CN104574499B - 云端三维模型建构系统及其建构方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种云端三维模型建构系统及其建构方法，通过将一实体对象的三维对象数据实时传送至云端三维模型平台，该云端三维模型平台再根据该三维对象数据建构一建构中三维模型，其中，通过实时更新该建构中三维模型以持续建构该建构中三维模型，进而产生对应该实体对象的三维模型，而进一步将建构中三维模型的平面图像实时传送至用户装置，藉此供用户装置实时观看该建构中三维模型的平面图像。通过本发明的云端三维模型建构技术，除了提供三维模型建构过程实时观看外，更可将三维模型与其它三维技术结合以产生更实际应用。

Description

云端三维模型建构系统及其建构方法

技术领域

本发明涉及一种三维(3D)模型建构的技术，详而言之，尤指一种实时传送的云端三维模型建构系统及其建构方法。

背景技术

随着科技进步，以往的二维(2D)扫描与打印已无法满足使用者需求，目前最新推出的三维扫描与打印，可将立体对象(object)通过扫描分析以产生对应的三维模型，之后，通过三维对象建构设备可产出与立体对象相同/相似的三维对象。

于现行三维模型建构技术中，在立体对象扫描后，该些扫描得到的数据被传送至本地端的三维模型建构设备中进行分析、运算，以建构出三维模型，最后，再依该三维模型来重新体现所扫描的立体对象。详细来说，现行三维模型建构技术中，通常使用者先对立体对象进行扫描，之后经解析后会产生对应该立体对象的多个对象数据，该些对象数据会传送至三维模型建构设备，之后由该三维模型建构设备进行三维模型的建构及后续三维对象的重建，其中，在三维模型的建构后，若使用者发现有若干不足或须补强处，可再进行扫描，以再建构该三维模型。因此，在现有技术中，需等待对象数据传送至三维模型建构设备才开始三维模型的建构，且于确认三维模型没有不足或需须补强时，才会重建三维对象，如此，使用者不仅需经较长的建构时间，且无法立即知道三维模型的建构状态，对于使用者而言有使用上的不便。

此外，目前三维扫描的目的是欲将立体对象进行三维打印，藉此产出与立体对象相符的三维对象，然而所产出的三维对象若能与其它应用相结合，将可提供三维对象更多效益，进而使三维扫描与打印技术有更广泛的应用。

由上可知，提供一种实时性三维模型传送对于目前三维模型建构技术是重要的，且若能让使用者于建构过程中观看三维模型目前建构状态，将有助于使用者了解三维模型与实体对象是否相同，因此，前述各项三维模型建构的需求，实已成目前本领域技术人员所追求的目标。

发明内容

鉴于上述现有技术的缺点，本发明的目的为提供一种云端三维模型的建构技术，通过使用者端与云端三维模型平台间实时传输与反馈，以提供实时性且多用途的三维模型建构系统。

为达成前述目的及其它目的，本发明提出一种云端三维模型建构系统，包括：用于实时传送一实体对象的三维对象数据的用户装置以及与用户装置网络联机的云端三维模型平台，该云端三维模型平台包括有接收单元、处理单元以及反馈单元。该接收单元用于接收来自该用户装置所传送的三维对象数据，该处理单元用于根据该三维对象数据建构一建构中三维模型，且实时更新该建构中三维模型以持续建构该建构中三维模型，以产生对应该实体对象的三维模型，而该反馈单元用于将该建构中三维模型的平面图像实时传送至该用户装置，以供该用户装置实时观看该建构中三维模型的平面图像。

于一实施例中，该用户装置利用内建影像撷取器或与外部联机的可携式三维扫描仪，以取得该三维对象数据。

于另一实施例中，云端三维模型建构系统更包括与该云端三维模型平台联机的社交平台，其中，该云端三维模型平台的该三维模型结合图片以产生三维贴图模型，进而产生该三维贴图模型的平面图像，以传送该三维贴图模型的平面图像至该社交平台。

于又一实施例中，该用户装置联机至该云端三维模型平台以观看该三维贴图模型的平面图像，且通过互动接口以控制该三维贴图模型的大小缩放或视角改变。

此外，本发明更提出一种云端三维模型建构方法，可用于云端三维模型平台进行三维模型的建构，该方法包括：实时接收来自用户装置所提供的一实体对象的三维对象数据；根据该三维对象数据建构一建构中三维模型，且将该建构中三维模型的平面图像实时传送至该用户装置；以及实时更新该建构中三维模型以持续建构该建构中三维模型，以产生对应该实体对象的三维模型。

于一实施例中，该云端三维模型建构方法中所述的用户装置利用内建影像撷取器或与外部联机的可携式三维扫描仪以取得该三维对象数据。

于又一实施例中，该三维模型通过结合图片以产生三维贴图模型，进而产生该三维贴图模型的平面图像，以传送该三维贴图模型的平面图像至一社交平台。

相较于先前技术，本发明的云端三维模型建构系统及其建构方法，用户装置可实时将三维扫描仪所扫描的内容传送至云端三维模型平台以进行三维模型的建构，且云端三维模型平台也会实时将三维模型的建构状态传送至用户装置，让使用者可充分掌握目前建构情况，如此让使用者对于三维模型的建构不在是被动等待而是主动观察，必要时实时改变设定，大大增加实时性与参与感。此外，本发明的云端三维模型建构系统可与社交平台进行互动联机，也就是利用社交平台内储存或所撷取的人物影像图片贴图至云端三维模型建构系统所建构的三维模型上，以完成具有人物影像的三维贴图模型，因此，不论是个人观看使用或是商业行为，皆有相当大助益。

附图说明

图1为说明本发明的云端三维模型建构系统的系统示意图；

图2为说明本发明的云端三维模型建构系统的另一具体实施例的示意图；

图3为说明本发明的云端三维模型建构系统中用户装置的一具体实施例的示意图；

图4为说明本发明的云端三维模型建构方法的流程图；

图5为说明本发明的云端三维模型建构方法中三维模型建构的流程图；

图6为说明本发明的云端三维模型建构方法中与社交平台互动的流程图；以及

图7为说明本发明的云端三维模型建构系统与三维贴图应用结合的示意图。

其中，附图标记说明如下：

1 云端三维模型建构系统

10 用户装置

101 影像撷取器

102 三维模型应用程序

103 社交应用程序

11 云端三维模型平台

111 接收单元

112 储存单元

113 处理单元

114 反馈单元

115 三维模型

115’ 三维人像

12 因特网

13 实体对象

14 社交平台

15 三维游戏/三维动画

16 三维模型广告标签

161 标签图片

17 三维打印设备

18 可携式三维扫描仪

S401～S403 步骤

S501～S506 步骤

S601～S603 步骤

具体实施方式

以下通过特定的实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员，可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其它特点与功效。本发明也可通过其它不同的具体实施例加以施行或应用。

参阅图1，其为说明本发明的云端三维模型建构系统的系统示意图。如图所示，在本发明的云端三维模型建构系统1中，用户装置10与云端三维模型平台11是通过因特网12进行网络联机，用户装置10将撷取实体对象13的三维信息以传送该三维信息至云端三维模型平台11，并进行分析以建构与实体对象13相对应的三维模型。

用户装置10是用于实时传送该实体对象13的三维对象数据，具体来说，用户装置10可利用内建影像撷取器(如具有照像功能的用户装置10)或与外部联机的可携式三维扫描仪来取得三维对象数据。该三维对象数据是表示实体对象13通过例如三维扫描仪以侦测并分析现实世界中真实物体或环境的几何构造或外观，像是颜色、形状或表面曲线等，所撷取到的数据用于进行三维建构/重建计算，藉此在虚拟环境中建立真实物体的三维数字模型。

由上可知，三维对象数据即表示实体对象13的形体外观，三维对象数据可通过多种方式取得，例如通过三维绘图师绘制的三维图片，或是利用三维扫描方式取得的实体对象13的部分位或对象区块，也可以预先设计对应如实体对象13的实际形体外观的对象代码，待撷取相关影像或数据并进行判断后，再利用该对象代码找出对应的三维模型为何，举例而言，预先设计对应一铅笔的实际形体外观的对象代码为0105，则当待撷取该铅笔的影像并进行判断确定对象代码为0105后，利用该对象代码在数据库中找出对应的三维模型为该铅笔。

云端三维模型平台11可通过因特网12与用户装置10进行网络联机，该云端三维模型平台11包括接收单元111、储存单元112、处理单元113以及反馈单元114。

接收单元111是用于接收来自用户装置10所传送的三维对象数据，之后，该些三维对象数据会被储存于储存单元112中以等待后续三维模型的建构。

处理单元113是用于根据各用户装置10及实体对象13所产生的三维对象数据进行建构以形成建构中三维模型。此外，由于可能多个用户装置10将其所取得的三维对象数据上传至云端三维模型平台11，因此，处理单元113将不同的用户装置10以及各用户装置10所上传的实体对象13的多个三维对象数据进行分类与储存，进而建构三维模型。

处理单元113在有一定数量的三维对象数据后即可开始建构，并无需等到所有三维对象数据皆上传，因此，处理单元113利用部分三维对象数据可形成建构中三维模型。前述的建构中三维模型将实时更新以持续与新传送的三维对象数据进行建构，待所有三维对象数据皆上传后，即可产生对应实体对象13的三维模型。

反馈单元114可用于将建构中三维模型的平面图像实时传送至用户装置10，如此使用者可通过用户装置10实时观看该建构中三维模型的平面图像，也就是该三维模型的建构状态。换言之，使用者可通过用户装置10实时观看该建构中三维模型的某些特定平面图像，而不是该建构中三维模型本身，因此较不影响三维模型的建构的处理，也可实时确认该特定平面图像是否正确。

通过上述方式，云端三维模型平台11无需等待所有三维对象数据收集完成后才能开始建构，因此可加速三维模型建构时程。另外，反馈单元114可将建构中三维模型的平面图像传送给用户装置10，因此，使用者也无需等待整个三维模型建构完成即可观看，将有助于使用者通盘了解整个三维模型的建构，若三维模型建构过程有瑕疵，则可立即停止建构或修改，以避免资源及时间的浪费。

参阅图2，其为说明本发明的云端三维模型建构系统的另一具体实施例的示意图。如图所示，本实施例说明完整的云端三维模型建构系统1的组成以及云端三维模型平台11所产生的三维模型的应用，其中，社交平台14可与云端三维模型平台11通过因特网联机，而使用者也可通过用户装置10联机到社交平台14。此外，社交平台14也可与云端三维模型平台11建构在同一系统中，且不以此为限。

如上述，用户装置10可通过多种方式取得实体对象13的三维对象数据，之后，传送该三维对象数据至云端三维模型平台11进行三维模型的建构，该三维模型是与实体对象13相对应，且云端三维模型平台11会实时传送建构中三维模型的平面图像或建构完成的三维模型的影像至用户装置10。

云端三维模型平台11所建构的三维模型可直接通过三维打印设备17进行打印，以产生与实体对象13相同/相似的物品，三维打印的应用广泛，像是人体器官、家具等皆可。另外，三维模型还可提供三维游戏/三维动画15应用，以成为三维游戏内三维角色或三维物体的型态，或者也用于三维动画制作上的素材。

另外，三维模型还可应用于特定制造商，以与三维模型广告标签16结合，简单来说，将图片或影像之类的广告标签贴于三维模型上，如此可产生一带有广告标签的三维模型，广告商可利用此三维模型进行打印产生三维对象，将该三维模型应用于广告上，或者将该三维模型应用于三维游戏/三维动画15中，藉此达到广告效果。

社交平台14可将该社交平台14内的图片或照片(或外部图片或照片)传送至该云端三维模型平台11，并与该三维模型结合以产生三维贴图模型，进而产生该三维贴图模型的平面图像，并且传送该三维贴图模型的平面图像至该社交平台14。具体而言，三维模型可能仅是简单的三维模型，若加入个人元素的话，将可使三维模型有更多应用，举例来说，三维模型为一三维人像，若将社交平台14内使用者的脸部照片贴图于三维人像的脸部，则该三维人像的影像就可用于社交网站的互动。将于下文中具体描述此贴图实例。

此外，该社交平台14通过将该三维贴图模型的平面图像结合一外部链接，其中，该外部链接可联机至该云端三维模型平台11的该三维贴图模型或其它广告网站等。另外，用户装置10可联机至社交平台14，藉此让使用者自社交平台14下载已结合该外部链接的三维贴图模型的平面图像至该用户装置10以使用该外部链接联机至云端三维模型平台11，又或者，用户装置10也可直接联机至云端三维模型平台11以观看三维贴图模型的平面图像，使用者可通过用户装置10的互动接口来控制三维贴图模型的大小缩放及/或视角改变等，以使社交平台14或云端三维模型平台11传送改变后的三维贴图模型的平面图像至用户装置10。

参阅图3，其为说明本发明的云端三维模型建构系统中用户装置10的一具体实施例的示意图。本实施例主要进一步说明用户装置10的具体实施内容，如图所示，用户装置10可内建有影像撷取器101，并且具有三维模型应用程序102和社交应用程序103，以分别与云端三维模型平台11和社交平台14产生联机与互动。此外，该三维模型应用程序102和该社交应用程序103可实作于一应用程序中，且不以此为限。

当使用者欲建构三维模型时，可激活用户装置10的三维模型应用程序102，此时三维模型应用程序102可驱动影像撷取器101或外部连接的可携式三维扫描仪18以取得实体对象的影像或三维对象数据，之后，三维模型应用程序102将该些数据上传至云端三维模型平台11进行三维模型建构并回传三维模型的影像至用户装置10。

当产生三维模型之后，使用者可激活社交应用程序103联机至社交平台14，此时，社交平台14可将社交平台14内的图片或照片(或外部图片或照片)传送至该云端三维模型平台11，并与该三维模型结合以产生三维贴图模型，进而得到三维贴图模型的平面图像，并且传送该三维贴图模型的平面图像至该社交平台14。之后，三维贴图模型的平面图像可回传至用户装置10，如此，使用者可直接联机至云端三维模型平台11直接观看三维贴图模型的平面图像，观看过程可通过用户装置10对三维贴图模型进行翻转或缩放，此外，使用者也可自社交平台14下载该三维贴图模型的平面图像，或者该社交平台14将该三维贴图模型的平面图像结合外部链接以供使用者下载使用。藉此，使用者仅拥有该三维模型的平面图像或该三维贴图模型的平面图像或经三维打印设备17进行打印的三维对象，而无法拥有该三维模型或该三维贴图模型，以保护原作者的知识产权。

参阅图4，其为说明本发明的云端三维模型建构方法的流程图。如图所示，于步骤S401中，为实时接收来自用户装置所提供的一实体对象的三维对象数据。具体而言，用户装置可利用内建影像撷取器或与外部联机的可携式三维扫描仪，以取得实体对象的三维对象数据或者影像。接着至步骤S402。

于步骤S402中，根据该三维对象数据进行建构以形成一建构中三维模型，且将该建构中三维模型的平面图像实时传送至该用户装置。简言之，将所接收到的该三维对象数据进行建构，以形成一建构中三维模型，需说明者，本发明无需等待所有三维对象数据完备后才进行模型建构，而是在有一定数量的三维对象数据即可开始建构三维模型，因而会形成一建构中三维模型（即非完整三维模型），而该建构中三维模型的平面图像可实时传送至用户装置，以供用户装置端的使用者观看该建构中三维模型的平面图像，也就是该三维模型的建构状态。接着至步骤S403。

于步骤S403中，实时更新该建构中三维模型以持续建构该建构中三维模型，以产生对应该实体对象的三维模型。详言之，在接收到新的三维对象数据后，会与前述建构中三维模型进行实时更新与结合，以产生新的建构中三维模型，重复此过程直到整个三维模型完成，而三维模型可依先前大小比例设定而与实体对象相似。

此外，在完成三维模型后，此三维模型可结合社交平台内的照片或图片(或外部照片或图片)以产生三维贴图模型，进而产生该三维贴图模型的平面图像，并且传送该三维贴图模型的平面图像至该社交平台，而使用者可通过用户装置下载三维贴图模型的平面图像，或者通过用户装置的互动接口来控制三维贴图模型的大小缩放及/或视角改变等，以观看该三维贴图模型的平面图像。

参阅图5，其为说明本发明的云端三维模型建构方法中三维模型建构的流程图。如图所示，于步骤S501中，激活用户装置内三维模型应用程序，输入及/或选择设定，并连接至三维扫描仪或内建影像撷取器。此步骤是说明欲进行三维模型建构时，可激活用户装置内三维模型应用程序，并且预先输入相关设定，例如低多边形显示/高多边形显示/发型/完整对象扫描/部分对象扫描等，之后连接至外部的三维扫描仪或以内建的影像撷取器进行扫描。接着至步骤S502和S503。

于步骤S502中，三维扫描仪传送扫描信息至用户装置，也就是三维扫描仪可对实体对象进行三维扫描以取得扫描信息，该扫描信息可包含坐标（coordinate）/纹理/颜色/部分扫描所对应的对象代码（例如发型）等，并且持续将扫描信息回传至用户装置。

此外，于步骤S503中，用户装置接收其内建影像撷取器所截取照片或由三维扫描仪所取得的扫描信息，并通过3G/WiFi/ADSL/LTE等有线或无线网络的方式发送照片或扫描信息至云端三维模型平台。接着至步骤S504。

于步骤S504中，基于应用程序设定执行成像（rendering），且回传成像状态/三维模型影像至用户装置并由用户装置显示。此步骤为建构三维模型并传回影像至使用者端的用户装置。于步骤S504后，进行步骤S505，也就是判断是否收到使用者所下的停止指令，若否，则持续扫描并回到步骤S502，即取得新的三维对象数据（所撷取实体对象的部份数据），之后再持续由步骤S504进行三维模型的建构。反之，若收到使用者所下的停止指令，则前进至步骤S506，结束此建构方法的流程。

通过前述步骤，可逐步对实体对象作影像或三维对象数据撷取，并依据设定完成三维模型成像，藉此产生三维模型。

参阅图6，其为说明本发明的云端三维模型建构方法中与社交平台互动的流程图。如图所示，于步骤S601中，激活用户装置内社交应用程序，预购或选择贴图系列，连接扫描仪以扫描人像或直接选择预存人像。具体而言，使用者激活用户装置内的社交应用程序，可进行预购或选择已产生的贴图，若为预购则联机至扫描仪进行人像扫描，若为已有贴图则可选择使用之。接着至步骤S602。

于步骤S602中，社交平台制作贴图，完成后提供预览及选购，使用者选定后下载及付款。社交平台依据使用者的预购或选择进行贴图制作，完成后可至于社交平台供使用者预览和选购，使用者可付费下载。接着至步骤S603。

于步骤S603中，使用者利用自己图片与三维模型结合以产生三维贴图人像影像，或通过三维打印设备打印出自己的三维贴图人像。于前一步骤中，使用者可取得自己想要的贴图，之后，使用者使用该些贴图与三维模型（这里举例为人像）进行结合以产生三维贴图人像的平面图像，或者可联机至外接的三维打印设备以打印出属于自己的三维贴图人像。

此外，当使用者欲在社交平台传送影音档时，也可利用上述技术并通过该三维贴图人像的平面图像显现使用者相对于该影音檔的特殊的情绪或表情(如喜怒哀乐等)，以增加使用者间的互动。

参阅图7，其为说明本发明的云端三维模型建构系统与三维贴图应用结合的示意图。如图所示，云端三维模型平台11可将所建构的三维模型（例如人像）应用于三维模型广告标签16的制造商，此时，制造商可将三维模型广告标签16传送至云端三维模型平台11以结合三维模型115与标签图片161，进而形成具有标签图片的三维人像115’，如此，广告商可利用此人像产出平面广告、立体实物或以电子格式置入模拟或数字的广告中，如此，三维模型结合广告标签的贴图，将产生更大效益。此外，也可将上述三维人像115’应用于三维游戏/三维动画15中。

综上所述，本发明所提出的云端三维模型建构系统及其建构方法，提供用户装置实时将扫描的内容传送至云端三维模型平台进行三维模型建构，且云端三维模型平台也实时将三维模型的建构状态回传至用户装置，如此使用者可知悉目前建构情况，相较于现有需要等待扫描内容上传后才能进行建构及后续作业的技术，本发明不仅缩短整体时间且让使用者在建构过程可主动观看建构内容，如此也避免较多的建构时间，这样也增加使用者的参与感。此外，云端三维模型建构系统也可结合社交平台产生有用的应用，例如，利用社交平台内储存或实时撷取的人物影像，将其贴图至三维模型上以完成具有人物影像的三维模型，因此，也提供三维模型多种不同的应用。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何本领域技术人员均可在不违背本发明的构思及范畴下，对上述实施例进行修饰与改变。因此，本发明的权利保护范围，应如权利要求书所列。

Claims (10)

1.一种云端三维模型建构系统，其特征在于，包括：

用户装置，其用于实时传送一实体对象的三维对象数据；以及

云端三维模型平台，其与该用户装置网络联机，该云端三维模型平台包括：

接收单元，其用于接收来自该用户装置所传送的该三维对象数据；

处理单元，其用于根据该三维对象数据建构一建构中三维模型，且实时更新该建构中三维模型以持续建构该建构中三维模型，以产生对应该实体对象的三维模型，其中，该处理单元利用部分该三维对象数据形成该建构中三维模型，该建构中三维模型与新传送的三维对象数据进行建构以持续实时更新，待所有该三维对象数据上传后，即产生该三维模型；以及

反馈单元，其用于将该建构中三维模型的平面图像实时传送至该用户装置，以供该用户装置实时观看该建构中三维模型的平面图像。

2.根据权利要求1的云端三维模型建构系统，其特征在于，该三维对象数据包含三维图片、对象位、对象区块或对象代码。

3.根据权利要求1的云端三维模型建构系统，其特征在于，该用户装置利用内建影像撷取器或与外部联机的可携式三维扫描仪以取得该三维对象数据。

4.根据权利要求1的云端三维模型建构系统，其特征在于，该系统还包括与该云端三维模型平台联机的社交平台，其中，该云端三维模型平台的该三维模型结合图片以产生三维贴图模型，进而产生该三维贴图模型的平面图像，以传送该三维贴图模型的平面图像至该社交平台。

5.根据权利要求4的云端三维模型建构系统，其特征在于，该社交平台将该三维贴图模型的平面图像结合一外部链接，进而与该用户装置联机，以供该用户装置自该社交平台下载已结合该外部链接的该三维贴图模型的平面图像。

6.根据权利要求4的云端三维模型建构系统，其特征在于，该用户装置联机至该云端三维模型平台以观看该三维贴图模型的平面图像，且通过互动接口以控制该三维贴图模型的大小缩放或视角改变。

7.一种云端三维模型建构方法，其特征在于，包含下列步骤：

实时接收来自用户装置所提供的一实体对象的三维对象数据；

根据部分该三维对象数据建构一建构中三维模型，且将该建构中三维模型的平面图像实时传送至该用户装置；以及

该建构中三维模型与新传送的三维对象数据进行建构以持续建构该建构中三维模型，进而实时更新该建构中三维模型，待所有该三维对象数据上传后，以产生对应该实体对象的三维模型。

8.根据权利要求7的云端三维模型建构方法，其特征在于，该用户装置利用内建影像撷取器或与外部联机的可携式三维扫描仪以取得该三维对象数据。

9.根据权利要求7所述的云端三维模型建构方法，其特征在于，该三维模型结合图片以产生三维贴图模型，进而产生该三维贴图模型的平面图像，以传送该三维贴图模型的平面图像至一社交平台。

10.根据权利要求9所述的云端三维模型建构方法，其特征在于，该用户装置通过该用户装置的互动接口以控制该三维贴图模型的大小缩放或视角改变。