CN110322539B - 三维物体的三维模型切割过程显示方法、装置与电子设备 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供一种三维物体的三维模型切割过程显示方法、装置与电子设备，其中所述方法包括：获取目标三维物体的三维模型并进行显示，并在所述三维模型的给定视角下，在所述三维模型的显示范围内选取一个或多个参考切割点进行显示；将所述参考切割点向所述三维模型所对应的参考平面进行垂直投射以显示垂直投射线，取所述垂直投射线与所述三维模型的图像的交点作为选取的实际切割点，将所述实际切割点在所述三维模型上进行标记显示；基于所述实际切割点切割所述三维模型，并根据所述实际切割点实时模拟并显示切割过程。本发明实施例可以有效消除由于视角变换造成的切割点标记误差，从而更精确的定位并显示切割过程。
Description
技术领域
本发明实施例涉及计算机应用技术领域，更具体地，涉及一种三维物体的三维模型切割过程显示方法、装置与电子设备。
背景技术
在大型三维(3-dimension,3D)模型切割中，需要获取切割点相对模型中心的相对坐标，所获取的相对坐标的精确度将直接关系到模型切割的精确范围，而选择合适的切割点也是获取精确相对坐标的关键因素。
目前，选取3D模型切割点的方法主要有：其一是将3D模型转化为2D模型来选择模型切割点；其二是将3D模型切换为俯视视角来选择模型切割点。
但是，上述第一种方法在选择切割点过程中无法看到3D模型，看到的是3D模型按照固定换算关系转化的2D模型，因此与3D模型实际切割视角存在误差。而第二种方法由于在3D模型转化为显示器上看到的像素点时存在某种投射关系，导致操作选择的切割点是投射到三维相机上的点，与实际3D模型上的点存在角度误差，且相机观测点相对模型位置越远，误差越大。
发明内容
为了克服上述问题或者至少部分地解决上述问题，本发明实施例提供一种三维物体的三维模型切割过程显示方法、装置与电子设备，用以有效消除切割点选取的误差，从而更精确的定位并显示切割过程。
第一方面，本发明实施例提供一种三维物体的三维模型切割过程显示方法，包括：
获取目标三维物体的三维模型并进行显示，并在所述三维模型的给定视角下，在所述三维模型的显示范围内选取一个或多个参考切割点进行显示，其中，所述三维模型根据所述目标三维物体的实际三维空间尺寸生成；
将所述参考切割点向所述三维模型所对应的参考平面进行垂直投射以显示垂直投射线，取所述垂直投射线与所述三维模型的图像的交点作为选取的实际切割点，将所述实际切割点在所述三维模型上进行标记显示；
基于所述实际切割点切割所述三维模型，并根据所述实际切割点实时模拟并显示切割过程。
进一步的，在所述将所述参考切割点向所述三维模型所对应的参考平面进行垂直投射以显示垂直投射线的步骤之后，本发明实施例的方法还包括：通过绘制所述垂直投射线并将所述三维模型切换回三维视角，判断所述垂直投射线是否与所述三维模型的图像存在交点，若否，则平移调整所述参考切割点，直至所述垂直投射线与所述三维模型的图像的交点满足设定切割需求。
进一步的，在所述取所述垂直投射线与所述三维模型的图像的交点作为选取的实际切割点的步骤之后，本发明实施例的方法还包括：基于所述参考切割点的三维坐标，计算所述实际切割点的三维坐标；基于所述实际切割点的三维坐标和所述三维模型的原始数据，计算所述实际切割点相对所述三维模型的相对坐标。
其中可选的，所述计算所述实际切割点相对所述三维模型的相对坐标的步骤具体包括：
初始化生成两个维度为n×n的零矩阵，分别作为第一变换矩阵和第二变换矩阵，其中n为正整数；
将所述三维模型中给定点的原始数据映射到所述第一变换矩阵，获取第三变换矩阵，并根据克拉默规则，计算所述第三变换矩阵的逆矩阵，作为第四变换矩阵；
计算所述第四变换矩阵与所述实际切割点的三维坐标的乘积，并获取所述乘积的参数，作为所述实际切割点相对所述给定点的相对坐标。
其中可选的，所述计算所述实际切割点的三维坐标的步骤具体包括：
初始化生成两个维度为n×n的零矩阵，分别作为第一变换矩阵和第二变换矩阵，其中n为正整数；
将所述参考切割点的三维坐标映射到所述第一变换矩阵，获取第三变换矩阵；
根据克拉默规则，计算所述第三变换矩阵的逆矩阵，并获取所述逆矩阵的参数，作为所述实际切割点的三维坐标。
进一步的，在所述平移调整所述参考切割点的步骤之前，本发明实施例的方法还包括：根据设定切割精度，放大或缩小所述三维模型的分辨率；相应的，在调整后的分辨率下，平移调整所述参考切割点并显示平移调整过程。
进一步的，在所述取所述垂直投射线与所述三维模型的图像的交点作为选取的实际切割点的步骤之后，本发明实施例的方法还包括：连接所有所述参考切割点和所述实际切割点，以根据连接结果绘制并显示切割线和切割面穿插在所述三维模型上，以展示预测的切割效果。
第二方面，本发明实施例提供一种三维物体的三维模型切割过程显示装置，包括：
标记模块，用于获取目标三维物体的三维模型并进行显示，并在所述三维模型的给定视角下，在所述三维模型的显示范围内选取一个或多个参考切割点进行显示，其中，所述三维模型根据所述目标三维物体的实际三维空间尺寸生成；
切割点输出模块，用于将所述参考切割点向所述三维模型所对应的参考平面进行垂直投射以显示垂直投射线，取所述垂直投射线与所述三维模型的图像的交点作为选取的实际切割点，并将所述实际切割点在所述三维模型上进行标记显示；
切割与显示模块，用于基于所述实际切割点切割所述三维模型，并根据所述实际切割点实时模拟并显示切割过程。
第三方面，本发明实施例提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现如上第一方面所述的三维物体的三维模型切割过程显示方法的步骤。
第四方面，本发明实施例提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，所述计算机指令被计算机执行时，实现如上第一方面所述的三维物体的三维模型切割过程显示方法的步骤。
本发明实施例提供的三维物体的三维模型切割过程显示方法、装置与电子设备，通过在目标三维物体的三维模型的设定视角下标记参考切割点，并根据该参考切割点向三维模型方向做垂直投射，最终得到投射线与三维模型的交点作为最终确定的实际切割点，由于采用垂直投射得到了与三维模型的交点作为最终切割点，可以有效消除由于视角变换造成的切割点标记误差，从而更精确的定位并显示切割过程。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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三维物体的三维模型切割过程显示方法的流程示意图；
图2为根据本发明实施例提供的三维物体的三维模型切割过程显示方法中绘制的投射状态示意图；
图3为本发明实施例提供的三维物体的三维模型切割过程显示装置的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的电子设备的实体结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明实施例的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明实施例中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明实施例保护的范围。
本发明实施例针对现有技术中采用模型转换来标记切割点时，由于变换产生视角误差的问题，通过在目标三维物体的三维模型的设定视角下标记参考切割点，并根据该参考切割点向三维模型方向做垂直投射，最终得到投射线与三维模型的交点作为最终确定的实际切割点，由于采用垂直投射得到了与三维模型的交点作为最终切割点，可以有效消除由于视角变换造成的切割点选择误差，从而更精确的定位切割点并显示切割过程。以下将具体通过多个实施例对本发明实施例进行展开说明和介绍。
图1为本发明实施例提供的三维物体的三维模型切割过程显示方法的流程示意图，如图1所示，该方法包括：
S101，获取目标三维物体的三维模型并进行显示，并在三维模型的给定视角下，在三维模型的显示范围内选取一个或多个参考切割点进行显示，其中三维模型根据目标三维物体的实际三维空间尺寸生成。
可以知道，在对三维模型进行切割时，通常会先在三维模型上标记多个关键点作为切割点，再根据这些切割点来切割模型，而这些切割点通常会在三维模型的不同面上进行选取。对于三维模型，一般可以转换多个视角以从不同角度来观察它，因此在对三维模型上的切割点进行标记时，可以转换到不同视角，以对各视角下的模型显示区域进行切割点标记。
具体而言，本发明实施例首先会根据目标三维物体的几何结构数据，模拟得到该目标三维物体的三维模型进行显示。之后将该三维模型转换到给定视角下，如转换到俯视视角。再根据切割需要，在给定视角下的三维模型显示范围内选取一个或者多个视觉上的切割点，即视觉上满足切割要求的切割点，称为参考切割点，并将这些参考切割点标记并显示在三维模型的显示视图中。
可以理解的是，由于物体影像的投射作用，在利用相机拍摄获取三维物体的图像时，投射到相机上的位置点与物体上该点的实际位置可能存在偏差，因此在给定视图下标记的参考切割点是投射到相机上的点，而非实际标记到三维模型上的。
S102，将参考切割点向三维模型所对应的参考平面进行垂直投射以显示垂直投射线，取垂直投射线与三维模型的图像的交点作为选取的实际切割点，并将实际切割点在三维模型上进行标记显示。
具体而言，根据上述说明可知，上述标记的参考切割点并非实际标记到三维模型上的，因此根据该参考切割点无法实现对三维模型的切割。因此本发明实施例在标记参考切割点的基础上，以该参考切割点为基点，向三维模型所对应的参考平面做垂直投射，也即向三维模型所对应的参考平面发射垂直射线，并可对该垂直投射线在三维模型的显示视图中进行显示。例如，在对地面上的建筑物的三维模型进行切割时，在俯视视图下选取了若干参考切割点，则可以以这些参考切割点为基点，向地面做垂直投射。
可以理解的是，对于三维模型而言，可以设置一个固定的平面作为其参考平面，三维模型与该参考平面的相对位置关系固定，且能够向该参考平面进行垂直投影。例如，对于地面上建筑物的三维模型，即可选取地面平面作为其参考平面。因此，上述具体举例中对地面上建筑物模型进行切割时的地面即为参考平面。
如果上述垂直投射的垂直射线与上述平面相交的交点落在三维模型的三维图像的范围内，则该交点实际上是与三维模型的交点，也即该交点是在三维模型上的，因此可以该交点作为实际的切割点，将其在三维模型上进行标记显示，如可突出显示为红色的圆点等，并可根据该实际的切割点对三维模型进行切割。
可以理解的是，上述三维模型的图像可以是当前视角下的三维模型的三维图像，也可以是三维模型在参考平面上的投影图像。
S103，基于实际切割点切割三维模型，并根据实际切割点实时模拟并显示切割过程。
本发明实施例的最后，以在三维模型上标记的实际切割点为基点，按照常用切割方法对三维模型进行切割，同时，根据实际切割过程实时模拟切割效果并进行显示。例如，根据实际切割点的位置，模拟出切割面并显示，还可显示利用切割面将三维模型进行切割分离的过程。
本发明实施例提供的三维物体的三维模型切割过程显示方法，通过在目标三维物体的三维模型的设定视角下标记参考切割点，并根据该参考切割点向三维模型方向做垂直投射，最终得到投射线与三维模型的交点作为最终确定的实际切割点，由于采用垂直投射得到了与三维模型的交点作为最终切割点，可以有效消除由于视角变换造成的切割点标记误差，从而更精确的定位和显示切割过程。
可以理解，在根据上述实施例向三维模型所在平面垂直投射时，可能由于角度问题，使得选取的参考切割点不能被投射到三维模型，而是落在三维模型之外的空白处，导致实际切割点标记失败。
因此，在上述实施例的基础上，在将参考切割点向三维模型所对应的参考平面进行垂直投射以显示垂直投射线的步骤之后，本发明实施例的方法还可以包括：通过绘制垂直投射线并将三维模型切换回三维视角，判断垂直投射线是否与三维模型的三维图像存在交点，若否，则平移调整参考切割点，直至垂直投射线与三维模型的图像的交点满足设定切割需求。
具体而言，为了能直观的观察是否能够将参考切割点投射到三维模型上，本发明实施例首先通过平移调整参考切割点的位置，并以参考切割点为端点，用绘制向三维模型所在平面发射的垂直射线的方式，来跟踪平移后的参考切割点做垂直投射，实现参考切割点与实际切割点的联动。
投射过程中，通过将三维模型切换回三维视角，来直观的观测该垂直射线是否与三维模型存在交点，也即观测垂直投射线是否与三维模型的三维图像存在交点。若是，则根据上述各实施例选取实际切割点。否则，在平移参考切割点的过程中，在三维视图下直观且实时的观测参考切割点的投射点是否落在三维模型上，并在该投射点未落在三维模型上时继续平移参考切割点，直至投射线与三维模型的图像的交点满足设定切割需求，也即投射到三维模型的实际切割点满足设定切割需求。
可以理解的是，此处平移调整参考切割点时无上、下、左、右、前、后的先后顺序，可任意平移参考切割点，并在平移过程中找到与三维模型的图像的交点，该交点同样要求满足具体的切割要求。
本发明实施例通过绘制投射线和三维视图展示的方式，实现对投射过程的直观展示，且通过实现参考切割点与实际参考点的联动，使得能够通过调节参考切割点的位置，实现对实际切割点的精确标记。
进一步的，在上述各实施例的基础上，在平移调整参考切割点的步骤之前，本发明实施例的方法还可以包括：根据设定切割精度，放大或缩小三维模型的分辨率；相应的，在调整后的分辨率下，平移调整参考切割点并显示平移调整过程。
可以理解为，进行图像拍摄的相机的分辨率可以调节，所拍摄的图像的分辨率也可以调节。具体进行实际切割点标记时，可根据设定的切割精度，通过对三维相机的调节实现对三维模型的放大与缩小，也即放大或缩小三维模型的分辨率，并在分辨率达到设定切割精度时，停止继续调整，并在当前分辨率下，根据上述各实施例平移调整参考切割点。而在平移调整过程中，可实时跟踪切割点的位置，并实时根据该位置将参考切割点在三维模型的显示视图中进行显示，也即绘制参考切割点的移动轨迹。
进一步的，在上述各实施例的基础上，在取垂直投射线与三维模型的图像的交点作为选取的实际切割点的步骤之后，本发明实施例的方法还可以包括：基于参考切割点的三维坐标，计算实际切割点的三维坐标；基于实际切割点的三维坐标和三维模型的原始数据，计算实际切割点相对三维模型的相对坐标。
可以理解为，本发明实施例在对实际切割点进行定性标记之后，还对实际切割点相对三维模型的相对坐标进行计算。具体而言，首先获取参考切割点的三维坐标。可以理解，参考切割点是在相机拍摄视图中标记的，因此可以方便而直接的获取参考切割点相对相机坐标系下的坐标值，并将其作为参考切割点的上述三维坐标。
之后，根据垂直投射关系，以参考切割点的三维坐标为基础，计算对应实际切割点的三维坐标。其中可选的，计算实际切割点的三维坐标的步骤具体可以包括：初始化生成两个维度为n×n的零矩阵，其中n为正整数，分别作为第一变换矩阵和第二变换矩阵；将参考切割点的三维坐标映射到第一变换矩阵，获取第三变换矩阵；根据克拉默规则，计算第三变换矩阵的逆矩阵，并获取逆矩阵的参数，作为实际切割点的三维坐标。
也就是说，本发明实施例首先进行矩阵初始化，得到两个维度均为n×n的零矩阵，其中n为正整数，为了区分，将其分别称为第一变换矩阵和第二变换矩阵。上述初始化是由于本发明实施例对三维坐标进行变换，需要用n×n的矩阵来对切割点坐标进行旋转加平移变换，因此其中n可以优选为4。之后，对于已获知的参考切割点的三维坐标，将其映射到第一变换矩阵，得到一个新的矩阵即作为第三变换矩阵。最后，根据克拉默规则，对第三变换矩阵进行求逆运算，得到一个逆矩阵，则可获取该逆矩阵的参数，对应作为实际切割点的三维坐标。同时，也可将该三维坐标在三维模型的显示视图中进行显示。
例如，首先初始化得到2个4×4的0矩阵第一变换矩阵MatrixA和第二变换矩阵MatrixB，其次，把参考切割点的三维坐标映射到矩阵MatrixA，得到4×4矩阵MatrixA'第三变换矩阵，最后，根据克拉默规则，计算矩阵MatrixA'的逆矩阵MatrixC，并得到实际切割点的三维坐标为[MatrixC.x,MatrixC.y,MatrixC.z]。
最后，以实际切割点的三维坐标为基础，结合三维模型的原始数据，按照一定的算法计算出实际切割点的相对坐标。同样的，也可将该三维坐标在三维模型的显示视图中进行显示。其中可选的，本发明上述各实施例中计算实际切割点相对三维模型的相对坐标的步骤具体包括：初始化生成两个维度为n×n的零矩阵，其中n为正整数，分别作为第一变换矩阵和第二变换矩阵；将三维模型中给定点的原始数据映射到第一变换矩阵，获取第三变换矩阵，并根据克拉默规则，计算第三变换矩阵的逆矩阵，作为第四变换矩阵；计算第四变换矩阵与实际切割点的三维坐标的乘积，并获取乘积的参数，作为实际切割点相对给定点的相对坐标。
具体而言，本发明实施例首先进行矩阵初始化，得到两个维度均为n×n的零矩阵，其中n为正整数，为了区分，将其分别称为第一变换矩阵和第二变换矩阵。上述初始化是由于本发明实施例对三维坐标进行变换，需要用n×n的矩阵来对切割点坐标进行旋转加平移变换，因此其中n可以优选为4。之后，可以获取三维模型中给定点相对三维模型的原始数据，并将其映射到第一变换矩阵，得到一个新的矩阵即作为第三变换矩阵。再之后，根据克拉默规则，对第三变换矩阵进行求逆运算，得到一个逆矩阵，可将其作为第四变换矩阵。最后，将第四变换矩阵与实际切割点的三维坐标相乘，得到一个乘积矩阵，则可获取该乘积矩阵的参数，对应作为实际切割点相对给定点的相对坐标。
例如，假设三维模型中给定点的原始数据为A，实际切割点坐标为B＝[x1,y1,z1]，经过3次矩阵变换即可得到相对A的相对坐标点C＝[x1',y1']。也即，首先初始化得到2个4×4的0矩阵第一变换矩阵MatrixA和第二变换矩阵MatrixB，其次把参考切割点的三维坐标映射到矩阵MatrixA，得到4×4矩阵MatrixA'第三变换矩阵，再次根据克拉默规则，计算矩阵MatrixA'的逆矩阵MatrixC，作为第四变换矩阵，最后根据矩阵MatrixC和实际切割点B计算乘积M，并得到相对坐标点为[M.x,M.y]。
三维模型的原始数据是相机坐标系下三维模型中各点的位置信息数据，从而，可以对上述各实施例中切割点坐标到变换矩阵的映射过程进行如下举例说明，但不对本发明的保护范围进行限制。
假设任一三维物体的三维模型中给定点的原始数据为：“-0.8966743511801475,-0.44269075880987374,0,0,0.2857053564522035,-0.5786989225033681,0.7638586298445283,0,-0.3381531564693447,0.6849324413091987,0.6453836019082293,0,-2159800.3931663185,4374696.28105063,4094501.0744784093,1”，则可将其映射到一个4×4的第一变换矩阵如下：
originMatrix＝{-0.8966743511801475,-0.44269075880987374,0,0；0.2857053564522035,-0.5786989225033681,0.7638586298445283,0；-0.3381531564693447,0.6849324413091987,0.6453836019082293,0；-2159800.3931663185,4374696.28105063,4094501.0744784093,1}。也就是说，根据三维模型的16个顺序排列的原始数据，生成一个4×4的方阵，该方阵的第一行顺序放入16个原始数据中的第1-4个，第二行顺序放入第5-8个，依次类推，直到16个原始数据全部放入该方阵，而该方阵即作为第一变换矩阵。
同时，假设经过计算得到实际切割点的三维坐标为：
[{
x:-2159611.177791501,
y:4374702.423162871,
z:4094593.6912762565
},{
x:-2159812.0068018497,
y:4374608.27234697,
z:4094588.389388212
},{
x:-2159881.322950428,
y:4374749.8592594685,
z:4094401.806958754
},{
x:-2159671.535103993,
y:4374863.367773306,
z:4094391.2579414677
},{
x:-2159611.177791501,
y:4374702.423162871,
z:4094593.6912762565
}]，
则可根据算法：
计算得到实际切割点相对给定点的相对坐标为：
[{
x:-172.38345100835156,
y:121.2515568239578
},{
x:49.37446767825445,
y:114.30871561355525
},{
x:48.84926249936966,
y:-129.95407194551444
},{
x:-189.51128871005216,
y:-143.76177304378143
}]。
进一步的，在上述各实施例的基础上，在取垂直投射线与三维模型的图像的交点作为选取的实际切割点的步骤之后，本发明实施例的方法还可以包括：连接所有参考切割点和实际切割点，以根据连接结果绘制并显示切割线和切割面穿插在三维模型上，以展示预测的切割效果。
可以理解为，根据上述各实施例，可以实现参考切割点与实际切割点的联动，并对该过程进行直观与实时的展示。本发明实施例在此基础上进一步基于所有参考切割点，对实际参考点的标记过程进行展示，同时，可以展示以这些实际切割点为基础进行三维模型切割的预测切割效果。具体操作时，在得到各实际切割点之后，对所有实际切割点和参考切割点分别进行连接，并根据两点成线、三点成面的原则，绘制并显示投射线以及切割线、切割面等，实现对投射状态和预测切割效果的展示。
可以理解的是，由于实际切割点被标记在三维模型的不同表面上，参考切割点在三维模型之外，通过将各参考切割点进行连接之后形成的切割线和切割面即自然的穿插在模型内，该穿插依赖各参考切割点和实际切割点的位置自然形成。
如图2所示，为根据本发明实施例提供的三维物体的三维模型切割过程显示方法中绘制的投射状态示意图，图中清楚的示出了参考切割点和在垂直投射下得到的实际切割点。并且各切割面直观的示出了切割的范围。
为进一步说明本发明实施例的技术方案，本发明实施例根据上述各实施例提供如下具体的处理流程，但不对本发明实施例的保护范围进行限制。
步骤1，获取三维物体的3D模型，并将该3D模型展示出来；
步骤2，将3D模型切换为俯视视角，并选择参考切割点；
步骤3，将参考切割点投射到地面并将3D模型还原为三维视角，在三维视角下，根据需要调整参考切割点位置；
步骤4，根据参考切割点的三维坐标，计算出实际切割点的三维坐标，然后根据模型的原始数据，按照上述矩阵变换算法，计算出实际切割点的相对坐标。
基于相同的构思，本发明实施例根据上述各实施例提供一种三维物体的三维模型切割过程显示装置，该装置用于在上述各实施例中实现三维物体的三维模型切割过程显示。因此，在上述各实施例的三维物体的三维模型切割过程显示方法中的描述和定义，可以用于本发明实施例中各个执行模块的理解，具体可参考上述实施例，此处不在赘述。
根据本发明实施例的一个实施例，三维物体的三维模型切割过程显示装置的结构如图3所示，为本发明实施例提供的三维物体的三维模型切割过程显示装置的结构示意图，该装置可以用于实现上述各方法实施例中三维物体的三维模型切割过程显示，该装置包括：标记模块301、切割点输出模块302和切割与显示模块303。其中：
标记模块301用于获取目标三维物体的三维模型并进行显示，并在三维模型的给定视角下，在三维模型的显示范围内选取一个或多个参考切割点进行显示，其中三维模型根据目标三维物体的实际三维空间尺寸生成；切割点输出模块302用于将参考切割点向三维模型所对应的参考平面进行垂直投射以显示垂直投射线，取垂直投射线与三维模型的图像的交点作为选取的实际切割点，并将实际切割点在三维模型上进行标记显示；切割与显示模块303用于基于实际切割点切割三维模型，并根据实际切割点实时模拟并显示切割过程。
具体而言，标记模块301首先会根据目标三维物体的几何结构数据，模拟得到该目标三维物体的三维模型进行显示。之后将该三维模型转换到给定视角下，如转换到俯视视角。再根据切割需要，在给定视角下的三维模型显示范围内选取一个或者多个视觉上的切割点，即视觉上满足切割要求的切割点，称为参考切割点，并将这些参考切割点标记并显示在三维模型的显示视图中。
之后，切割点输出模块302在标记参考切割点的基础上，以该参考切割点为基点，向三维模型所对应的参考平面做垂直投射，也即向三维模型所对应的参考平面发射垂直射线，并可对该垂直投射线在三维模型的显示视图中进行显示。如果上述垂直投射的垂直射线与上述平面相交的交点落在三维模型的三维图像的范围内，则该交点实际上是与三维模型的交点，也即该交点是在三维模型上的，因此切割点输出模块302可以该交点作为实际的切割点，将其在三维模型上进行标记显示，如可突出显示为红色的圆点等，并可根据该实际的切割点对三维模型进行切割。
最后，切割与显示模块303以在三维模型上标记的实际切割点为基点，按照常用切割方法对三维模型进行切割，同时，根据实际切割过程实时模拟切割效果并进行显示。例如，可根据实际切割点的位置，模拟出切割面并显示，还可显示利用切割面将三维模型进行切割分离的过程。
本发明实施例提供的三维物体的三维模型切割过程显示装置，通过设置相应的执行模块，在目标三维物体的三维模型的设定视角下标记参考切割点，并根据该参考切割点向三维模型方向做垂直投射，最终得到投射线与三维模型的交点作为最终确定的实际切割点，由于采用垂直投射得到了与三维模型的交点作为最终切割点，可以有效消除由于视角变换造成的切割点标记误差，从而更精确的定位和显示切割过程。
可以理解的是，本发明实施例中可以通过硬件处理器(hardware processor)来实现上述各实施例的装置中的各相关程序模块。并且，本发明实施例的三维物体的三维模型切割过程显示装置利用上述各程序模块，能够实现上述各方法实施例的三维物体的三维模型切割过程显示流程，在用于实现上述各方法实施例中三维物体的三维模型切割过程显示时，本发明实施例的装置产生的有益效果与对应的上述各方法实施例相同，可以参考上述各方法实施例，此处不再赘述。
作为本发明实施例的又一个方面，本实施例根据上述各实施例提供一种电子设备，该电子设备包括存储器、处理器及存储在该存储器上并可在该处理器上运行的计算机程序，该处理器执行该计算机程序时，实现如上述各实施例所述的三维物体的三维模型切割过程显示方法的步骤。
进一步的，本发明实施例的电子设备还可以包括通信接口和总线。参考图4，为本发明实施例提供的电子设备的实体结构示意图，包括：至少一个存储器401、至少一个处理器402、通信接口403和总线404。
其中，存储器401、处理器402和通信接口403通过总线404完成相互间的通信，通信接口403用于该电子设备与三维模型设备之间的信息传输；存储器401中存储有可在处理器402上运行的计算机程序，处理器402执行该计算机程序时，实现如上述各实施例所述的三维物体的三维模型切割过程显示方法的步骤。
可以理解为，该电子设备中至少包含存储器401、处理器402、通信接口403和总线404，且存储器401、处理器402和通信接口403通过总线404形成相互间的通信连接，并可完成相互间的通信，如处理器402从存储器401中读取三维物体的三维模型切割过程显示方法的程序指令等。另外，通信接口403还可以实现该电子设备与三维模型设备之间的通信连接，并可完成相互间信息传输，如通过通信接口403实现三维物体的三维模型切割过程显示等。
电子设备运行时，处理器402调用存储器401中的程序指令，以执行上述各方法实施例所提供的方法，例如包括：获取目标三维物体的三维模型并进行显示，并在三维模型的给定视角下，在三维模型的显示范围内选取一个或多个参考切割点进行显示，其中三维模型根据目标三维物体的实际三维空间尺寸生成；将参考切割点向三维模型所对应的参考平面进行垂直投射以显示垂直投射线，取垂直投射线与三维模型的图像的交点作为选取的实际切割点，并将实际切割点在三维模型上进行标记显示；基于实际切割点切割三维模型，并根据实际切割点实时模拟并显示切割过程等。
上述的存储器401中的程序指令可以通过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。或者，实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(RandomAccess Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
本发明实施例还根据上述各实施例提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，该计算机指令被计算机执行时，实现如上各实施例的三维物体的三维模型切割过程显示方法的步骤，例如包括：获取目标三维物体的三维模型并进行显示，并在三维模型的给定视角下，在三维模型的显示范围内选取一个或多个参考切割点进行显示，其中三维模型根据目标三维物体的实际三维空间尺寸生成；将参考切割点向三维模型所对应的参考平面进行垂直投射以显示垂直投射线，取垂直投射线与三维模型的图像的交点作为选取的实际切割点，并将实际切割点在三维模型上进行标记显示；基于实际切割点切割三维模型，并根据实际切割点实时模拟并显示切割过程等。
本发明实施例提供的电子设备和非暂态计算机可读存储介质，通过执行上述各实施例所述的三维物体的三维模型切割过程显示方法，在目标三维物体的三维模型的设定视角下标记参考切割点，并根据该参考切割点向三维模型方向做垂直投射，最终得到投射线与三维模型的交点作为最终确定的实际切割点，由于采用垂直投射得到了与三维模型的交点作为最终切割点，可以有效消除由于视角变换造成的切割点标记误差，从而更精确的定位和显示切割过程。
可以理解的是，以上所描述的装置、电子设备及存储介质的实施例仅仅是示意性的，其中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，既可以位于一个地方，或者也可以分布到不同网络单元上。可以根据实际需要选择其中的部分或全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
通过以上实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解，各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如U盘、移动硬盘、ROM、RAM、磁碟或者光盘等，包括若干指令，用以使得一台计算机设备(如个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行上述各方法实施例或者方法实施例的某些部分所述的方法。
另外，本领域内的技术人员应当理解的是，在本发明实施例的申请文件中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
本发明实施例的说明书中，说明了大量具体细节。然而应当理解的是，本发明实施例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，为了精简本发明实施例公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明实施例的示例性实施例的描述中，本发明实施例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实施例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实施例的单独实施例。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明实施例的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明实施例进行了详细的说明，本领域的技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (5)
1.一种三维物体的三维模型切割过程显示方法，其特征在于，包括：
获取目标三维物体的三维模型并进行显示，并在所述三维模型的给定视角下，在所述三维模型的显示范围内选取一个或多个参考切割点进行显示，其中，所述三维模型根据所述目标三维物体的实际三维空间尺寸生成；
将所述参考切割点向所述三维模型所对应的参考平面进行垂直投射以显示垂直投射线，取所述垂直投射线与所述三维模型的图像的交点作为选取的实际切割点，并将所述实际切割点在所述三维模型上进行标记显示；
基于所述实际切割点切割所述三维模型，并根据所述实际切割点实时模拟并显示切割过程；
其中，所述参考切割点不是实际标记到所述三维模型上的点；所述参考切割点为视觉上满足切割要求的切割点；所述参考平面为一个固定的平面；所述三维模型与所述参考平面的相对位置关系固定，且能够向所述参考平面进行垂直投影；
在所述将所述参考切割点向所述三维模型所对应的参考平面进行垂直投射以显示垂直投射线的步骤之后，还包括：
通过绘制所述垂直投射线并将所述三维模型切换回三维视角，判断所述垂直投射线是否与所述三维模型的图像存在交点，若否，则平移调整所述参考切割点，并以参考切割点为端点，用绘制向三维模型所在平面发射的垂直射线的方式，来跟踪平移后的参考切割点做垂直投射，直至所述垂直投射线与所述三维模型的图像的交点满足设定切割需求；
在所述取所述垂直投射线与所述三维模型的图像的交点作为选取的实际切割点的步骤之后，还包括：
基于所述参考切割点的三维坐标，计算所述实际切割点的三维坐标；
基于所述实际切割点的三维坐标和所述三维模型的原始数据，计算所述实际切割点相对所述三维模型的相对坐标；
所述计算所述实际切割点相对所述三维模型的相对坐标的步骤具体包括：
初始化生成两个维度为n×n的零矩阵，分别作为第一变换矩阵和第二变换矩阵，其中n为正整数；
将所述三维模型中给定点的原始数据映射到所述第一变换矩阵，获取第三变换矩阵，并根据克拉默规则，计算所述第三变换矩阵的逆矩阵，作为第四变换矩阵；
计算所述第四变换矩阵与所述实际切割点的三维坐标的乘积，并获取所述乘积的参数，作为所述实际切割点相对所述给定点的相对坐标；或者，
所述计算所述实际切割点的三维坐标的步骤具体包括：
初始化生成两个维度为n×n的零矩阵，分别作为第一变换矩阵和第二变换矩阵，其中n为正整数；
将所述参考切割点的三维坐标映射到所述第一变换矩阵，获取第三变换矩阵；
根据克拉默规则，计算所述第三变换矩阵的逆矩阵，并获取所述逆矩阵的参数，作为所述实际切割点的三维坐标；
在所述取所述垂直投射线与所述三维模型的图像的交点作为选取的实际切割点的步骤之后，还包括：
连接所有所述参考切割点和所述实际切割点以根据连接结果绘制并显示切割线和切割面穿插在所述三维模型上，以展示预测的切割效果；具体操作时，对所有实际切割点和参考切割点分别进行连接，并根据两点成线、三点成面的原则，绘制并显示投射线以及切割线、切割面，实现对投影状态和预测切割效果的展示。
2.根据权利要求1所述的三维物体的三维模型切割过程显示方法，其特征在于，在所述平移调整所述参考切割点的步骤之前，还包括：
根据设定切割精度，放大或缩小所述三维模型的分辨率；
相应的，在调整后的分辨率下，平移调整所述参考切割点并显示平移调整过程。
3.一种三维物体的三维模型切割过程显示装置，其特征在于，包括：
标记模块，用于获取目标三维物体的三维模型并进行显示，并在所述三维模型的给定视角下，在所述三维模型的显示范围内选取一个或多个参考切割点进行显示，其中，所述三维模型根据所述目标三维物体的实际三维空间尺寸生成；
切割点输出模块，用于将所述参考切割点向所述三维模型所对应的参考平面进行垂直投射以显示垂直投射线，取所述垂直投射线与所述三维模型的图像的交点作为选取的实际切割点，并将所述实际切割点在所述三维模型上进行标记显示；
切割与显示模块，用于基于所述实际切割点切割所述三维模型，并根据所述实际切割点实时模拟并显示切割过程；
其中，所述参考切割点不是实际标记到所述三维模型上的点；所述参考切割点为视觉上满足切割要求的切割点；所述参考平面为一个固定的平面；所述三维模型与所述参考平面的相对位置关系固定，且能够向所述参考平面进行垂直投影；
在所述将所述参考切割点向所述三维模型所对应的参考平面进行垂直投射以显示垂直投射线的步骤之后，所述切割点输出模块还用于：
通过绘制所述垂直投射线并将所述三维模型切换回三维视角，判断所述垂直投射线是否与所述三维模型的图像存在交点，若否，则平移调整所述参考切割点，并以参考切割点为端点，用绘制向三维模型所在平面发射的垂直射线的方式，来跟踪平移后的参考切割点做垂直投射，直至所述垂直投射线与所述三维模型的图像的交点满足设定切割需求；
在所述取所述垂直投射线与所述三维模型的图像的交点作为选取的实际切割点的步骤之后，所述切割点输出模块还用于：
基于所述参考切割点的三维坐标，计算所述实际切割点的三维坐标；
基于所述实际切割点的三维坐标和所述三维模型的原始数据，计算所述实际切割点相对所述三维模型的相对坐标；
所述切割点输出模块具体用于：
初始化生成两个维度为n×n的零矩阵，分别作为第一变换矩阵和第二变换矩阵，其中n为正整数；
将所述三维模型中给定点的原始数据映射到所述第一变换矩阵，获取第三变换矩阵，并根据克拉默规则，计算所述第三变换矩阵的逆矩阵，作为第四变换矩阵；
计算所述第四变换矩阵与所述实际切割点的三维坐标的乘积，并获取所述乘积的参数，作为所述实际切割点相对所述给定点的相对坐标；或者，
所述切割点输出模块具体用于：
初始化生成两个维度为n×n的零矩阵，分别作为第一变换矩阵和第二变换矩阵，其中n为正整数；
将所述参考切割点的三维坐标映射到所述第一变换矩阵，获取第三变换矩阵；
根据克拉默规则，计算所述第三变换矩阵的逆矩阵，并获取所述逆矩阵的参数，作为所述实际切割点的三维坐标；
所述切割与显示模块，还用于：
连接所有所述参考切割点和所述实际切割点以根据连接结果绘制并显示切割线和切割面穿插在所述三维模型上，以展示预测的切割效果；具体操作时，对所有实际切割点和参考切割点分别进行连接，并根据两点成线、三点成面的原则，绘制并显示投射线以及切割线、切割面，实现对投影状态和预测切割效果的展示。
4.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时，实现如权利要求1至2中任一项所述的三维物体的三维模型切割过程显示方法的步骤。
5.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，其特征在于，所述计算机指令被计算机执行时，实现如权利要求1至2中任一项所述的三维物体的三维模型切割过程显示方法的步骤。
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