CN105046748A - 一种三维地质体场景中可形成图像的3d相框装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及图像处理领域，具体公开了一种三维地质体场景中可形成图像的3D相框装置，其特征在于，在图像处理系统中预置矩形剖面模型以完成切剖面的信息处理动作后形成图像。本发明通过构建一个3D相框这样一个在三维地质体场景中的可显示对象，将切剖面所需要的所有参数包装集成到该3D相框对象里，使得用户能够形象直观地判断和设置剖面位置及图幅范围，控制切割行为，有效提高操作效率。

Description

一种三维地质体场景中可形成图像的3D相框装置

技术领域

本发明涉及图像处理领域，特别是在地质图像处理领域中的一种三维地质体场景中可形成图像的3D相框装置。

背景技术

随着计算机硬件设施的不断提高，越来越多的应用软件使用了能为用户提供更逼真场景的3D技术(3Dimension即三维立体技术)。常用的三维图形处理库有OpenGL和DirectX3D，它们都属于商业化且符合三维图形工业标准的可二次开发的应用组件。

通过借助于可二次开发组件提供的功能接口以及各领域应用程序的专业性包装，用户能够实现三维场景的旋转、平移、缩放以及沿用户随机选取的观光路线随意观看沿途场景和重点区域等功能，为记录某些位置的显示形态以备研究和交流，用户经常采用切剖面的技术手段。如何使切剖面的操作更加直观化、形象化、简单化，是本发明要解决的主要问题。

目前，形成剖面图的工艺手段较多，大致分为两种类型：1、抽象型：通过输入剖面方向、x、y轴向信息、过点位置信息等定向定位参数，最终确定剖面在三维场景中的实际位置并形成剖面图；2、直观型：用三维场景形成俯视图，在俯视图上沿纵横向放置井字形直线框架，对该井字形做上升和下降一段距离的立切操作，形成井字交叉的立面，再构造每个立面上的剖面图供用户循环浏览。

以上两种常用方法虽然都能够满足切割剖面时对于位置参数的需求，但存在如下不足：（1）所提供的位置参数是粗糙的，当需要限定剖面图在纵横向的范围时，设置范围参数将是非常繁琐的事情；（2）需要在某个方向上等距切剖面或对剖面图上的数据内容有特殊要求等其它剖面参数进行设置时，问题就会变的很复杂。

发明内容

为解决上述现有的缺点，本发明的主要目的在于提供一种实用的三维地质体场景中可形成图像的3D相框装置，通过构建一个3D相框这样一个在三维场景中的可显示对象，将切剖面所需要的所有参数包装集成到该3D相框对象里，使得用户能够形象直观地判断和设置剖面位置及图幅范围，控制切割行为，有效提高操作效率。

为达成以上所述的目的，本发明的一种三维地质体场景中可形成图像的3D相框装置采取如下技术方案：

一种三维地质体场景中可形成图像的3D相框装置，其特征在于，在图像处理系统中预置矩形剖面模型以完成切剖面的信息处理动作后形成图像，所述图像为地质研究领域常规意义上的地质剖面图或图片。

进一步的，预置矩形剖面模型包括确定将被显示在三维地质体场景中3D相框的第一立边框和第二立边框以及功能集成边框和底边框。

更进一步的，分析第一点击点与眼睛空间连线与屏幕画面曲面交点位置确定第一点击点空间位置。

更进一步的，分析第二点击点与眼睛空间连线与屏幕画面曲面交点位置确定第二点击点空间位置。

更进一步的，确定3D相框第一立边框与第二立边框之间的横向距离，第一点击点的空间位置默认第一立边框，第二点击点的空间位置默认第二立边框。

进一步的，在3D相框横向距离内分析屏幕画面曲面最高点，确定功能集成边框。

进一步的，在3D相框横向距离内分析屏幕画面曲面最低点以确定底边框。

进一步的，在三维地质体场景中以方框形式展示以形成图像为目的的相框对象；将相框的选中与取消选中，包括点击相框以外的区域取消相框的选中、各种移动、缩放及拍照等有关鼠标操作和相框行为集成锚定在该相框的四周边框上以及选中相框的弹出菜单上；相框拍照生成能被后期加工的剖面图或图片。

更进一步的，包括创建、操作、删除三个实施步骤，所述操作步骤还包括选中或取消选中、设置相框属性、前移或后移、移动立框、拍照步骤。

进一步的，剖面模型上生成的剖面图或图片的内容是剖面模型上相框平面范围与显示场景中所有可显示单元相交部分，包括遮挡部分的相交，在相框平面上的影像。

更进一步的，拖动3D相框在浮动矩形显示区域，实时动态地显示切面形态的内部构造形态。

一种相框装置，包括权利要求1-10中任意说述的相框装置因细节特征变化而功能相同的相框装置。

本发明技术方案带来的有益效果：

a、将形成剖面图之前的设置操作与软件的视觉交互操作有机的结合起来；

b、使剖面图范围的设置效果形象的展示在三维场景中；

c、通过3D相框这个载体能够集成和保留形成图片或剖面图用到的参数集合；

d、大大简化了平行剖面切片时的操作步骤。

附图说明

图1为本发明在三维地质体场景中的有形对象示意图。

具体实施方式

为了进一步说明本发明，下面结合附图进一步进行说明：

如图1所示，本发明的一种三维地质体场景中可形成剖面图的3D相框装置，包括两个立边框，功能集成边框和底边框。功能集成边框具体分为上托板、中托板和下托板，上托板下方设置中托板，中托板下方设置下托板，功能集成边框两侧分别设置左立边框和右立边框，功能集成边框中托板的一端设置激活点，另一端设置拍照按钮、远离按钮和走近按钮，左立边框和右立边框之间是相框剖面区域。当然以上仅为本实施例所设置的功能按钮，不限定本发明功能按钮类型的设定，在本发明功能集成边框中可根据实际制图需要设定不同功能的功能按钮，例如相框设置按钮、相框状态复位按钮、缩放（以相框平面的中心点为参考）按钮、删除、关闭、隐藏相框的按钮、在三维场景中水平方向将相框顺时针、逆时针旋转某个固定角度的按钮、立式、平卧状态的转换按钮等。同样，本实施例中所设置的功能集成边框的表现形式为上中下托板形式，也可以有不同变化，例如为单一托板形式，利用设置在托板上的两个锚点，拖动锚点代替对应的上下拖板功能，或者仅为一条边框线，在边线上设置锚点（或按钮）的弹出菜单。

本发明通过在地质图像分析软件中构建一个3D相框这样一个在三维场景中的可显示对象，将切剖面所需要的所有参数包装集成到该3D相框对象里，使得用户能够形象直观地判断和设置剖面位置及图幅范围，控制切割行为，有效提高操作效率。

本发明是一个能够呈现在三维地质体场景中的有形对象，因形似相框故而得名，其形状和一般的呈现环境如图1所示。

本发明先在图像处理软件中预置一个空间抽像矩形相框，默认点击的前两下为地理环境曲面的两点，点击点与眼睛连线（空间线）和曲面交点位置即最终确定的预置相框垂直方向的左右边框（即第一立边框和第二立边框），本实施例采用第一点击点为左立边框，第二点击点为右立边框。在3D相框水平向距离内分析屏幕画面曲面与3D相框的交面线，该交面线的最高点即可确定为3D相框的功能集成边框，3D相框横向距离内分析屏幕画面曲面与3D相框的交面线的最低点可确定为底边框，此时即完成了预置矩形剖面模型的建立。

模型建立后，在屏幕操作中本发明包括三个实施步骤，分别是创建3D相框、操作3D相框和删除3D相框：

A：创建3D相框，在三维场景正常显示时需要一个外部启动操作(如按下按钮或菜单)使系统进入创建3D相框的状态，然后通过单击三维场景中两个不同的位置或点击并拖动鼠标(两个单击点决定相框的横向范围)使系统自动创建一个默认垂向（即屏幕y轴方向）在三维场景中展示的3D相框，同时退出创建3D相框的状态，自动使3D相框处于选中态，相框的空间位置由交面线衬托，3D相框有两种状态：分别是选中态和非选中态，选中态时3D相框获得焦点，能够接受鼠标操作；非选中态时3D相框不接受鼠标操作，3D相框有移动(纵向和横向)、转动、水平等距移动(沿垂直相框平面方向)、纵向伸缩和横向伸缩等行为。

B：操作3D相框，三维场景是一个综合工作区，所有操作多是通过鼠标完成，3D相框生成后只是场景中的一个显示元素，当前状态是操作3D相框还是三维场景中的其它显示单元，是通过3D相框是否处于选中态区分的，只有3D相框处于选中态，用户才能够通过鼠标完成对3D相框的左右、前后移动、随意移动或者移动某个立框使相框转向、拍照以及操控变化相框的幅面范围等。

B步骤还包括：

a：选中或取消选中，在3D相框周边设计一个二态(选中态和非选中态)激活点或激活按钮，每次点击都使得3D相框在选中态和非选中态之间切换，其状态用激活点图标或激活按钮上的图标变化来表达，该激活点放置在相框顶部的最左边；

b：设置相框属性，双击相框范围的任意位置或按下工具栏里的设置相框按钮显示3D相框的设置面板，用户能够设置相框的外观属性、前后移动的基本步长以及其它预定义的行为属性(如拍照形成图片的类型、格式或剖面图的类型、格式、放置目录)等；

c：前移或后移，相框位置调整好后，用户经常需要沿垂直相框的方向切出一组剖面来观察显示目标内部的连续变化，从而推测和想象显示内容的空间形态，因此前移和后移是一种不能让相框左右移动而前后向等距移动的常用操作，所以不能由用户通过鼠标拖动完成，我们在相框的中拖板里定义两个操作点或按钮，分别用不同的图标表示前移和后移，用户点击一次就按照既定的步长执行一次前移或后移操作，这两个按钮放置在相框顶部中拖板的最右边。

d：水平方向随意移动相框、上下方向移动相框或收窄放宽相框高度，这些动作也较常用，尤其初次创建相框后，往往不是用户期望的理想位置和纵向范围，马上需要调整相框，因此需要在相框周围定义操作点，由于相框的实际位置是靠相框与其它显示单元的交面线表达的，所以这些操作点放置在相框的上边框上，可以通过定义拖动锚点或将上边框划分为三个功能区域，点在某个区域上拖动鼠标完成操作，本实施例将上边框分为上中下三个托板，点在某个托板上移动鼠标分别完成上下方向移动相框、水平方向随意移动相框和收窄放宽相框高度的操作，有些移动操作可以依照惯例同时绑定到键盘的四个方向键上；

e：移动立框，用鼠标点击拖动左立框或右立框实时改变相框方位(朝向)和横向长度，完成相框转向和定义横向位置的操作；

f：拍照，这是一个类似按下快门的动作，可以在边框上放置一个操作锚点(快门按钮)，鼠标点击该锚点实现拍照动作，此处的拍照可以形成地质研究领域常规意义上的地质剖面图或图片，视相框属性的设置而定，将快门按钮操作锚点放置在中拖板的右边。

C：删除3D相框，通过按下删除按钮或定义在弹出菜单上的删除菜单项删除本相框。

本发明将形成图像之前的设置操作与软件的视觉交互操作有机的结合起来，使剖面图或图片范围的设置效果形象的展示在三维地质体场景中，通过3D相框这个载体能够集成和封装形成图片或剖面图用到的参数集合，为更复杂的开发应用提供了无限可能，大大简化了平行剖面切片时的操作步骤。

本发明在三维地质体场景中以方框形式展示以形成图像为目的的相框对象，将相框的选中与取消选中(该操作也包括点击相框以外的区域取消相框的选中)、各种移动、缩放及拍照等有关鼠标操作和相框行为集成锚定在该相框的四周边框上以及选中相框的弹出菜单上，相框拍照生成能被后期加工的剖面图或图片。

本发明不仅能够很好地应用于地质研究领域三维地质软件的开发上，也能应用于所有适合用三维场景展示的实体对象或抽象对象的三维软件的研究开发上。3D相框不仅能够垂直展示，也能够水平展示并形成水平面方向的剖面图(水平切片)。通过随意拖动3D相框在一个浮动矩形显示区域实时动态地显示切面形态(类似于鹰眼技术)能够快速浏览对象的内部构造形态。

需要说明的是，以上实施例所描述的三维地质体场景中可形成图像的3D相框装置，不仅局限于实施例，所有包括本方案中任一描述的装置以及细节特征变化而功能相同的相框装置，均在本发明保护范围之内。

Claims (12)

1.一种三维地质体场景中可形成图像的3D相框装置，其特征在于，在图像处理系统中预置矩形剖面模型以完成切剖面的信息处理动作后形成图像，所述图像为地质研究领域常规意义上的地质剖面图或图片。

2.根据权利要求1所述的三维地质体场景中可形成图像的3D相框装置，其特征在于，预置矩形剖面模型包括确定将被显示在三维地质体场景中3D相框的第一立边框和第二立边框以及功能集成边框和底边框。

3.根据权利要求2所述的三维地质体场景中可形成图像的3D相框装置，其特征在于，分析第一点击点与眼睛空间连线与屏幕画面曲面交点位置确定第一点击点空间位置。

4.根据权利要求2所述的三维地质体场景中可形成图像的3D相框装置，其特征在于，分析第二点击点与眼睛空间连线与屏幕画面曲面交点位置确定第二点击点空间位置。

5.根据权利要求2所述的三维地质体场景中可形成图像的3D相框装置，其特征在于，确定3D相框第一立边框与第二立边框之间的横向距离，第一点击点的空间位置默认第一立边框，第二点击点的空间位置默认第二立边框。

6.根据权利要求5所述的三维地质体场景中可形成图像的3D相框装置，其特征在于，在3D相框横向距离内分析屏幕图像曲面最高点，确定功能集成边框。

7.根据权利要求5所述的三维地质体场景中可形成图像的3D相框装置，其特征在于，在3D相框横向距离内分析屏幕画面曲面最低点以确定底边框。

8.根据权利要求1-7所述的任意一种三维地质体场景中可形成图像的3D相框装置，其特征在于，在三维地质体场景中以方框形式展示以形成图像为目的的相框对象；将相框的选中与取消选中，包括点击相框以外的区域取消相框的选中、各种移动、缩放及拍照等有关鼠标操作和相框行为集成锚定在该相框的四周边框上以及选中相框的弹出菜单上；相框拍照生成能被后期加工的剖面图或图片。

9.根据权利要求8所述的三维地质体场景中可形成图像的3D相框装置，其特征在于，包括创建、操作、删除三个实施步骤，所述操作步骤还包括选中或取消选中、设置相框属性、前移或后移、移动立框、拍照步骤。

10.根据权利要求1所述的三维地质体场景中可形成图像的3D相框装置，其特征在于，剖面模型上生成的剖面图或图片的内容是剖面模型上相框平面范围与显示场景中所有可显示单元相交部分包括遮挡部分的相交，在相框平面上的影像。

11.根据权利要求1所述的三维地质体场景中可形成图像的3D相框装置，其特征在于，拖动3D相框在浮动矩形显示区域，实时动态地显示切面形态的内部构造形态。

12.根据权利要求1所述的三维地质体场景中可形成图像的3D相框装置，其特征在于，包括权利要求1-11中任意说述的相框装置因细节特征变化而功能相同的相框装置。