CN112861205B - 一种墙体建模方法、电子设备、存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种墙体建模方法，包括以下步骤：绘制内墙线段，绘制外墙线段，获取用户数据，运算数据处理，区域处理。使用不带实际厚度的单条线段的方式绘制墙体内侧和墙体外侧的形状，根据用户指定的内墙和外墙绘制结果自动创建墙体厚度结构，通过内墙线定义房间区域，可以完全按照量尺数据精确生成房屋布局，在绘制线段时可以加入多功能标签，使得该段能够被计算处理为操作控件。本发明涉及电子设备和存储介质，用于执行一种墙体建模方法。本发明能够给出直观的位置精度以及控制墙体两侧的边界，实现精确造型；实现用户直接绘制内墙线，指定外墙厚度，自动生成外墙，支持线段上的标注，使得自动生成门洞、窗洞变成可能。
Description
技术领域
本发明涉及计算机图形图像技术领域，尤其涉及一种墙体建模方法、电子设备、存储介质。
背景技术
市面上的设计软件在绘制2D户型图时，如图1所示，使用条形控件表示墙体，使得定位、朝向可以简单的使用鼠标实现，但这样的表示方式要求尺寸精准，内部结构一定，这样的操作方式无法给出直观的位置精度，难以控制墙体两侧的边界。每一段墙体被创建出来时，无论是内侧还是外侧都是固定直线形状，不能绘制其他形状，当遇到墙体内侧存在凹或凸等不规则形状时，无法绘制，限制了用户绘制不同形状的墙体。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种墙体建模方法，能够给出直观的位置精度以及控制墙体两侧的边界，允许用户使用不带实际厚度的单条线段的方式绘制墙体内侧的不规则形状，此绘制方式更自由更灵活，可以绘制出不规则墙面结构，更符合实际应用情况。
本发明提供一种墙体建模方法，包括以下步骤：
绘制内墙线段，响应于用户绘制内墙的请求，启动绘制内墙线状态，记录点击位置坐标，在所述点击位置坐标上创建墙体内侧的起点，以当前鼠标移动时的实时位置坐标为终点，记录再次点击位置坐标，在所述再次点击位置坐标上创建墙体内侧的终点，或通过输入的线长创建墙体内侧的终点，通过所述墙体内侧的起点和所述墙体内侧的终点绘制连续的线段，判断所述墙体内侧的终点的坐标位置是否与所述墙体内侧的起点的坐标位置重合，是则认为此墙体线段已形成首尾相接的封闭区域，创建出二维的房间区域，否则继续保持绘制线段状态，等待捕获用户下一次点击鼠标的位置；
绘制外墙线段，响应于用户绘制外墙的请求，启动绘制外墙线状态，记录点击位置坐标，在所述点击位置坐标上创建墙体外侧的起点，以当前鼠标移动时的实时位置坐标为终点，记录再次点击位置坐标，在所述再次点击位置坐标上创建墙体外侧的终点，通过所述墙体外侧的起点和所述墙体外侧的终点绘制连续的线段，判断所述墙体外侧的终点的坐标位置是否与所述墙体外侧的起点的坐标位置重合，是则认为此墙体线段已形成首尾相接的封闭区域，创建出二维的外墙区域，否则继续保持绘制外墙线状态，等待捕获用户下一次点击鼠标的位置；或响应于自动绘制外墙的请求，根据输入的外墙与内墙的距离绘制连续的线段，创建二维的外墙区域；
获取用户数据，获取所述内墙线段和所述外墙线段；
运算数据处理，保留所述内墙线段和所述外墙线段的标识和ID，对线段进行分拆，对数据的无效部分、重叠、不允许的操作进行剔除，抽取标识为外墙的线段集合，对所述标识为外墙的线段集合经过最大闭环处理，得到外墙环，对标识为内墙的线段集合经过最小闭环处理，得到内墙环，对标识为区域的线段集合经过最小闭环处理，得到区域环；
区域处理，通过环与环之间的内涵关系确定环与环在空间中的嵌套关系，按环与环之间的区域生成对应的墙体、地板和地板内区域。
进一步地，所述内墙线段和所述外墙线段均为带标识和索引的直线数据。
进一步地，所述运算数据处理步骤还包括当自动绘制外墙控件被激活时，对内墙线进行最大闭环查找，经过环扩张处理，计算出线段环，将所述线段环标识为外墙，并加入至所述运算数据；所述运算数据为带标识和索引的直线数据。
进一步地，所述最小闭环处理包括：
获取最外层线段，在与线段自身方向垂直的两个方向各发射一条射线，若其中一条射线没有与任何线段碰撞，则其必然落在线段结构的最外层，该射线方向为该线段的外方向，获取处于线段集最外层的线段；
计算外方向，沿着最外层线段两边的顶点，查找其他相连的线段，若遇到一个顶点同时与至少三根线段相接，则选择与当前线段外方向夹角最大的一根线段作为一个新的起点，并计算其外方向；
获得最小闭环，循环所述获取最外层线段步骤和所述计算外方向步骤，获得在线段集合中获得最小闭环，对已找到的数据进行标识。
进一步地，所述最大闭环处理包括：
获取最外层线段，在与线段自身方向垂直的两个方向各发射一条射线，若其中一条射线没有与任何线段碰撞，则其必然落在线段结构的最外层，该射线方向为该线段的外方向，获取处于线段集最外层的线段；
计算外方向，沿着最外层线段两边的顶点，查找其他相连的线段，若遇到一个顶点同时与至少三根线段相接，则选择与当前线段外方向夹角最小的一根线段作为一个新的起点，并计算其外方向；
获得最大闭环，循环所述获取最外层线段步骤和所述计算外方向步骤，获得在线段集合中获得最大闭环，对已找到的数据进行标识。
进一步地，所述环扩张处理包括：
计算交点，对于环中的每两条相邻线段，转换为两条无限延伸的直线，每条直线垂直与其中一条线段且距离为扩张距离，计算这两条直线的交点作为当前两条线段经过扩张后的新交点；
生成新环，按顺序连接新交点得出新环，若所述新环自相交，则丢弃包含原始线段夹角为钝角的一侧。
进一步地，所述区域处理步骤包括：
三角面化处理，将区域进行三角面化，经过位置和反转处理成上下两个面；
生成四边形，将组成区域的每一条线段复制位置，复制体和本体连接成四边形，组成一个侧面；
生成三维模型，将所有表面组合成三维模型；
所述生成四边形步骤中，若多条线段都在同一直线上，且其中包含被标识为门窗，则当这一列线段体生成四边形时，用门窗线段体生成四边形，两个四边形运算得到带洞表面，将所述带洞表面作为侧面输出。
进一步地，当用户绘制第二条墙体线段时，将鼠标移动位置与第一条线段终点形成距离；每一条所述外墙线段都是位于所述内墙线段的同一侧。
一种电子设备，包括：处理器；
存储器；以及程序，其中所述程序被存储在所述存储器中，并且被配置成由处理器执行，所述程序包括用于执行一种墙体建模方法。
一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行一种墙体建模方法。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
本发明能够给出直观的位置精度以及控制墙体两侧的边界，实现精确造型。通过内墙线定义房间区域，不同于使用控件来代替墙体的做法，可以完全按照量尺数据精确生成房屋布局，在绘制线段时可以加入多功能标签，使得该段能够被计算处理为操作控件，比起传统的控件拖拽或墙体预留位置布局有更高的精确度和更好的便捷性，数据结构简单合理，对添加类型支持和更多计算处理非常友好。允许用户使用不带实际厚度的单条线段的方式绘制墙体内侧的不规则形状，此绘制方式更自由更灵活，可以绘制出不规则墙面结构，更符合实际应用情况。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明背景技术中使用条形控件表示墙体的示意图；
图2为本发明的一种墙体建模方法流程图；
图3为本发明的绘制内墙线段流程图；
图4为本发明的绘制外墙线段流程图；
图5为本发明的最小闭环处理流程图；
图6为本发明的最大闭环处理流程图。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
在现实生活中，用户(室内设计师为主)会进入业主的实体房间进行测量。测量的对象一般只是墙体在室内一侧的长度或宽度尺寸，以毫米为单位，而室外墙体由于无法接触，因此其尺寸是难以测量的。对于一般家装室内设计为目标的项目来说，外墙尺寸并没有太大采集意义。
当设计师开始测量墙体的室内侧尺寸时，一般会从房间的进门处开始，沿着单侧墙体测量第一段墙体的长度，当遇到拐角时继续测量第二段墙体长度，当遇到下一个拐角时测量第三段墙体的长度，以此类推，直到回到跟第一次测量墙体相接的位置，完成围绕房间一周的测量工作，并记录下每一段墙体的长度和所处方位。本发明为了迎合设计师的测量习惯，设计了模拟此测量方式的绘制工具，实现类似的绘制墙体方式。具体实现方式如下：
一种墙体建模方法，如图2所示，包括以下步骤：
绘制内墙线段，如图3所示，用户(设计师)使用鼠标点击“画内墙”工具按钮，响应于用户绘制内墙的请求，触发系统事件，启动绘制内墙线状态，用户移动鼠标到二维绘制界面中，点击鼠标左键松开，记录点击位置坐标(x,y)，在点击位置坐标上创建墙体内侧的起点。用户拖动鼠标，绘制一条不带厚度的线段，该线段以上述点击位置为起点，以当前鼠标移动时的实时位置坐标为终点，本实施例中，以每秒30次的速度不断执行本步骤，使线段终点实时跟随鼠标移动。当用户将鼠标移动到跟起点距离达到预先测量值或想要的距离时，停止移动鼠标，并点击左键松开，触发系统事件，结束这条线段的绘制状态，并记录再次点击位置坐标(x,y)，在再次点击位置坐标上创建墙体内侧的终点，或通过输入的线长创建墙体内侧的终点，通过墙体内侧的起点和墙体内侧的终点绘制连续的线段。此时触发事件，判断墙体内侧的终点的坐标位置是否与墙体内侧的起点的坐标位置重合，是则认为此墙体线段已形成首尾相接的封闭区域，创建出二维的房间区域，否则继续保持绘制线段状态，等待捕获用户下一次点击鼠标的位置。
绘制外墙线段，如图4所示，用户完成内侧墙线段区域绘制操作后，开始绘制外侧墙线段。操作步骤与绘制内侧墙体线段基本一致。用户使用鼠标点击“画外墙”按钮，响应于用户绘制外墙的请求，触发系统事件，启动绘制外墙线状态，记录点击位置坐标，在点击位置坐标上创建墙体外侧的起点，以当前鼠标移动时的实时位置坐标为终点，记录再次点击位置坐标，在再次点击位置坐标上创建墙体外侧的终点，通过墙体外侧的起点和墙体外侧的终点绘制连续的线段，每一条外墙线段都是位于内墙线段的同一侧，判断墙体外侧的终点的坐标位置是否与墙体外侧的起点的坐标位置重合，是则认为此墙体线段已形成首尾相接的封闭区域，创建出二维的外墙区域，否则继续保持绘制外墙线状态，等待捕获用户下一次点击鼠标的位置；或响应于自动绘制外墙的请求，根据输入的外墙与内墙的距离绘制连续的线段，创建二维的外墙区域。
当用户绘制第二条墙体线段时，无需再次点击一次起点，只需要继续移动鼠标位置与第一条线段终点形成距离，并达到预先测量值或想要的距离，就可以再次点击鼠标左键松开，触发系统事件，结束第二条线段的绘制状态。以此类推，即可连续绘制墙体内侧线段或墙体外侧线段，直到最后一条线段的终点落在绘制第一条线段的起点时，触发系统事件，判断是否首尾相接，如果是则触发系统事件，创建一个封闭的二维房间区域或二维外墙区域。
获取用户数据，获取内墙线段和外墙线段；内墙线段和外墙线段均为带标识和索引的直线数据。
运算数据处理，在保留用户数据的标识和ID的情况下，对线段进行分拆，对数据的无效部分、重叠、不允许的操作进行剔除，抽取标识为外墙的线段集合，对标识为外墙的线段集合经过最大闭环处理，得到外墙环，对标识为内墙的线段集合经过最小闭环处理，得到内墙环，对标识为区域的线段集合经过最小闭环处理，得到区域环。运算数据为单一的带标识和索引的直线数据。
如图5所示，最小闭环处理包括：
获取最外层线段，在与线段自身方向垂直的两个方向各发射一条射线，若其中一条射线没有与任何线段碰撞，则其必然落在线段结构的最外层，该射线方向为该线段的外方向，获取处于线段集最外层的线段；
计算外方向，沿着最外层线段两边的顶点，查找其他相连的线段，若遇到一个顶点同时与至少三根线段相接，则选择与当前线段外方向夹角最大的一根线段作为一个新的起点，此条件使得多边形在图形上下文中为最小闭环，并计算其外方向；
获得最小闭环，循环获取最外层线段步骤和计算外方向步骤，获得在线段集合中获得最小闭环，为驱动搜索寻找新的闭环，对已找到的数据进行标识。
如图6所示，最大闭环处理包括：
获取最外层线段，在与线段自身方向垂直的两个方向各发射一条射线，若其中一条射线没有与任何线段碰撞，则其必然落在线段结构的最外层，该射线方向为该线段的外方向，获取处于线段集最外层的线段；
计算外方向，沿着最外层线段两边的顶点，查找其他相连的线段，若遇到一个顶点同时与至少三根线段相接，则选择与当前线段外方向夹角最小的一根线段作为一个新的起点，此条件使得多边形在图形上下文中为最大闭环，并计算其外方向；
获得最大闭环，循环获取最外层线段步骤和计算外方向步骤，获得在线段集合中获得最大闭环，为驱动搜索寻找新的闭环，对已找到的数据进行标识。
在一实施例中，当自动绘制外墙控件被激活时，对内墙线进行最大闭环查找，经过环扩张处理，计算出线段环，将线段环标识为外墙，并加入至运算数据。本实施例中，环扩张处理包括：
计算交点，对于环中的每两条相邻线段，转换为两条无限延伸的直线，每条直线垂直与其中一条线段且距离为扩张距离，计算这两条直线的交点作为当前两条线段经过扩张后的新交点；
生成新环，按顺序连接新交点得出新环，若新环自相交，则丢弃包含原始线段夹角为钝角的一侧。
区域处理，通过环与环之间的内涵关系确定环与环在空间中的嵌套关系，按环与环之间的区域生成对应的墙体、地板和地板内区域。具体的，包括：
三角面化处理，将区域进行三角面化，经过位置和反转处理成上下两个面；
生成四边形，将组成区域的每一条线段复制位置，复制体和本体连接成四边形，组成一个侧面；
生成三维模型，将所有表面组合成三维模型；
生成四边形步骤中，若多条线段都在同一直线上，且其中包含被标识为门窗，则当这一列线段体生成四边形时，用门窗线段体生成四边形，根据预设的门窗高度范围，两个四边形运算得到带洞表面，将带洞表面作为侧面输出。
一种电子设备，包括：处理器；
存储器；以及程序，其中程序被存储在存储器中，并且被配置成由处理器执行，程序包括用于执行一种墙体建模方法。
一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行一种墙体建模方法。
本发明能够给出直观的位置精度以及控制墙体两侧的边界，实现精确造型。通过内墙线定义房间区域，不同于使用控件来代替墙体的做法，可以完全按照量尺数据精确生成房屋布局，在绘制线段时可以加入多功能标签，使得该段能够被计算处理为操作控件，比起传统的控件拖拽或墙体预留位置布局有更高的精确度和更好的便捷性，数据结构简单合理，对添加类型支持和更多计算处理非常友好。允许用户使用不带实际厚度的单条线段的方式绘制墙体内侧的不规则形状，此绘制方式更自由更灵活，可以绘制出不规则墙面结构，更符合实际应用情况。
以上，仅为本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；凡本行业的普通技术人员均可按说明书附图所示和以上而顺畅地实施本发明；但是,凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时,凡依据本发明的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均仍属于本发明的技术方案的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种墙体建模方法，其特征在于，包括以下步骤：
绘制内墙线段，响应于用户绘制内墙的请求，启动绘制内墙线状态，记录点击位置坐标，在所述点击位置坐标上创建墙体内侧的起点，以当前鼠标移动时的实时位置坐标为终点，记录再次点击位置坐标，在所述再次点击位置坐标上创建墙体内侧的终点，或通过输入的线长创建墙体内侧的终点，通过所述墙体内侧的起点和所述墙体内侧的终点绘制连续的线段，判断所述墙体内侧的终点的坐标位置是否与所述墙体内侧的起点的坐标位置重合，是则认为此墙体线段已形成首尾相接的封闭区域，创建出二维的房间区域，否则继续保持绘制线段状态，等待捕获用户下一次点击鼠标的位置；
绘制外墙线段，响应于用户绘制外墙的请求，启动绘制外墙线状态，记录点击位置坐标，在所述点击位置坐标上创建墙体外侧的起点，以当前鼠标移动时的实时位置坐标为终点，记录再次点击位置坐标，在所述再次点击位置坐标上创建墙体外侧的终点，通过所述墙体外侧的起点和所述墙体外侧的终点绘制连续的线段，判断所述墙体外侧的终点的坐标位置是否与所述墙体外侧的起点的坐标位置重合，是则认为此墙体线段已形成首尾相接的封闭区域，创建出二维的外墙区域，否则继续保持绘制外墙线状态，等待捕获用户下一次点击鼠标的位置；或响应于自动绘制外墙的请求，根据输入的外墙与内墙的距离绘制连续的线段，创建二维的外墙区域；
获取用户数据，获取所述内墙线段和所述外墙线段；
运算数据处理，保留所述内墙线段和所述外墙线段的标识和ID，对线段进行分拆，对数据的无效部分、重叠、不允许的操作进行剔除，抽取标识为外墙的线段集合，对所述标识为外墙的线段集合经过最大闭环处理，得到外墙环，对标识为内墙的线段集合经过最小闭环处理，得到内墙环，对标识为区域的线段集合经过最小闭环处理，得到区域环；
区域处理，基于运算数据处理步骤的结果，生成对应的墙体、地板和地板内区域；
其中，
所述最大闭环处理包括：
获取最外层线段，在与线段自身方向垂直的两个方向各发射一条射线，若其中一条射线没有与任何线段碰撞，则其必然落在线段结构的最外层，该射线方向为该线段的外方向，获取处于线段集最外层的线段；
计算外方向，沿着最外层线段两边的顶点，查找其他相连的线段，若遇到一个顶点同时与至少三根线段相接，则选择与当前线段外方向夹角最小的一根线段作为一个新的起点，并计算其外方向；
获得最大闭环，循环所述获取最外层线段步骤和所述计算外方向步骤，在线段集合中获得最大闭环，对已找到的数据进行标识；
所述最小闭环处理包括：
获取最外层线段，在与线段自身方向垂直的两个方向各发射一条射线，若其中一条射线没有与任何线段碰撞，则其必然落在线段结构的最外层，该射线方向为该线段的外方向，获取处于线段集最外层的线段；
计算外方向，沿着最外层线段两边的顶点，查找其他相连的线段，若遇到一个顶点同时与至少三根线段相接，则选择与当前线段外方向夹角最大的一根线段作为一个新的起点，并计算其外方向；
获得最小闭环，循环所述获取最外层线段步骤和所述计算外方向步骤，在线段集合中获得最小闭环，对已找到的数据进行标识；
所述区域处理步骤包括：
三角面化处理，将区域进行三角面化，经过位置和反转处理成上下两个面；
生成四边形，将组成区域的每一条线段复制位置，复制体和本体连接成四边形，组成一个侧面；
生成三维模型，将所有表面组合成三维模型；
所述生成四边形步骤中，若多条线段都在同一直线上，且其中包含被标识为门窗，则当这一列线段体生成四边形时，用门窗线段体生成四边形，两个四边形运算得到带洞表面，将所述带洞表面作为侧面输出。
2.如权利要求1所述的一种墙体建模方法，其特征在于：所述内墙线段和所述外墙线段均为带标识和索引的直线数据。
3.如权利要求1所述的一种墙体建模方法，其特征在于：所述运算数据处理步骤还包括当自动绘制外墙控件被激活时，对内墙线进行环扩张处理，经过环扩张处理，计算出线段环，将所述线段环标识为外墙，并加入至所述运算数据；所述运算数据为带标识和索引的直线数据。
4.如权利要求3所述的一种墙体建模方法，其特征在于：所述环扩张处理包括：
计算交点，对于环中的每两条相邻线段，转换为两条无限延伸的直线，每条直线垂直于其中一条线段且距离为扩张距离，计算这两条直线的交点作为当前两条线段经过扩张后的新交点；
生成新环，按顺序连接新交点得出新环，若所述新环自相交，则丢弃包含原始线段夹角为钝角的一侧。
5.如权利要求1所述的一种墙体建模方法，其特征在于：当用户绘制第二条墙体线段时，将鼠标移动位置与第一条线段终点形成距离；每一条所述外墙线段都是位于所述内墙线段的同一侧。
6.一种电子设备，其特征在于包括：处理器；
存储器；以及程序，其中所述程序被存储在所述存储器中，并且被配置成由处理器执行，所述程序包括用于执行如权利要求1-5任意一项所述的方法。
7.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于：所述计算机程序被处理器执行如权利要求1-5任意一项所述的方法。
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