[發(fā)明專利]一種基于三維打印的三維模型二維嵌套擺放方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010214856.4
• 申請(qǐng)日: 2020-03-24
• 公開（公告）號(hào): CN111382485A
• 公開（公告）日: 2020-07-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王松;張朝鑫;郁萌;安峰;任泉琿
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海漫格科技有限公司
• 主分類號(hào): G06F30/18
• 分類號(hào): G06F30/18;G06F30/20;G06F30/27;G06N3/12;G06F113/10
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• 代理人: 暫無信息

1.一種基于三維打印的三維模型二維嵌套擺放方法，其特征在于，包括如下操作步驟：

S100：三維模型具有X Y Z三個(gè)方向的屬性，為立體，要將三維模型擺放到只具有X Y屬性的二維的平面上，將三維的模型垂直于XY平面投影，獲取模型的輪廓多邊形，根據(jù)這個(gè)輪廓多邊形進(jìn)行計(jì)算，得到若干個(gè)模型中每個(gè)模型適合擺放的角度；

S200：輪廓多邊形求解完畢后確定模型擺放順序；

S300：根據(jù)確定的模型擺放順序，依次對(duì)模型按照某個(gè)角度擺放，得到擺放結(jié)果；

S400：對(duì)上一個(gè)步驟S300，重復(fù)若干次，得到若干實(shí)例結(jié)果，從中挑選最優(yōu)，即為最終結(jié)果。

2.如權(quán)利要求1所述的基于三維打印的三維模型二維嵌套擺放方法，其特征在于，S100中輪廓多邊形求解的方法包括：

根據(jù)三維模型上的點(diǎn)的信息，將三維模型的所有點(diǎn)到XY平面投影，即將含有X Y Z屬性的三維點(diǎn)，轉(zhuǎn)換為Z值為零，相當(dāng)于只含有XY屬性的平面點(diǎn)，生成平面點(diǎn)云，然后對(duì)該平面點(diǎn)云應(yīng)用光柵掃描方法，或者凸包，或者凹包的方法得到輪廓多邊形;

根據(jù)三維模型上的邊的信息，通過幾何算法，找到XY平面上最外的邊輪廓，然后將這個(gè)最外的輪廓連接成多邊形，投影到X Y方向，得到輪廓多邊形；

利用計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的知識(shí)，渲染三維模型，畫出三維模型的俯視圖，然后生成二值圖像，根據(jù)生成的二值圖像，運(yùn)用數(shù)字圖像處理的算法，從二值圖像轉(zhuǎn)為輪廓多邊形；

利用射線或者光線追蹤的方法，先定義一個(gè)尺寸大于模型的軸對(duì)齊有向包圍盒的XY平面矩形，在內(nèi)部畫上長寬一樣的正方形格子，將平面矩形放在三維模型最下方，從每個(gè)格子的中心點(diǎn)朝Z軸正方向射射線，如果射線與三維模型相交，則將該格子標(biāo)記起來，最后根據(jù)最外側(cè)的標(biāo)記起來的格子，生成輪廓，即是模型的輪廓多邊形；

利用圖像的方法，將平面矩形改成圖像，每個(gè)圖像像素點(diǎn)，對(duì)應(yīng)上面方法中的一個(gè)格子，向Z軸正方向或者負(fù)方向，射射線，如果射線和模型相交，則那個(gè)位置的像素標(biāo)記起來，最后根據(jù)標(biāo)記的像素點(diǎn)，生成輪廓多邊形。

3.如權(quán)利要求1所述的基于三維打印的三維模型二維嵌套擺放方法，其特征在于，S200中的擺放順序選擇包括：

按照輪廓多邊形面積大小進(jìn)行擺放，從大到小進(jìn)行擺放；

按照輪廓多邊形面積大小進(jìn)行擺放，從小到大進(jìn)行擺放；

按照輪廓多邊形對(duì)應(yīng)的三維模型的本來順序進(jìn)行擺放；

隨機(jī)擾亂輪廓多邊形的順序，按照隨機(jī)順序進(jìn)行擺放；

按照模型的高度進(jìn)行擺放，從高到低進(jìn)行擺放；

按照模型的高度進(jìn)行擺放，從低到高進(jìn)行擺放。

4.如權(quán)利要求1所述的基于三維打印的三維模型二維嵌套擺放方法，其特征在于，S300中還包括：

當(dāng)擺放第一個(gè)三維模型的輪廓多邊形的時(shí)候，以輪廓多邊形的第一個(gè)點(diǎn)為參考點(diǎn)，求解平臺(tái)多邊形與此輪廓多邊形的內(nèi)部臨界多邊形(Inner fit polygon)，這樣將第一個(gè)模型根據(jù)第一個(gè)點(diǎn)平移到求解出來的內(nèi)部臨界多邊形上或者內(nèi)部的任意位置都不會(huì)超出打印平臺(tái)，滿足需求；

從這個(gè)內(nèi)部臨界多邊形中按照一定標(biāo)準(zhǔn)，挑選一個(gè)最佳的位置，作為第一個(gè)輪廓多邊形的擺放位置，當(dāng)然，如果求解的內(nèi)部臨界多邊形為空，則說明此輪廓多邊形相對(duì)于此平臺(tái)來說，太大，擺不下，放棄，接著拿下一個(gè)輪廓多邊形根據(jù)此方法擺放。

5.如權(quán)利要求1所述的基于三維打印的三維模型二維嵌套擺放方法，其特征在于，S300中角度是隨機(jī)從S100步驟求解出來的適合擺放的角度中隨機(jī)選擇。