[發(fā)明專利]一種基于旋轉(zhuǎn)體三維顯示器的實時體三維數(shù)據(jù)生成方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310228562.7
• 申請日: 2013-06-08
• 公開（公告）號: CN103295260A
• 公開（公告）日: 2013-09-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 金豫;王哲宇;劉錦高;朱詩倩;劉彥均;王敏霞
• 申請（專利權(quán)）人: 華東師范大學(xué)
• 主分類號: G06T15/00
• 分類號: G06T15/00
• 代理公司: 上海麥其知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31257
• 代理人: 董紅曼

1.一種基于旋轉(zhuǎn)體三維顯示器的實時體三維數(shù)據(jù)生成方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一：獲取待顯示的三維圖形的三角面頂點數(shù)據(jù)流；

步驟二：選取一電子幀平面，計算所述三角面頂點數(shù)據(jù)流中每個三角面與所述電子幀平面的交點；

步驟三：根據(jù)所述交點獲取每個三角面與所述電子幀平面的多條交線，并根據(jù)所述多條交線計算所述三維圖形的二維顯示坐標(biāo)；

步驟四：獲取所述三維圖形的與所述二維顯示坐標(biāo)相應(yīng)的二維圖像信息，生成所述電子幀的體三維數(shù)據(jù)；

步驟五：選取下一電子幀平面重復(fù)執(zhí)行所述步驟二至步驟四，直至生成所有電子幀的體三維數(shù)據(jù)為止，將所有電子幀的體三維數(shù)據(jù)生成一體幀的體三維數(shù)據(jù)。

2.如權(quán)利要求1所述的基于旋轉(zhuǎn)體三維顯示器的實時體三維數(shù)據(jù)生成方法，其特征在于，步驟二中所述三角面與電子幀平面的交點以如下公式表示：

Q＝[X₁，Y₁，Z₁]；P＝[X₂，Y₂，Z₂]；

Tmp0＝Q(1)*sin(Theta)-Q(2)*cos(Theta)；

Tmp1＝V(1)*sin(Theta)-V(2)*cos(Theta)；

Result＝Q-(Tmp1/Tmp2)*V；

其中，Result表示交點坐標(biāo)，P表示三角面中一條邊線的一個頂點坐標(biāo)，Q表示所述邊線的的另一個頂點坐標(biāo)，V表示由所述邊線的兩個頂點構(gòu)成的向量，Theta表示電子幀平面的旋轉(zhuǎn)角度，X表示三維顯示坐標(biāo)的X軸坐標(biāo)，Y表示三維顯示坐標(biāo)的Y軸坐標(biāo)，Z表示三維顯示坐標(biāo)的Z軸坐標(biāo)，Tmp0表示計算過程中的中間變量；Tmp1表示計算過程中的另一個中間變量。

3.如權(quán)利要求1所述的基于旋轉(zhuǎn)體三維顯示器的實時體三維數(shù)據(jù)生成方法，其特征在于，所述步驟二中，當(dāng)一個三角面與所述電子幀平面平行時，跳過計算所述三角面與所述電子幀平面的交點。

4.如權(quán)利要求1所述的基于旋轉(zhuǎn)體三維顯示器的實時體三維數(shù)據(jù)生成方法，其特征在于，所述步驟三中通過線性插值法或者bresenham法計算所述交點之間構(gòu)成的線段的離散點的坐標(biāo)作為所述交點之間的交線的坐標(biāo)。

5.如權(quán)利要求1所述的基于旋轉(zhuǎn)體三維顯示器的實時體三維數(shù)據(jù)生成方法，其特征在于，所述步驟三中，當(dāng)所述三角面與所述電子幀平面重合時，將所述三角面上的三條邊線的坐標(biāo)作為所述電子幀平面上交線的坐標(biāo)。

6.如權(quán)利要求1所述的基于旋轉(zhuǎn)體三維顯示器的實時體三維數(shù)據(jù)生成方法，其特征在于，所述步驟三中根據(jù)交線計算二維顯示坐標(biāo)的過程包括：

步驟A1：將所述交線的三維笛卡爾坐標(biāo)轉(zhuǎn)化為三維極坐標(biāo)，所述三維極坐標(biāo)如下公式所示：

r＝(x²+y²)^1/2；

Ф＝actan(y/x)；

z’＝z；

式中，x表示交線的離散點的三維笛卡爾坐標(biāo)的x軸坐標(biāo)，y表示交線的離散點的三維笛卡爾坐標(biāo)的y軸坐標(biāo)，z表示交線的離散點的三維笛卡爾坐標(biāo)的z軸坐標(biāo)，r表示交線的離散點與坐標(biāo)中心的水平距離，Ф表示交線與x軸的夾角角度，表示交線的離散點在三維極坐標(biāo)中的高度；

步驟A2：選取所述三維極坐標(biāo)中與x軸的夾角角度和所述電子幀平面的旋轉(zhuǎn)角度相同的離散點，將所述離散點的三維極坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為二維顯示坐標(biāo)，所述二維顯示坐標(biāo)如下公式表示：

x’＝width-r；

y’＝hight-z’；

式中，x’表示二維顯示坐標(biāo)的x軸坐標(biāo)，y’表示二維顯示坐標(biāo)的y軸坐標(biāo)，width表示旋轉(zhuǎn)體三維顯示器的橫向分辨率，hight表示旋轉(zhuǎn)體三維顯示器的縱向分辨率，z’表示交線的離散點在三維極坐標(biāo)中的高度，r表示交線的離散點與坐標(biāo)中心的水平距離。

7.如權(quán)利要求1所述的基于旋轉(zhuǎn)體三維顯示器的實時體三維數(shù)據(jù)生成方法，其特征在于，所述電子幀平面為所述旋轉(zhuǎn)體三維顯示器的每1°旋轉(zhuǎn)角度的旋轉(zhuǎn)平面。