CN108876910A

CN108876910A - 一种三维建模方法、装置、设备及计算机可读存储介质

Info

Publication number: CN108876910A
Application number: CN201810622420.1A
Authority: CN
Inventors: 刘耀丹
Original assignee: Zhengzhou Yunhai Information Technology Co Ltd
Current assignee: Zhengzhou Yunhai Information Technology Co Ltd
Priority date: 2018-06-15
Filing date: 2018-06-15
Publication date: 2018-11-23

Abstract

本发明实施例公开了一种三维建模方法、装置、设备及计算机可读存储介质。其中，方法包括通过根据用户点击三维坐标系中的坐标点生成待建模物体的二维轮廓线，各个坐标点中的有一维坐标设置为0；然后根据用户在垂直于二维轮廓线的面上，触点上下移动的位移信息以调整二维轮廓线的在该面上的高度，使二维图形转化为三维图形，从而生成待建模物体的三维模型。本申请提供的技术方案通过人机交互的方式，对待建模物体进行三维模型的绘制，用户可根据自身需求通过界面交互的方式，动态的增加、修改、删除三维模型，实现了三维模型的及时快速构建，操作方便快捷，提升了三维建模的效率，满足大型虚拟场景构建需求。

Description

一种三维建模方法、装置、设备及计算机可读存储介质

技术领域

本发明实施例涉及三维空间建模技术领域，特别是涉及一种三维建模方法、装置、设备及计算机可读存储介质。

背景技术

三维模型是物体的多边形表示，通常用计算机或者其它视频设备进行显示。显示的物体可以是现实世界的实体，也可以是虚构的物体。任何物理自然界存在的东西都可以用三维模型表示。随着计算机技术和图像处理技术的快速发展，三维模型已经应用于各种不同的领域，例如，在医疗行业用于制作器官的精确模型；在电影行业用于活动的人物、物体以及现实电影；在视频游戏产业用于作为计算机与视频游戏中的资源；在科学领域作为化合物的精确模型；在建筑业用来展示提议的建筑物或者风景表现等等。

三维模型作为点和其它信息集合的数据，一般用三维建模工具这种专门的软件生成，例如3D max，solidWorks，对实体的建模细节要求比较严谨。针对大规模的三维建模场景需求时，利用三维建模软件的三维模型生成过程较为复杂且耗时较长，无法满足用户构建大型虚拟场景的时效需求。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种三维建模方法、装置、设备及计算机可读存储介质，操作简单快捷，提升了三维建模的效率。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供以下技术方案：

本发明实施例一方面提供了一种三维建模方法，包括：

根据用户在预先建立的三维空间坐标系中的触点的三维坐标，生成待建模物体的二维轮廓线，各触点的三维坐标中均设置一维坐标值为0；

根据采集的用户在目标面上的触点移动的位移信息，调整所述二维轮廓线的在所述目标面上的高度，以生成所述待建模物体的三维模型，所述目标面与所述二维轮廓线所在平面相垂直。

可选的，在所述根据采集的用户在目标面上的触点移动的位移信息，调整所述二维轮廓线的在所述目标面上的高度之后，还包括：

调用与所述待建模物体相对应的纹理图像，对所述三维模型进行纹理贴图。

可选的，所述对所述三维模型进行纹理贴图包括：

提取所述三维模型的底层轮廓线上的三维坐标点，构成第一数组；

提取所述三维模型的顶层轮廓线上的三维坐标点，构成第二数组；

将所述三维模型的其他轮廓线上的三维坐标点构成第三数组；

分别根据所述第一数组、所述第二数组和所述第三数组，进行纹理贴图。

可选的，所述二维轮廓线为圆形轮廓线，所述根据用户在预先建立的三维空间坐标系中的触点的三维坐标，生成待建模物体的二维轮廓线包括：

获取用户在所述三维空间坐标系的第一触点和第二触点的三维坐标，并计算所述第一触点和所述第二触点的包围盒；

根据所述包围盒的中心点、半径和预设旋转角度，计算圆形轮廓线上的各点的坐标值，并设置z轴值为0，以构成所述圆形轮廓线上各点的三维坐标值；

根据各点三维坐标值，生成待建模物体的二维圆形轮廓线。

可选的，所述预设旋转角度为10°。

本发明实施例另一方面提供了一种三维建模装置，包括：

轮廓线生成模块，用于根据用户在预先建立的三维空间坐标系中的触点的三维坐标，生成待建模物体的二维轮廓线，各触点的三维坐标中均设置一维坐标值为0；

高度调整模块，用于根据采集的用户在目标面上的触点移动的位移信息，调整所述二维轮廓线的在所述目标面上的高度，以生成所述待建模物体的三维模型，所述目标面与所述二维轮廓线所在平面相垂直。

可选的，还包括：

纹理贴图模块，用于调用与所述待建模物体相对应的纹理图像，对所述三维模型进行纹理贴图。

可选的，所述纹理贴图模块包括：

提取子模块，用于提取所述三维模型的底层轮廓线上的三维坐标点，构成第一数组；提取所述三维模型的顶层轮廓线上的三维坐标点，构成第二数组；将所述三维模型的其他轮廓线上的三维坐标点构成第三数组；

贴图子模块，用于分别根据所述第一数组、所述第二数组和所述第三数组，进行纹理贴图。

本发明实施例还提供了一种三维建模设备，包括处理器，所述处理器用于执行存储器中存储的计算机程序时实现如前任一项所述三维建模方法的步骤。

本发明实施例最后还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有三维建模程序，所述三维建模程序被处理器执行时实现如前任一项所述三维建模方法的步骤。

本发明实施例提供了一种三维建模方法，首先通过根据用户点击三维坐标系中的坐标点生成待建模物体的二维轮廓线，各个坐标点中的有一维坐标设置为0；然后根据用户在垂直于二维轮廓线的面上，触点上下移动的位移信息以调整二维轮廓线的在该面上的高度，使二维图形转化为三维图形，从而生成待建模物体的三维模型。本申请提供的技术方案的优点在于，通过人机交互的方式，对待建模物体进行三维模型的绘制，用户可根据自身需求通过界面交互的方式，动态的增加、修改、删除三维模型，实现了三维模型的及时快速构建，操作方便快捷，提升了三维建模的效率，满足大型虚拟场景构建需求。

此外，本发明实施例还针对三维建模方法提供了相应的实现装置、设备及计算机可读存储介质，进一步使得所述方法更具有实用性，所述装置、设备及计算机可读存储介质具有相应的优点。

附图说明

为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种三维建模方法的流程示意图；

图2为本发明实施例提供的另一种三维建模方法的流程示意图；

图3为本发明实施例提供的三维建模装置的一种具体实施方式结构图；

图4为本发明实施例提供的三维建模装置的另一种具体实施方式结构图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等是用于区别不同的对象，而不是用于描述特定的顺序。此外术语“包括”和“具有”以及他们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可包括没有列出的步骤或单元。

在介绍了本发明实施例的技术方案后，下面详细的说明本申请的各种非限制性实施方式。

首先参见图1，图1为本发明实施例提供的一种三维建模方法的流程示意图，本发明实施例可包括以下内容：

S101：根据用户在预先建立的三维空间坐标系中的触点的三维坐标，生成待建模物体的二维轮廓线。

用户可通过鼠标((或其他的输入设备，例如键盘))点击界面上的三维坐标系中的任何一个坐标点作为触点位置，系统在检测到三维坐标系中的有触点时，生成触点的三维坐标值，其中在每个触点的三维坐标值中，设置其中一维的坐标值为0，举例来说，触点的三维坐标值为(x，y，z)，可设置z＝0。

用户根据所需要构建的三维模型(即待建模物体对应的三维模型)的轮廓在界面上，通过鼠标点击进行绘制，系统采集到每个触点位置的三维坐标后，根据三维坐标的位置和具体值生成相对应的轮廓，由于设置其中一维坐标值为0，所以生成的轮廓为二维轮廓线。

不同的轮廓线，在绘制过程中也不同，当对多边形轮廓线进行绘制时，可通过三维数组记录鼠标在界面上点击的坐标点的位置，其中z坐标值为0，通过三维数组实现多边形轮廓线的绘制。

当对圆形轮廓线绘制时，通过三维数组记录鼠标在界面上点击的两个触点的坐标位置，计算得到这两个触点的包围盒，获取得到包围盒的中心点和半径，在知道包围盒的中心点和半径后，便可计算得到圆周上任何一点的三维坐标值(其中，设置z轴值为0)，可设置旋转角度，中心点和半径构成的直线延该旋转角度值进行旋转一周，便可计算得到三维坐标值(其中，设置z轴值为0)，旋转角度值可设置为10°，当然，也可设置其他角度值，该角度值太大，绘制的圆周轮廓线可能不准确，角度太小，需要处理的数据量较多，用户可根据实际的需求进行确定旋转角度的具体值，本申请对此不作任何限定。其中，可根据下述公式计算圆形轮廓线上点的坐标值(x，y，0)，x和y的计算如下所述：

Angle+＝osg::PI/18；

x＝fRadius*cos(Angle)；

y＝fRadius*sin(Angle)。

具体的过程可包括：

获取用户在三维空间坐标系的第一触点和第二触点的三维坐标，并计算第一触点和第二触点的包围盒；

根据包围盒的中心点、半径和预设旋转角度，计算圆形轮廓线上的各点的坐标值，并设置z轴值为0，构成圆形轮廓线上的各点三维坐标值；

根据各点三维坐标值，生成待建模物体的二维圆形轮廓线。

S102：根据采集的用户在目标面上的触点移动的位移信息，调整二维轮廓线的在目标面上的高度，以生成待建模物体的三维模型。

具体的，用户可通过点击S101绘制的轮廓线，在目标面中上下移动鼠标，将三维模型高度调整至待建模物体的相应比例的高度，将二维图像转换为三维图像。

目标面与二维轮廓线所在平面相垂直，目标面的确定过程可为：

在三维空间坐标系中确定相机位置(也即用户眼睛在三维空间坐标系视点的位置)，由相机的位置k和鼠标点击的触点v，确定向量i，由向量i和z轴的叉积，得到向量j，向量j和z轴所在的平面，即为目标面。

用户可直接在交互界面上，通过鼠标(或其他的输入设备，例如键盘)点击对构建好的三维模型进行删减、更改、增加，相应的，系统根据采集的触点信息，完成对三维模型的相应修改。其中，删减、增加这两个动作可以针对三维模型的任何一部分也可为整体。

在本发明实施例提供的技术方案中，通过人机交互的方式，对待建模物体进行三维模型的绘制，用户可根据自身需求通过界面交互的方式，动态的增加、修改、删除三维模型，实现了三维模型的及时快速构建，操作方便快捷，提升了三维建模的效率，满足大型虚拟场景构建需求。

为了使构建的三维模型更加逼真，基于上述实施例，例如应用在三维建筑物的实体建模领域中，本申请还提供了另外一个实施例，请参阅图2，还包括：

S103：调用与待建模物体相对应的纹理图像，对三维模型进行纹理贴图。

纹理贴图即把三维的像素阵列映射到三维的物体空间中，通常可将物体和3D纹理处理成立方体或圆柱体。

可预先根据待建模物体的类型建立相应的图像库，在该库中存储常用的纹理图像，在对三维模型进行贴图时，可直接从库中进行调用。

在一种具体的实施过程中，纹理贴图的过程可包括：

提取三维模型的底层轮廓线上的三维坐标点，构成第一数组；

提取三维模型的顶层轮廓线上的三维坐标点，构成第二数组；

将三维模型的其他轮廓线上的三维坐标点构成第三数组；

分别根据第一数组、第二数组和第三数组，进行纹理贴图。

其他轮廓线指代三维模型中，除了底层轮廓线和顶层轮廓线之外，其余所有的轮廓线。

举例来说，对于构建的三维模型为正方体居民楼，可将正方体的下底面作为底层轮廓线，顶面作为顶层轮廓线，四个侧面作为第三数组。调用居民楼相应的纹理图像，为该正方体居民楼进行贴图。

由上可知，通过对构建的三维模型进行纹理贴图，使得构建的三维模型更加逼真，有利于提升用户的使用体验。

本发明实施例还针对三维建模方法提供了相应的实现装置，进一步使得所述方法更具有实用性。下面对本发明实施例提供的三维建模装置进行介绍，下文描述的三维建模装置与上文描述的三维建模方法可相互对应参照。

参见图3，图3为本发明实施例提供的三维建模装置在一种具体实施方式下的结构图，该装置可包括：

轮廓线生成模块301，用于根据用户在预先建立的三维空间坐标系中的触点的三维坐标，生成待建模物体的二维轮廓线，各触点的三维坐标中均设置一维坐标值为0。

高度调整模块302，用于根据采集的用户在目标面上的触点移动的位移信息，调整二维轮廓线的在目标面上的高度，以生成待建模物体的三维模型，目标面与二维轮廓线所在平面相垂直。

可选的，在本实施例的一些实施方式中，请参阅图4，所述装置例如还可以包括：

纹理贴图模块303，用于调用与待建模物体相对应的纹理图像，对三维模型进行纹理贴图。

具体的，在本实施例的另一些实施方式中，所述纹理贴图模块303还可以包括：

提取子模块，用于提取三维模型的底层轮廓线上的三维坐标点，构成第一数组；提取三维模型的顶层轮廓线上的三维坐标点，构成第二数组；将三维模型的其他轮廓线上的三维坐标点构成第三数组；

贴图子模块，用于分别根据第一数组、第二数组和第三数组，进行纹理贴图。

此外，在另外一种实施方式中，所述轮廓线生成模块301可包括：

计算子模块，用于获取用户在三维空间坐标系的第一触点和第二触点的三维坐标，并计算第一触点和第二触点的包围盒；

坐标计算子模块，用于根据包围盒的中心点、半径和预设旋转角度，计算圆形轮廓线上的各点的坐标值，并设置z轴值为0，构成圆形轮廓线上的各点三维坐标值；

轮廓生成子模块，用于根据各点三维坐标值，生成待建模物体的二维圆形轮廓线。

本发明实施例所述三维建模装置的各功能模块的功能可根据上述方法实施例中的方法具体实现，其具体实现过程可以参照上述方法实施例的相关描述，此处不再赘述。

由上可知，本发明实施例通过人机交互的方式，对待建模物体进行三维模型的绘制，用户可根据自身需求通过界面交互的方式，动态的增加、修改、删除三维模型，实现了三维模型的及时快速构建，操作方便快捷，提升了三维建模的效率，满足大型虚拟场景构建需求。

本发明实施例还提供了一种三维建模设备，具体可包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行计算机程序以实现如上任意一实施例所述三维建模方法的步骤。

本发明实施例所述三维建模设备的各功能模块的功能可根据上述方法实施例中的方法具体实现，其具体实现过程可以参照上述方法实施例的相关描述，此处不再赘述。

由上可知，本发明实施例操作简单快捷，提升了三维建模的效率。

本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，存储有三维建模程序，所述三维建模程序被处理器执行时如上任意一实施例所述三维建模方法的步骤。

本发明实施例所述计算机可读存储介质的各功能模块的功能可根据上述方法实施例中的方法具体实现，其具体实现过程可以参照上述方法实施例的相关描述，此处不再赘述。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

以上对本发明所提供的一种三维建模方法、装置、设备及计算机可读存储介质进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims

1.一种三维建模方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的三维建模方法，其特征在于，在所述根据采集的用户在目标面上的触点移动的位移信息，调整所述二维轮廓线的在所述目标面上的高度之后，还包括：

3.根据权利要求2所述的三维建模方法，其特征在于，所述对所述三维模型进行纹理贴图包括：

4.根据权利要求1-3任意一项所述的三维建模方法，其特征在于，所述二维轮廓线为圆形轮廓线，所述根据用户在预先建立的三维空间坐标系中的触点的三维坐标，生成待建模物体的二维轮廓线包括：

根据各点三维坐标值，生成待建模物体的二维圆形轮廓线。

5.根据权利要求4所述的三维建模方法，其特征在于，所述预设旋转角度为10°。

6.一种三维建模装置，其特征在于，包括：

7.根据权利要求6所述的三维建模装置，其特征在于，还包括：

8.根据权利要求7所述的三维建模装置，其特征在于，所述纹理贴图模块包括：

9.一种三维建模设备，其特征在于，包括处理器，所述处理器用于执行存储器中存储的计算机程序时实现如权利要求1至5任一项所述三维建模方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有三维建模程序，所述三维建模程序被处理器执行时实现如权利要求1至5任一项所述三维建模方法的步骤。