CN110503714A - 一种个性化镜腿的自动设计方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种个性化镜腿的自动设计方法,包括以下步骤:(1)配置镜腿模型;(2)将镜腿模型移动至使镜腿模型的首端与桩头相连接的位置;(3)对镜腿模型前段部分进行变形,使镜腿模型的拐点与三维人脸模型的耳上根点位置相匹配;(4)对镜腿模型后段部分进行变形,使镜腿模型的末端点贴合三维人脸模型的耳后部。通过本发明一种个性化镜腿的自动设计方法生成的镜腿配戴起来更为舒适、服贴,且能够有效钩住耳朵,防止眼镜掉落。
Description
技术领域
本发明涉及一种个性化镜腿的自动设计方法。
背景技术
CN105842875A中公开了一种基于人脸测量的眼镜架设计方法,该方法是根据扫描用户脸部得到的三维人脸模型自动生成与用户脸型贴合的眼镜架,以提高眼镜架与用户人脸的适配性和舒适性。该方法中提到了眼镜架镜腿部分的生成过程,具体为:将预先制作好的镜腿模板网格根据三维脸部特征点和铰链位(即桩头)的位置进行形变,以适应用户的耳上根位置,镜腿前部关节移动到距离铰链位固定距离的位置上,而后将镜腿的中部关节移动到耳上根点上,镜腿的尾部关节作和中部关节同样的位移,使镜腿的长度和朝向能够根据耳朵位置自动调整,与佩戴人的耳部相适配。但是采用这样的方法仍就存在镜腿与佩戴者耳部的不能完全适配的问题,由于人体耳部的耳后根相较于耳上根而言位置更靠近内侧,常规的镜腿尾端一般也具有朝向内侧弯曲的内勾部,采用上述专利方法所生成的眼镜架其镜腿尾端并不具有适配的内折曲度,使其在佩戴时容易松动脱落,且舒适性较差。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明提供了一种个性化镜腿的自动设计方法,通过本方法生成的镜腿配戴起来更为舒适、服贴,且能够有效钩住耳朵,防止眼镜掉落。
为实现上述目的,本发明提供了一种个性化镜腿的自动设计方法,包括以下步骤:
(1)配置镜腿模型;
(2)将镜腿模型移动至使镜腿模型的首端与桩头相连接的位置;
(3)对镜腿模型前段部分进行变形,使镜腿模型的拐点与三维人脸模型的耳上根点位置相匹配;
(4)对镜腿模型后段部分进行变形,使镜腿模型的末端点贴合三维人脸模型的耳后部。
进一步地,在所述步骤(4)之前还包括以下步骤:
(A)从三维人脸网格模型和三维面部特征点集合中划分出耳后部区域,并得到耳后部区域的点云集合;
所述步骤(4)具体包括:
(4.1)从耳后部区域的点云集合中找到与镜腿模型末端点最接近的投影点;
(4.2)对镜腿模型后段部分进行变形,使镜腿模型的末端点与投影点重合。
进一步地,所述步骤(4.1)具体包括:
(4.1.1)在镜腿模型前段部分变形之后计算镜腿模型末端点的位置;
(4.1.2)从耳后部区域的点云集合中找出与镜腿模型末端点最接近的多个点,并计算出一个平面拟合这些点;
(4.1.3)计算镜腿模型末端点在平面上的投影点。
进一步地,所述步骤(1)具体包括:
(1.1)对镜腿模型建立分别对应其前后段部分的两段骨骼模型,同时计算顶点的有界双调和权重;
所述步骤(3)和步骤(4)中关于镜腿模型前段部分和后段部分的变形均是基于镜腿模型顶点的有界双调和权重分别对镜腿模型的两段骨骼及对应的网格模型部分的长度和角度进行调整。
进一步地,所述步骤(A)具体包括:
(A.1)读取目标对象的三维人脸模型以及三维面部特征点集合;
(A.2)根据三维面部特征点中的鼻上点、眉上点,耳下部轮廓点,选择包围盒内的点作为所述的耳后部区域的点云集合。
本发明的有益效果是:在本发明的基础上,用户只需选择自己喜欢的镜腿模型样式并提供自己的三维人脸模型数据,便能够自动生成与用户人脸相适配的镜腿,本发明生成的镜腿在配戴时更为舒适、服贴,尤其是镜腿的拐点和末端能够有效钩住耳朵,使眼镜穿戴时不容易掉落。
附图说明
图1为本发明实施例的流程图;
图2为本发明实施例中步骤(A)的流程图;
图3为本发明实施例中步骤(4)的具体流程图;
图4为本发明实施例中步骤(4.1)的具体流程图;
图5为本发明实施例中步骤(1)的具体流程图;
图6为本发明实施例中步骤(A)的具体流程图;
图7为本发明实施例中利用三维人脸模型中的特征点得到耳朵后部区域点云合集的示意图;
图8为本发明实施例中对镜腿模型建立骨骼模型的示意图;
图9中的(a)和(b)分别为本发明实施例中左右耳后部区域的投影点的示意图;
图10中的(a)和(b)分别为本发明实施例中镜腿模型变形后分别与左右耳后部贴合的示意图。
具体实施方式
本发明是在现有技术依据三维人脸模型自动生成眼镜架的基础上,针对镜腿生成环节所提出的一种改进的方法。本发明在实施过程中,事先需要得到用户提供的三维人脸模型数据,并事先已基于三维人脸模型数据已经生成了适配人脸的镜框和桩头。在生成镜腿之间,用户可自己选择喜欢的镜腿模型的样式。
本发明实施例提供的一种个性化镜腿的自动设计方法,如图1所示:包括以下步骤:
(1)配置镜腿模型;
在镜腿模型样式已确定的前提下,通过配置镜腿模型使得镜腿模型处于可形变、拉伸或是移动等的可编辑状态。
(2)将镜腿模型移动至使镜腿模型的首端与桩头相连接的位置;
镜腿模型在移动时是镜腿模型整体在平移,移动至镜腿模型的首端与桩头相连接的位置后,镜腿模型的首端保持静止。
(3)对镜腿模型前段部分进行变形,使镜腿模型的拐点与三维人脸模型的耳上根点位置相匹配;
(4)对镜腿模型后段部分进行变形,使镜腿模型的末端点贴合三维人脸模型的耳后部。
需要说明的是:常规的镜腿一般都具有拐点,其用于与人的耳朵钩挂配合,本发明中所述镜腿模型的前段部分和后段部分分别是指镜腿以拐点为分隔点的前半段和后半段。镜腿模型的首端是指与桩头相连接的一端,末端是指朝向耳朵的一端。
在所述步骤(4)之前还包括以下步骤(如图2所示):
(A)从三维人脸网格模型和三维面部特征点集合中划分出耳后部区域,并得到耳后部区域的点云集合;
步骤(A)具体包括(如图6所示):
(A.1)读取目标对象的三维人脸模型以及三维面部特征点集合;
(A.2)根据三维面部特征点中的鼻上点、眉上点,耳下部轮廓点,选择包围盒内的点作为所述的耳后部区域的点云集合。(见图7)
所述步骤(4)具体包括(如图3所示):
(4.1)从耳后部区域的点云集合中找到与镜腿模型末端点最接近的投影点;
(4.2)对镜腿模型后段部分进行变形,使镜腿模型的末端点与投影点重合。
变形后的结果如图10所示,可以看到变形后的镜腿模型更贴合人耳后部区域(变形前镜腿会过于往内靠,导致夹头等问题)。
所述步骤(4.1)具体包括(如图4所示):
(4.1.1)在镜腿模型前段部分变形之后计算镜腿模型末端点的位置;
由于镜腿模型前段部分经过了一次变形,使得镜腿模型的末端点位置会发生改变,为了获得投影点的位置,需要重新计算镜腿模型末端点的位置。
(4.1.2)从耳后部区域的点云集合中找出与镜腿模型末端点最接近的多个点,并计算出一个平面拟合这些点;
(4.1.3)计算镜腿模型末端点在平面上的投影点。(见图9和图10,图9中示出了投影点20)
所述步骤(1)具体包括(如图5所示):
(1.1)对镜腿模型建立分别对应其前后段部分的两段骨骼模型,同时计算顶点的有界双调和权重;
图8示出了镜腿模型的两段骨骼模型,包括首端点11、末端点13、拐点12、前段部分14、后段部分14。
所述步骤(3)和步骤(4)中关于镜腿模型前段部分和后段部分的变形均是基于镜腿模型顶点的有界双调和权重分别对镜腿模型的两段骨骼及对应的网格模型部分的长度和角度进行调整。
根据本发明方法生成的镜腿的三维网格模型,使用三维打印技术成型生成实物镜腿,典型的三维打印技术如选择性激光烧结技术或立体光固化成型技术等。
以上实例,只是本发明优选地具体实例的一种,本领域技术人员在本发明技术方案范围内进行的通常变化和替换都包含在本发明的保护范围内。
Claims (5)
1.一种个性化镜腿的自动设计方法,其特征在于:包括以下步骤:
(1)配置镜腿模型;
(2)将镜腿模型移动至使镜腿模型的首端与桩头相连接的位置;
(3)对镜腿模型前段部分进行变形,使镜腿模型的拐点与三维人脸模型的耳上根点位置相匹配;
(4)对镜腿模型后段部分进行变形,使镜腿模型的末端点贴合三维人脸模型的耳后部。
2.根据权利要求1所述的一种个性化镜腿的自动设计方法,其特征在于:
在所述步骤(4)之前还包括以下步骤:
(A)从三维人脸网格模型和三维面部特征点集合中划分出耳后部区域,并得到耳后部区域的点云集合;
所述步骤(4)具体包括:
(4.1)从耳后部区域的点云集合中找到与镜腿模型末端点最接近的投影点;
(4.2)对镜腿模型后段部分进行变形,使镜腿模型的末端点与投影点重合。
3.根据权利要求2所述的一种个性化镜腿的自动设计方法,其特征在于:
所述步骤(4.1)具体包括:
(4.1.1)在镜腿模型前段部分变形之后计算镜腿模型末端点的位置;
(4.1.2)从耳后部区域的点云集合中找出与镜腿模型末端点最接近的多个点,并计算出一个平面拟合这些点;
(4.1.3)计算镜腿模型末端点在平面上的投影点。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种个性化镜腿的自动设计方法,其特征在于:
所述步骤(1)具体包括:
(1.1)对镜腿模型建立分别对应其前后段部分的两段骨骼模型,同时计算顶点的有界双调和权重;
所述步骤(3)和步骤(4)中关于镜腿模型前段部分和后段部分的变形均是基于镜腿模型顶点的有界双调和权重分别对镜腿模型的两段骨骼及对应的网格模型部分的长度和角度进行调整。
5.根据权利要求2所述的一种个性化镜腿的自动设计方法,其特征在于:所述步骤(A)具体包括:
(A.1)读取目标对象的三维人脸模型以及三维面部特征点集合;
(A.2)根据三维面部特征点中的鼻上点、眉上点,耳下部轮廓点,选择包围盒内的点作为所述的耳后部区域的点云集合。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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