CN110544292A - 一种基于三维网格的模型裁剪方法、系统及电子设备 - Google Patents

一种基于三维网格的模型裁剪方法、系统及电子设备 Download PDF

Info

Publication number
CN110544292A
CN110544292A CN201910826863.7A CN201910826863A CN110544292A CN 110544292 A CN110544292 A CN 110544292A CN 201910826863 A CN201910826863 A CN 201910826863A CN 110544292 A CN110544292 A CN 110544292A
Authority
CN
China
Prior art keywords
dimensional
point cloud
grid
dimensional grid
cut
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201910826863.7A
Other languages
English (en)
Inventor
颜振松
吴渊
张晓璐
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Innovation Workshop (beijing) Enterprise Management Ltd By Share Ltd
Original Assignee
Innovation Workshop (beijing) Enterprise Management Ltd By Share Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Innovation Workshop (beijing) Enterprise Management Ltd By Share Ltd filed Critical Innovation Workshop (beijing) Enterprise Management Ltd By Share Ltd
Priority to CN201910826863.7A priority Critical patent/CN110544292A/zh
Publication of CN110544292A publication Critical patent/CN110544292A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T15/00—3D [Three Dimensional] image rendering
    • G06T15/10—Geometric effects
    • G06T15/30—Clipping
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T17/00—Three dimensional [3D] modelling, e.g. data description of 3D objects
    • G06T17/20—Finite element generation, e.g. wire-frame surface description, tesselation
    • G06T17/205—Re-meshing

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Graphics (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Image Generation (AREA)

Abstract

本发明提供一种基于三维网格的模型裁剪方法、系统及电子设备，本方法通过获取对称物体对应的三维点云及三维网格，并基于对称物体的对称性获取一中间面，将所述三维点云及三维网格投影至中间面上，并通过在投影后的二维点云生成对应的凹包，基于所述凹包将所述二维网格进行裁剪，最后将裁剪的二维网格还原为三维网格，获得最终物体模型。通过在二维网格上进行凹包的裁剪，避免了直接对三维网格的裁剪，减少了在三维网格直接裁剪的计算量，提高了网格模型的裁剪效率。

Description

一种基于三维网格的模型裁剪方法、系统及电子设备
【技术领域】
本发明涉及三维网格模型重建领域，特别涉及一种基于三维网格的模型裁剪方法、系统及电子设备。
【背景技术】
三维模型重建是将三维物体根据采样数据进行模型重建，例如通过激光扫描设备进行三维点云及三维网格数据的采集，根据测量数据重建计算机的三维模型，在医学、定制生产等方面都有重要意义。
现有的重建模型的方法中，通常包括水密重建算法(如泊松表面重建算法)，该类方法的重建模型具有较高的准确度，但是，在现有的通过水密重建算法获得的模型中，重建后会自动重建出封闭曲面，产生大量的冗余部分。现有的去除冗余部分的方法一般是基于三维凸包或凹包的方式，但是这类方法裁剪效率较低，裁剪效果不好，也没有充分利用物体的对称特性。
【发明内容】
为了克服目前现有的基于三维网格的模型裁剪效率不足的问题，本发明提供一种基于三维网格的模型裁剪方法、系统及电子设备。
本发明为解决上述技术问题，提供一技术方案如下：一种基于三维网格的模型裁剪方法，包括如下步骤:步骤S1：获取一对称物体的三维点云及对应的三维网格；步骤S2：基于三维点云中多个点的坐标获取一中间面，所述中间面将所述三维点云及三维网格分别划分为对称的两部分；步骤S3：将每一部分对应的三维点云及三维网格投影至所述中间面上，获得对应的二维点云及二维网格，并计算出每一部分对应的二维点云中的凹包；步骤S4：基于所述凹包将对应部分的所述二维网格进行分割，获得裁剪二维网格；及步骤S5：将每一所述裁剪二维网格还原至对应的裁剪三维网格，并将所有裁剪三维网格根据所述中间面进行合并，获得对称物体模型对应的裁剪三维网格。
优选地，上述步骤S1中所述三维网格基于水密重建算法获得。
优选地，上述步骤S5之后还包括：步骤S6：将所述裁剪三维网格的边缘进行平滑处理，获得最终三维网格。
优选地，上述步骤S2具体包括如下步骤：步骤S21：获取三维点云中对称物体的多个关键点对应的关键点坐标；步骤S22：基于多个对称的多组关键点对应的关键点坐标，获得至少三个位于多组关键点之间的中心坐标和/或直接获取所述中心坐标；及步骤S23：基于所述至少三个中心坐标，建立一中间面，所述中间面将所述三维点云及三维网格分别划分为对称的两部分。
优选地，上述步骤S3具体包括如下步骤：步骤S31：将每一部分对应的三维点云及三维网格投影至所述中间面上，分别获得对称的左二维点云与右二维点云、左二维网格与右二维网格；及步骤S32：基于预设的凹包算法，获得左二维点云与右二维点云中对应的凹包。
优选地，上述步骤S4中，基于所述凹包，将所述左二维网格与右二维网格进行分割，获得左裁剪二维网格及右裁剪二维网格。
优选地，上述步骤S5具体包括如下步骤：步骤S51：获取三维网格内每一顶点对应的三维坐标，及获取左裁剪二维网格及右裁剪二维网格内每一顶点对应的二维坐标；步骤S52：将每一顶点的二维坐标替换为对应的三维坐标，获得对应的左裁剪三维网格及右裁剪三维网格；及步骤S53：去除所述中间面，获得最终物体模型。
本发明还提供一种基于三维网格的模型裁剪系统，包括：点云及网格获取单元，用于获取一对称物体的三维点云及对应的三维网格；中间面获取单元，用于基于三维点云中多个点的坐标获取一中间面，所述中间面将所述三维点云及三维网格分别划分为对称的两部分；凹包计算单元，用于将每一部分对应的三维点云及三维网格投影至所述中间面上，获得对应的二维点云及二维网格，并计算出每一部分对应的二维点云中的凹包；分割单元，用于基于所述凹包将对应部分的所述二维网格进行分割，获得裁剪二维网格；及模型获取单元，用于将每一所述裁剪二维网格还原至对应的裁剪三维网格，并将所有裁剪三维网格根据所述中间面进行合并，获得对称物体模型对应的裁剪三维网格。
优选地，还包括：边缘处理单元，用于将所述裁剪三维网格的边缘进行平滑处理，获得最终三维网格。
本发明还提供一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述计算机程序被设置为运行时执行上述任一项中所述基于三维网格的模型裁剪方法；所述处理器被设置为通过所述计算机程序执行上述任一项中所述基于三维网格的模型裁剪方法。
与现有技术相比，本发明提供的一种基于三维网格的模型裁剪方法、系统及电子设备，具有以下优点：
1、通过获取对称物体对应的三维点云及三维网格，并基于对称物体的对称性获取一中间面，将所述三维点云及三维网格投影至中间面上，并通过在投影后的二维点云生成对应的凹包，基于所述凹包将所述二维网格进行裁剪，最后将裁剪的二维网格还原为三维网格，获得最终物体模型。通过在二维网格上进行凹包的裁剪，避免了直接对三维网格的裁剪，减少了在三维网格直接裁剪的计算量，提高了网格模型的裁剪效率。
2、通过水密重建算法获取所述三维网格，使得所述对称物体对应的三维网格具有较高的准确度，使得所述三维网格具有良好的还原度。
3、通过对所述裁剪三维网格进行边缘的平滑处理，以具备更佳的成像效果。
4、通过获取多个关键点，并基于每两个对称的关键点的中心坐标获取至少三个中间点，使得本方法可基于所述至少3个中间点获取所述中间面，将所述三维点云及三维网格分别划分为对称的两部分。
5、通过基于所述中间面，将所述每一部分对应的三维点云及三维网格投影至所述中间面上，以将所述三维点云及三维网格转换为二维点云及二维网格，可基于二维空间生成所述凹包，减少了三维空间中生成凹包的计算量，提高计算效率。
【附图说明】
图1为本发明第一实施例提供的一种基于三维网格的模型裁剪方法的整体流程图。
图2为本发明第一实施例提供的一种基于三维网格的模型裁剪方法中的一种变形的流程图。
图3为本发明第一实施例提供的一种基于三维网格的模型裁剪方法中步骤S2的细节流程图。
图4为本发明第一实施例提供的一种基于三维网格的模型裁剪方法中步骤S2实施过程的示意图。
图5为本发明第一实施例提供的一种基于三维网格的模型裁剪方法中步骤S3的细节流程图。
图6为本发明第一实施例提供的一种基于三维网格的模型裁剪方法中步骤S31中左二维点云的示意图。
图7为本发明第一实施例提供的一种基于三维网格的模型裁剪方法中步骤S31中左二维网格的示意图。
图8为本发明第一实施例提供的一种基于三维网格的模型裁剪方法中步骤S32中左二维点云生成凹包的示意图。
图9为本发明第一实施例提供的一种基于三维网格的模型裁剪方法中步骤S4中左二维网格生成凹包的示意图。
图10为本发明第一实施例提供的一种基于三维网格的模型裁剪方法中步骤S4中左二维网格经过凹包裁剪后的示意图。
图11为本发明第一实施例提供的一种基于三维网格的模型裁剪方法中步骤S5的细节流程图。
图12为本发明第一实施例提供的一种基于三维网格的模型裁剪方法中步骤S53中获得的最终物体模型的示意图。
图13为本发明第二实施例提供的一种基于三维网格的模型裁剪系统的模块图。
图14为本发明第三实施例提供的一种电子设备的模块图。
附图标记说明：
1、点云及网格获取单元；2、中间面获取单元；3、凹包计算单元；4、分割单元；5、模型获取单元；6、边缘处理单元；
10、存储器；20、处理器；
100、人脸模型；101、左脸；102、右脸；103、左二维点云；104、左二维网格；105、裁剪二维网格；
200、凹包；300、最终物体模型；
a、眼角；b、眼角；c、鼻尖；d、下巴；e、眼角中点；f、冗余部分；p、中间面。
【具体实施方式】
为了使本发明的目的，技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施实例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参阅图1，本发明第一实施例提供一种基于三维网格的模型裁剪方法，包括以下步骤：
步骤S1：获取一对称物体的三维点云及对应的三维网格。
可以理解，所述对称物体为具有对称性的三维物体，例如：人脸、显示屏或瓶子等具有较高对称性的物体，在本实施例中，以人脸为例进行说明，但不作为对本发明的限定。
可以理解，步骤S1中可基于激光扫描获取对称物体的三维点云，三维点云为多个具有深度数据的点集合，每一点对应物体上的位置坐标(也即三维坐标)，所述位置坐标包括二维坐标及对应的深度坐标。
可以理解，所述三维网格可基于水密重建算法将所述对称物体进行重建获得，每一网格对应具有多个顶点，每一顶点对应有一位置坐标。
可以理解，所述水密重建算法包括但不限于泊松表面重建算法或径向基函数(Radial Basis Function)，在本实施例中，以泊松表面重建算法为例，但不作为对本方案的限制。
步骤S2：基于三维点云中多个点的坐标获取一中间面，所述中间面将所述三维点云及三维网格分别划分为对称的两部分；
步骤S3：将每一部分对应的三维点云及三维网格投影至所述中间面上，获得对应的二维点云及二维网格，并计算出每一部分对应的二维点云中的凹包。
可以理解，所述凹包(Concave Hull)为将一点集合中所有的点都包含的最小多边形，在本实施例中，所述凹包为包含所述二维点云中所有的点的最小多边形，二维点云中的所有点均位于所述凹包内或凹包边缘上。
步骤S4：基于所述凹包将对应部分的所述二维网格进行分割，获得裁剪二维网格。
可以理解，在步骤S4中，所述二维网格基于所述凹包进行分割，获得以所述凹包为边缘的裁剪二维网格。
步骤S5：将每一所述裁剪二维网格还原至对应的裁剪三维网格，并将所有裁剪三维网格根据所述中间面进行合并，获得对称物体模型对应的裁剪三维网格。
请参阅图2，在步骤S5之后还包括：
步骤S6：将所述裁剪三维网格的边缘进行平滑处理，获得最终三维网格。
可以理解，在步骤S6中，经过步骤S5中获得的所述裁剪三维网格边缘由于凹包的分割，其边缘存在锯齿(也即裁剪三维网格边缘中的多个顶点并不连续)，需要对裁剪三维网格边缘的进行平滑处理，以具备更佳的成像效果。
可以理解，所述平滑处理包括但不限于拉普拉斯平滑处理(LaplacianSmoothing)或线性插值(Linear Interpolation)的任一种。
请参阅图3，步骤S2：基于三维点云中多个点的坐标获取一中间面，所述中间面将所述三维点云及三维网格分别划分为对称的两部分。步骤S2具体包括步骤S21～S23：
步骤S21：获取三维点云中对称物体的多个关键点对应的关键点坐标；
步骤S22：基于多个对称的多组关键点对应的关键点坐标，获得至少三个位于多组关键点之间的中心坐标和/或直接获取所述中心坐标；及
步骤S23：基于所述至少三个中心坐标，建立一中间面，所述中间面将所述三维点云及三维网格分别划分为对称的两部分。
具体地，在步骤S21中，对称物体的多个关键点为基于三维图像的关键点识别，可识别出对称物体上位于边界的多个关键点，例如，如图4所示，在人脸模型100中，所述关键点包括对称的眼角a及眼角b，鼻尖c，下巴d，识别的关键点都具有唯一的位置坐标。
可以理解，所述对称物体的多个关键点可基于预先训练获得或提取开源库(如dlib开源数据库)中通过点云对应的纹理贴图寻找关键点，在此不再赘述。
在步骤S22中及步骤S23中，通过对称的两个关键点，计算获得该对称的两个关键点之间的中心点对应的中心坐标，依次计算出三组关键点对应的三个中心点，并基于该三个中心点建立一中间面，所述中间面将所述对称物体分为对称的两个部分。当然，所述中心点也可以直接获得，例如，如图4中所示，选定其中眼角a、眼角b为两个关键点，所述鼻尖c及下巴d为直接获得的中心点，可基于眼角a及眼角b计算获得眼角中点e，并通过该眼角中点e、鼻尖c及下巴d三个点确立所述中间面p，所述中间面p将人脸模型100划分为左脸101及右脸102。只要可以通过至少三个中心点的中心坐标确立所述中间面即可，在此不做限定。
可以理解，步骤S21～S23仅为该实施例的一种实施方式，其实施方式并不限定于步骤S21～S23。
请参阅图5，步骤S3：将每一部分对应的三维点云及三维网格投影至所述中间面上，获得对应的二维点云及二维网格，并计算出每一部分对应的二维点云中的凹包。步骤S3具体包括步骤S31～S32：
步骤S31：将每一部分对应的三维点云及三维网格投影至所述中间面上，分别获得对称的左二维点云与右二维点云、左二维网格与右二维网格；及
步骤S32：基于预设的凹包算法，获得左二维点云与右二维点云中对应的凹包。
在步骤S31中，将所述中间面相对两侧对应的三维点云及三维网格投影至中间面上，以获得二维的点云及网格。例如，以左二维点云及左二维网格为例，如图6及图7中所示为左二维点云103及左二维网格104在中间面p的投影结果图。
在步骤S32中，所述预设的凹包算法可基于输入的二维点云进行计算获得二维点云对应的凹包。所述预设的凹包算法包括但不限于Alpha Shape。
可以理解，所述凹包为将点集中所有的点都包含的最小多边形，例如，如图8中所示，以左二维点云103为例进行说明，所述凹包200包围左二维点云103中的所有点，并将最外侧的点逐次连接，形成一最小多边形。
可以理解，所述凹包分别对应生成于左二维点云与右二维点云上，左二维点云与右二维点云进行的处理步骤相同，在本实施例中，仅以左二维点云进行说明。
可以理解，步骤S31～S32仅为该实施例的一种实施方式，其实施方式并不限定于步骤S31～S32。
请结合图9和图10，步骤S4：基于所述凹包将对应部分的所述二维网格进行分割，获得裁剪二维网格。
可以理解，在步骤S4中，可基于所述凹包将对应的二维网格进行裁剪，例如，以左二维网格104为例进行说明，如图9及图10所示，所述凹包200对应生成于所述左二维网格104上，以将所述左二维网格104中分为冗余部分f及裁剪二维网格105。并根据所述凹包200的边界进行裁剪后获得所述图10中的所述裁剪二维网格105。
请参阅图11，步骤S5：将每一所述裁剪二维网格还原至对应的裁剪三维网格，并将所有裁剪三维网格根据所述中间面进行合并，获得对称物体模型对应的裁剪三维网格。步骤S3具体包括步骤S51～S53：
步骤S51：获取三维网格内每一顶点对应的三维坐标，及获取左裁剪二维网格及右裁剪二维网格内每一顶点对应的二维坐标；
步骤S52：将每一顶点的二维坐标替换为对应的三维坐标，获得对应的左裁剪三维网格及右裁剪三维网格；及
步骤S53：去除所述中间面，获得最终物体模型。
在步骤S51中，所述三维网格中每一顶点的位置坐标(也即三维坐标)可通过在步骤S1中的所述三维网格获得，同时获取左裁剪二维网格及右裁剪二维网格内所述顶点对应的二维坐标。
在步骤S52中，通过将网格中每一顶点的二维坐标替换为三维坐标，以将左裁剪二维网格及右裁剪二维网格还原为对应的左裁剪三维网格及右裁剪三维网格。
在步骤S53中，在获得左裁剪三维网格及右裁剪三维网格后，将所述中间面去除，以获得最终物体模型。例如，如图12中所示，将所述中间面去除后，获得最终物体模型300。
可以理解，所述中间面为通过计算获取的一平面，其将所述对称物体分为相对的两部分，以便于将三维点云及三维网格转化为相对两部分的二维点云及二维网格，但该中间面并未将三维点云及三维网格进行切割分离，也即相对两部分的三维点云及三维网格始终相连，故去除所述中间面之后，即可形成最终物体模型。
可以理解，步骤S51～S53仅为该实施例的一种实施方式，其实施方式并不限定于步骤S51～S53。
请参阅图13，本发明第二实施例还提供一种基于三维网格的模型裁剪系统。该基于三维网格的模型裁剪系统可以包括：
点云及网格获取单元1，用于获取一对称物体的三维点云及对应的三维网格；
中间面获取单元2，用于基于三维点云中多个点的坐标获取一中间面，所述中间面将所述三维点云及三维网格分别划分为对称的两部分；
凹包计算单元3，用于将每一部分对应的三维点云及三维网格投影至所述中间面上，获得对应的二维点云及二维网格，并计算出每一部分对应的二维点云中的凹包；
分割单元4，用于基于所述凹包将对应部分的所述二维网格进行分割，获得裁剪二维网格；及
模型获取单元5，用于将每一所述裁剪二维网格还原至对应的裁剪三维网格，并将所有裁剪三维网格根据所述中间面进行合并，获得对称物体模型对应的裁剪三维网格。
请继续参阅图13，本发明第二实施例提供的基于三维网格的模型裁剪系统还包括：
边缘处理单元6，用于将所述裁剪三维网格的边缘进行平滑处理，获得最终三维网格。
可以理解，本发明第二实施例提供的一种基于三维网格的模型裁剪系统适用于具有较高对称度的三维物体重建模型的网格剪裁系统中，特别适用于基于三维人脸重建模型的网格边缘剪裁系统，该系统可将基于水密重建算法获得的模型三维网格进行模型裁剪，通过在二维空间上进行模型裁剪后转换为三维网格，减少了在三维网格直接裁剪的计算量，提高模型裁剪的效率。
请参阅图14，本发明第三实施例提供一种用于实施上述基于三维网格的模型裁剪方法的电子设备，所述电子设备包括存储器10和处理器20，所述存储器10中存储有运算机程序，所述运算机程序被设置为运行时执行上述任一项基于三维网格的模型裁剪方法实施例中的步骤。所述处理器20被设置为通过所述运算机程序执行上述任一项基于三维网格的模型裁剪方法实施例中的步骤。
可选地，在本实施例中，上述电子设备可以位于运算机网络的多个网络设备中的至少一个网络设备。
具体地，所述电子设备适用于具有较高对称度的三维物体重建模型的网格剪裁设备中，特别适用于基于三维人脸重建模型的网格边缘剪裁设备，该设备可将基于水密重建算法获得的模型三维网格进行模型裁剪，通过在二维空间上进行模型裁剪后转换为三维网格，减少了在三维网格直接裁剪的计算量，提高模型裁剪的效率。
与现有技术相比，本发明提供的一种基于三维网格的模型裁剪方法、系统及电子设备，具有以下优点：
1、通过获取对称物体对应的三维点云及三维网格，并基于对称物体的对称性获取一中间面，将所述三维点云及三维网格投影至中间面上，并通过在投影后的二维点云生成对应的凹包，基于所述凹包将所述二维网格进行裁剪，最后将裁剪的二维网格还原为三维网格，获得最终物体模型。通过在二维网格上进行凹包的裁剪，避免了直接对三维网格的裁剪，减少了在三维网格直接裁剪的计算量，提高了网格模型的裁剪效率。
2、通过水密重建算法获取所述三维网格，使得所述对称物体对应的三维网格具有较高的准确度，使得所述三维网格具有良好的还原度。
3、通过对所述裁剪三维网格进行边缘的平滑处理，以具备更佳的成像效果。
4、通过获取多个关键点，并基于每两个对称的关键点的中心坐标获取至少三个中间点，使得本方法可基于所述至少3个中间点获取所述中间面，将所述三维点云及三维网格分别划分为对称的两部分。
5、通过基于所述中间面，将所述将每一部分对应的三维点云及三维网格投影至所述中间面上，以将所述三维点云及三维网格转换为二维点云及二维网格，可基于二维空间生成所述凹包，减少了三维空间中生成凹包的计算量，提高计算效率。
特别地，根据本公开的实施例，上文参考流程图描述的过程可以被实现为计算机软件程序。例如，本公开的实施例包括一种计算机程序产品，其包括承载在计算机可读介质上的计算机程序，该计算机程序包含用于执行流程图所示的方法的程序代码。
在该计算机程序被处理器执行时，执行本申请的方法中限定的上述功能。需要说明的是，本申请所述的计算机存储器可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质或者是上述两者的任意组合。计算机存储器例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。
计算机存储器的更具体的例子可以包括但不限于：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本申请中，计算机可读信号介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。而在本申请中，计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于：无线、电线、光缆、RF等，或者上述的任意合适的组合。
可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本申请的操作的计算机程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、Smalltalk、C++，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络——包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
附图中的流程图和框图，图示了按照本申请各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，该模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
描述于本申请实施例中所涉及到的单元可以通过软件的方式实现，也可以通过硬件的方式来实现。所描述的单元也可以设置在处理器中，例如，可以描述为：一种处理器包括点云及网格获取、中间面获取单元、凹包计算单元、分割单元以及模型获取单元。其中，这些单元的名称在某种情况下并不构成对该单元本身的限定，例如，割单元还可以被描述为“基于所述凹包将对应部分的所述二维网格进行分割，获得裁剪二维网格的单元”。
作为另一方面，本申请还提供了一种计算机存储器，该计算机存储器可以是上述实施例中描述的装置中所包含的；也可以是单独存在，而未装配入该装置中。上述计算机存储器承载有一个或者多个程序，当上述一个或者多个程序被该装置执行时，使得该装置：获取一对称物体的三维点云及对应的三维网格；基于三维点云中多个点的坐标获取一中间面，所述中间面将所述三维点云及三维网格分别划分为对称的两部分；将每一部分对应的三维点云及三维网格投影至所述中间面上，获得对应的二维点云及二维网格，并计算出每一部分对应的二维点云中的凹包；基于所述凹包将对应部分的所述二维网格进行分割，获得裁剪二维网格；及将每一所述裁剪二维网格还原至对应的裁剪三维网格，并将所有裁剪三维网格根据所述中间面进行合并，获得对称物体模型对应的裁剪三维网格。
以上仅为本发明较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明原则之内所作的任何修改，等同替换和改进等均应包含本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于三维网格的模型裁剪方法，其特征在于：包括如下步骤:
步骤S1：获取一对称物体的三维点云及对应的三维网格；
步骤S2：基于三维点云中多个点的坐标获取一中间面，所述中间面将所述三维点云及三维网格分别划分为对称的两部分；
步骤S3：将每一部分对应的三维点云及三维网格投影至所述中间面上，获得对应的二维点云及二维网格，并计算出每一部分对应的二维点云中的凹包；
步骤S4：基于所述凹包将对应部分的所述二维网格进行分割，获得裁剪二维网格；及
步骤S5：将每一所述裁剪二维网格还原至对应的裁剪三维网格，并将所有裁剪三维网格根据所述中间面进行合并，获得对称物体模型对应的裁剪三维网格。
2.如权利要求1中所述基于三维网格的模型裁剪方法，其特征在于：上述步骤S1中所述三维网格基于水密重建算法获得。
3.如权利要求1中所述基于三维网格的模型裁剪方法，其特征在于：上述步骤S5之后还包括：
步骤S6：将所述裁剪三维网格的边缘进行平滑处理，获得最终三维网格。
4.如权利要求1中所述基于三维网格的模型裁剪方法，其特征在于：上述步骤S2具体包括如下步骤：
步骤S21：获取三维点云中对称物体的多个关键点对应的关键点坐标；
步骤S22：基于多个对称的多组关键点对应的关键点坐标，获得至少三个位于多组关键点之间的中心坐标和/或直接获取所述中心坐标；及
步骤S23：基于所述至少三个中心坐标，建立一中间面，所述中间面将所述三维点云及三维网格分别划分为对称的两部分。
5.如权利要求1中所述基于三维网格的模型裁剪方法，其特征在于：上述步骤S3具体包括如下步骤：
步骤S31：将每一部分对应的三维点云及三维网格投影至所述中间面上，分别获得对称的左二维点云与右二维点云、左二维网格与右二维网格；及
步骤S32：基于预设的凹包算法，获得左二维点云与右二维点云中对应的凹包。
6.如权利要求5中所述基于三维网格的模型裁剪方法，其特征在于：上述步骤S4中，基于所述凹包，将所述左二维网格与右二维网格进行分割，获得左裁剪二维网格及右裁剪二维网格。
7.如权利要求6中所述基于三维网格的模型裁剪方法，其特征在于：上述步骤S5具体包括如下步骤：
步骤S51：获取三维网格内每一顶点对应的三维坐标，及获取左裁剪二维网格及右裁剪二维网格内每一顶点对应的二维坐标；
步骤S52：将每一顶点的二维坐标替换为对应的三维坐标，获得对应的左裁剪三维网格及右裁剪三维网格；及
步骤S53：去除所述中间面，获得最终物体模型。
8.一种基于三维网格的模型裁剪系统，其特征在于，包括：
点云及网格获取单元，用于获取一对称物体的三维点云及对应的三维网格；
中间面获取单元，用于基于三维点云中多个点的坐标获取一中间面，所述中间面将所述三维点云及三维网格分别划分为对称的两部分；
凹包计算单元，用于将每一部分对应的三维点云及三维网格投影至所述中间面上，获得对应的二维点云及二维网格，并计算出每一部分对应的二维点云中的凹包；
分割单元，用于基于所述凹包将对应部分的所述二维网格进行分割，获得裁剪二维网格；及
模型获取单元，用于将每一所述裁剪二维网格还原至对应的裁剪三维网格，并将所有裁剪三维网格根据所述中间面进行合并，获得对称物体模型对应的裁剪三维网格。
9.如权利要求8中所述基于三维网格的模型裁剪方法系统，其特征在于，还包括：
边缘处理单元，用于将所述裁剪三维网格的边缘进行平滑处理，获得最终三维网格。
10.一种电子设备，包括存储器和处理器，其特征在于：所述存储器中存储有计算机程序，所述计算机程序被设置为运行时执行所述权利要求1至7任一项中所述基于三维网格的模型裁剪方法；
所述处理器被设置为通过所述计算机程序执行所述权利要求1至7任一项中所述基于三维网格的模型裁剪方法。
CN201910826863.7A 2019-08-31 2019-08-31 一种基于三维网格的模型裁剪方法、系统及电子设备 Pending CN110544292A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910826863.7A CN110544292A (zh) 2019-08-31 2019-08-31 一种基于三维网格的模型裁剪方法、系统及电子设备

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910826863.7A CN110544292A (zh) 2019-08-31 2019-08-31 一种基于三维网格的模型裁剪方法、系统及电子设备

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110544292A true CN110544292A (zh) 2019-12-06

Family

ID=68711129

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910826863.7A Pending CN110544292A (zh) 2019-08-31 2019-08-31 一种基于三维网格的模型裁剪方法、系统及电子设备

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110544292A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114781233A (zh) * 2022-06-20 2022-07-22 中汽研（天津）汽车工程研究院有限公司 有限元网格几何结构外形轮廓识别方法、设备及介质
US20230377262A1 (en) * 2021-03-30 2023-11-23 Hcl Technologies Limited Method and system for generating tightest revolve envelope for computer-aided design (cad) model

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20230377262A1 (en) * 2021-03-30 2023-11-23 Hcl Technologies Limited Method and system for generating tightest revolve envelope for computer-aided design (cad) model
US11972524B2 (en) * 2021-03-30 2024-04-30 Hcl Technologies Limited Method and system for generating tightest revolve envelope for computer-aided design (CAD) model
CN114781233A (zh) * 2022-06-20 2022-07-22 中汽研（天津）汽车工程研究院有限公司 有限元网格几何结构外形轮廓识别方法、设备及介质
CN114781233B (zh) * 2022-06-20 2022-09-20 中汽研（天津）汽车工程研究院有限公司 有限元网格几何结构外形轮廓识别方法、设备及介质

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Gross et al. Efficient triangular surface approximations using wavelets and quadtree data structures
CN110033519B (zh) 基于隐式函数的三维建模方法、装置、系统及存储介质
US20160086353A1 (en) Method and apparatus for near-lossless compression and decompression of 3d meshes and point clouds
CN111127610B (zh) 一种点云数据三维可视化渲染方法与计算方法
CN108124489B (zh) 信息处理方法、装置、云处理设备以及计算机程序产品
Acharya et al. A parallel and memory efficient algorithm for constructing the contour tree
WO2016173260A1 (zh) 基于广义圆柱体的三维模型分割方法及装置
CN110544292A (zh) 一种基于三维网格的模型裁剪方法、系统及电子设备
Doraiswamy et al. Output-sensitive construction of Reeb graphs
CN115018992B (zh) 发型模型的生成方法、装置、电子设备及存储介质
Pan et al. Q-MAT+: An error-controllable and feature-sensitive simplification algorithm for medial axis transform
Meerits et al. Real-time scene reconstruction and triangle mesh generation using multiple RGB-D cameras
CN105574917A (zh) 一种用于3d模型的法线贴图重构处理系统及处理方法
Xiao Research on visual image texture rendering for artistic aided design
CN103679814A (zh) 一种三角形网格模型的处理方法及装置
Nieser et al. Patch layout from feature graphs
CN116310060B (zh) 一种渲染数据的方法、装置、设备及存储介质
Itoh et al. Thaw: A tool for approximating cut loci on a triangulation of a surface
KR102157793B1 (ko) 3차원 모델을 재구성하기 위한 방법, 시스템 및 비일시성의 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체
CN111179210B (zh) 一种人脸的纹理贴图生成方法、系统及电子设备
CN113902766A (zh) 一种基于最短路径的牙齿三维模型分割方法及系统
CN110866056A (zh) Step文件的轻量化处理方法、装置及设备
CN115661379B (zh) 用于对三维图像数据进行去噪的方法、设备和存储介质
CN117058300B (zh) 一种基于kd树加速光线与未裁剪曲面交点计算的方法
Bhattacharya et al. Geometric algorithms for clearance based optimal path computation

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination