[發明專利]一種三維模型體素化實體填充方法

在審

• 申請號: 201710148548.4
• 申請日: 2017-03-14
• 公開（公告）號: CN107103642A
• 公開（公告）日: 2017-08-29
• 發明（設計）人: 周燕;曾凡智
• 申請（專利權）人: 佛山科學技術學院
• 主分類號: G06T17/10
• 分類號: G06T17/10
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司44245
• 代理人: 梁瑩,顧思妍

1.一種三維模型體素化實體填充方法，其特征在于：

首先，輸入邊界體已經素化的三維模型，并選取三維模型邊界的外接長方體以縮小填充空間；

其次，選取外接長方體的角落點作為種子的填充點，然后對外接長方體空間中三維模型的外部體素化空間進行種子填充，得到三維模型的外部體素化空間；

最后，提取外接長方體空間中未填充的空間，作為三維模型的內部實體空間，即為三維模型的實體體素化的目標填充對象；并對三維模型的內部實體空間進行填充；

包括以下步驟：

步驟s101：在尺寸m的三維離散柵格空間G_m×m×m中，每個柵格為g_x,y,z，輸入三維模型M的邊界體素點集則三維模型的內部實體空間設置為D，故M＝BUD；其中，三維模型位于邊界的體素點G_x,y,z按以下公式標記：

即柵格g_x,y,z位于三維模型的邊界體素點時，該柵格g_x,y,z對應的體素點G_x,y,z標記為1，否則G_x,y,z標記為0；

步驟s102：選取三維模型邊界的外接長方體：根據邊界體素點集B，計算外接長方體的體素點G′_x.y.z,x∈[x_min,x_max]I y∈[y_min,y_max]I z∈[z_min,z_max]，以縮小填充搜索空間；其中，

其中為點b^t對應的位置下標；

步驟s103：選取外接長方體的角落點作為種子的填充點，從外接長方體的八個角落點中選取其中一個角落點作為種子的填充點s(x_min,y_min,z_min)，則該填充點對應的柵格

步驟s104：對外接長方體空間中三維模型的外部體素化空間進行種子填充；種子填充的過程是在外接長方體空間內采用廣度優先搜索方法從種子的填充點s(x_min,y_min,z_min)開始進行填充：當搜索至邊界體素點或者超越外接長方體的空間時，停止搜索；將廣度優先搜索過程中所經過柵格g′_x,y,z對應的體素點G′_x,y,z設置為-1，則體素點G′_x,y,z標記為-1的空間為外接長方體空間中三維模型的外部體素化空間；

步驟s105：提取外接長方體空間中未填充的空間，作為三維模型M的內部實體空間；體素點G′_x,y,z標記為0的空間則表示未填充的空間，即是所求的三維模型的內部實體空間D；

在內部實體空間D內的體素點的灰度值設置為統一數值，以實現三維模型內部實體空間D的填充。

2.根據權利要求1所述的三維模型體素化實體填充方法，其特征在于：在步驟s103中，所述外接長方體的角落點是指外接長方體的頂點。

3.根據權利要求1所述的三維模型體素化實體填充方法，其特征在于：在步驟s104中，采用廣度優先搜索方法從種子的填充點s(x_min,y_min,z_min)開始進行填充是指：采用廣度優先搜索方法從種子的填充點s(x_min,y_min,z_min)開始，對柵格的上、下、左、右、前和后六個搜索方向進行填充。