本發(fā)明公開一種數字孿生桌面應用構建的方法,涉及數字孿生。

背景技術：

1、數字孿生以數據驅動為核心，全面呈現物理實體的全生命周期過程，已然成為現實與虛擬世界實現高效互聯互通的重要基礎技術，有力推動數字經濟與工業(yè)制造、城市管理等實體經濟深度融合發(fā)展。

2、數字孿生桌面應用程序的構建在數字孿生技術的發(fā)展與應用中占據著至關重要的地位。數字孿生桌面應用主要涵蓋虛擬空間場景應用程序以及數據分析可視化應用程序。伴隨技術的持續(xù)進步，數字孿生虛擬空間場景應用程序的引擎技術可劃分為基于webgl的輕量化引擎與基于游戲引擎的重量級引擎這兩類。數字孿生基于游戲引擎的應用構建，存在一些問題，比如：

3、其一，采用基于chromium內核的類web瀏覽器渲染引擎插件，將web應用嵌入數字孿生桌面應用中。通過頁面透傳技術，將鼠標鍵盤等操作事件在透明窗口區(qū)域傳遞至數字孿生桌面應用程序，這種方式集成過程復雜，技術架構混雜，不利于業(yè)務擴展。同時，受chromium內核加載web頁面的限制，加載頁面后會拖慢場景應用程序畫面幀率，部分媒體資源無法播放或播放卡頓，導致性能和體驗效果欠佳。

4、其二，基于游戲引擎的用戶界面開發(fā)包，開發(fā)簡易的數值指標表達。這種方式在數據通信接口發(fā)起大量網絡請求后容易造成線程積壓，難以確保應用程序性能。

5、其三，基于webrtc的交互式媒體技術，將數字孿生場景應用程序的畫面通過窗口捕獲、視頻編碼、視頻壓縮、網絡傳輸等流程實時傳送到web應用中。這種方式因依賴網絡、視頻編解碼等制約因素，會出現場景應用畫面幀率抖動、場景應用畫面清晰度不穩(wěn)定、輸入設備操作不便等問題，對于場景展示效果不佳。

技術實現思路

1、本發(fā)明針對現有技術的問題，提供一種數字孿生桌面應用構建的方法，有效解決數字孿生桌面應用程序響應性能差、場景程序畫面幀率抖動嚴重、畫面分辨率顯示不清晰等、技術架構混亂等問題，更好的釋放技術價值，提高數字孿生桌面應用程序的構建效率。

2、本發(fā)明提出的具體方案是：

3、本發(fā)明提供一種數字孿生桌面應用構建的方法，建立數字孿生桌面應用構建系統，所述數字孿生桌面應用構建系統包括桌面應用構建模塊、修改模塊、監(jiān)聽模塊、窗口設置模塊、操控模塊，

4、通過數字孿生桌面應用構建系統構建數字孿生桌面應用，包括：

5、步驟1：通過修改模塊修改桌面應用構建模塊的配置文件，使桌面應用構建模塊獲取到數字孿生桌面應用的啟動程序路徑和數據可視化頁面的網絡訪問地址，并配置應用調度服務的監(jiān)聽端口，

6、步驟2：通過桌面應用構建模塊讀取配置，以子進程方式喚起應用調度服務，等待應用調度服務啟動成功后返回進程id，

7、步驟3：通過桌面應用構建模塊啟動一個基于瀏覽器的新桌面窗口，通過數據可視化頁面的網絡訪問地址加載頁面，并寫入預加載腳本，

8、步驟4：通過監(jiān)聽模塊根據預加載腳本對數據可視化頁面中的鼠標操作注冊監(jiān)聽事件，通過監(jiān)聽數據可視化頁面的鼠標事件實現對數字孿生桌面應用的操作，

9、步驟5：通過桌面應用構建模塊以子進程方式調用數字孿生桌面應用的啟動程序，啟動數字孿生桌面應用，并保存數字孿生桌面應用的進程id，并將數字孿生桌面應用注冊到應用調度服務上，

10、步驟6：通過桌面應用構建模塊將數據可視化頁面注冊到應用調度服務，并監(jiān)聽應用調度服務消息，若應用調度服務提示數字孿生桌面應用已注冊，則數據可視化頁面主動發(fā)起webrtc通信連接建立請求，通過應用調度服務轉發(fā)給數字孿生桌面應用，雙方建立點對點連接，

11、步驟7：數字孿生桌面應用通過窗口設置模塊利用窗口句柄獲取數據可視化頁面的桌面窗口，使用操作系統api將桌面窗口設置為數字孿生桌面應用的子窗口，

12、步驟8：通過操控模塊操作數據可視化頁面的按鈕時，數據可視化頁面以建立的webrtc點對點連接通信信道向數字孿生桌面應用發(fā)送請求報文，通過數字孿生桌面應用接收到請求報文后，根據報文類型進行對應響應，進行數據可視化頁面對數字孿生桌面應用的操控，

13、步驟9：通過桌面應用構建模塊根據數據可視化頁面和數字孿生桌面應用的進程id，監(jiān)聽數字孿生桌面應用或數據可視化界面的桌面窗口程序的退出事件，當兩者之一退出時，關閉另一個程序的進程，保證數字孿生桌面應用的一致性。

14、進一步，所述的一種數字孿生桌面應用構建的方法的步驟4中通過監(jiān)聽模塊監(jiān)聽數據可視化頁面鼠標事件實現對數字孿生桌面應用的操作，包括：通過鼠標事件中點擊數據可視化頁面的退出按鈕退出數字孿生桌面應用，

15、通過鼠標事件中鼠標移入某區(qū)域時禁止透傳到數字孿生場景，避免鼠標在數據可視化頁面的操作影響數字孿生場景。

16、進一步，所述的一種數字孿生桌面應用構建的方法的步驟7數字孿生桌面應用通過窗口設置模塊監(jiān)聽自身窗口大小變化，當窗口大小發(fā)生變化時，通過操作系統api和窗口句柄動態(tài)修改數據可視化頁面的窗口尺寸，使兩者窗口始終保持嵌入關系，子窗口始終繼承父窗口的屏幕適配邏輯，用于多種屏幕分辨率的適配。

17、進一步，所述的一種數字孿生桌面應用構建的方法的步驟8中通過操控模塊進行數據可視化頁面對數字孿生桌面應用的操控，包括：對數字孿生桌面應用的場景的時間天氣進行顯示隱藏，改變數字孿生桌面應用的場景視角，以及對數字孿生桌面應用的模型進行顯示隱藏。

18、本發(fā)明還提供一種數字孿生桌面應用構建系統，包括桌面應用構建模塊、修改模塊、監(jiān)聽模塊、窗口設置模塊、操控模塊，

19、修改模塊修改桌面應用構建模塊的配置文件，使桌面應用構建模塊獲取到數字孿生桌面應用的啟動程序路徑和數據可視化頁面的網絡訪問地址，并配置應用調度服務的監(jiān)聽端口，

20、桌面應用構建模塊讀取配置，以子進程方式喚起應用調度服務，等待應用調度服務啟動成功后返回進程id，

21、桌面應用構建模塊啟動一個基于瀏覽器的新桌面窗口，通過數據可視化頁面的網絡訪問地址加載頁面，并寫入預加載腳本，

22、監(jiān)聽模塊根據預加載腳本對數據可視化頁面中的鼠標操作注冊監(jiān)聽事件，通過監(jiān)聽數據可視化頁面的鼠標事件實現對數字孿生桌面應用的操作，

23、桌面應用構建模塊以子進程方式調用數字孿生桌面應用的啟動程序，啟動數字孿生桌面應用，并保存數字孿生桌面應用的進程id，并將數字孿生桌面應用注冊到應用調度服務上，

24、桌面應用構建模塊將數據可視化頁面注冊到應用調度服務，并監(jiān)聽應用調度服務消息，若應用調度服務提示數字孿生桌面應用已注冊，則數據可視化頁面主動發(fā)起webrtc通信連接建立請求，通過應用調度服務轉發(fā)給數字孿生桌面應用，雙方建立點對點連接，

25、數字孿生桌面應用通過窗口設置模塊利用窗口句柄獲取數據可視化頁面的桌面窗口，使用操作系統api將桌面窗口設置為數字孿生桌面應用的子窗口，

26、通過操控模塊操作數據可視化頁面的按鈕時，數據可視化頁面以建立的webrtc點對點連接通信信道向數字孿生桌面應用發(fā)送請求報文，通過數字孿生桌面應用接收到請求報文后，根據報文類型進行對應響應，進行數據可視化頁面對數字孿生桌面應用的操控，

27、桌面應用構建模塊根據數據可視化頁面和數字孿生桌面應用的進程id，監(jiān)聽數字孿生桌面應用或數據可視化界面的桌面窗口程序的退出事件，當兩者之一退出時，關閉另一個程序的進程，保證數字孿生桌面應用的一致性。

28、進一步，所述的一種數字孿生桌面應用構建系統的監(jiān)聽模塊監(jiān)聽數據可視化頁面鼠標事件實現對數字孿生桌面應用的操作，包括：通過鼠標事件中點擊數據可視化頁面的退出按鈕退出數字孿生桌面應用，

29、通過鼠標事件中鼠標移入某區(qū)域時禁止透傳到數字孿生場景，避免鼠標在數據可視化頁面的操作影響數字孿生場景。

30、進一步，所述的一種數字孿生桌面應用構建系統的數字孿生桌面應用通過窗口設置模塊監(jiān)聽自身窗口大小變化，當窗口大小發(fā)生變化時，通過操作系統api和窗口句柄動態(tài)修改數據可視化頁面的窗口尺寸，使兩者窗口始終保持嵌入關系，子窗口始終繼承父窗口的屏幕適配邏輯，用于多種屏幕分辨率的適配。

31、進一步，所述的一種數字孿生桌面應用構建系統的操控模塊進行數據可視化頁面對數字孿生桌面應用的操控，包括：對數字孿生桌面應用的場景的時間天氣進行顯示隱藏，改變數字孿生桌面應用的場景視角，以及對數字孿生桌面應用的模型進行顯示隱藏。

32、本發(fā)明的有益之處是：

33、針對當前基于游戲引擎的數字孿生應用程序構建方法存在的問題做出改進和優(yōu)化，避免了現有媒體流式推送方式因網絡、視頻編碼而引起的媒體流幀率抖動等不可控問題；針對游戲引擎使用的數據可視化開發(fā)包和基于chromium內核的web瀏覽器資源渲染插件產生的大量網絡請求出現線程積壓導致的大數據量交互的數據可視化分析場景下場景幀率降低和部分媒體資源不可用問題，本方法將基于游戲引擎的數字孿生場景和數據可視化部分模塊分離，使游戲引擎專注于數字孿生場景的渲染，數據可視化部分交給更適應多網絡請求和大數據可視化場景的原生瀏覽器去做，從而避免上述問題的出現，提高數字孿生應用程序的穩(wěn)定性。模塊的分離也使得應用程序的架構更加清晰，易于擴展。