【RealEarthStudio】应用2：数据集渲染任务管理——后端搭建

引言

计算机专业硕士在读，主要研究方向是特定目标大斜视角目标检测与定位。因为要做的是特定目标，公开数据集较少，经过多方考虑还是决定要自建数据集。最终考虑的解决方案还是Blender+Python API的方式，项目起名叫RealEarthStudio。
这系列文章主要对开发过程进行记录，方便我个人后续查看，也给相类似方向的同学提供一个思路。

【项目目录】：项目目录链接

一、主要功能

• 功能：数据集渲染任务管理——后端搭建。

• 背景：现在开始开发第二个应用，主要实现数据集渲染任务管理。

• 效果：
  

• 码云项目链接：https://gitee.com/charlsewyq/RealEarthStudio

二、实现步骤

2.1 创建App

（1）使用命令行创建App

python manage.py startapp app2_rendering_task

（2）注册App

• 在App目录下编辑apps文件：app2_rendering_task/apps.py

fromdjango.appsimportAppConfigclassApp2RenderingTaskConfig(AppConfig):default_auto_field="django.db.models.BigAutoField"name="app2_rendering_task"verbose_name="🏷️ 应用2：数据集渲染任务管理模块"

• 在主项目目录的settings.py中添加app：

INSTALLED_APPS=[...,# 我的应用'app2_rendering_task.apps.App2RenderingTaskConfig',]

（3）配置路由

• 在App目录下创建urls.py：

fromdjango.urlsimportpathfrom.importviews app_name='app2_rendering_task'urlpatterns=[# 子路由]

• 在主项目目录的urls.py修改：

fromdjango.contribimportadminfromdjango.urlsimportpath,include urlpatterns=[...# app2: 数据集渲染任务管理模块path("api/app2/",include("app2_rendering_task.urls")),]

2.2 创建Model

我想创建渲染任务Model，包含以下字段：

• 渲染ID：字符串类型，模型的唯一标识，自动生成
• 渲染时间：时间类型，上传模型的时间，根据后台时间自动记录
• 目标模型：多对多，对应目标模型Modelapp1_model_management.TargetModel
• 场景模型：多对多，对应场景模型Modelapp1_model_management.SceneModel
• 日光方位角：浮点类型，阳光照射的方位角（限制为0-360°，默认为0°）
• 日光高低角：浮点类型，阳光照射的高低角（限制为0-90°，默认为90°）
• 相机距离：JSON类型，相机距离目标模型的距离数组（限制为正值）
• 相机高低角：JSON类型，相机照射的高低角数组（限制为0-90°）
• 相机方位角间隔：浮点类型，阳光照射的方位角（限制为0-360°，默认为45°）
• 渲染图像分辨率（宽）：整型，渲染图像的宽。
• 渲染图像分辨率（高）：整型，渲染图像的宽。
• 渲染图像像素：计算属性，渲染图像的像素值。
• 模型器类别：字符串类型，渲染器类别（EEVEE或CYCLES）
• 渲染图像地址：文件地址类型，只读，用于存储渲染结果，删除数据时自动删除对应文件夹中的文件

（1）配置媒体文件地址

• 在主项目目录创建文件夹：media
• 在settings.py中添加以下内容：

MEDIA_URL='/media/'MEDIA_ROOT=os.path.join(BASE_DIR,'media')

• 配置媒体文件服务：
  在主项目目录下编辑urls.py文件：

...# 只在DEBUG模式下提供媒体文件服务ifsettings.DEBUG:urlpatterns+=static(settings.MEDIA_URL,document_root=settings.MEDIA_ROOT)

（2）创建model

还需要完成以下功能：

• 自动生成UUID，确保模型ID不重复
• 自动记录时间
• 把目标模型和
• 删除数据时同步删除模型文件
• 修改文件数据时替换模型文件

在App目录下编辑model文件：app2_rendering_task/models.py

importosimportuuidfromdjango.dbimportmodelsfromdjango.utilsimporttimezonefromdjango.core.exceptionsimportValidationErrorimportshutilfromapp1_model_management.modelsimportTargetModel,SceneModel# ====== 验证器 ======defvalidate_azimuth(value):ifnot(0<=value<=360):raiseValidationError("方位角必须在 0° 到 360° 之间。")defvalidate_elevation(value):ifnot(0<=value<=90):raiseValidationError("高低角必须在 0° 到 90° 之间。")defvalidate_positive_number_list(value):"""验证是否为正数列表"""ifnotisinstance(value,list):raiseValidationError("必须是一个列表。")foriteminvalue:ifnotisinstance(item,(int,float))oritem<=0:raiseValidationError("所有值必须是正数。")defvalidate_elevation_list(value):"""验证高低角列表 0-90"""ifnotisinstance(value,list):raiseValidationError("必须是一个列表。")foriteminvalue:ifnotisinstance(item,(int,float))ornot(0<=item<=90):raiseValidationError("所有高低角必须在 0° 到 90° 之间。")# ====== 模型 ======defrendered_result_path(instance,filename):"""场景模型上传路径"""returnos.path.join("Render",f"{instance.render_time}-{instance.render_id}")classRenderingTask(models.Model):RENDERER_CHOICES=[('EEVEE','EEVEE'),('CYCLES','Cycles'),]# 任务信息render_id=models.UUIDField("渲染ID",default=uuid.uuid4,editable=False,unique=True,help_text="渲染任务的唯一标识")render_time=models.DateTimeField(verbose_name="渲染时间",default=timezone.now)# 模型target_models=models.ManyToManyField(TargetModel,verbose_name="目标模型",blank=True,related_name="rendering_tasks")scene_models=models.ManyToManyField(SceneModel,verbose_name="场景模型",blank=True,related_name="rendering_tasks")# 日光参数sun_azimuth=models.FloatField("日光方位角",default=0.0,validators=[validate_azimuth],help_text="阳光照射的方位角（0°-360°）")sun_elevation=models.FloatField("日光高低角",default=90.0,validators=[validate_elevation],help_text="阳光照射的高低角（0°-90°）")# 相机参数camera_distances=models.JSONField("相机距离",default=list,blank=True,validators=[validate_positive_number_list],help_text="相机到目标的距离列表（正值）")camera_elevations=models.JSONField("相机高低角",default=list,blank=True,validators=[validate_elevation_list],help_text="相机高低角列表（0°-90°）")camera_rotation_step=models.FloatField("相机方位角间隔",default=45.0,validators=[validate_azimuth],help_text="相机方位角采样间隔（0°-360°）")# 渲染分辨率image_width=models.PositiveIntegerField("渲染图像分辨率（宽）",default=1920)image_height=models.PositiveIntegerField("渲染图像分辨率（高）",default=1080)# 渲染器类别renderer_type=models.CharField("渲染器类别",max_length=10,choices=RENDERER_CHOICES,default='EEVEE')# 渲染结果文件rendered_result=models.FileField("渲染图像地址",upload_to=rendered_result_path,blank=True,null=True,help_text="系统自动生成的渲染结果图像（只读）")classMeta:verbose_name="01-渲染任务"verbose_name_plural="01-渲染任务"ordering=['-render_time']def__str__(self):returnf"{self.render_id}"@propertydefimage_pixels(self):"""计算属性：总像素数"""returnself.image_width*self.image_heightdefsave(self,*args,**kwargs):"""可选：在保存前调用 full_clean() 进行验证"""self.full_clean()super().save(*args,**kwargs)defdelete(self,*args,**kwargs):""" 重写 delete 方法： 1. 先删除关联的渲染输出文件夹 2. 再调用父类 delete 删除数据库记录 """ifself.rendered_result:# 获取文件的绝对路径folder_dir=self.rendered_result.path# 如果文件存在则删除ifos.path.isdir(folder_dir):shutil.rmtree(folder_dir)# 调用父类的delete方法删除数据库记录super().delete(*args,**kwargs)

（3）迁移数据库

# 生成迁移文件python manage.py makemigrations app2_rendering_task# 应用迁移python manage.py migrate app2_rendering_task

2.3 在Admin中注册模型

在App目录下编辑admin文件：app2_rendering_task/admin.py

fromdjango.contribimportadminfrom.modelsimport*fromdjango.utils.safestringimportmark_safe@admin.register(RenderingTask)classRenderingTaskAdmin(admin.ModelAdmin):list_display=['render_id','render_time','renderer_type','image_width','image_height','render_progress_display']search_fields=['render_id']list_filter=['renderer_type','render_time']readonly_fields=['render_id','render_time','render_progress','rendered_result']# 字段分组显示fieldsets=(('任务信息',{'fields':('render_id','render_time','renderer_type','render_progress')}),('模型配置',{'fields':('target_models','scene_models')}),('光照参数',{'fields':('sun_azimuth','sun_elevation')}),('相机参数',{'fields':('camera_distances','camera_elevations','camera_rotation_step')}),('图像设置',{'fields':('image_width','image_height')}),('渲染结果',{'fields':('rendered_result',)}))@admin.display(description="渲染状态")defrender_progress_display(self,obj):ifobj.render_progress==0:# 如果状态是pending，显示一个链接returnmark_safe(f'<a href="#">开始渲染</a>')else:# 否则显示当前状态returnf"{obj.render_progress}%"

2.4 效果