CN103092350B

CN103092350B - 一种三维图形操作方法及系统

Info

Publication number: CN103092350B
Application number: CN201310038681.6A
Authority: CN
Inventors: 罗富强
Original assignee: SHENZHEN YUHENG INTERACTIVE TECHNOLOGY DEVELOPMENT Co Ltd
Current assignee: SHENZHEN YUHENG INTERACTIVE TECHNOLOGY DEVELOPMENT Co Ltd
Priority date: 2013-01-31
Filing date: 2013-01-31
Publication date: 2016-06-01
Anticipated expiration: 2033-01-31
Also published as: CN103092350A

Abstract

本发明公开了一种三维图形操作方法及系统，该三维图形操作方法包括：S1.在操作时，绘图控制器中的传感器单元感测自身的姿态变化角度；S2.绘图控制器将所感测的姿态变化角度按预设或校正时计算得到的最小分辨角度变化值进行分割，并对每个最小分辨角度变化值进行处理，以获得图形控制信息，然后将所述图形控制信息发送至图形受控装置；S3.图形受控装置根据所接收的图形控制信息控制所显示的三维图形的姿态变化。本发明还构造一种三维图形操作系统。实施本发明的技术方案，操作简单、直观、人机互动人性化强，而且提高了效率。

Description

一种三维图形操作方法及系统

技术领域

本发明涉及图形控制领域，尤其涉及一种三维图形操作方法及系统。

背景技术

目前随着技术的发展，三维图形越来越常见，无论是在图形设计还是三维网页中都能随处所见，人们通常利用鼠标拖拽或利用键盘命令输入的方式对视图中的三维模型进行观看操作，存在效率低下、操作不直观、人机互动中人性化不足。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种三维图形操作方法及系统，操作简单、直观、人机互动人性化强，而且提高了效率。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种三维图形操作方法，包括：

S1.在操作时，绘图控制器中的传感器单元感测自身的姿态变化角度；

S2.绘图控制器将所感测的姿态变化角度按预设或校正时计算得到的最小分辨角度变化值进行分割，并对每个最小分辨角度变化值进行处理，以获得图形控制信息，然后将所述图形控制信息发送至图形受控装置；

S3.图形受控装置根据所接收的图形控制信息控制所显示的三维图形的姿态变化。

在本发明所述的三维图形操作方法中，在所述步骤S2中，所述对所述每个最小分辨角度变化值进行处理的步骤为：

根据最小分辨角度变化值计算最小光标偏移量和移动方向，所述图形控制信息包括最小光标偏移量和移动方向。

根据最小分辨角度变化值计算旋转命令和旋转角度，所述图形控制信息包括旋转命令和旋转角度。

在本发明所述的三维图形操作方法中，在所述步骤S1之前，还包括：

S0.在操作前，分别在六个校正方向上对绘图控制器和图形受控装置进行同步校正，以获得每个校正方向的偏差值，并将每个方向的偏差值进行存储；

在所述步骤S2中，所述对每个最小分辨角度变化值进行处理，以获得图形控制信息的步骤为：

根据所存储的相应偏差值，对每个最小分辨角度变化值进行处理，以获得图形控制信息。

在本发明所述的三维图形操作方法中，在所述步骤S0中，X轴的两个方向、Y轴的两个方向的同步校正的步骤分别为：

S011.图形受控装置根据所接收的信号将所显示的三维图形调整到正视图位置，且光标置于所述三维图形的中心；

S012.绘图控制器在保持正视图姿态后，接收用户输入的同步校正开始信号；

S013.在绘图控制器按校正方向旋转时，根据步骤S1～S3的方法控制所显示的三维图形的姿态变化，直至所述三维图形旋转到预设角度；

S014.绘图控制器接收用户输入的同步校正结束信号，并根据自身的感测数据计算从同步校正开始到同步校正结束之间的姿态角度的变化值；

S015.将所计算的姿态角度的变化值与所述预设角度相减，以获得相应校正方向的偏差值，并存储所述偏差值。

在本发明所述的三维图形操作方法中，在所述步骤S0中，Z轴的两个方向的同步校正的步骤分别为：

S021.图形受控装置根据所接收的信号将所显示的三维图形调整到正视图位置，且光标置于所述三维图形的中心；

S022.绘图控制器在保持正视图姿态后，接收用户输入的同步校正开始信号；

S023.图形受控装置根据所接收的信号控制光标从所述三维图形的中心上移或下移预设距离；

S024.在绘图控制器按校正方向旋转时，根据步骤S1～S3的方法控制所显示的三维图形的姿态变化，直至所述三维图形旋转到预设角度；

S025.图形受控装置根据所接收的信号控制所显示的三维图形回拉至正视图位置；

S026.绘图控制器接收用户输入的同步校正结束信号，并根据自身的感测数据计算从同步校正开始到同步校正结束之间的姿态角度的变化值；

S027.将所计算的姿态角度的变化值与所述预设角度相减，以获得相应校正方向的偏差值，并存储所述偏差值。

本发明还构造一种三维图形操作系统，包括绘图控制器和图形受控装置，而且，所述绘图控制器包括传感器单元、运算单元和第一无线收发单元，所述图形受控装置包括显示单元、第二无线收发单元和控制单元，其中，

所述传感器单元，用于在操作时，感测自身的姿态变化角度；

所述运算单元，用于将所感测的姿态变化角度按预设或校正时计算得到的最小分辨角度变化值进行分割，并对每个最小分辨角度变化值进行处理，以获得图形控制信息；

所述第一无线收发单元，用于将所述图形控制信息发送至图形受控装置；

所述第二无线收发单元，用于接收所述图形控制信息；

所述控制单元，用于根据所接收的图形控制信息，控制所述显示单元所显示的三维图形的姿态变化。

在本发明所述的三维图形操作系统中，所述运算单元根据最小分辨角度变化值计算最小光标偏移量和移动方向，所述图形控制信息包括最小光标偏移量和移动方向。

在本发明所述的三维图形操作系统中，所述运算单元根据最小分辨角度变化值计算旋转命令和旋转角度，所述图形控制信息包括旋转命令和旋转角度。

在本发明所述的三维图形操作系统中，所述绘图控制器还包括存储单元，而且，

所述运算单元，用于在同步校正时，根据传感器单元的感测数据计算绘图控制器的姿态角度的变化值，并将所述姿态角度的变化值与同步校正时三维图形在校正方向所旋转的预设角度相减，以获得相应校正方向的偏差值；

所述存储单元，用于存储各个校正方向的偏差值；

所述运算单元，还用于在操作时，根据所存储的相应偏差值，对每个最小分辨角度变化值进行处理，以获得图形控制信息。

在本发明所述的三维图形操作系统中，所述绘图控制器还包括：

接收单元，用于接收用户输入的下列至少一个信号：操作开始信号、同步校正开始信号、同步校正结束信号、正视图位置调整信号、光标置于三维图形中心信号、最小分辨角度变化值、拉动方向、回拉方向。

在本发明所述的三维图形操作系统中，所述接收单元包括至少一个按键。

提示单元，用于指示绘图控制器的工作状态。

实施本发明的技术方案，在使用时，用户只需旋转手中的绘图控制器，就可以控制图形受控装置中的三维图形进行全方位的转动，操作简单、直观、人机互动人性化强，而且提高了效率。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明三维图形操作方法实施例一的流程图；

图2是本发明三维图形操作方法实施例二的流程图；

图3是本发明三维图形操作系统实施例一的逻辑图；

图4是本发明三维图形操作系统实施例二的逻辑图。

具体实施方式

图1是本发明三维图形操作方法实施例一的流程图，该三维图形操作方法包括：

S1.在操作时，绘图控制器中的传感器单元感测自身的姿态变化角度，该传感器单元可以是单独的三维陀螺仪，也可以是三维加速度传感器、三维陀螺仪、三维地磁传感器中的任意两个的组合；

S2.绘图控制器将所感测的姿态变化角度按预设或校正时计算得到的最小分辨角度变化值进行分割，并对每个最小分辨角度变化值进行处理，以获得图形控制信息，然后将所述图形控制信息发送至图形受控装置，在该步骤中，预设或校正时计算得到的最小分辨角度变化值例如为0.5度、1度或其它可以设置为最小分辨角度的值。另外，可通过以下两种方式来获得图形控制信息，第一种为：将每个最小分辨角度变化值转化为对应的最小光标偏移量和移动方向，此时，图形控制信息包括最小光标偏移量和移动方向；第二种为：将每个最小分辨角度变化值转化为旋转命令和旋转角度，此时，图形控制信息包括旋转命令和旋转角度。在发送图形控制信息时，对于第一种，发送的是命令组合，该命令组合包括：由偏移指令（可以是绘图控制器上特定按键被按下的指令）、所转化的最小偏移量、移动方向组成的第一命令、及没有偏移指令的方向最小偏移量、移动方向组成的第二命令；对于第二种，直接将旋转命令和旋转角度参数发送至图形受控装置；

实施该实施例的三维图形操作方法，在使用时，用户只需旋转手中的绘图控制器，就可以控制图形受控装置中的三维图形进行全方位的转动，操作简单、直观、人机互动人性化强，而且提高了效率。对于任意的旋转，都可以以X、Y、Z轴最小分辨角度变化值组合完成，例如，X轴每转出一个最小分辨角度变化值就送出一组X轴方向上的图形控制信息，负X轴每转出一个最小分辨角度变化值就送出一组负X轴方向上的图形控制信息，Y轴、Z轴亦然，如此就可满足所有的旋转。

以上说明了通过传感器单元感测姿态变化角度来对图形受控装置中的三维图形进行旋转，当然，也可通过传感器单元感测姿态变化角度及位移数据结合组合命令的方式，对图形受控装置中的三维图形进行旋转、移动等操作。

图2是本发明三维图形操作方法实施例二的流程图由于同步的图形受控装置可能不同，所以需要对绘图控制器和图形受控装置进行同步校正，该实施例的三维图形操作方法包括步骤S0～S3，而且，该实施例的三维图形操作方法相比图一所示的实施例一，所不同的仅是：在步骤S1之前，还包括：S0.在操作前，分别在六个校正方向上对绘图控制器和图形受控装置进行同步校正，以获得每个校正方向的偏差值，并将每个方向的偏差值进行存储；以及在步骤S2中，在对每个最小分辨角度变化值进行处理时，是根据所存储的相应偏差值对每个最小分辨角度变化值进行处理的。该实施例的其它步骤与图1所示的实施例一的相应步骤相同，在此不做赘述。

下面具体说明下各个校正方向上对绘图控制器和图形受控装置进行同步校正的步骤。假如规定X轴为与屏幕在同一平面的水平方向，Y轴为同平面的垂直方向，Z轴为垂直与屏幕方向。在X、Y、Z轴上各有两个方向需要校正，分别为顺时针旋转和逆时针旋转。

首先，对于X轴或Y轴每个方向上的同步校正可按以下步骤进行：

S011.图形受控装置根据所接收的信号将所显示的三维图形调整到正视图位置，且光标置于所述三维图形的中心，其中，控制光标置于三维图形的中心可通过移动绘图控制器而实现；控制三维图形调整到正视图位置的信号可来自绘图控制器上的特定的一个按键或多个按键，也可来自图形受控装置上的一个按键或多个按键，当然，优选使用绘图控制器来控制；

S012.绘图控制器在保持正视图姿态后，接收用户输入的同步校正开始信号，该同步校正开始信号可来自绘图控制器上的特定的一个按键或多个按键，其中，绘图控制器保持正视图姿态也可通过绘图控制器的特定按键来实现，使绘图控制器的正视图姿态与图形受控装置中的三维图形保持一致。该同步校正开始信号可来自绘图控制器上的特定的一个按键或多个按键；

S013.在绘图控制器按校正方向旋转时，根据步骤S1～S3的方法控制所显示的三维图形的姿态变化，直至所述三维图形旋转到预设角度，预设角度例如为90度，该步骤如同鼠标的左键点击、拖、放操作一样，抓住三维图形，按校正方向旋转到预设角度，然后光标再回移到三维图形的中心；

S014.绘图控制器接收用户输入的同步校正结束信号，并根据自身的感测数据计算从同步校正开始到同步校正结束之间的姿态角度的变化值，该同步校正结束信号可来自绘图控制器上的特定的一个按键或多个按键，另外，绘图控制器的传感器单元计算从开始旋转到停止旋转总共发送的最小分辨角度变化值的次数，并且以此作为调整绘图控制器和图形受控装置同步的依据；

S015.将所计算的姿态角度的变化值与所述预设角度相减，以获得相应校正方向的偏差值，并将该偏差值存储到对应品牌的图形受控装置的存储器中，方便以后使用，假设所计算的姿态角度的变化值为95度，则所得到的偏差值为5度。在正式操作时，该偏差值用来校正绘图控制器所旋转的角度。

其次，Z轴两个方向的校正比较特殊，对于Z轴每个方向上的同步校正可按以下步骤进行：

S021.图形受控装置根据所接收的信号将所显示的三维图形调整到正视图位置，且光标置于所述三维图形的中心，其中，控制光标置于三维图形的中心可通过移动绘图控制器而实现；控制三维图形调整到正视图位置的信号可来自绘图控制器上的特定的一个按键或多个按键，也可来自图形受控装置上的一个按键或多个按键，当然，优选使用绘图控制器来控制；

S022.绘图控制器在保持正视图姿态后，接收用户输入的同步校正开始信号，其中，绘图控制器保持正视图姿态也可通过绘图控制器的特定按键来实现，使绘图控制器的正视图姿态与图形受控装置中的三维图形保持一致。该同步校正开始信号可来自绘图控制器上的特定的一个按键或多个按键；

S023.图形受控装置根据所接收的信号控制光标从所述三维图形的中心上移或下移预设距离，该控制光标移动的信号可由绘图控制器的特定按键发出，同样如同鼠标的左键点击、拖、放操作一样，然后光标再回到三维图形的中心；

S024.在绘图控制器按校正方向旋转时，根据步骤S1～S3的方法控制所显示的三维图形的姿态变化，直至所述三维图形旋转到预设角度，预设角度例如为90度；

S025.图形受控装置根据所接收的信号控制所显示的三维图形回拉至正视图位置，同样地，该控制光标移动的信号可由绘图控制器的特定按键发出，例如通过左键点击、拖、放再回到中心。由于多数图形受控装置中在Z轴方向拖拉三维图形时，不仅只有绕Z轴旋转，还会发生连带X轴、Y轴一起旋转，所以有必要回来使三维图形恢复正视图位置而不是发生偏转，确保只有Z轴旋转。操作方式可通过手动方式或按键设定参数的方式进行调整，并保存。按键可以改变多个参数的大小，例如，距离、最小拉动角度、拉动方向、回拉方向及角度大小等，也可以固定几个参数，只改变其中一个参数，还可以通过手动方式确定距离、拖动角度、回拉方向和角度，然后由传感器单元计算出最小参数；

S026.绘图控制器接收用户输入的同步校正结束信号，并根据自身的感测数据计算从同步校正开始到同步校正结束之间的姿态角度的变化值，该同步校正结束信号可来自绘图控制器上的特定的一个按键或多个按键，另外，绘图控制器的传感器单元计算从开始旋转到停止旋转总共发送的最小分辨角度变化值的次数，并且以此作为调整绘图控制器和图形受控装置同步的依据；；

S027.将所计算的姿态角度的变化值与所述预设角度相减，以获得相应校正方向的偏差值，并将该偏差值存储到对应品牌的图形受控装置的存储器中，方便以后使用，假设所计算的姿态角度的变化值为95度，则所得到的偏差值为5度。在正式操作时，该偏差值用来校正绘图控制器所旋转的角度。

另外，还应当说明的时，如果用户无法自己确定最小分辨角度变化值，可在同步校正时，将绘图控制器转换的角度（例如为90度）除以达到该角度的次数（例如200次）得到最小分辨角度变化值。

图3是本发明三维图形操作系统实施例一的逻辑图，该三维图形操作系统包括绘图控制器10和图形受控装置20，而且，绘图控制器10包括传感器单元11、运算单元12和第一无线收发单元13，图形受控装置20包括显示单元21、第二无线收发单元22和控制单元23。其中，传感器单元11用于在操作时，感测自身的姿态变化角度。运算单元12用于将所感测的姿态变化角度按预设或校正时计算得到的最小分辨角度变化值进行分割，并对每个最小分辨角度变化值进行处理，以获得图形控制信息，关于图形控制信息的获得，可根据最小分辨角度变化值计算最小光标偏移量和移动方向来获得图形控制信息，此时，图形控制信息包括最小光标偏移量和移动方向；也可根据最小分辨角度变化值计算旋转命令和旋转角度，此时，图形控制信息包括旋转命令和旋转角度。第一无线收发单元13用于将该图形控制信息发送至图形受控装置20。第二无线收发单元23用于接收该图形控制信息。控制单元22用于根据所接收的图形控制信息，控制显示单元21所显示的三维图形的姿态变化。

图4是本发明三维图形操作系统实施例二的逻辑图，该实施例的三维图形操作系统包括绘图控制器10和图形受控装置20，而且，绘图控制器10包括传感器单元11、运算单元12、第一无线收发单元13、存储单元14、接收单元15和指示单元16。图形受控装置20包括显示单元21、第二无线收发单元22和控制单元23。其中，该实施例中的传感器单元11、第一无线收发单元13、显示单元21、第二无线收发单元22和控制单元23与图3所示的实施例中的传感器单元11、第一无线收发单元13、显示单元21、第二无线收发单元22和控制单元23的逻辑结构对应相同，在此不做赘述，以下仅说明不同的部分。

在该实施例的三维图形操作系统中，绘图控制器10的运算单元12除了用于根据所感测的姿态变化角度生成图形控制信息外，还用于在同步校正时，根据传感器单元11的感测数据计算绘图控制器10的姿态角度的变化值，并将该姿态角度的变化值与同步校正时三维图形在校正方向所旋转的预设角度相减，以获得相应校正方向的偏差值，然后，存储单元14用于存储各个校正方向的偏差值。在正式操作时，运算单元12还用于根据所存储的相应偏差值，对每个最小分辨角度变化值进行处理，以获得图形控制信息。

在该实施例的三维图形操作系统中，绘图控制器10的接收单元15用于接收用户输入的下列至少一个信号：操作开始信号、同步校正开始信号、同步校正结束信号、正视图位置调整信号、光标置于三维图形中心信号、最小分辨角度变化值、拉动方向、回拉方向。该接收单元例如包括至少一个按键。

在该实施例的三维图形操作系统中，绘图控制器10的提示单元16用于指示绘图控制器的工作状态。该提示单元16例如包括至少一个LED指示灯。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims

1.一种三维图形操作方法，其特征在于，包括：

S1.在操作时，绘图控制器中的传感器单元感测自身的姿态变化角度；所述传感器单元为单独的三维陀螺仪，或者，三维加速度传感器、三维陀螺仪、三维地磁传感器中的任意两个组合；

S2.绘图控制器将所感测的姿态变化角度按预设或校正时计算得到的最小分辨角度变化值进行分割，并根据所存储的相应偏差值对每个最小分辨角度变化值进行处理，以获得图形控制信息，然后将所述图形控制信息发送至图形受控装置；

S3.图形受控装置根据所接收的图形控制信息控制所显示的三维图形的姿态变化；

其中，在所述步骤S0中，X轴的两个方向、Y轴的两个方向的同步校正的步骤分别为：

2.根据权利要求1所述的三维图形操作方法，其特征在于，在所述步骤S2中，所述对所述每个最小分辨角度变化值进行处理的步骤为：

3.根据权利要求1所述的三维图形操作方法，其特征在于，在所述步骤S2中，所述对所述每个最小分辨角度变化值进行处理的步骤为：

4.根据权利要求1所述的三维图形操作方法，其特征在于，在所述步骤S0中，Z轴的两个方向的同步校正的步骤分别为：

5.一种三维图形操作系统，其特征在于，包括绘图控制器和图形受控装置，而且，所述绘图控制器包括接收单元、传感器单元、运算单元、存储单元和第一无线收发单元，所述图形受控装置包括显示单元、第二无线收发单元和控制单元，其中，

接收单元，用于在进行X轴的两个方向、Y轴的两个方向的同步校正时，在绘图控制器在保持正视图姿态后，接收用户输入的同步校正开始信号；在用户按校正方向旋转绘图控制器直至所述三维图形旋转到预设角度时，接收用户输入的同步校正结束信号；

所述传感器单元，用于在操作时，感测自身的姿态变化角度；所述传感器单元为单独的三维陀螺仪，或者，三维加速度传感器、三维陀螺仪、三维地磁传感器中的任意两个组合；

所述运算单元，用于将所感测的姿态变化角度按预设或校正时计算得到的最小分辨角度变化值进行分割，并根据所存储的相应偏差值对每个最小分辨角度变化值进行处理，以获得图形控制信息；还用于在进行X轴的两个方向、Y轴的两个方向的同步校正时，根据所述传感器单元所感测的数据计算从同步校正开始到同步校正结束之间的姿态角度的变化值，并将所计算的姿态角度的变化值与所述预设角度相减，以获得相应校正方向的偏差值；

所述存储单元，用于存储所述偏差值；

所述第二无线收发单元，用于接收所述图形控制信息；

所述控制单元，用于根据所接收的图形控制信息，控制所述显示单元所显示的三维图形的姿态变化；还用于在进行X轴的两个方向、Y轴的两个方向的同步校正时，根据所接收的信号将所显示的三维图形调整到正视图位置，且光标置于所述三维图形的中心。

6.根据权利要求5所述的三维图形操作系统，其特征在于，所述运算单元根据最小分辨角度变化值计算最小光标偏移量和移动方向，所述图形控制信息包括最小光标偏移量和移动方向。

7.根据权利要求5所述的三维图形操作系统，其特征在于，所述运算单元根据最小分辨角度变化值计算旋转命令和旋转角度，所述图形控制信息包括旋转命令和旋转角度。

8.根据权利要求5所述的三维图形操作系统，其特征在于，所述接收单元，还用于接收用户输入的下列至少一个信号：操作开始信号、最小分辨角度变化值、拉动方向、回拉方向。

9.根据权利要求8所述的三维图形操作系统，其特征在于，所述接收单元包括至少一个按键。

10.根据权利要求5所述的三维图形操作系统，其特征在于，所述绘图控制器还包括：

提示单元，用于指示绘图控制器的工作状态。