[發(fā)明專利]布料仿真驅(qū)動(dòng)的3D模型構(gòu)建方法、系統(tǒng)、介質(zhì)及設(shè)備

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202211336070.5
• 申請(qǐng)日: 2022-10-28
• 公開（公告）號(hào): CN115618628A
• 公開（公告）日: 2023-01-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 呂琳;星宇;屠長(zhǎng)河
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F30/20
• 分類號(hào): G06F30/20;G06F30/10;G06T17/00;G06F113/12
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 李琳

1.一種布料仿真驅(qū)動(dòng)的3D模型構(gòu)建方法，其特征在于，包括：

基于布料、力場(chǎng)及模型的初始參數(shù)，使用布料仿真求解器進(jìn)行布料仿真，得到一系列布料模型序列；其中，布料作為模型的基礎(chǔ)來反映力場(chǎng)和模型的共同作用；

基于預(yù)設(shè)初篩原則對(duì)布料模型序列進(jìn)行初步篩選；其中，初篩原則包括保留模型序列中特征明顯的布料模型及保留模型序列中相似度小于預(yù)設(shè)相似度閾值的布料模型；所述特征明顯的布料模型為模型評(píng)價(jià)函數(shù)圖像上極大值點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的布料模型；

從初步篩選出的布料模型中確定出符合預(yù)設(shè)要求的布料模型；

將符合預(yù)設(shè)要求的布料模型進(jìn)行平滑及穩(wěn)定性優(yōu)化，得到優(yōu)化后的布料模型并將其轉(zhuǎn)換為有體積的實(shí)體模型，以用于3D打印。

2.如權(quán)利要求1所述的布料仿真驅(qū)動(dòng)的3D模型構(gòu)建方法，其特征在于，所述模型評(píng)價(jià)函數(shù)圖像為布料模型的體積得分和曲率得分的綜合得分函數(shù)曲線圖；其中，布料模型的曲率得分為模型上每個(gè)點(diǎn)的高斯曲率之和；在各個(gè)布料模型的所有軸對(duì)齊包圍盒中，取體積最小的那個(gè)，作為混合包圍盒的體積并作為相應(yīng)布料模型的體積得分。

3.如權(quán)利要求1所述的布料仿真驅(qū)動(dòng)的3D模型構(gòu)建方法，其特征在于，布料采用彈簧-質(zhì)點(diǎn)模型。

4.如權(quán)利要求1所述的布料仿真驅(qū)動(dòng)的3D模型構(gòu)建方法，其特征在于，使用布料仿真求解器進(jìn)行布料仿真的過程中，使用Blender仿真求解器令布料模型進(jìn)行仿真，每隔設(shè)定時(shí)間輸出一次布料模型。

5.如權(quán)利要求1所述的布料仿真驅(qū)動(dòng)的3D模型構(gòu)建方法，其特征在于，采用拉普拉斯平滑處理將符合預(yù)設(shè)要求的布料模型進(jìn)行平滑優(yōu)化的過程中；

或

將優(yōu)化后的布料模型轉(zhuǎn)換為有體積的實(shí)體模型的過程為：

將布料模型的曲面特征沿某方向偏移設(shè)定距離來創(chuàng)建一個(gè)新的曲面，偏移的距離為曲面增厚的厚度，新的曲面就是偏距曲面，然后將兩曲面連接生成有體積的實(shí)體模型。

6.一種布料仿真驅(qū)動(dòng)的3D模型構(gòu)建系統(tǒng)，其特征在于，包括：

布料模型序列獲取模塊，其用于基于布料、力場(chǎng)及模型的初始參數(shù)，使用布料仿真求解器進(jìn)行布料仿真，得到一系列布料模型序列；其中，布料作為模型的基礎(chǔ)來反映力場(chǎng)和模型的共同作用；

布料模型初步篩選模塊，其用于基于預(yù)設(shè)初篩原則對(duì)布料模型序列進(jìn)行初步篩選；其中，初篩原則包括保留模型序列中特征明顯的布料模型及保留模型序列中相似度小于預(yù)設(shè)相似度閾值的布料模型；所述特征明顯的布料模型為模型評(píng)價(jià)函數(shù)圖像上極大值點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的布料模型；

布料模型確定模塊，其用于從初步篩選出的布料模型中確定出符合預(yù)設(shè)要求的布料模型；

布料模型優(yōu)化打印模塊，其用于將符合預(yù)設(shè)要求的布料模型進(jìn)行平滑及穩(wěn)定性優(yōu)化，得到優(yōu)化后的布料模型并將其轉(zhuǎn)換為有體積的實(shí)體模型，以用于3D打印。

7.如權(quán)利要求6所述的布料仿真驅(qū)動(dòng)的3D模型構(gòu)建系統(tǒng)，其特征在于，所述模型評(píng)價(jià)函數(shù)圖像為布料模型的體積得分和曲率得分的綜合得分函數(shù)曲線圖；其中，布料模型的曲率得分為模型上每個(gè)點(diǎn)的高斯曲率之和；在各個(gè)布料模型的所有軸對(duì)齊包圍盒中，取體積最小的那個(gè)，作為混合包圍盒的體積并作為相應(yīng)布料模型的體積得分。

8.如權(quán)利要求6所述的布料仿真驅(qū)動(dòng)的3D模型構(gòu)建系統(tǒng)，其特征在于，布料采用彈簧-質(zhì)點(diǎn)模型；

或

使用布料仿真求解器進(jìn)行布料仿真的過程中，使用Blender仿真求解器令布料模型進(jìn)行仿真，每隔設(shè)定時(shí)間輸出一次布料模型；

或

采用拉普拉斯平滑處理將符合預(yù)設(shè)要求的布料模型進(jìn)行平滑優(yōu)化的過程中；

或

將優(yōu)化后的布料模型轉(zhuǎn)換為有體積的實(shí)體模型的過程為：

將布料模型的曲面特征沿某方向偏移設(shè)定距離來創(chuàng)建一個(gè)新的曲面，偏移的距離為曲面增厚的厚度，新的曲面就是偏距曲面，然后將兩曲面連接生成有體積的實(shí)體模型。