CN104778741A - 二维图形转换为三维图形的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种二维图形转换为三维图形的方法和装置。方法包括：获取二维图形的脚本信息，该脚本信息包括二维图形的类型和位置参数；根据二维图形的类别和位置参数构建二维图形对应的三维模型；该三维模型包括多个顶点坐标，以及标识各顶点坐标间是否位于同一平面的索引关系。将三维模型在初始化后的三维场景中进行渲染操作，以生成三维模型对应的三维图形。本发明实施例有效解决了在数字课堂系统中，采用二维图形的形式进行图像展示，缺乏生动性的技术问题。

Description

二维图形转换为三维图形的方法和装置

技术领域

本发明涉及图像处理技术，尤其涉及一种二维图形转换为三维图形的方法和装置。

背景技术

目前，在数字课堂系统中，数学教育用到的立体几何图形，如棱柱体，圆柱体，圆锥体等通常采用二维图形的形式进行展示，缺乏生动性。

发明内容

本发明提供一种二维图形转换为三维图形的方法和装置，用于解决在数字课堂系统中，采用二维图形的形式进行图像展示，缺乏生动性的技术问题。

一方面，本发明实施例提供一种二维图形转换为三维图形的方法，包括：

获取二维图形的脚本信息，所述脚本信息包括所述二维图形的类型和位置参数；

根据所述二维图形的类别和位置参数构建所述二维图形对应的三维模型；所述三维模型包括多个顶点坐标，以及标识各所述顶点坐标间是否位于同一平面的索引关系。

将所述三维模型在初始化后的三维场景中进行渲染操作，以生成所述三维模型对应的三维图形。

另一方面，本发明实施例提供一种二维图形转换为三维图形的装置，包括：

获取模块，用于获取二维图形的脚本信息，所述脚本信息包括所述二维图形的类型和位置参数；

构建模块，用于根据所述二维图形的类别和位置参数构建所述二维图形对应的三维模型；所述三维模型包括多个顶点坐标，以及标识各所述顶点坐标间是否位于同一平面的索引关系；

渲染模块，用于将所述三维模型在初始化后的三维场景中进行渲染操作，以生成所述三维模型对应的三维图形。

本发明提供的二维图形转换为三维图形的方法和装置，获取二维图形的脚本信息，该脚本信息包括二维图形的类型和位置参数；根据二维图形的类别和位置参数构建二维图形对应的三维模型；该三维模型包括多个顶点坐标，以及标识各所述顶点坐标间是否位于同一平面的索引关系。将三维模型在初始化后的三维场景中进行渲染操作，以生成该三维模型对应的三维图形。该方案将现有数字课堂系统中，数学教育用到的二维图形转换为三维图形进行展示，增加了生动性。

附图说明

图1为本发明提供的二维图形转换为三维图形的方法一个实施例的流程图；

图2为本发明提供的二维图形转换为三维图形的装置一个实施例的结构示意图。

具体实施方式

图1为本发明提供的二维图形转换为三维图形的方法一个实施例的流程图。该方法以下步骤的执行主体可以是具有图像采集功能的装置或模块。如图1所示，该方法具体包括：

S101，获取二维图形的脚本信息，所述脚本信息包括二维图形的类型和位置参数；

其中，该二维图形为采用二维平面方式展现的如棱柱体，圆柱体，圆锥体等立体几何图形。本实施例中的二维图形可以为经2D图像引擎直接形成的图形；或是以现有各种方式搜集到图形信息后，提取这些图形对应的参数信息（例如长方体的长、宽、高；圆柱体的底面圆半径，高等），并将这些参数信息输入到2D图像引擎后获取到相应图形。获取上述二维图形后，采用JSON等脚本生成工具，得到上述二维图形对应的脚本信息，该脚本信息包括二维图形的名称、类型、位置参数等信息。其中，二维图形的类型即指该二维图形描述的立体几何图形类别，即上述棱柱体，圆柱体，圆锥体等；二维图形的位置参数即指该二维图形描述的立体几何图形在2D图像引擎中的坐标描述信息，包括特征点的坐标和该特征点对应的控制信息。例如，圆柱体对应的脚本信息中，位置参数包括：两底面的圆心坐标（特征点的坐标），半径和高（特征点对应的控制信息）；正方体对应的脚本信息中，位置参数包括：一顶点的坐标（特征点的坐标），和边长（特征点对应的控制信息）。以此类推，其他类型的立体几何图形同样可采用该方式确定他们脚本信息中对应的位置参数，根据具体图形类别的不同，上述特征点和特征点对应的控制信息可以为一个或多个。

S102，根据二维图形的类别和位置参数构建二维图形对应的三维模型；该三维模型包括多个顶点坐标，以及标识各顶点坐标间是否位于同一平面的索引关系；

根据上述二维图形的类别和位置参数信息，可构建用于将该二维图形对应的立体几何图形在三维成像工具中成像时对应的三维模型。该三维模型具体包括多个顶点坐标，以及标识各顶点坐标间是否位于同一平面的索引关系。其中，多个顶点位于上述立体几何图形中各边上，且每个边上至少包含两个顶点（对于直线边，可用两个顶点连线表示；对于曲线边，需用大于两个顶点连线进行表示）。

具体地，本实施例给出了确定上述三维模型的一种具体实现方式：

根据上述二维图形的特征点的坐标和特征点对应的控制信息生成三维模型包含的上述各个顶点坐标；例如，以特征点为：圆心坐标（1,1,1）和（1,1,2），控制信息为：上述圆心对应的半径为1，生成三维模型包含顶点坐标。这些顶点坐标即为分别落在平面z=1，和z=2内，且以圆心坐标（1,1,1）和（1,1,2），半径为1的两圆上的点的坐标。又例如，以特征点为：正方体中一角顶点（0,0,0）；控制信息为：边长为1，生成三维模型包含顶点坐标。可先确定该正方体中其他七个角顶点，然后将这8个角顶点中距离为1的每两角顶点间连接，形成12条线段，则上述正方体对应的三维模型包含顶点坐标即落在这12条线段中。其中，本方案对正方体的其他七个角顶点的具体位置，在满足正方体各角顶点相对位置的前提下可任意选择，在此不作限定。现有成像技术中，均采用有限的像素点对图像进行展示。因此，本方案在具体确定三维模型的顶点数目时采用如下原则；若以某特征点，和该特征点对应的特征信息组成的图形为一个或多个直线段，则以该特征点，和该特征点对应的特征信息对应生成的顶点即为各个直线段上的两个端点；若以某特征点，和该特征点对应的特征信息组成的图形为一个或多个曲线段，则以该特征点，和该特征点对应的特征信息对应生成的顶点即为各个曲线段上的至少三个坐标点，出于精度和图形本身大小的考虑，曲线段上的顶点坐标个数可依据具体情况适应增加。

根据所述二维图形的类型将三维模型包含的各顶点坐标按预设的二维图形所属的类型对应的索引关系规则，确定各顶点坐标间的索引关系。该索引关系含义为具有索引关系的顶点间可依次用线段连接形成平面。具体的，本方案中对于圆柱体其对应的三维模型中各顶点坐标对应的索引关系规则为：将以特征点为圆心，固定值为半径的圆上对应的所有顶点中每相邻两个顶点与该特征点之间确定为具有同一平面内的索引关系；将上述两圆形上每一个顶点，与不属于该顶点所在圆形上的另一个圆形上与该顶点距离最近的两个顶点之间确定为具有同一平面内的索引关系。本方案中对于正方体对应的三维模型中各顶点坐标对应的索引关系规则为：对于每个顶点，选取两个与该顶点间距离为边上（特征点对应的控制信息）的两个顶点与该顶点确定具有同一平面内的索引关系。依次类推，还可以按照上述思想，将常见立体几何图形中包括圆台，圆锥等图形对应的三维模型中各顶点坐标对应的索引关系规则。

S103，将三维模型在初始化后的三维场景中进行渲染操作，以生成三维模型对应的三维图形；

将依据二维图形的脚本信息构建的上述三维模型在初始化后的三维场景中进行渲染操作，即可生成该三维模型对应的三维图形，即最终的上述立体几何图形的三维图形。上述三维场景渲染为现有技术，具体步骤原理在此不作赘述。本实施例中具体采用OpenGL（Open Graphics Library）作为三维渲染引擎。

本发明提供的二维图形转换为三维图形的方法，获取二维图形的脚本信息，该脚本信息包括二维图形的类型和位置参数；根据二维图形的类别和位置参数构建二维图形对应的三维模型；该三维模型包括多个顶点坐标，以及标识各顶点坐标间是否位于同一平面的索引关系。将三维模型在初始化后的三维场景中进行渲染操作，以生成三维模型对应的三维图形。该方案将现有数字课堂系统中，数学教育用到的二维图形转换为三维图形进行展示，增加了生动性。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

图2为本发明提供的二维图形转换为三维图形的装置一个实施例的结构示意图，用于执行如图1所示的方法步骤。如图2所示，该装置具体包括：获取模块21、构建模块22和渲染模块23，其中：

获取模块21，用于获取二维图形的脚本信息，该脚本信息包括二维图形的类型和位置参数；

构建模块22，用于根据二维图形的类别和位置参数构建二维图形对应的三维模型；该三维模型包括多个顶点坐标，以及标识各顶点坐标间是否位于同一平面的索引关系；

渲染模块23，用于将三维模型在初始化后的三维场景中进行渲染操作，以生成三维模型对应的三维图形。

具体地，本实施所示装置执行将二维图形转换为三维图形的过程如下：

获取模块21获取二维图形的脚本信息，该脚本信息包括二维图形的类型和位置参数；该获取过程具体可参见步骤101的相应内容；

构建模块22根据二维图形的类别和位置参数构建二维图形对应的三维模型；该三维模型包括多个顶点坐标，以及标识各顶点坐标间是否位于同一平面的索引关系；该构建过程具体可参见步骤102的相应内容；

渲染模块23将构建模块22构建的三维模型在初始化后的三维场景中进行渲染操作，以生成三维模型对应的三维图形；该渲染过程具体可参见步骤103的相应内容。

进一步的，上述二维图形的位置参数包括二维图形的特征点的坐标和该特征点对应的控制信息；构建模块22根据二维图形的类别和位置参数构建二维图形对应的三维模型的具体过程包括：

构建模块22根据二维图形的特征点的坐标和特征点对应的控制信息生成三维模型包含的顶点坐标，该顶点坐标为同时位于三维图形中的至少两个表面内的坐标；

构建模块22根据二维图形的类型将三维模型包含的各顶点坐标按预设的二维图形所属的类型对应的索引关系规则，确定各顶点坐标间的索引关系。

本发明提供的二维图形转换为三维图形的装置，获取二维图形的脚本信息，该脚本信息包括二维图形的类型和位置参数；根据二维图形的类别和位置参数构建二维图形对应的三维模型；该三维模型包括多个顶点坐标，以及标识各顶点坐标间是否位于同一平面的索引关系。将三维模型在初始化后的三维场景中进行渲染操作，以生成三维模型对应的三维图形。该方案将现有数字课堂系统中，数学教育用到的二维图形转换为三维图形进行展示，增加了生动性。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (6)

1.一种二维图形转换为三维图形的方法，其特征在于，包括：

获取二维图形的脚本信息，所述脚本信息包括所述二维图形的类型和位置参数；

根据所述二维图形的类别和位置参数构建所述二维图形对应的三维模型；所述三维模型包括多个顶点坐标，以及标识各所述顶点坐标间是否位于同一平面的索引关系。

将所述三维模型在初始化后的三维场景中进行渲染操作，以生成所述三维模型对应的三维图形。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述二维图形的位置参数包括所述二维图形的特征点的坐标和所述特征点对应的控制信息。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述二维图形的类别和位置参数构建所述二维图形对应的三维模型，具体包括：

根据所述二维图形的特征点的坐标和所述特征点对应的控制信息生成所述三维模型包含的所述顶点坐标，所述顶点坐标为同时位于所述三维图形中的至少两个表面内的坐标；

根据所述二维图形的类型将所述三维模型包含的各所述顶点坐标按预设的所述二维图形所属的类型对应的索引关系规则，确定各所述顶点坐标间的索引关系。

4.一种二维图形转换为三维图形的装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取二维图形的脚本信息，所述脚本信息包括所述二维图形的类型和位置参数；

构建模块，用于根据所述二维图形的类别和位置参数构建所述二维图形对应的三维模型；所述三维模型包括多个顶点坐标，以及标识各所述顶点坐标间是否位于同一平面的索引关系；

渲染模块，用于将所述三维模型在初始化后的三维场景中进行渲染操作，以生成所述三维模型对应的三维图形。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述二维图形的位置参数包括所述二维图形的特征点的坐标和所述特征点对应的控制信息。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述构建模块，具体用于

根据所述二维图形的特征点的坐标和所述特征点对应的控制信息生成所述三维模型包含的所述顶点坐标，所述顶点坐标为同时位于所述三维图形中的至少两个表面内的坐标；

根据所述二维图形的类型将所述三维模型包含的各所述顶点坐标按预设的所述二维图形所属的类型对应的索引关系规则，构建各所述顶点坐标间的索引关系。