CN108132761A - 一种实现3d扫描建模及远程打印的系统及方法 - Google Patents

Abstract

一种实现3D扫描建模及远程打印的系统，所述实现3D扫描建模及远程打印的系统包括3D扫描结构、与3D扫描结构连接的3D建模结构、与3D建模结构连接的3D数据传输模块、与3D数据传输模块连接的网络连接模块及与网络连接模块连接的3D远程打印模块。本发明通过采集三维图像数据信息，形成景深建立三维图，然后通过三维重建，即编辑工具模块、混色渲染模块、光源类型模块、智能控件模块处理后使得三维图更加绚丽真实且自然，简化了现有的三维扫描建模技术的复杂性及便利性。同时可以实现将扫描的三维图进行远程打印，解决了现有三维打印不便的难题，节约时间，提高打印的效率，使用便利。

Description

一种实现3D扫描建模及远程打印的系统及方法

技术领域

本发明涉及3D打印技术领域，尤其是涉及一种实现3D扫描建模及远程打印的系统及方法。

背景技术

随着3D打印机的兴起，3D打印的需求也在逐渐的增加，而三维建模也逐渐的发展起来。传统的三维建模主要通过建模软件进行，虽然该种建模方式能把生活上、工作上的实物转换成一种虚拟结构，但是需要花费大量的时间去建模，建模效率低，劳动强度大，而且不能随时随地的进行建模，并且即使三维建模完毕后还需要寻找三维打印机进行打印，在三维打印还未普及的今天，不仅浪费时间，而且还需要专业人员进行处理，打印不便。

因此，有必要提供一种新的技术方案以克服上述缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可有效解决上述技术问题的实现3D扫描建模及远程打印的系统及方法。

为达到本发明之目的，采用如下技术方案：

一种实现3D扫描建模及远程打印的系统，所述实现3D扫描建模及远程打印的系统包括3D扫描结构、与3D扫描结构连接的3D建模结构、与3D建模结构连接的3D数据传输模块、与3D数据传输模块连接的网络连接模块及与网络连接模块连接的3D远程打印模块。

所述3D扫描结构包括光束成像模块、景深图像生成模块、轮廓特征计算模块、3D模型生成模块。

所述3D建模结构包括编辑工具模块、混色渲染模块、光源类型模块及智能控件模块。

所述光束成像模块与景深图像生成模块连接，所述景深图像生成模块与所述轮廓特征计算模块连接，所述轮廓特征计算模块与3D模型生成模块连接。

所述编辑工具模块与所述3D设计图生成模块连接，所述混色渲染模块与所述编辑工具模块连接，所述光源类型模块与所述混色渲染模块连接，所述智能控件模块与所述光源类型模块连接。

所述3D数据传输模块与智能控件模块连接，同时与所述网络连接模块连接。

所述3D远程打印模块包括云端服务器、付费模块、3D打印模块。

所述云端服务器与网络连接模块连接，所述云端服务器与付费模块连接，所述3D打印模块与付费模块连接。

所述实现3D扫描建模及远程打印的方法包括以下步骤：

步骤一：首先，通过光束成像模块的前后摄像头匀速绕物体一周连续拍摄，从而获得该图像的方位数据信息，然后将获得的图像的方位数据信息传输至景深图像生成模块；

步骤二：然后，所述景深图像生成模块将获得的图像的方位数据信息形成景深图，然后将生成的景深图传输至所述轮廓特征计算模块；

步骤三：然后，轮廓特征计算模块将获得的景深图进行轮廓特征描绘，且进行多次边缘检测计算，生成三维空间顶点图，然后将生成的三维空间顶点图传输至3D设计图生成模块；

步骤四：然后，3D设计图生成模块通过对获得的三维空间顶点图进行处理，即将各个三维顶点连接拼接成所需的3D模型设计图，然后将获得的3D模型设计图传输至所述3D建模结构；

步骤五：然后，3D建模结构中的编辑工具、混色渲染模块、光源类型模块及智能控件模块对获得的3D模型设计图进行处理，所述编辑工具模块可以将3D模型设计图进行修饰美化，比如擦掉嘴巴、加粗眉毛等，所述混色渲染模块可以将3D模型设计图进行重新混色描配或者纯色渲染，所述光源类型模块通过不同类型光源捕捉光源，其主要进行光线调整，所述智能控件模块用于快速控件添加置换，比如快速替换脸型等，经过上述处理后获得三维设计图；

步骤六：然后，3D建模结构将处理完的三维设计图传输至3D数据传输模块，然后3D数据传输模块通过网络连接模块连接至云端服务器，从而可以通过网络连接模块将三维设计图数据传输至云端服务器，经过付费模块付费后，云端服务器将获得的三维设计图传输至3D打印模块；

步骤七：最后，由3D打印模块3D打印完成。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明实现3D扫描建模及远程打印的系统及方法通过采集三维图像数据信息，形成景深建立三维图，然后通过三维重建，即编辑工具模块、混色渲染模块、光源类型模块、智能控件模块处理后使得三维图更加绚丽真实且自然，简化了现有的三维扫描建模技术的复杂性及便利性。同时可以实现将扫描的三维图进行远程打印，解决了现有三维打印不便的难题，节约时间，提高打印的效率，使用便利。

附图说明

图1为本发明实现3D扫描建模及远程打印的系统的结构示意图；

图2为图1所示本发明实现3D扫描建模及远程打印的系统的3D扫描结构的结构示意图；

图3为图1所示本发明实现3D扫描建模及远程打印的系统的3D建模结构的结构示意图。

具体实施方式

下面结构图1至图3对本发明实现3D扫描建模及远程打印的系统做出清楚完整的说明。

如图1至图3所示，所述本发明实现3D扫描建模及远程打印的系统包括3D扫描结构、3D建模结构、3D数据传输模块、网络连接模块及3D远程打印模块。

如图1及图2所示，所述3D扫描结构包括光束成像模块204、景深图像生成模块205、轮廓特征计算模块206、3D设计图生成模块207。所述光束成像模块204与景深图像生成模块205连接，所述景深图像生成模块205与所述轮廓特征计算模块206连接，所述轮廓特征计算模块206与3D设计图生成模块207连接。所述光束成像模块204用于获得图像203对位信息数据，其可以是移动终端上具有预设距离的一个摄像头，包括前置摄像头202和后置摄像头201，在该移动终端均匀绕物体一周连续拍摄图像并且获得该图像的方位数据信息，所述景深图像生成模块205用于将获得的图像信息生成景深图像，一张一张清晰重塑图像，所述轮廓特征计算模块206用于将获得的景深图像进行轮廓特征顶点描绘且进行顶点计算，多次边缘检测计算，最后生成三维空间顶点图。所述3D设计图生成模块207通过各个三维顶点连接拼接形成所需的3D模型设计图。

如图1及图3所示，所述3D建模结构包括编辑工具模块301、混色渲染模块302、光源类型模块303及智能控件模块304。所述编辑工具模块302与所述3D设计图生成模块连接，以便对3D设计图生成模块生成的三维图进行处理，所述混色渲染模块302与所述编辑工具模块301连接，所述光源类型模块303与所述混色渲染模块302连接，所述智能控件模块304与所述光源类型模块303连接。所述编辑工具模块301用于将3D设计图生成模块产生的三维设计图进行修饰美化，比如擦掉嘴巴、加粗眉毛等，其主要包括画笔及编辑操作，画笔可以画直线、曲线、几何图形等，所述编辑操作包括撤销、复制、粘贴等，其可以通过强大的布尔运算实现对3D设计图的优化及重新建模、修复模型。所述混色渲染模块相当于一个染色盒，可以用于将三维设计图的颜色进一步优化，可以将设计图每个部分进行重新混色描配或者纯色渲染，或者对三维设计图增加渲染贴图，其一般用于彩色3D打印，比如：把黑色皮肤换成黄里带红，其主要用于调整3D设计图的颜色、增强3D设计图的自然效果以及渲染贴图的优化，所述光源类型模块用于捕捉背景光照光源及对不同位置捕捉光源，主要用于彩色3D打印进行光线调整，例如：埃菲尔铁塔每个镂空窗调亮窗口，其包括光源强弱调整以及自动平衡光亮度，同时实现光源跟踪。所述智能控件模块用于不同类型控制快速添加置换以及优化变脸异形，比如换脸、换装、换发型等，所述智能控件模块304具体用于快速控件添加置换，例如快速替换脸型、快速替换发型、快速替换衣裳、快速替换首饰等，脸型控件，是针对检测脸部特征信息，也可以进行一些微表情的内容进行添加变换，脸型控件主要依托Google Service 8.1以上的SDK运行，通过Github函数实现；发型控件是运用FXHair模拟运算，以每三秒以上的效果处理3500个Curves(75000控制点)进行智能添加、替换、魔幻美化；衣裳控件通过IrisSkin2.dll动态加载来实现。在工作窗口可以通过360度旋转视觉浏览，还可以通过风控、灯光元素调节达到最佳效果；首饰配件控制通过MogIt插件来实现佩戴预览效果，譬如：项链、玉坠、耳环、头钗、帽子、眼镜、手表、手链等等。

如图1所示，所述3D数据传输模块与智能控件模块304连接，同时与所述网络连接模块连接，其可以将最后经过智能控件模块304处理的三维设计图数据传输至网络。所述网络连接模块可以使用移动端自带的移动互联网、WIFI连接至互联网，从而可以方便网络连接模块连接云端服务器。

如图1所示，所述3D远程打印模块包括云端服务器、付费模块、3D打印模块。所述云端服务器与网络连接模块连接，所述传输模块可以通过网络连接模块将三维设计图传输至云端服务器，所述云端服务器与付费模块连接，所述付费模块功能用于当消费者需要打印三维设计图时，云端服务器响应上传的三维设计图反馈给应用端，可以预览三维设计图不同部位，并且扩大缩小预览。打印大小，多少体积。打印壁厚等，动态选择，可以选择打印哪种材质，如：PLA、ABS、光敏树脂、尼龙、玻纤、铝合金、钛合金、彩色石膏等等，每种材质的价格一一对应列出来，让消费者选择，然后进行支付。所述3D打印模块与付费模块连接，3D打印模块将接收到的三维设计图打印出来，所述3D打印模块可以为各种类型的3D打印机，其属于现有技术，故在此不再赘述。所述3D远程打印模块还包括发货模块，所述发货模块可以将3D打印模块打印出来的模型发出，方便需求者获取需要的3D打印模型，所述发货模块与所述3D打印模块连接。

本发明实现3D扫描建模及远程打印的方法包括以下步骤：

步骤一：首先通过光束成像模块的前后摄像头匀速绕物体一周连续拍摄，从而获得该图像的方位数据信息，然后将获得的图像的方位数据信息传输至景深图像生成模块；

步骤二：然后，所述景深图像生成模块将获得的图像的方位数据信息形成景深图，然后将生成的景深图传输至所述轮廓特征计算模块；

步骤三：然后，轮廓特征计算模块将获得的景深图进行轮廓特征描绘，且进行多次边缘检测计算，生成三维空间顶点图，然后将生成的三维空间顶点图传输至3D设计图生成模块；

步骤四：然后，3D设计图生成模块通过对获得的三维空间顶点图进行处理，即将各个三维顶点连接拼接成所需的3D模型设计图，然后将获得的3D模型设计图传输至所述3D建模结构；

步骤五：然后，3D建模结构中的编辑工具、混色渲染模块、光源类型模块及智能控件模块对获得的3D模型设计图进行处理，所述编辑工具模块可以将3D模型设计图进行修饰美化，比如擦掉嘴巴、加粗眉毛等，所述混色渲染模块可以将3D模型设计图进行重新混色描配或者纯色渲染，所述光源类型模块通过不同类型光源捕捉光源，其主要进行光线调整，所述智能控件模块用于快速控件添加置换，比如快速替换脸型等，经过上述处理后获得三维设计图；

步骤六：然后，3D建模结构将处理完的三维设计图传输至3D数据传输模块，然后3D数据传输模块通过网络连接模块连接至云端服务器，从而可以通过网络连接模块将三维设计图数据传输至云端服务器，经过付费模块付费后，云端服务器将获得的三维设计图传输至3D打印模块；

步骤七：最后，由3D打印模块3D打印完成。

Claims (9)

1.一种实现3D扫描建模及远程打印的系统，其特征在于：所述实现3D扫描建模及远程打印的系统包括3D扫描结构、与3D扫描结构连接的3D建模结构、与3D建模结构连接的3D数据传输模块、与3D数据传输模块连接的网络连接模块及与网络连接模块连接的3D远程打印模块。

2.如权利要求1所述的实现3D扫描建模及远程打印的系统，其特征在于：所述3D扫描结构包括光束成像模块、景深图像生成模块、轮廓特征计算模块、3D模型生成模块。

3.如权利要求2所述的实现3D扫描建模及远程打印的系统，其特征在于：所述3D建模结构包括编辑工具模块、混色渲染模块、光源类型模块及智能控件模块。

4.如权利要求3所述的实现3D扫描建模及远程打印的系统，其特征在于：所述光束成像模块与景深图像生成模块连接，所述景深图像生成模块与所述轮廓特征计算模块连接，所述轮廓特征计算模块与3D模型生成模块连接。

5.如权利要求4所述的实现3D扫描建模及远程打印的系统，其特征在于：所述编辑工具模块与所述3D设计图生成模块连接，所述混色渲染模块与所述编辑工具模块连接，所述光源类型模块与所述混色渲染模块连接，所述智能控件模块与所述光源类型模块连接。

6.如权利要求5所述的实现3D扫描建模及远程打印的系统，其特征在于：所述3D数据传输模块与智能控件模块连接，同时与所述网络连接模块连接。

7.如权利要求6所述的实现3D扫描建模及远程打印的系统，其特征在于：所述3D远程打印模块包括云端服务器、付费模块、3D打印模块。

8.如权利要求7所述的实现3D扫描建模及远程打印的系统，其特征在于：所述云端服务器与网络连接模块连接，所述云端服务器与付费模块连接，所述3D打印模块与付费模块连接。

9.一种实现3D扫描建模及远程打印的方法，其特征在于：所述实现3D扫描建模及远程打印的方法包括以下步骤：

步骤一：首先，通过光束成像模块的前后摄像头匀速绕物体一周连续拍摄，从而获得该图像的方位数据信息，然后将获得的图像的方位数据信息传输至景深图像生成模块；

步骤二：然后，所述景深图像生成模块将获得的图像的方位数据信息形成景深图，然后将生成的景深图传输至所述轮廓特征计算模块；

步骤三：然后，轮廓特征计算模块将获得的景深图进行轮廓特征描绘，且进行多次边缘检测计算，生成三维空间顶点图，然后将生成的三维空间顶点图传输至3D设计图生成模块；

步骤四：然后，3D设计图生成模块通过对获得的三维空间顶点图进行处理，即将各个三维顶点连接拼接成所需的3D模型设计图，然后将获得的3D模型设计图传输至所述3D建模结构；

步骤五：然后，3D建模结构中的编辑工具、混色渲染模块、光源类型模块及智能控件模块对获得的3D模型设计图进行处理，所述编辑工具模块可以将3D模型设计图进行修饰美化，比如擦掉嘴巴、加粗眉毛等，所述混色渲染模块可以将3D模型设计图进行重新混色描配或者纯色渲染，所述光源类型模块通过不同类型光源捕捉光源，其主要进行光线调整，所述智能控件模块用于快速控件添加置换，比如快速替换脸型等，经过上述处理后获得三维设计图；

步骤六：然后，3D建模结构将处理完的三维设计图传输至3D数据传输模块，然后3D数据传输模块通过网络连接模块连接至云端服务器，从而可以通过网络连接模块将三维设计图数据传输至云端服务器，经过付费模块付费后，云端服务器将获得的三维设计图传输至3D打印模块；

步骤七：最后，由3D打印模块3D打印完成。