CN110390718A - 一种虚空引擎技术 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种虚空引擎技术，包括：识别模块，用于对输入的位图、矢量图进行识别；特征提取模块，用于提取识别出的线条、线型、颜色、图案、尺寸、相对相对位置特征；规则模块，用于存储现有制图的规则、标准；图纸分析模块，对图形与现有制图规则的符号、规则特征进行比对，从而逐一识别出图纸含义；三维建模模块，根据识别的户型图加上识别的层高或输入的层高建立三维的户型模型；对于水电布局、空调布局图纸，由人工指定其基准位置或通过识别其在二维图纸中的相对位置以及在整个户型布局中的位置，从而自定附加在整个三维模型内；三维编辑模块，用于编辑三维模型；光线渲染模块，用于提供自然光、灯光模型。

Description

一种虚空引擎技术

技术领域

本发明涉及三维建模技术，特别是涉及一种虚空引擎技术。

背景技术

装修设计的过程中，涉及到多种技术、学科的综合，如室内设计、水电路设计、空调布局设计、家具设计等，但是在实践中，每一块均有专人进行设计，在设计完成后汇总至完整的设计图上。对此，就还需要一个人对所有图纸进行汇总、集成至整个设计模型上。而为了便于和业主进行沟通，一般都会选择三维模型进行展示，这也就大大增加了后期设计者的工作量。

另外在实践中，各个工种的设计图基本上是采用平面二维画法，这就使得后期建立三维模型时存在一个转换的过程。而申请人经过研究发现，各种工种的图纸都有其制图规范或标准，如果能够识别各种图纸的类型，那就能够根据不同类型图纸的制图规范识别二维图纸的制图含义，也就能够实现自动转换为三维图纸，一旦这个技术实现，显然会大大降低图纸综合工位与各个制图人之间的交流成本以及大大提高图纸综合、建模的效率。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种虚空引擎技术。

为实现上述目的，本发明提供了一种虚空引擎技术，包括：

识别模块，用于对输入的位图、矢量图进行识别，从而识别出图中的线条、线型、颜色、图案；当然，输入图纸的时候可指定图纸类型；

特征提取模块，用于提取识别出的线条、线型、颜色、图案、尺寸、相对相对位置特征，且对线条、线型、颜色、图案构成的图形进行穷举，最后获得各种组合的图形以及图形在图纸布局中的坐标或相对位置；

规则模块，用于存储现有制图的规则、标准；

图纸分析模块，对图形与现有制图规则的符号、规则特征进行比对，从而逐一识别出图纸含义，对于和现有制图规则符合的符号，则判定为此符号代表的含义；而图案与规则特征符合的，则判断为此图案代表此规则特征；

三维建模模块，根据识别的户型图加上识别的层高或输入的层高建立三维的户型模型，同时根据识别到的机械图建立三维模型，然后根据各个三维模型在三维户型图内的相对位置进行摆放；

对于水电布局、空调布局图纸，由人工指定其基准位置或通过识别其在二维图纸中的相对位置以及在整个户型布局中的位置，从而自定附加在整个三维模型内；

三维编辑模块，用于编辑三维模型；

光线渲染模块，用于提供自然光、灯光模型，自然光用于模拟太阳光照，灯光用于模拟现实的电灯灯光。

优选地，还包括：

时间模块，用于记录整个三维模型的建立、编辑的历史过程及其对应的时间轴，从而便于返回修改或状态展示；

存储模块，用于存储三维建模模块、三维编辑模块、光线渲染模块、时间模块对于整个模型的操作信息；

布局分析模块，用于分析整个户型、家具的布局，如沙发与电视的距离，走道宽度、门宽度、桌椅高度等，且根据建立的大数据布局分析模型对这些尺寸进行分析，从而找出布局不合理处；

配色分析模块，用于存储建立的颜色分析模型，通过识别三维模型中的颜色，然后输入颜色分析模型获得配色推荐方案与配色禁止方案；

推送模块，用于通过弹窗向操作者推送信息。

本发明还公开了一种基于虚空引擎技术的建模方法，包括如下步骤：

S1、输入位图图片或矢量图

S2、识别线条、线型、颜色、图案、尺寸、相对位置等；

S3、根据线条、线型识别其组合的图形，根据图案判断图纸符号、图案，将位图转换为可编辑矢量图；

S4、提取图形特征，然后将特征与各种制图类型的特征进行比对，以判断特征含义；

另外家具至少具有三视图，因此，还可以结合其他转换出的矢量图通过机械制图原理进行组合，以判断其三维形状，然后通过三维形状判断是否为家具、家电图；

S5、水路、电路、空调布局图的制图方式与户型图、家具图的方式明显不一样，因此很容易即可进行分别，然后通过线性、颜色即可提取制图特征，然后与水路、电路、空调布局图的制图标准比对即可判断水路、电路布局图的布局，如果不能自动判断，则由人工进行确认；

S6、对于防水、地板、墙板、墙面涂刷图纸，首先转换出其二维矢量图，然后根据图纸符号的含义进行识别，而地板、墙板、墙面涂刷首先提取其矢量图，然后根据人工定位至三维的户型图内，或通过在三维的户型图内指定基准坐标后自动复合在三维模型上，从而获得基本的装修效果；

S7、对于获取到的三维图，首先将其与家具、家电的特征图进行比对，从而判断其为家具还是家电；

S8、将各个图纸转换在三维模型内后，自动生成自然光或指定生成自然光，所述自然光用于模拟太阳光；另外对于模型内的灯壳赋予不同发光属性；

S9、在识别三维的家具、家电后，可通过在三维模型中指定基准对三维的家具、家电进行定位，也可以进行手动调节其位置、尺寸。

优选地，S4中，当相似度达到80%以上就判断为某一特征。

优选地，S4中，如果识别出两种及以上特征均符合提取的特征则由人工确认，或通过位于其附近、整个图纸制图类型确认，自动识别的阈值可以为以其几何中心点、中心点位于最远端长度半径画圆，这个圆内的特征如果超过70%以上都属于某一制图标准的，那么就判断为此特征属于某一制图标准的特征。

优选地，还包括：S10、还提供时间记录功能，所述时间记录功能用于记录每一步操作的时间、操作记录，从而便于操作者返回修改。

优选地，还包括：S11、 系统提供多种家具、家电、地板、墙面模型或属性，操作者可直接将各种家具、家电、地板、墙面模型或属性赋予三维模型中的相关装置。

优选地，还包括：S12、系统实时提取模型的颜色，并根据预先设置的颜色分类规则对颜色进行分类，然后根据预先设置的颜色搭配规则进行颜色自动搭配或搭配提示。

优选地，还包括：S13、三维模型建立后为矢量模型，支持实时修改。

优选地，还包括：S14、系统获取三维图内各个部位尺寸、用途，然后与目前的人机工程学、主流布局方式进行比对，从而判断出设计不合理之处，以辅助改进设计。

本发明的有益效果是：本发明能够自动将位图转换为矢量图且进行图型（图纸类型）识别、图纸含义识别，从而大大更方便后期三维模型的建立，也就大大降低各个制图者与图纸综合岗位（三维建模）的沟通成本。而且部分三维模型可以根据二维图纸自动生成，从而大大提高图纸综合岗位的工作效率。另外本发明还能够进行图纸布局、尺寸等校验，从而及时发现设计缺陷，以辅助改良设计，从而大大提高设计质量。

附图说明

图1是本发明的系统构成框图。

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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

参见图1，本实施例的建模系统，包括：

识别模块，用于对输入的位图、矢量图进行识别，从而识别出图中的线条、线型、颜色、图案等；当然，输入图纸的时候可以指定图纸类型（图型），如户型图、水电布局图、家具机械制图、家电机械制图等；

特征提取模块，用于提取识别出的线条、线型、颜色、图案、尺寸等特征，且对线条、线型、颜色、图案等构成的图形进行穷举，最后获得各种组合的图形以及图形在图纸布局中的坐标或相对位置；

规则模块，用于存储现有制图的规则、标准；

图纸分析模块，对图形与现有制图规则的符号、规则特征进行比对，从而逐一识别出图纸含义，对于和现有制图规则符合的符号，则判定为此符号代表的含义，而图案与规则特征符合的，则判断为此图案代表此规则特征。如符合门标准画法的图案代表门，符合玻璃画法的的图案代表玻璃，符合窗户画法的代表窗户，符合承重墙画法的代表承重墙，符合隔墙画法的代表隔墙，以此类推，从而识别图纸的含义以及基本户型格局；

三维建模模块，根据识别的户型图加上识别的层高或输入的层高建立三维的户型模型，同时根据识别到的机械图（至少三个投影视图）建立三维模型，然后根据各个三维模型在三维户型图内的相对位置进行摆放；

对于水电布局、空调布局等图纸，由人工指定其基准位置或通过识别其在二维图纸中的相对位置以及在整个户型布局中的位置，从而自定附加在整个三维模型内；

三维编辑模块，可以编辑三维模型，这是现有技术，可直接采用现有三维软件的三维模型编辑技术；

光线渲染模块，用于提供自然光、灯光等模型，自然光用于模拟太阳光照，灯光用于模拟现实的电灯灯光。这是现有技术，可以参考现有实时追踪渲染软件，如KEYSHOT。

时间模块，用于记录整个三维模型的建立、编辑的历史过程及其对应的时间轴，从而便于返回修改或状态展示，如将柜门打开、关闭设置在两个时间上，从而实现柜门打开、关闭的不同状态展示；

存储模块，用于存储三维建模模块、三维编辑模块、光线渲染模块、时间模块对于整个模型的操作信息；

布局分析模块，用于分析整个户型、家具的布局，如沙发与电视的距离，走道宽度、门宽度、桌椅高度等，且根据建立的大数据布局分析模型对这些尺寸进行分析，从而找出布局不合理处，如过高、宽度过窄、不符合使用习惯等。布局分析模型可以根据现有设计尺寸、布局经验进行建立，然后采用大量的优秀设计理论、优秀设计图进行训练而成，如人机工程学理论、优秀设计公司的布局图。

配色分析模块，用于存储建立的颜色分析模型，通过识别三维模型中的颜色，然后输入颜色分析模型获得配色推荐方案与配色禁止方案，颜色分析模型主要通过现代人审美的颜色搭配建立算法，然后通过大量的颜色搭配图像进行训练而成，其可以主动分析、推送配色方案，从而辅助设计。这部分是现有技术，可以参考现有酷家乐设计软件。

推送模块，用于通过弹窗向操作者推送信息，如需要操作者确认的信息，需要操作者注意的信息等。

基于上述系统的建模方法，包括如下步骤：

S1、输入位图图片或矢量图

S2、识别线条、线型、颜色、图案、尺寸、相对位置等；

S3、根据线条、线型识别其组合的图形，根据图案判断图纸符号、图案，将位图转换为可编辑矢量图，如CAD格式图；

S4、提取图形特征，如平行线、剖面线、填充图案、填充颜色、尺寸等，然后将特征与各种制图类型的特征进行比对，当相似度达到80%以上就判断为某一特征，如双平行线外框，识别为隔腔、与双平行线宽度一致、相连的黑色方块识别为承重墙，符合门画法的符号判断为门、符合窗画法处识别为窗户，玻璃画法处识别为玻璃。由于各种图纸的制备均有各自的制图规范，这是规则化的，因此，通过矢量图识别现有技术已经可以做到；

如果识别出两种及以上特征均符合提取的特征则由人工确认，或通过位于其附近、整个图纸制图类型确认，如隔墙的双平行线与家具的双平行线，如果识别出家具双平行线附近，阈值可以设计为以其几何中心点、中心点位于最远端长度半径画圆，这个圆内的特征如果超过70%以上都属于户型图，那么判断为此双平行线为隔腔。

另外家具至少具有三视图，因此，还可以结合其他转换出的矢量图通过机械制图原理进行组合，以判断其三维形状，然后通过三维形状判断是否为家具、家电图；

S5、水路、电路、空调布局图的制图方式与户型图、家具图的方式明显不一样，因此很容易即可进行分别，然后通过线性、颜色等即可提取制图特征，然后与水路、电路、空调布局图的制图标准比对即可判断水路、电路布局图的布局，如果不能自动判断，则由人工进行确认。

S6、对于防水、地板、墙板、墙面涂刷等图纸，首先转换出其二维矢量图，然后根据图纸符号的含义进行识别，而地板、墙板、墙面涂刷首先提取其矢量图，然后根据人工定位至三维的户型图内，或通过在三维的户型图内指定基准坐标后自动复合在三维模型上（类似于三维软件的模型贴图功能），从而获得基本的装修效果。

S7、对于获取到的三维图，首先将其与家具、家电的特征图进行比对，从而判断其为家具还是家电。由于家具、家电的特征比较明显，如柜子、桌子、椅子、电视、洗衣机、微波炉、气灶、空调等其三维图特征具有明显区别，这个可以通过大量图片对算法模型进行训练后即可实现，如目前百度的图形搜索功能；

S8、将各个图纸转换在三维模型内后，可以自动生成自然光或指定生成自然光，所述自然光用于模拟太阳光，可以参考现有的三维渲染软件的光线追踪方式获得实时渲染效果，如KeyShot。另外对于模型内的灯壳赋予不同发光属性，从而模拟出相对真实的三维环境，类似于3DMAX的光源赋予功能；

S9、在识别三维的家具、家电后，可以通过在三维模型中指定基准对三维的家具、家电进行定位，从而获得安装效果，当然，也可以进行手动调节其位置、尺寸，如现有酷家乐的家具模型安装方式。从而使其符合三维户型的装修，也就能够相对真实地还原装修后的效果。

S10、还提供时间记录功能，所述时间记录功能用于记录每一步操作的时间、操作记录，从而便于操作者返回修改。另外还可以通过时间轴建立家具、家电等动态模拟，如柜门打开、灯打开等。

S11、系统提供多种家具、家电、地板、墙面模型或属性，操作者可以直接将各种家具、家电、地板、墙面模型或属性赋予三维模型中的相关装置。

S12、系统实时提取模型的颜色，并根据预先设置的颜色分类规则对颜色进行分类，然后根据预先设置的颜色搭配规则进行颜色自动搭配或搭配提示。如获取大面积墙面颜色，从而根据目前人们审美规则确立的装修配色推送家具、家电颜色选配方案，或者指出配色与颜色搭配规则违背之处，从而提高设计效率。

S13、三维模型建立后为矢量模型，支持实时修改，类似与酷家乐中的三维户型修改方式。从而满足用户的灵活设计方式。

S14、系统获取三维图内各个部位尺寸、用途，然后与目前的人机工程学、主流布局方式进行比对，从而判断出设计不合理之处，以辅助改进设计。另外主流布局方式可以通过大量的、优秀的户型布局图对算法模型进行训练，从而获取各个布局方式的尺寸、比例，然后通过设计者设计的尺寸、比例与算法模型获得的阈值进行比对，一旦低于阈值，则判断为设计不合理，然后对操作者进行信息推送，从而帮助操作者改进设计。如沙发与电视的距离、过道宽度、桌子高度、橱柜高度、椅子高度等，这些都是可以量化而且现代人机工程学及设计经验早已总结出了阈值，从而可以实现与设计模型进行比对。

本发明未详述之处，均为本领域技术人员的公知技术。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种虚空引擎技术，其特征在于，包括：

识别模块，用于对输入的位图、矢量图进行识别，从而识别出图中的线条、线型、颜色、图案；当然，输入图纸的时候可指定图纸类型；

特征提取模块，用于提取识别出的线条、线型、颜色、图案、尺寸、相对相对位置特征，且对线条、线型、颜色、图案构成的图形进行穷举，最后获得各种组合的图形以及图形在图纸布局中的坐标或相对位置；

规则模块，用于存储现有制图的规则、标准；

图纸分析模块，对图形与现有制图规则的符号、规则特征进行比对，从而逐一识别出图纸含义，对于和现有制图规则符合的符号，则判定为此符号代表的含义；而图案与规则特征符合的，则判断为此图案代表此规则特征；

三维建模模块，根据识别的户型图加上识别的层高或输入的层高建立三维的户型模型，同时根据识别到的机械图建立三维模型，然后根据各个三维模型在三维户型图内的相对位置进行摆放；

对于水电布局、空调布局图纸，由人工指定其基准位置或通过识别其在二维图纸中的相对位置以及在整个户型布局中的位置，从而自定附加在整个三维模型内；

三维编辑模块，用于编辑三维模型；

光线渲染模块，用于提供自然光、灯光模型，自然光用于模拟太阳光照，灯光用于模拟现实的电灯灯光。

2.如权利要求1所述的虚空引擎技术，其特征在于，还包括：

时间模块，用于记录整个三维模型的建立、编辑的历史过程及其对应的时间轴，从而便于返回修改或状态展示；

存储模块，用于存储三维建模模块、三维编辑模块、光线渲染模块、时间模块对于整个模型的操作信息；

布局分析模块，用于分析整个户型、家具的布局，如沙发与电视的距离，走道宽度、门宽度、桌椅高度等，且根据建立的大数据布局分析模型对这些尺寸进行分析，从而找出布局不合理处；

配色分析模块，用于存储建立的颜色分析模型，通过识别三维模型中的颜色，然后输入颜色分析模型获得配色推荐方案与配色禁止方案；

推送模块，用于通过弹窗向操作者推送信息。

3.一种基于虚空引擎技术的建模方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、输入位图图片或矢量图

S2、识别线条、线型、颜色、图案、尺寸、相对位置等；

S3、根据线条、线型识别其组合的图形，根据图案判断图纸符号、图案，将位图转换为可编辑矢量图；

S4、提取图形特征，然后将特征与各种制图类型的特征进行比对，以判断特征含义；

另外家具至少具有三视图，因此，还可以结合其他转换出的矢量图通过机械制图原理进行组合，以判断其三维形状，然后通过三维形状判断是否为家具、家电图；

S5、水路、电路、空调布局图的制图方式与户型图、家具图的方式明显不一样，因此很容易即可进行分别，然后通过线性、颜色即可提取制图特征，然后与水路、电路、空调布局图的制图标准比对即可判断水路、电路布局图的布局，如果不能自动判断，则由人工进行确认；

S6、对于防水、地板、墙板、墙面涂刷图纸，首先转换出其二维矢量图，然后根据图纸符号的含义进行识别，而地板、墙板、墙面涂刷首先提取其矢量图，然后根据人工定位至三维的户型图内，或通过在三维的户型图内指定基准坐标后自动复合在三维模型上，从而获得基本的装修效果；

S7、对于获取到的三维图，首先将其与家具、家电的特征图进行比对，从而判断其为家具还是家电；

S8、将各个图纸转换在三维模型内后，自动生成自然光或指定生成自然光，所述自然光用于模拟太阳光；另外对于模型内的灯壳赋予不同发光属性；

S9、在识别三维的家具、家电后，可通过在三维模型中指定基准对三维的家具、家电进行定位，也可以进行手动调节其位置、尺寸。

4.如权利要求3所述的建模方法，其特征在于，S4中，当相似度达到80%以上就判断为某一特征。

5.如权利要求3或4所述的建模方法，其特征在于，S4中，如果识别出两种及以上特征均符合提取的特征则由人工确认，或通过位于其附近、整个图纸制图类型确认，自动识别的阈值可以为以其几何中心点、中心点位于最远端长度半径画圆，这个圆内的特征如果超过70%以上都属于某一制图标准的，那么就判断为此特征属于某一制图标准的特征。

6.如权利要求3所述的建模方法，其特征在于，还包括：S10、还提供时间记录功能，所述时间记录功能用于记录每一步操作的时间、操作记录，从而便于操作者返回修改。

7.如权利要求3所述的建模方法，其特征在于，还包括：S11、系统提供多种家具、家电、地板、墙面模型或属性，操作者可直接将各种家具、家电、地板、墙面模型或属性赋予三维模型中的相关装置。

8.如权利要求3所述的建模方法，其特征在于，还包括：S12、系统实时提取模型的颜色，并根据预先设置的颜色分类规则对颜色进行分类，然后根据预先设置的颜色搭配规则进行颜色自动搭配或搭配提示。

9.如权利要求3所述的建模方法，其特征在于，还包括：S13、三维模型建立后为矢量模型，支持实时修改。

10.如权利要求3所述的建模方法，其特征在于，还包括：S14、系统获取三维图内各个部位尺寸、用途，然后与目前的人机工程学、主流布局方式进行比对，从而判断出设计不合理之处，以辅助改进设计。