[發(fā)明專利]一種3D模型轉(zhuǎn)換可編織制造的紗線級模型的方法及裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811216577.0
• 申請日: 2018-10-18
• 公開（公告）號: CN109523626B
• 公開（公告）日: 2023-04-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 胡晉武;趙婉玲;黃鏵娜;郭梓帆;陳浩天;黃熠暉;劉憲國
• 申請（專利權(quán)）人: 佛山科學(xué)技術(shù)學(xué)院
• 主分類號: G06T17/00
• 分類號: G06T17/00;G06T19/20
• 代理公司: 廣州嘉權(quán)專利商標事務(wù)所有限公司 44205
• 代理人: 王國標

本公開提供一種3D模型轉(zhuǎn)換可編織制造的紗線級模型的方法及裝置，涉及圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，由于設(shè)計復(fù)雜和不常見形狀的編織模型是極其困難和耗時的，對于復(fù)雜的模型，需要編織專家進行多次設(shè)計并進行多次迭代，所以本公開將3d表面作為輸入，最終生成自動拓撲的紗線級編織模型，得到的紗線級模型可以直接用于具有紗線模擬的計算機圖形應(yīng)用或者可以直接使用3D打印機在現(xiàn)實中實現(xiàn)，模型表面的細節(jié)在不同分辨率下保留程度不同，可以為虛擬角色建立復(fù)雜針織服裝的紗線模型，極大提高了生成針織服裝的紗線模型的可能性，解決了自動生成針織虛擬服裝的問題，具有操作簡單、高效率的優(yōu)點。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開涉及圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種3D模型轉(zhuǎn)換可編織制造的紗線級模型的方法及裝置。

背景技術(shù)

編織服裝在我們?nèi)粘Ｉ钪泻艹Ｒ?，從襪子、褲子和T恤到冬季的毛衣和配飾，除此之外，編織服裝在電影和游戲中也很常見。在計算機圖形學(xué)領(lǐng)域中，涉及布料的很大一部分工作是利用基于片面的表示來模擬織物的。但是這種方法并不能夠自動將3D模型轉(zhuǎn)換成紗線級別的編織模型，則需要人為手動進行輸入網(wǎng)絡(luò)的拓撲。

目前在計算機圖形學(xué)中，編織網(wǎng)格為編織服裝造型提供了強大的接口，但是，這些技術(shù)仍然要求用戶手動設(shè)計給定(通常是低分辨率)輸入網(wǎng)格的拓撲，這就要求用戶確切知道如何編織所需的形狀并相應(yīng)地準備輸入網(wǎng)格。因此，設(shè)計復(fù)雜和不常見形狀的編織模型是極其困難和耗時的，對于復(fù)雜的模型，需要編織專家進行多次設(shè)計并進行多次迭代。

發(fā)明內(nèi)容

本公開提供一種3D模型轉(zhuǎn)換可編織制造的紗線級模型的方法及裝置，本公開將3d表面作為輸入，最終生成自動拓撲的紗線級編織模型。得到的紗線級模型可以直接用于具有紗線模擬的計算機圖形應(yīng)用或者可以直接使用3D打印機在現(xiàn)實中實現(xiàn)，本公開自動將任意3D形狀轉(zhuǎn)換為編織網(wǎng)格模型，最終生成紗線級模型，可直接用于3D打印以及紗線級仿真，該過程所有步驟不需要與用戶進行交互，對于用戶來說只需上傳自己的一個3D模型，即OBJ文件，就可以獲得一個有效的可直接用于打印的3D模型。對于輸出模型，模型表面的細節(jié)在不同分辨率下保留程度不同，當輸入模型不具有小規(guī)模特征時，本公開生成的低分辨率模型仍可被接受。

為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本公開的一方面，提供一種3D模型轉(zhuǎn)換可編織制造的紗線級模型的方法，所述方法包括以下步驟：

步驟1，讀取3D模型文件；

步驟2，根據(jù)3D模型文件生成3D模型；

步驟3，將3D模型重新網(wǎng)格化得到3D網(wǎng)格；

步驟4，標記3D網(wǎng)格的邊；

步驟5，根據(jù)標記的邊確定編制方向；

步驟6，根據(jù)編織方向?qū)?D網(wǎng)格連接為編織網(wǎng)格并輸出為編織網(wǎng)格模型。

進一步地，在步驟1中，所述3D模型文件包括3ds格式，max格式，lw格式，mb格式，dxf格式，obj格式其中任意一種。

進一步地，在步驟3中，所述將3D模型重新網(wǎng)格化得到3D網(wǎng)格的方法包括以下步驟：

步驟3.1，通過全局參數(shù)化重新網(wǎng)格化方法，生成與2維旋轉(zhuǎn)對稱場對齊的各向同性四主導(dǎo)網(wǎng)格，以下稱2維旋轉(zhuǎn)對稱場為2-Rosy，是一種常見的旋轉(zhuǎn)對稱域，為一種特定的向量，所述全局參數(shù)化重新網(wǎng)格化方法為將表面切割成拓撲圓盤后再進行平鋪表面，在3D模型的平面上生成規(guī)則格子，然后提升回原始表面，生成結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格，為了控制邊緣配準，用于求解一個優(yōu)化問題，即力求將參數(shù)化梯度與引導(dǎo)場一致，其中，所述各向同性四主導(dǎo)網(wǎng)格為四邊形主導(dǎo)的網(wǎng)格(即以四邊形為主的網(wǎng)格)在不同的方向所測得的性能數(shù)值完全相同，各向同性的意思是指網(wǎng)格在不同的方向所測得的性能數(shù)值完全相同；

步驟3.2，將3D模型生成一個僅包含三角形和四邊形的各向同性四邊形主導(dǎo)網(wǎng)格，將三角形網(wǎng)格的對角線的近垂直角度的邊標記為對角線，所述近垂直角度為取值范圍為[75°，90°]的角度；