本發(fā)明涉及云渲染，尤其涉及一種基于云渲染的物理模擬參數(shù)優(yōu)化方法。

背景技術(shù)：

1、云渲染技術(shù)為用戶提供了高效、靈活的圖像渲染服務(wù)。然而，在物理模擬領(lǐng)域，渲染任務(wù)的物理模擬參數(shù)常常需要經(jīng)過多次試驗(yàn)和調(diào)整才能達(dá)到最佳效果。傳統(tǒng)的物理模擬參數(shù)優(yōu)化方法存在處理速度慢、計(jì)算資源有限等問題。

2、因此，現(xiàn)有技術(shù)存在缺陷，需要改進(jìn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：提供一種基于云渲染的物理模擬參數(shù)優(yōu)化方法，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化、高效、可擴(kuò)展的物理模擬參數(shù)優(yōu)化過程。

2、本發(fā)明的技術(shù)方案如下：提供一種基于云渲染的物理模擬參數(shù)優(yōu)化方法，包括以下步驟。

3、s1：收集渲染任務(wù)的物理模擬參數(shù)；即通過用戶歷史提交的渲染任務(wù)中提取用戶設(shè)置最優(yōu)的物理模擬參數(shù)；

4、s2：構(gòu)建優(yōu)化模型；即基于收集到的物理模擬參數(shù)數(shù)據(jù)，使用卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建一個(gè)優(yōu)化模型。優(yōu)化模型進(jìn)行大數(shù)據(jù)量訓(xùn)練后，該優(yōu)化模型能夠基于梯度提升決策數(shù)算法來預(yù)測(cè)最佳的物理模擬參數(shù)組合。

5、s3：使用云計(jì)算平臺(tái)進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化；即將優(yōu)化模型部署到云渲染系統(tǒng)中，并利用云計(jì)算平臺(tái)進(jìn)行參數(shù)組合搜索和優(yōu)化；使用云渲染系統(tǒng)的分布式計(jì)算技術(shù)，將物理模擬參數(shù)優(yōu)化任務(wù)分解成多個(gè)子任務(wù)，在多個(gè)計(jì)算節(jié)點(diǎn)上同時(shí)進(jìn)行計(jì)算，并通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信和數(shù)據(jù)交換，提高優(yōu)化過程的效率和速度。

6、s4：應(yīng)用優(yōu)化結(jié)果；根據(jù)參數(shù)優(yōu)化的結(jié)果生成新的物理模擬參數(shù)組合，并將其應(yīng)用于渲染任務(wù)中，獲得渲染結(jié)果并進(jìn)行記錄；根據(jù)實(shí)際的渲染結(jié)果進(jìn)行評(píng)估，對(duì)比優(yōu)化結(jié)果前后的渲染效果和質(zhì)量；若通過使用優(yōu)化后的參數(shù)組合，渲染結(jié)果得到了改善和優(yōu)化，則繼續(xù)進(jìn)行迭代和調(diào)優(yōu)，即進(jìn)一步優(yōu)化參數(shù)組合，重復(fù)步驟s1-s4。

7、進(jìn)一步地，在步驟s1中，所述物理模擬參數(shù)包括：重力、摩擦力、彈性。

8、進(jìn)一步地，所述步驟s2的具體步驟為：s21：特征提取和數(shù)據(jù)預(yù)處理，對(duì)于物體的質(zhì)量參數(shù)，可以提取其取值范圍、統(tǒng)計(jì)特征如均值和方差，通過編碼為虛擬變量來表示離散的質(zhì)量級(jí)別。s22：優(yōu)化模型架構(gòu)設(shè)計(jì)，基于收集到的物理模擬參數(shù)數(shù)據(jù)和預(yù)處理后的特征，構(gòu)建卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(cnn)模型，采用常見的cnn架構(gòu)，根據(jù)預(yù)測(cè)的目標(biāo)和具體問題設(shè)計(jì)。s23：將準(zhǔn)備好的數(shù)據(jù)集分為訓(xùn)練集和驗(yàn)證集，采用交叉驗(yàn)證等技術(shù)來評(píng)估優(yōu)化模型的性能；使用訓(xùn)練集訓(xùn)練優(yōu)化模型，并基于驗(yàn)證集的結(jié)果進(jìn)行優(yōu)化模型調(diào)優(yōu)。s24：使用測(cè)試集來評(píng)估訓(xùn)練好的優(yōu)化模型的性能；比較優(yōu)化模型預(yù)測(cè)的物理模擬參數(shù)組合和真實(shí)結(jié)果之間的差異，評(píng)估優(yōu)化模型的準(zhǔn)確度和穩(wěn)定性；根據(jù)評(píng)估結(jié)果，可以對(duì)優(yōu)化模型進(jìn)行進(jìn)一步的調(diào)優(yōu)。調(diào)優(yōu)指的是對(duì)優(yōu)化模型進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化。

9、進(jìn)一步地，所述數(shù)據(jù)預(yù)處理包括歸一化、平滑化操作，以確保模型訓(xùn)練的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。

10、進(jìn)一步地，在步驟s3中，使用云渲染系統(tǒng)的分布式計(jì)算技術(shù)，將物理模擬參數(shù)優(yōu)化任務(wù)分解成多個(gè)子任務(wù)，在多個(gè)計(jì)算節(jié)點(diǎn)上同時(shí)進(jìn)行計(jì)算，并通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信和數(shù)據(jù)交換，提高優(yōu)化過程的效率和速度。

11、進(jìn)一步地，所述步驟s3的具體步驟為：s31：部署優(yōu)化模型，將訓(xùn)練好的優(yōu)化模型部署到云渲染系統(tǒng)中；在云渲染系統(tǒng)上創(chuàng)建一個(gè)虛擬機(jī)實(shí)例或容器來承載優(yōu)化模型，確保優(yōu)化模型可以在云環(huán)境中準(zhǔn)備好運(yùn)行，并與其他組件和服務(wù)進(jìn)行通信；s32：將物理模擬參數(shù)優(yōu)化任務(wù)劃分為多個(gè)子任務(wù)；根據(jù)物理模擬參數(shù)優(yōu)化任務(wù)的復(fù)雜度和云計(jì)算平臺(tái)的可用性，采用遺傳算法或粒子群優(yōu)化算法將參數(shù)空間劃分為多個(gè)子空間，每個(gè)子空間是一個(gè)參數(shù)組合集合，代表一個(gè)子任務(wù)；s33：在云渲染系統(tǒng)中，利用分布式計(jì)算技術(shù)，將子任務(wù)分配給不同的計(jì)算節(jié)點(diǎn)；每個(gè)計(jì)算節(jié)點(diǎn)使用云計(jì)算平臺(tái)進(jìn)行物理模擬參數(shù)優(yōu)化計(jì)算；節(jié)點(diǎn)之間通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信和數(shù)據(jù)交換，共享參數(shù)和結(jié)果等信息；可以使用消息傳遞接口(messagepassing?interface，mpi)或其他通信協(xié)議來實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)之間的通信；s34：在云渲染系統(tǒng)中，使用任務(wù)調(diào)度算法和資源管理算法，對(duì)不同的計(jì)算節(jié)點(diǎn)進(jìn)行調(diào)度和資源分配；根據(jù)每個(gè)計(jì)算節(jié)點(diǎn)的可用資源和任務(wù)優(yōu)先級(jí)，確定任務(wù)的執(zhí)行順序和資源分配方式，以提高任務(wù)處理效率和整體性能；s35：當(dāng)所有子任務(wù)完成計(jì)算后，集中收集和合并優(yōu)化結(jié)果；在云渲染系統(tǒng)中，將各個(gè)計(jì)算節(jié)點(diǎn)的優(yōu)化結(jié)果進(jìn)行匯總和整合；根據(jù)得到的優(yōu)化結(jié)果，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和結(jié)果評(píng)估；比較各個(gè)子任務(wù)的結(jié)果，找到最佳的物理模擬參數(shù)組合。

12、進(jìn)一步地，所述步驟s4的具體步驟為：s41：根據(jù)優(yōu)化結(jié)果，使用生成算法生成新的物理模擬參數(shù)組合；s42：將生成的新的物理模擬參數(shù)組合應(yīng)用于渲染任務(wù)中；根據(jù)實(shí)際情況，將新的物理模擬參數(shù)組合應(yīng)用于相關(guān)的物理模擬引擎或軟件平臺(tái)；s43：根據(jù)應(yīng)用優(yōu)化后的參數(shù)組合，執(zhí)行渲染任務(wù)并生成渲染結(jié)果；對(duì)比優(yōu)化結(jié)果前后的渲染效果和質(zhì)量，進(jìn)行結(jié)果評(píng)估；s44：根據(jù)渲染效果的評(píng)估結(jié)果，進(jìn)行迭代和調(diào)優(yōu)；如果渲染效果進(jìn)一步改善，繼續(xù)優(yōu)化參數(shù)組合，重復(fù)前面的步驟s1-s4；s45：記錄并存儲(chǔ)每次優(yōu)化后生成的參數(shù)組合和其對(duì)應(yīng)的渲染結(jié)果。

13、進(jìn)一步地，在步驟s41中，根據(jù)優(yōu)化得到的最佳參數(shù)值生成新的組合，或者根據(jù)參數(shù)的概率分布生成新的隨機(jī)組合；確保生成的參數(shù)組合包含優(yōu)化結(jié)果集合中的最佳參數(shù)值和其他可能的有效參數(shù)組合；在步驟s43中，使用可視化工具和圖像質(zhì)量指標(biāo)psnr評(píng)估指標(biāo)來分析優(yōu)化結(jié)果的改進(jìn)程度。

14、進(jìn)一步地，在步驟s44中，繼續(xù)優(yōu)化參數(shù)組合為通過嘗試不同的參數(shù)組合和調(diào)整策略，以獲得更滿意的渲染效果。

15、進(jìn)一步地，在步驟s45中，建立一個(gè)參數(shù)組合和渲染效果的數(shù)據(jù)庫，便于管理和跟蹤不同優(yōu)化結(jié)果的差異及變化。

16、本發(fā)明與現(xiàn)有的技術(shù)方案相比，具有以下技術(shù)效果：

17、1、通過利用云計(jì)算資源和優(yōu)化模型，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化、高效、可擴(kuò)展的物理模擬參數(shù)優(yōu)化過程。

18、2、大幅度縮短物理模擬參數(shù)優(yōu)化的時(shí)間，提高渲染任務(wù)的效果和質(zhì)量。

19、3、可適用于大規(guī)模渲染任務(wù)和復(fù)雜物理場(chǎng)景。

20、采用上述方案，本發(fā)明提供一種基于云渲染的物理模擬參數(shù)優(yōu)化方法，通過利用云計(jì)算平臺(tái)和優(yōu)化模型，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化、高效、可擴(kuò)展的物理模擬參數(shù)優(yōu)化過程。本發(fā)明的方法可以大幅度縮短物理模擬參數(shù)優(yōu)化的時(shí)間，提高渲染任務(wù)的效果和質(zhì)量。同時(shí)，本發(fā)明的方法還可適用于大規(guī)模渲染任務(wù)和復(fù)雜物理場(chǎng)景，具有廣泛的應(yīng)用前景和商業(yè)價(jià)值。

技術(shù)特征：

1.一種基于云渲染的物理模擬參數(shù)優(yōu)化方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于云渲染的物理模擬參數(shù)優(yōu)化方法，其特征在于，在步驟s1中，所述物理模擬參數(shù)包括：重力、摩擦力、彈性。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于云渲染的物理模擬參數(shù)優(yōu)化方法，其特征在于，所述步驟s2的具體步驟為：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于云渲染的物理模擬參數(shù)優(yōu)化方法，其特征在于，所述數(shù)據(jù)預(yù)處理包括歸一化、平滑化操作。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于云渲染的物理模擬參數(shù)優(yōu)化方法，其特征在于，在步驟s3中，使用云渲染系統(tǒng)的分布式計(jì)算技術(shù)，將物理模擬參數(shù)優(yōu)化任務(wù)分解成多個(gè)子任務(wù)，在多個(gè)計(jì)算節(jié)點(diǎn)上同時(shí)進(jìn)行計(jì)算，并通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信和數(shù)據(jù)交換。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于云渲染的物理模擬參數(shù)優(yōu)化方法，其特征在于，所述步驟s3的具體步驟為：

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于云渲染的物理模擬參數(shù)優(yōu)化方法，其特征在于，所述步驟s4還包括：根據(jù)實(shí)際的渲染結(jié)果進(jìn)行評(píng)估，對(duì)比優(yōu)化結(jié)果前后的渲染效果和質(zhì)量；若通過使用優(yōu)化后的參數(shù)組合，渲染結(jié)果得到了改善和優(yōu)化，則繼續(xù)進(jìn)行迭代和調(diào)優(yōu)，即進(jìn)一步優(yōu)化參數(shù)組合，重復(fù)步驟s1-s4。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種基于云渲染的物理模擬參數(shù)優(yōu)化方法，其特征在于，所述步驟s4的具體步驟為：

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種基于云渲染的物理模擬參數(shù)優(yōu)化方法，其特征在于，在步驟s41中，根據(jù)優(yōu)化得到的最佳參數(shù)值生成新的組合，或者根據(jù)參數(shù)的概率分布生成新的隨機(jī)組合；確保生成的參數(shù)組合包含優(yōu)化結(jié)果集合中的最佳參數(shù)值和其他可能的有效參數(shù)組合；在步驟s43中，使用可視化工具和圖像質(zhì)量指標(biāo)psnr評(píng)估指標(biāo)來分析優(yōu)化結(jié)果的改進(jìn)程度；在步驟s44中，繼續(xù)優(yōu)化參數(shù)組合為通過嘗試不同的參數(shù)組合和調(diào)整策略。

10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種基于云渲染的物理模擬參數(shù)優(yōu)化方法，其特征在于，在步驟s45中，建立一個(gè)參數(shù)組合和渲染效果的數(shù)據(jù)庫。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開一種基于云渲染的物理模擬參數(shù)優(yōu)化方法，包括以下步驟：S1：收集渲染任務(wù)的物理模擬參數(shù)；S2：構(gòu)建優(yōu)化模型；S3：使用云計(jì)算平臺(tái)進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化；S4：應(yīng)用優(yōu)化結(jié)果；根據(jù)參數(shù)優(yōu)化的結(jié)果生成新的物理模擬參數(shù)組合，并將其應(yīng)用于渲染任務(wù)中。本發(fā)明通過利用云計(jì)算平臺(tái)和優(yōu)化模型，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化、高效、可擴(kuò)展的物理模擬參數(shù)優(yōu)化過程。本發(fā)明的方法可以大幅度縮短物理模擬參數(shù)優(yōu)化的時(shí)間，提高渲染任務(wù)的效果和質(zhì)量。同時(shí)，本發(fā)明的方法還可適用于大規(guī)模渲染任務(wù)和復(fù)雜物理場(chǎng)景，具有廣泛的應(yīng)用前景和商業(yè)價(jià)值。

技術(shù)研發(fā)人員：肖銳,鄒瓊,高斌,周雙全
受保護(hù)的技術(shù)使用者：深圳市瑞云科技股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/10