[發(fā)明專利]一種基于手繪線條的三維雕刻方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310095083.2
• 申請日: 2013-03-22
• 公開（公告）號: CN103226846A
• 公開（公告）日: 2013-07-31
• 發(fā)明（設計）人: 繆永偉;王洪軍;張旭東
• 申請（專利權）人: 浙江工業(yè)大學
• 主分類號: G06T17/30
• 分類號: G06T17/30
• 代理公司: 杭州天正專利事務所有限公司 33201
• 代理人: 王兵;黃美娟

1.基于手繪線條的三維雕刻方法,是指通過用戶交互方式生成三維網(wǎng)格模型表面的若干手繪曲線，利用定義為三維模型頂點到手繪線條集距離的輪廓函數(shù)計算三維模型上手繪曲線集附近頂點的平移距離，并對三維模型上與手繪曲線集距離不超過給定雕刻線條寬度的頂點進行位置平移實現(xiàn)三維模型的雕刻效果。其特征在于該三維雕刻方法避開了模型參數(shù)化這一過程，實現(xiàn)了網(wǎng)格模型表面細節(jié)紋理的一種操作簡單、高效快速、雕刻方便的三維雕刻方法。主要包括以下四個步驟：1)用戶交互式繪制三維網(wǎng)格模型上的若干手繪線條，通過曲線細化確定手繪曲線經(jīng)過的三維模型表面邊點，并將手繪曲線經(jīng)過的模型三角面片去除，將去除部分經(jīng)三角剖分成小三角面片之后再插入到原始三角網(wǎng)格模型中，?

2)計算三維網(wǎng)格模型上的頂點到用戶手繪線條集的距離。在三維模型頂點到用戶手繪線條集的距離計算中，將手繪曲線集看作若干條不連續(xù)的曲線組成，利用頂點到單條手繪曲線的距離計算并取其最小值作為頂點到手繪曲線集的距離；而在頂點到單條手繪曲線的距離計算中，將單條手繪曲線看作若干條依次相連的線段組成，頂點到單條手繪曲線的距離可以轉(zhuǎn)化為對計算頂點到組成單條手繪曲線的每條線段的距離最小值來計算，?

3)根據(jù)用戶選取的雕刻線條寬度以及定義為三維模型頂點與手繪曲線集距離的輪廓函數(shù)，計算三維模型上與手繪曲線集距離不超過給定雕刻線條寬度的網(wǎng)格模型頂點的平移距離以及平移方向；其中為了防止由于三維網(wǎng)格模型表面不同的局部形狀導致頂點平移后產(chǎn)生不同程度的自交現(xiàn)象，三維模型頂點的平移方向使用統(tǒng)一的平移方向來處理要改變的三維模型上手繪曲線集附近頂點的位置，?

4)根據(jù)計算得到的三維模型頂點平移距離以及平移方向，對三維模型上與手繪曲線集距離不超過給定雕刻線條寬度的頂點進行平移得到模型的三維雕刻效果。?

2.如權利要求1所述的基于手繪線條的三維雕刻方法，其特征在于：?

步驟2所述的頂點到單條手繪曲線的距離或頂點到每條線段距離的最小值的計算，即頂點P到曲線的距離為：?其中記Dis(P,V_j)為點P和點V_j之間的歐氏距離，為點P和其在曲線上的線段V_jV_j+1投影點之間的歐氏距離，從而，頂點P到手繪曲線集C(s)={C₁,C₂,…,C_s}的距離Dis(P,C(s))計算為：?

步驟4中所述的平移是：對于與手繪曲線集距離不超過給定紋理寬度W的模型頂點P，進行如下平移操作：OP′=OP+γH(Dis(P,C(s)))·N_avg。其中O為坐標原點，點P′為P點經(jīng)平移操作后的頂點位置，γ為紋理凹凸系數(shù)，H(·)為輪廓函數(shù)，N_avg為平移方向。?