CN109934905A - 一种用于生成三维模型的系统及其生成方法 - Google Patents

一种用于生成三维模型的系统及其生成方法 Download PDF

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崔岩
刘强
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Abstract

本发明公开一种用于生成三维模型的系统及其生成方法，包括三维对象扫描模块，用于对三维对象的多个视图和信息进行扫描；接收模块，与三维对象扫描模块连接，用于接收三维对象扫描模块的扫描到的多个视图和信息；二维纹理图生成模块，与接收模块连接，根据接收模块接收到的多个视图和信息生成三维对象的二维纹理图；检测生成模块，与二维纹理图生成模块连接，通过从二维纹理图内的边来生成边图；构建二维纹理图的二维网格和重建边；构建模块，与检测模块和三维对象扫描模块连接，根据二维网格和三维对象扫描模块的扫描信息来构建三维对象的三维网格；该用于生成三维模型的系统有利于用户后期编辑。

Description

一种用于生成三维模型的系统及其生成方法
技术领域
本发明涉及一种用于生成三维模型的系统及其生成方法。
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。
三维模型广泛用任何使用三维图形的地方，三维模型本身是不可见的，可以根据简单的线框在不同细节层次渲染的或者用不同方法进行明暗描绘(shaded)。但是，许多三维模型使用纹理进行覆盖，将纹理排列放到三维模型上的过程称作纹理映射。纹理就是一个图像，但是它可以让模型更加细致并且看起来更加真实。
传统的基于扫描的三维建模系统通常会存在大数量的无用边，其使得扫描对象几乎无法编辑。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种有利于用户后期编辑的用于生成三维模型的系统及其生成方法。
为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：
一种用于生成三维模型的系统，包括
三维对象扫描模块，用于对三维对象的多个视图和信息进行扫描；
接收模块，与三维对象扫描模块连接，用于接收三维对象扫描模块的扫描到的多个视图和信息；
二维纹理图生成模块，与接收模块连接，根据接收模块接收到的多个视图和信息生成三维对象的二维纹理图；
检测生成模块，与二维纹理图生成模块连接，通过从二维纹理图内的边来生成边图；构建二维纹理图的二维网格和重建边；
构建模块，与检测模块和三维对象扫描模块连接，根据二维网格和三维对象扫描模块的扫描信息来构建三维对象的三维网格。
作为优选，所述生成边图的步骤为：
1)生成具有单像素厚度的薄化的边图；
2)标识薄化的边图的连接点；
3)通过将连接所标识的连接点的边替换为连接所述薄化的边图的所标识的连接点的直边来生成薄化的边图的重建边。
4)通过确定在阈值距离内的位置的连接点来生成用于二维网格的顶点，连接各个顶点。
作为优选，还包含有移除模块，用于移除无法连接到连接点的边；以及移除仅具有与边图单个端点的边。
作为优选，所述三维对象扫描模块所扫描的信息为三维对象的深度信息。
作为优选，所述视图包含有主视图、左视图、右视图、后视图、俯视图、仰视图和正等轴测图中的一种或多种。
作为优选，还包含有三维模型元素生成模块，根据三维网格生成轮廓线来表现三维模型的至少一部分的形状的三维模型元素。
作为优选，所述轮廓线是根据选取一个基准面和其它面之间的交线来生成轮廓线，并且使用多个轮廓线以及多个轮廓线彼此交叉的多个点来生成封闭轮廓集。
本发明还提供一种用于生成三维模型的系统的工作方法,包括以下步骤：
1)对三维对象的多个视图和信息进行扫描；
2)接收扫描到的多个视图和信息；
3)根据接收到的多个视图和信息生成三维对象的二维纹理图；
4)通过从二维纹理图内的边来生成边图；构建二维纹理图的二维网格和重建边；
5)根据二维网格和扫描信息来构建三维对象的三维网格；
6)根据三维网格生成轮廓线来表现三维模型的至少一部分的形状的三维模型元素。
作为优选，所述步骤3)中生成边图的具体步骤为：
1)生成具有单像素厚度的薄化的边图；
2)标识薄化的边图的连接点；
3)通过将连接所标识的连接点的边替换为连接所述薄化的边图的所标识的连接点的直边来生成薄化的边图的重建边。
4)通过确定在阈值距离内的位置的连接点来生成用于二维网格的顶点，连接各个顶点。
5)移除无法连接到连接点的边；以及移除仅具有与边图单个端点的边。
本发明的有益效果为：通过在生成三维图形的轮廓前将仅具有与边图单个端点的边移除，并将无法连接到连接点的边移除，可以有效的降低无用边的数量，使得形成的三维轮廓具有更高的利用价值，并且便于后期的修改和编辑。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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为本发明一种用于生成三维模型的系统的模块连接框图。
图2为本发明一种用于生成三维模型的系统的生成方法的流程图。
图中：
1、三维对象扫描模块；2、接收模块；3、二维纹理图生成模块；4、检测生成模块；5、构建模块；6、移除模块；7、三维模型元素生成模块。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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。
在本具体实施方式中如未特别说明部件之间的连接或固定方式，其连接或固定方式均可为通过现有技术中常用、常规方式，因此，在实施例中不在详述。
实施例1
如图1所示，一种用于生成三维模型的系统，包括
三维对象扫描模块1，用于对三维对象的多个视图和信息进行扫描；
接收模块2，与三维对象扫描模块连接，用于接收三维对象扫描模块的扫描到的多个视图和信息；
二维纹理图生成模块3，与接收模块连接，根据接收模块接收到的多个视图和信息生成三维对象的二维纹理图；
检测生成模块4，与二维纹理图生成模块连接，通过从二维纹理图内的边来生成边图；构建二维纹理图的二维网格和重建边；
构建模块5，与检测模块和三维对象扫描模块连接，根据二维网格和三维对象扫描模块的扫描信息来构建三维对象的三维网格。
在本实施例中，还包含有移除模块6，用于移除无法连接到连接点的边；以及移除仅具有与边图单个端点的边。
在本实施例中，所述三维对象扫描模块1所扫描的信息为三维对象的深度信息。
在本实施例中，所述视图包含有主视图、右视图、后视图、俯视图和仰视图。
在本实施例中，还包含有三维模型元素生成模块7，根据三维网格生成轮廓线来表现三维模型的至少一部分的形状的三维模型元素。
在本实施例中，所述轮廓线是根据选取一个基准面和其它面之间的交线来生成轮廓线，并且使用多个轮廓线以及多个轮廓线彼此交叉的多个点来生成封闭轮廓集。
如图2所示，本实施例还提供一种用于生成三维模型的系统的工作方法,包括以下步骤：
1)对三维对象的多个视图和信息进行扫描；
2)接收扫描到的多个视图和信息；
3)根据接收到的多个视图和信息生成三维对象的二维纹理图；
4)通过从二维纹理图内的边来生成边图；构建二维纹理图的二维网格和重建边；
5)根据二维网格和扫描信息来构建三维对象的三维网格；
6)根据三维网格生成轮廓线来表现三维模型的至少一部分的形状的三维模型元素。
在本实施例中，所述步骤3)中生成边图的具体步骤为：
1)生成具有单像素厚度的薄化的边图；
2)标识薄化的边图的连接点；
3)通过将连接所标识的连接点的边替换为连接所述薄化的边图的所标识的连接点的直边来生成薄化的边图的重建边。
4)通过确定在阈值距离内的位置的连接点来生成用于二维网格的顶点，连接各个顶点。
5)移除无法连接到连接点的边；以及移除仅具有与边图单个端点的边。
实施例2
如图1所示，一种用于生成三维模型的系统，包括
三维对象扫描模块1，用于对三维对象的多个视图和信息进行扫描；
接收模块2，与三维对象扫描模块连接，用于接收三维对象扫描模块的扫描到的多个视图和信息；
二维纹理图生成模块3，与接收模块连接，根据接收模块接收到的多个视图和信息生成三维对象的二维纹理图；
检测生成模块4，与二维纹理图生成模块连接，通过从二维纹理图内的边来生成边图；构建二维纹理图的二维网格和重建边；
构建模块5，与检测模块和三维对象扫描模块连接，根据二维网格和三维对象扫描模块的扫描信息来构建三维对象的三维网格。
在本实施例中，还包含有移除模块6，用于移除无法连接到连接点的边；以及移除仅具有与边图单个端点的边。
在本实施例中，所述三维对象扫描模块1所扫描的信息为三维对象的深度信息。
在本实施例中，所述视图包含有主视图、左视图、后视图、俯视图、仰视图和正等轴测图。
在本实施例中，还包含有三维模型元素生成模块7，根据三维网格生成轮廓线来表现三维模型的至少一部分的形状的三维模型元素。
在本实施例中，所述轮廓线是根据选取一个基准面和其它面之间的交线来生成轮廓线，并且使用多个轮廓线以及多个轮廓线彼此交叉的多个点来生成封闭轮廓集。
如图2所示，本实施例还提供一种用于生成三维模型的系统的工作方法,包括以下步骤：
1)对三维对象的多个视图和信息进行扫描；
2)接收扫描到的多个视图和信息；
3)根据接收到的多个视图和信息生成三维对象的二维纹理图；
4)通过从二维纹理图内的边来生成边图；构建二维纹理图的二维网格和重建边；
5)根据二维网格和扫描信息来构建三维对象的三维网格；
6)根据三维网格生成轮廓线来表现三维模型的至少一部分的形状的三维模型元素。
在本实施例中，所述步骤3)中生成边图的具体步骤为：
1)生成具有单像素厚度的薄化的边图；
2)标识薄化的边图的连接点；
3)通过将连接所标识的连接点的边替换为连接所述薄化的边图的所标识的连接点的直边来生成薄化的边图的重建边。
4)通过确定在阈值距离内的位置的连接点来生成用于二维网格的顶点，连接各个顶点。
5)移除无法连接到连接点的边；以及移除仅具有与边图单个端点的边。
实施例3
如图1所示，一种用于生成三维模型的系统，包括
三维对象扫描模块1，用于对三维对象的多个视图和信息进行扫描；
接收模块2，与三维对象扫描模块连接，用于接收三维对象扫描模块的扫描到的多个视图和信息；
二维纹理图生成模块3，与接收模块连接，根据接收模块接收到的多个视图和信息生成三维对象的二维纹理图；
检测生成模块4，与二维纹理图生成模块连接，通过从二维纹理图内的边来生成边图；构建二维纹理图的二维网格和重建边；
构建模块5，与检测模块和三维对象扫描模块连接，根据二维网格和三维对象扫描模块的扫描信息来构建三维对象的三维网格。
在本实施例中，还包含有移除模块6，用于移除无法连接到连接点的边；以及移除仅具有与边图单个端点的边。
在本实施例中，所述三维对象扫描模块1所扫描的信息为三维对象的深度信息。
在本实施例中，所述视图包含有主视图、左视图、右视图、后视图、俯视图、仰视图和正等轴测图。
在本实施例中，还包含有三维模型元素生成模块7，根据三维网格生成轮廓线来表现三维模型的至少一部分的形状的三维模型元素。
在本实施例中，所述轮廓线是根据选取一个基准面和其它面之间的交线来生成轮廓线，并且使用多个轮廓线以及多个轮廓线彼此交叉的多个点来生成封闭轮廓集。
如图2所示，本实施例还提供一种用于生成三维模型的系统的工作方法,包括以下步骤：
1)对三维对象的多个视图和信息进行扫描；
2)接收扫描到的多个视图和信息；
3)根据接收到的多个视图和信息生成三维对象的二维纹理图；
4)通过从二维纹理图内的边来生成边图；构建二维纹理图的二维网格和重建边；
5)根据二维网格和扫描信息来构建三维对象的三维网格；
6)根据三维网格生成轮廓线来表现三维模型的至少一部分的形状的三维模型元素。
在本实施例中，所述步骤3)中生成边图的具体步骤为：
1)生成具有单像素厚度的薄化的边图；
2)标识薄化的边图的连接点；
3)通过将连接所标识的连接点的边替换为连接所述薄化的边图的所标识的连接点的直边来生成薄化的边图的重建边。
4)通过确定在阈值距离内的位置的连接点来生成用于二维网格的顶点，连接各个顶点。
5)移除无法连接到连接点的边；以及移除仅具有与边图单个端点的边。
本发明的有益效果为：通过在生成三维图形的轮廓前将仅具有与边图单个端点的边移除，并将无法连接到连接点的边移除，可以有效的降低无用边的数量，使得形成的三维轮廓具有更高的利用价值，并且便于后期的修改和编辑。
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，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用于生成三维模型的系统，其特征在于：包括
三维对象扫描模块，用于对三维对象的多个视图和信息进行扫描；
接收模块，与三维对象扫描模块连接，用于接收三维对象扫描模块的扫描到的多个视图和信息；
二维纹理图生成模块，与接收模块连接，根据接收模块接收到的多个视图和信息生成三维对象的二维纹理图；
检测生成模块，与二维纹理图生成模块连接，通过从二维纹理图内的边来生成边图；构建二维纹理图的二维网格和重建边；
构建模块，与检测模块和三维对象扫描模块连接，根据二维网格和三维对象扫描模块的扫描信息来构建三维对象的三维网格。
2.根据权利要求1所述的一种用于生成三维模型的系统，其特征在于：所述生成边图的步骤为：
1)生成具有单像素厚度的薄化的边图；
2)标识薄化的边图的连接点；
3)通过将连接所标识的连接点的边替换为连接所述薄化的边图的所标识的连接点的直边来生成薄化的边图的重建边。
4)通过确定在阈值距离内的位置的连接点来生成用于二维网格的顶点，连接各个顶点。
3.根据权利要求2所述的一种用于生成三维模型的系统，其特征在于：还包含有移除模块，用于移除无法连接到连接点的边；以及移除仅具有与边图单个端点的边。
4.根据权利要求3所述的一种用于生成三维模型的系统，其特征在于：所述三维对象扫描模块所扫描的信息为三维对象的深度信息。
5.根据权利要求4所述的一种用于生成三维模型的系统，其特征在于：所述视图包含有主视图、左视图、右视图、后视图、俯视图、仰视图和正等轴测图中的一种或多种。
6.根据权利要求5所述的一种用于生成三维模型的系统，其特征在于：还包含有三维模型元素生成模块，根据三维网格生成轮廓线来表现三维模型的至少一部分的形状的三维模型元素。
7.根据权利要求6所述的一种用于生成三维模型的系统，其特征在于：所述轮廓线是根据选取一个基准面和其它面之间的交线来生成轮廓线，并且使用多个轮廓线以及多个轮廓线彼此交叉的多个点来生成封闭轮廓集。
8.一种用于生成三维模型的系统的工作方法,其特征在于，包括以下步骤：
1)对三维对象的多个视图和信息进行扫描；
2)接收扫描到的多个视图和信息；
3)根据接收到的多个视图和信息生成三维对象的二维纹理图；
4)通过从二维纹理图内的边来生成边图；构建二维纹理图的二维网格和重建边；
5)根据二维网格和扫描信息来构建三维对象的三维网格；
6)根据三维网格生成轮廓线来表现三维模型的至少一部分的形状的三维模型元素。
9.根据权利要求8所述的一种用于生成三维模型的系统的工作方法,其特征在于：所述步骤3)中生成边图的具体步骤为：
1)生成具有单像素厚度的薄化的边图；
2)标识薄化的边图的连接点；
3)通过将连接所标识的连接点的边替换为连接所述薄化的边图的所标识的连接点的直边来生成薄化的边图的重建边。
4)通过确定在阈值距离内的位置的连接点来生成用于二维网格的顶点，连接各个顶点。
5)移除无法连接到连接点的边；以及移除仅具有与边图单个端点的边。
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