[發(fā)明專利]一種二維草圖智能三維化處理方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510417680.1
• 申請日: 2015-07-16
• 公開（公告）號: CN105096387A
• 公開（公告）日: 2015-11-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張淑軍;劉文曉;劉云
• 申請（專利權(quán)）人: 青島科技大學(xué)
• 主分類號: G06T17/20
• 分類號: G06T17/20
• 代理公司: 青島聯(lián)智專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 37101
• 代理人: 王艷珍

1.一種二維草圖智能三維化處理方法，其特征在于，包括以下步驟：

（1）、捕捉并繪制用戶手繪草圖的軌跡，得到二維封閉輪廓；

（2）、對所述二維封閉輪廓提取中間骨架線；

（3）、按照選定比例提升所述中間骨架線；

（4）、用橢圓曲線連接骨架點(diǎn)與外圍輪廓點(diǎn)，形成粗糙的三維模型的線狀結(jié)構(gòu)，其中，所述骨架點(diǎn)為所述中間骨架線上的點(diǎn)，所述外圍輪廓點(diǎn)為所述二維封閉輪廓上的點(diǎn)；

（5）、對所述三維模型的線狀結(jié)構(gòu)獲得三維點(diǎn)云，使用網(wǎng)格生成算法構(gòu)建得到連續(xù)、平滑的三維網(wǎng)格模型。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二維草圖智能三維化處理方法，其特征在于，所述步驟（2）中，對所述二維封閉輪廓提取中間骨架線包括以下步驟：

（2.2）、將所述二維封閉輪廓利用Delaunay三角剖分算法進(jìn)行三角剖分；

（2.2）、取三角剖分相應(yīng)的各內(nèi)邊E_m（m=1,2…），得到內(nèi)邊集合E，取各內(nèi)邊E_m的中點(diǎn)P_m，得到內(nèi)邊中點(diǎn)集合P；

（2.3）、判斷所述內(nèi)邊中點(diǎn)集合P中的每一個(gè)值P_m是否在所述二維封閉輪廓內(nèi)部，若不在其中，則刪除該內(nèi)邊中點(diǎn)P_m及其所對應(yīng)的內(nèi)邊E_m，更新所述內(nèi)邊集合E及內(nèi)邊中點(diǎn)集合P，所述內(nèi)邊中點(diǎn)即骨架點(diǎn)；

（2.4）、將相鄰的內(nèi)邊中點(diǎn)兩兩連接，形成中間骨架線。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的二維草圖智能三維化處理方法，其特征在于，在所述步驟（2.4）后，還包括（2.5）、對所述中間骨架線優(yōu)化的步驟：

找出所述中間骨架線的端點(diǎn)集S，所述端點(diǎn)集S為位于所述中間骨架線端部的所有內(nèi)邊中點(diǎn)的集合，對S中的每個(gè)值S_i（i=1,2…）作如下處理：

（2.5.1）、以S_i所在的內(nèi)邊為直徑畫圓，如果該圓包含所述外圍輪廓點(diǎn)，則進(jìn)行步驟（2.5.2）；否則，處理下一個(gè)端點(diǎn)；

（2.5.2）、找到與S_i相連的骨架點(diǎn)S_j，將S_i刪除，所述骨架點(diǎn)S_j自動(dòng)成為端點(diǎn)，返回步驟（2.5.1），處理下一個(gè)端點(diǎn)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的二維草圖智能三維化處理方法，其特征在于，所述步驟（3）中，按照選定比例提升所述中間骨架線包括以下步驟：

（3.1）、計(jì)算內(nèi)邊集合E中各內(nèi)邊E_m的長度L_m；

（3.2）、選定比例n，以n*L_m作為內(nèi)邊E_m上內(nèi)邊中點(diǎn)P_m的Z軸坐標(biāo)，將所有的內(nèi)邊中點(diǎn)P_m（x,y,0）均提升相應(yīng)的高度,提升后的內(nèi)邊中點(diǎn)為P’_m（x,y,n*L_m），所述n取值范圍為0～1。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的二維草圖智能三維化處理方法，其特征在于，所述步驟（4）中，形成所述粗糙的三維模型的線狀結(jié)構(gòu)包括以下步驟：

以每一個(gè)內(nèi)邊E_m作為長軸，以E_m上的內(nèi)邊中點(diǎn)P_m（x，y，0）與提升后的內(nèi)邊中點(diǎn)P’_m（x,y,n*L_m）之間的線段作為短軸畫橢圓曲線，得到粗糙的三維模型的線狀結(jié)構(gòu)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的二維草圖智能三維化處理方法，其特征在于，所述步驟（5）中，使用網(wǎng)格生成算法構(gòu)建連續(xù)、平滑的三維網(wǎng)格模型包括以下步驟：

（5.1）、根據(jù)所述粗糙的三維模型的線狀結(jié)構(gòu)的立體圖形，得到相應(yīng)的三維點(diǎn)集合D；

（5.2）、使用D作為網(wǎng)格生成算法的輸入，得到由三角面片組成的立體光滑圖形。

7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的二維草圖智能三維化處理方法，其特征在于，在所述步驟（5）之后，還包括步驟（6）、為所述三維網(wǎng)格模型添加顏色或紋理的步驟。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的二維草圖智能三維化處理方法，其特征在于，在所述步驟（6）之后，還包括步驟（7）、為所述三維網(wǎng)格模型所在界面加載三維場景和/或音頻/視頻，所述三維場景和/或音頻預(yù)先存儲于存儲設(shè)備中。