[發(fā)明專利]透光浮雕燈罩實(shí)體模型構(gòu)建方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910508975.8
• 申請(qǐng)日: 2019-06-13
• 公開（公告）號(hào): CN110197530B
• 公開（公告）日: 2020-04-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張玉偉;龍文斐
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 齊魯工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G06T17/20
• 分類號(hào): G06T17/20
• 代理公司: 濟(jì)南信達(dá)專利事務(wù)所有限公司 37100
• 代理人: 孫園園

1.透光浮雕燈罩實(shí)體模型構(gòu)建方法，其特征在于用于以二維灰度圖像和三維燈罩曲面模型為輸入，構(gòu)建具有透光圖像的三維燈罩實(shí)體模型，包括：

S100、對(duì)三維燈罩曲面模型進(jìn)行三角網(wǎng)格化，得到三維燈罩曲面網(wǎng)格模型；

S200、將三維燈罩曲面網(wǎng)格模型在x方向和y方向進(jìn)行網(wǎng)格變形并展開為二維矩形平面，得到二維燈罩矩形展開圖；

S300、建立二維灰度圖像與二維燈罩矩形展開圖的映射，基于二維灰度圖像中像素點(diǎn)的灰度值逐個(gè)計(jì)算三維燈罩曲面網(wǎng)格模型中每個(gè)網(wǎng)格頂點(diǎn)的厚度偏移值；

S400、基于網(wǎng)格頂點(diǎn)的厚度偏移值在三維燈罩網(wǎng)格模型的外側(cè)構(gòu)建浮雕曲面，并基于三維燈罩網(wǎng)格模型中網(wǎng)格頂點(diǎn)的厚度偏移值和偏移方向?qū)Ω〉袂孢M(jìn)行坐標(biāo)優(yōu)化，在三維燈罩曲面網(wǎng)格模型與優(yōu)化后浮雕曲面之間的頂部區(qū)域和底部區(qū)域填充三角網(wǎng)格后，得到三維燈罩實(shí)體模型；

步驟S200包括如下分步驟：

S210、在三維燈罩曲面網(wǎng)格模型的x軸負(fù)方向切割一條豎直的縫隙；

S220、以縫隙的左右邊界頂點(diǎn)為位置約束，對(duì)三維燈罩曲面網(wǎng)格模型在x方向展開；

S230、以三維燈罩曲面網(wǎng)格模型的上下邊界頂點(diǎn)為位置約束，對(duì)三維燈罩曲面網(wǎng)格模型在y方向展開。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透光浮雕燈罩實(shí)體模型構(gòu)建方法，其特征在于步驟S100中，三維燈罩曲面模型為通過三維實(shí)體軟件設(shè)計(jì)的三維模型，且所述三維燈罩曲面模型為stp格式；

三維燈罩曲面網(wǎng)格模型中網(wǎng)格頂點(diǎn)的數(shù)量與二維灰度圖像中像素點(diǎn)的數(shù)量近似相等。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透光浮雕燈罩實(shí)體模型構(gòu)建方法，其特征在于步驟S210中，根據(jù)三維燈罩曲面網(wǎng)格模型中三角面片三個(gè)網(wǎng)格頂點(diǎn)的x坐標(biāo)值判斷切縫三角面片，當(dāng)三角面片三個(gè)網(wǎng)格頂點(diǎn)的x坐標(biāo)值中存在正值和負(fù)值或者其中一個(gè)坐標(biāo)值為零時(shí)，所述三角面片為縫隙三角面片；

除去上述縫隙三角面片對(duì)應(yīng)的網(wǎng)格頂點(diǎn)，三維燈罩曲面網(wǎng)格模型中剩余的網(wǎng)格頂點(diǎn)中，當(dāng)網(wǎng)格頂點(diǎn)的一環(huán)鄰域頂點(diǎn)數(shù)量和一環(huán)鄰域三角面片數(shù)量不相等，所述網(wǎng)格頂點(diǎn)判斷為邊界網(wǎng)格頂點(diǎn)，邊界網(wǎng)格頂點(diǎn)包括左右邊界網(wǎng)格頂點(diǎn)和上下邊界網(wǎng)格頂點(diǎn)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的透光浮雕燈罩實(shí)體模型構(gòu)建方法，其特征在于步驟S220包括如下分步驟：

S221、基于網(wǎng)格頂點(diǎn)的鄰接關(guān)系，通過一組數(shù)組存儲(chǔ)三維燈罩曲面網(wǎng)格模型上下邊界網(wǎng)格頂點(diǎn)的序號(hào)，并基于弦長累加法計(jì)算三維燈罩曲面網(wǎng)格模型的上邊界周長S_上和下邊界周長S_下；

S222、對(duì)三維燈罩曲面網(wǎng)格模型中每個(gè)三角面片進(jìn)行局部旋轉(zhuǎn)變換，以使得每個(gè)三角面片法向?yàn)?0.0,0.0,1.0)；

S223、計(jì)算局部旋轉(zhuǎn)變換后每個(gè)網(wǎng)格頂點(diǎn)在x方向上的散度；

S224、以三維燈罩曲面網(wǎng)格模型的左右邊界網(wǎng)格頂點(diǎn)為邊界條件，求解拉普拉斯線性方程，得到新的網(wǎng)格頂點(diǎn)x坐標(biāo)，拉普拉斯線性方程為：

其中，為網(wǎng)格頂點(diǎn)的拉普拉斯矩陣，X＝(x₀,x₁,x₂,......,x_n)為待求解網(wǎng)格頂點(diǎn)的x坐標(biāo)向量，B為頂點(diǎn)散度向量，B＝(b₀,b₁,......,b_n)；

約束條件為：

上述約束條件中，v_i(i＝0,1,.....,m)和v_j(j＝0,1,.....,p)分別為三維燈罩曲面網(wǎng)格模型的左邊界網(wǎng)格頂點(diǎn)和右邊界網(wǎng)格頂點(diǎn)。