CN109727311A - 一种三维模型构建方法及移动终端 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种三维模型构建方法及移动终端，其中，所述方法包括：获取目标体素图像的文件格式内容；根据所述文件格式内容，获取所述目标体素图像的空间信息和颜色信息；根据所述目标体素图像的空间信息和颜色信息，构建所述目标体素图像的三维模型。解决了现有3D模型构建方法的操作性和扩展性低的问题。

Description

一种三维模型构建方法及移动终端

技术领域

本发明涉及移动终端技术领域，尤其涉及一种三维模型构建方法及移动终端。

背景技术

随着电子技术的飞速发展，智能手机，平板电脑等便携移动设备极大的改变着人们的生活和工作方式，众多应用和娱乐类产品在移动终端上大量涌现。其中，图像/图形已经成为现代信息领域最常使用的媒体格式之一，尤其因为人们感知信息的方式90％来自视觉，所以数字图像也理所当然的成为了目前最主流的媒体形式。其表现形式有图形、图像、视频、动画，等；而应用领域更是无所不在。3D图像是近期快速增长的技术领域。伴随着人们对视觉的表现效果要求越来越高，以及计算机硬件设备的处理能力的快速提升，现在已经有足够的能力处理复杂的3D图像。而3D图像也越来越多的应用于对显示要求更高端的领域，比如，游戏、娱乐、影视、多媒体教学等。

然而，传统的3D图像多以三角形、多边形为基本元素来表现一个面，继而表现一个物体的外表面，而给人“立体感”的视觉效果。这类图像的创作通常需要专业的3D模型设计人员和设计软件，比如3D-MAX，因此对于3D模型的应用具备较强的限制性，不能满足用户针对于3D模型数据任意加工处理的需求。

因此，基于一种数据结构简单、操作性和可扩展性强的3D模型构建方法是目前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明实施例提供一种三维模型构建方法及移动终端，以解决现有技术中3D模型构建方法的操作性和扩展性低的问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种三维模型构建方法，应用于移动终端，该方法包括：

获取目标体素图像的文件格式内容；

根据所述文件格式内容，获取所述目标体素图像的空间信息和颜色信息；

根据所述目标体素图像的空间信息和颜色信息，构建所述目标体素图像的三维模型。

第二方面，本发明实施例还提供了一种移动终端，包括：

文件格式内容获取模块，用于获取目标体素图像的文件格式内容；

空间信息和颜色信息获取模块，用于根据所述文件格式内容，获取所述目标体素图像的空间信息和颜色信息；

三维模型构建模块，用于根据所述目标体素图像的空间信息和颜色信息，构建所述目标体素图像的三维模型。

这样，本发明实施例中，通过获取目标体素图像的文件格式内容；根据所述文件格式内容，获取所述目标体素图像的空间信息和颜色信息；根据所述目标体素图像的空间信息和颜色信息，构建所述目标体素图像的三维模型。解决了现有3D模型构建方法的操作性和扩展性低的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了本发明实施例一中的一种三维模型构建方法的流程图；

图2示出了本发明实施例二中的一种三维模型构建方法的流程图；

图2A示出了本发明实施例中的三维模型第一示意图；

图2B示出了本发明实施例中的三维模型第二示意图；

图3示出了根据本发明实施例三中的一种移动终端的结构框图；

图4示出了根据本发明实施例三中的一种移动终端的结构框图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

体素 (voxel)，是体积元素(volumepixel)的简称。一如其名，是数字数据于三维空间分割上的最小单位，体素用于三维成像、科学数据与医学影像等领域。概念上类似二维空间的最小单位——像素，像素用在二维计算机图像的影像数据上。有些真正的三维显示器运用体素来描述它们的分辨率。

如同像素，体素本身并不含有空间中位置的数据(即它们的坐标)，然而却可以从它们相对于其它体素的位置来推敲，意即它们在构成单一张体积影像的数据结构中的位置。

体素用恒定的标量或者向量表示一个立体的区域，体素的边界在于相邻晶格的中间位置。这样，“体素”这个术语仅仅用来表示最邻近的插值，而不用来表示如三次线性、立方等等高次插值，这些情况可以用单元体积分支来表示。

体素可以包含本质上是向量的多个标量数值。在B模式超声扫描以及多普勒数据中，在同一个体素位置的密度与流速经过独立通道获取。

实施例一

参照图1，示出了本发明实施例一的一种三维模型构建方法的流程图，具体可以包括如下步骤：

步骤101，获取目标体素图像的文件格式内容；

本发明实施例中，通常体素Voxel图像以文件格式存储，该文件有其特定格式，比如，文件开头以VI开头，表示该文件类型；第二部分是颜色信息；第三部分体素模型信息。

其中，提取体素图像的文件格式即可以获得文件类型、颜色信息和体素模型信息（空间信息）。

步骤102，根据所述文件格式内容，获取所述目标体素图像的空间信息和颜色信息；

此步骤中 ，根据上述获取的格式内容，进一步提取目标体素图像的空间信息和颜色信息。

通常，每个体素表示成一个四元组【颜色、X坐标、Y坐标、Z坐标】，而模型的体素图像则是一个四元组的数组，记录了图像中包含的所有的体素信息。

步骤103，根据所述目标体素图像的空间信息和颜色信息，构建所述目标体素图像的三维模型。

此步骤中，根据上述获得的目标体素图像的四元组数据【颜色、X坐标、Y坐标、Z坐标】，构建对应的三维模型。

其中，每个体素点都有对应的颜色信息和空间X、Y、Z坐标，根据空间坐标绘制体素点并填充颜色，即构建成为对应的三维模型。

其中，构建三维模型时需要将上述获取的数据导入3D处理软件中，进行模型内容的渲染，生成三维模型，并且体素图像在中通过体素点构成三维模型的基本单位，便于优化和进一步处理，例如旋转、更改颜色等操作，只需更改对应体素点的坐标和颜色值即可。

当然，构建三维模型的3D处理软件可以是一种和多种，基于体素图像的强可读性和可操作性，大多数3D处理软件都可以对其进行处理，因此本发明实施例对具体3D处理软件类型不加以限制。

在本发明实施例中，通过获取目标体素图像的文件格式内容；根据所述文件格式内容，获取所述目标体素图像的空间信息和颜色信息；根据所述目标体素图像的空间信息和颜色信息，构建所述目标体素图像的三维模型。解决了现有3D模型构建方法的操作性和扩展性低的问题。具备了通过体素图像易于处理的优势，高效简单构建三维模型的有益效果。

实施例二

参照图2，示出了本发明实施例二的一种三维模型构建方法的流程图，具体可以包括如下步骤：

步骤201，获取目标体素图像的文件格式内容；

此步骤和步骤101相同，在此不再详述。

步骤202，根据所述文件格式内容，获取所述目标体素图像的空间信息和颜色信息；

此步骤和步骤102相同，在此不再详述。

优选地，所述目标体素图像的空间信息和颜色信息包括所述目标体素图像中每个体素点的X坐标信息、Y坐标信息、Z坐标信息和像素颜色数据。

步骤203，根据目标体素图像中每个体素点的X坐标信息、Y坐标信息、Z坐标信息，获取所述目标体素图像的空间六面体模型信息；

此步骤中，如图2A所示的，根据各体素点的X坐标信息、Y坐标信息、Z坐标信息进行组合，可以在三维空间中绘制体素点组成的一个小的6面体，那么通过该小6面体连接而成为空间X坐标上三维模型、或Y坐标上三维模型、或Z坐标上三维模型，综合构成完整空间模型。

步骤204，根据所述空间六面体模型信息，确定空间六面体的八个定位点信息；

此步骤中，上述描述中，每个体素在三维空间下表现为一个小的6面体，通过该6面体的空间信息以及体素的尺寸可以得到6面体的8个定点的位置信息。

步骤205，根据所述空间六面体的八个定位点信息和像素颜色数据，构建所述目标体素图像的三维模型；

此步骤中，根据上述获取的6面体的8个定点的位置信息，确定每个体素6面体的位置，再填充颜色，以构建目标体素图像的三维模型。

优选地，步骤205，包括：

子步骤B1，根据所述空间六面体的八个定位点信息，删除所述空间六面体模型信息中的冗余信息，生成三维模型框架；

可以理解地，体素小6面体在拼接的过程中，至少有一个面或者多个面是用于连接其他体素小6面体的，所以这些面上面填充颜色也是不能被看到，对三维模型的构建不造成影响，那么这些数据属于冗余数据，可以去除。

子步骤B2，根据所述像素颜色数据填充所述三维模型框架，构建所述目标体素图像的三维模型。

其中，在去除重复面结构上的颜色信息后形成的每个体素小六面体的三维模型框架，拼接成目标体素图像的三维模型。

例如，图2B所示，通过体素小六面体构建的三维形体是实心的。比如，蛋糕内部也有体素。而当我们转为传统3D图像格式时这些内部体素的信息是冗余的，因为它们藏在内部，无法被观察。所以我们通过算法将他们剔除出去。这样可以节省传统3D图像的数据大小，减轻计算处理压力。

在本发明实施例中，通过获取目标体素图像的文件格式内容；根据所述文件格式内容，获取所述目标体素图像的空间信息和颜色信息；所述目标体素图像的空间信息和颜色信息包括所述目标体素图像中每个体素点的X坐标信息、Y坐标信息、Z坐标信息和像素颜色数据；根据目标体素图像中每个体素点的X坐标信息、Y坐标信息、Z坐标信息，获取所述目标体素图像的空间六面体模型信息；根据所述空间六面体模型信息，确定空间六面体的八个定位点信息；根据所述空间六面体的八个定位点信息和像素颜色数据，构建所述目标体素图像的三维模型。实现了通过体素图像构建三维模型的目的，并且在构建过程中消除冗余信息，提高计算效率，具备高效三维模型构建的有益效果。

实施例三

参照图3，示出了本发明实施例三的一种移动终端的结构框图。

所述移动终端300包括：

文件格式内容获取模块301，用于获取目标体素图像的文件格式内容；

空间信息和颜色信息获取模块302，用于根据所述文件格式内容，获取所述目标体素图像的空间信息和颜色信息；

三维模型构建模块303，用于根据所述目标体素图像的空间信息和颜色信息，构建所述目标体素图像的三维模型。

在本发明实施例中，通过文件格式内容获取模块，用于获取目标体素图像的文件格式内容；空间信息和颜色信息获取模块，用于根据所述文件格式内容，获取所述目标体素图像的空间信息和颜色信息；三维模型构建模块，用于根据所述目标体素图像的空间信息和颜色信息，构建所述目标体素图像的三维模型。解决了现有3D模型构建方法的操作性和扩展性低的问题。具备了通过体素图像易于处理的优势，高效简单构建三维模型的有益效果。

参照图4，下面分别详细介绍所述移动终端300各模块的功能以及各模块之间的交互关系。

文件格式内容获取模块301，用于获取目标体素图像的文件格式内容；

空间信息和颜色信息获取模块302，用于根据所述文件格式内容，获取所述目标体素图像的空间信息和颜色信息；

优选地，所述目标体素图像的空间信息和颜色信息包括所述目标体素图像中每个体素点的X坐标信息、Y坐标信息、Z坐标信息和像素颜色数据。

三维模型构建模块303，用于根据所述目标体素图像的空间信息和颜色信息，构建所述目标体素图像的三维模型。

优选地，所述三维模型构建模块303，包括：

空间六面体模型信息获取子模块3031，用于根据目标体素图像中每个体素点的X坐标信息、Y坐标信息、Z坐标信息，获取所述目标体素图像的空间六面体模型信息；

八个定位点信息确定子模块3032，用于根据所述空间六面体模型信息，确定空间六面体的八个定位点信息；

三维模型构建子模块3033，用于根据所述空间六面体的八个定位点信息和像素颜色数据，构建所述目标体素图像的三维模型。

优选地，所述三维模型构建子模块3033，包括：

三维模型框架生成单元，用于根据所述空间六面体的八个定位点信息，删除所述空间六面体模型信息中的冗余信息，生成三维模型框架；

三维模型构建单元，用于根据所述像素颜色数据填充所述三维模型框架，构建所述目标体素图像的三维模型。

在本发明实施例中，通过获取目标体素图像的文件格式内容；根据所述文件格式内容，获取所述目标体素图像的空间信息和颜色信息；所述目标体素图像的空间信息和颜色信息包括所述目标体素图像中每个体素点的X坐标信息、Y坐标信息、Z坐标信息和像素颜色数据；根据目标体素图像中每个体素点的X坐标信息、Y坐标信息、Z坐标信息，获取所述目标体素图像的空间六面体模型信息；根据所述空间六面体模型信息，确定空间六面体的八个定位点信息；根据所述空间六面体的八个定位点信息和像素颜色数据，构建所述目标体素图像的三维模型。实现了通过体素图像构建三维模型的目的，并且在构建过程中消除冗余信息，提高计算效率，具备高效三维模型构建的有益效果。

可以理解的是，本发明实施例描述的这些实施例可以用硬件、软件、固件、中间件、微码或其组合来实现。对于硬件实现，处理单元可以实现在一个或多个专用集成电路(ApplicationSpecificIntegratedCircuits，ASIC)、数字信号处理器(DigitalSignalProcessing，DSP)、数字信号处理设备(DSPDevice，DSPD)、可编程逻辑设备(ProgrammableLogicDevice，PLD)、现场可编程门阵列(Field-ProgrammableGateArray，FPGA)、通用处理器、控制器、微控制器、微处理器、用于执行本申请所述功能的其它电子单元或其组合中。

对于软件实现，可通过执行本发明实施例所述功能的模块(例如过程、函数等) 来实现本发明实施例所述的技术。软件代码可存储在存储器中并通过处理器执行。存储器可以在处理器中或在处理器外部实现。

对于装置实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

在此提供的算法和显示不与任何特定计算机、虚拟系统或者其它设备固有相关。各种通用系统也可以与基于在此的示教一起使用。根据上面的描述，构造这类系统所要求的结构是显而易见的。此外，本发明也不针对任何特定编程语言。应当明白，可以利用各种编程语言实现在此描述的本发明的内容，并且上面对特定语言所做的描述是为了披露本发明的最佳实施方式。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。

本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书（包括伴随的权利要求、摘要和附图）中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书（包括伴随的权利要求、摘要和附图）中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

本发明的各个部件实施例可以以硬件实现，或者以在一个或者多个处理器上运行的软件模块实现，或者以它们的组合实现。本领域的技术人员应当理解，可以在实践中使用微处理器或者数字信号处理器（DSP）来实现根据本发明实施例的拍摄设备中的一些或者全部部件的一些或者全部功能。本发明还可以实现为用于执行这里所描述的方法的一部分或者全部的设备或者装置程序（例如，计算机程序和计算机程序产品）。这样的实现本发明的程序可以存储在计算机可读介质上，或者可以具有一个或者多个信号的形式。这样的信号可以从因特网网站上下载得到，或者在载体信号上提供，或者以任何其他形式提供。

应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本发明实施例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、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。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。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种三维模型构建方法，应用于移动终端，其特征在于，包括：

获取目标体素图像的文件格式内容；

根据所述文件格式内容，获取所述目标体素图像的空间信息和颜色信息；

根据所述目标体素图像的空间信息和颜色信息，构建所述目标体素图像的三维模型。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标体素图像的空间信息和颜色信息包括所述目标体素图像中每个体素点的X坐标信息、Y坐标信息、Z坐标信息和像素颜色数据。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述目标体素图像的空间信息和颜色信息，构建所述目标体素图像的三维模型的步骤，包括：

根据目标体素图像中每个体素点的X坐标信息、Y坐标信息、Z坐标信息，获取所述目标体素图像的空间六面体模型信息；

根据所述空间六面体模型信息，确定空间六面体的八个定位点信息；

根据所述空间六面体的八个定位点信息和像素颜色数据，构建所述目标体素图像的三维模型。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述空间六面体的八个定位点信息和像素颜色数据，构建所述目标体素图像的三维模型的步骤，包括：

根据所述空间六面体的八个定位点信息，删除所述空间六面体模型信息中的冗余信息，生成三维模型框架；

根据所述像素颜色数据填充所述三维模型框架，构建所述目标体素图像的三维模型。

5.一种移动终端，其特征在于，包括：

文件格式内容获取模块，用于获取目标体素图像的文件格式内容；

空间信息和颜色信息获取模块，用于根据所述文件格式内容，获取所述目标体素图像的空间信息和颜色信息；

三维模型构建模块，用于根据所述目标体素图像的空间信息和颜色信息，构建所述目标体素图像的三维模型。

6.根据权利要求5所述的移动终端，其特征在于，所述目标体素图像的空间信息和颜色信息包括所述目标体素图像中每个体素点的X坐标信息、Y坐标信息、Z坐标信息和像素颜色数据。

7.根据权利要求6所述的移动终端，其特征在于，所述三维模型构建模块，包括：

空间六面体模型信息获取子模块，用于根据目标体素图像中每个体素点的X坐标信息、Y坐标信息、Z坐标信息，获取所述目标体素图像的空间六面体模型信息；

八个定位点信息确定子模块，用于根据所述空间六面体模型信息，确定空间六面体的八个定位点信息；

三维模型构建子模块，用于根据所述空间六面体的八个定位点信息和像素颜色数据，构建所述目标体素图像的三维模型。

8.根据权利要求7所述的移动终端，其特征在于，所述三维模型构建子模块，包括：

三维模型框架生成单元，用于根据所述空间六面体的八个定位点信息，删除所述空间六面体模型信息中的冗余信息，生成三维模型框架；

三维模型构建单元，用于根据所述像素颜色数据填充所述三维模型框架，构建所述目标体素图像的三维模型。