 单元： 前端图形交 互系统和后端数据服 务系统； 前段图形交互系 统运行于浏览器中， 并调用浏览器提供的标准WebGL 图形接口， 包括： 调度器， 视口层， 一级控制器， 二级控制器， 模型层， 着色器层， 全局事 件驱动器； 其中调度器用于初始化 一级调度器， 管理系统变量， 协调一级控制器之间的配合； 全局事件驱动器用于在一级控制器和二级控制器之间进行信号传递和资源的调度； 一级调度器用于控制图形系统中从初始到结束全过程均需要参与的功能， 包括命令控 制器， 选择控制器， 视图控制器， 夹点控制器， 极轴追踪控制器， 正交控制器， 光标控制器， 历 史控制器， 捕捉控制器； 二级调度器用于随用户点击按钮或输入命令后临时启用并用完即关闭的功能， 包括创 建图元， 编辑图元； 视口层用于控制图形视口 的渲染； 模型层用于进行图元造型的存 储以及渲染的方法， 并且所述模型层封装了着色器层； 着色器层是直接与WebGL交互的层级， 提供WebGL渲染需要的着色器文本， 对上述模型 层的操作最后均通过生成不同的着色器文本实现渲染效果； 后端数据服务系统包括： 图形服务， 协同服务； 所述图形服务实现分布式的图形数据接 口服务， 用于接收、 存储、 发送JSON格式图形数据包； 所述前端系统和后端数据服务系统通 过Websocket保持长连接， 分布式的后端数据服务每一个端口均维护了一个Websocket连接 池； 所述协同服务在接收到数据包后， 向消息队列发送广播消息， 所述广播消息包括 JSON数 据包和图形空间UUID； 以及所述图形服务用于在接收到广播消息后， 根据广播消息中的图 形空间UUID查找与所述图形服务的所有Websocket连接， 并向满足匹配相同的图形空间 UUID推送所述广播消息中的JSON数据包。 2.根据权利要求1所述的系统， 所述一级调度器包括： 命令控制器， 选择控制器， 视图控 制器， 夹点控制器， 极轴追踪控制器， 正交控制器， 光标控制器， 历史控制器， 捕捉控制器； 视图控制器通过矩阵和四元数的变换算法， 修改视口相机的位置和视线， 实现三维图 形空间的视图旋转、 平 移和缩放控制； 选择控制器通过记录鼠标在正则化屏幕坐标的角点位置， 生成沿视线贯穿图形空间的 6面视锥体， 并计算视锥体和各类图元 的交叉命中判断， 从而实现图元的单选、 正反框选拾 取控制； 捕捉控制器在正则化屏幕坐标系下判断鼠标位置和空间内所有顶点的欧式距离， 并设 置捕捉阈值， 当鼠标位置与最近点距离小于该阈值时， 将鼠标坐标强制设为捕捉 点； 夹点控制器， 用于管理和控制图元选中时显示的编辑夹点， 可以对图元进行平移和拉 伸操作； 历史控制器， 用于管理历史图形 数据更新指令； 命令控制器采用插 件式命令控制器 体系实现了 CAD命令交 互模块； 正交控制器， 用于控制图形绘制过程中始终保持线条与坐标系 轴平行； 光标控制器， 用于控制图形绘制过程中的光标切换； 极轴追踪控制器， 用于控制图形绘制过程中相对于坐标系 轴特定角度方向的捕捉。 3.根据权利要求1所述的系统， 所述后端数据服务系统还包括： 文件服务、 消息服务、 用权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114546382 A 2户服务。 4.根据权利要求1所述的系统， 所述前端图形交互系统在创建图形空间时， 通过 WebSocket与后端图形服 务建立连接 。 5.根据权利要求1所述的系统， 所述基于云原生的工程图形交互系统还包括图元导入 和导出接口， 导出为本地文件时采用异步文件生成和 消息通信模式。 6.根据权利要求1所述的系统， 所述基于云原生的工程图形交互系统的图元文件分类 为图元几何、 图层、 坐标系 、 物理力学构件、 截面材 料、 约束。 7.根据权利要求1所述的系统， 模型层将着色器逻辑封装于内部， 并定义了标准图元接 口， 便于图元开 发创建， 并实现了线 段、 多段线、 圆、 圆弧、 文字、 面域、 块、 拉伸面、 拉伸体、 一 般面和一般体图元基本形式。 8.一种基于权利要求1 ‑7中的基于云原生的工程图形交互系统的图形交互方法， 其包 括如下步骤： S1： 用户在浏览器内打开基于云原生的工程图形交互系统在线网站， 创建新项目， 基于 云原生的工程图形交 互系统为该项目分配默认的图层、 字体、 坐标系； S2： 用户进入项 目后， 经由WebSocket协议与所述后端数据服务系统实时连接， 启动协 同模式； S3： 项目界面初始化前， 基于云原生的工程图形交互系统创建调度器和事件驱动 器， 在 该调度器内初始化所有一级控制器， 长存于内存中； 事件驱动器用于在一级控制器以及二 级控制器进行资源调度； S4： 界面初始化时， 基于云原生的工程图形交互系统创建视口， 包括场景、 渲染器、 相机 和窗口。 S5： 用户通过一级控制器中的命令控制器启动二级控制器进行图形创建和编辑的操 作， 并调用模型层进行图元存 储和渲染的数据准备工作； S6： 用户完成操作后， 基于云原生的工程图形交互系统将数据打包发送至后端数据服 务系统进行存 储， 并同时转发至其 他同项目内的协同用户。 9.根据权利要求8所述的方法， 当需要调用资源时， 该请求控制器成为消费者， 而提供 资源的控制器成为生产者， 请求控制器向事件驱动器发送请求信号， 由事件驱动器来负责 将信号转发给其它提供资源的控制器。 10.一种非易失性存储介质， 所述非易失性存储介质上存储有计算机程序， 其特征在 于， 所述计算机程序被处 理器执行时实现权利要求8至9中任一项所述方法的步骤。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114546382 A 3