CN113284236A - 3d建模方法、装置和存储介质 - Google Patents

3d建模方法、装置和存储介质 Download PDF

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CN113284236A CN202110749667.1A CN202110749667A CN113284236A CN 113284236 A CN113284236 A CN 113284236A CN 202110749667 A CN202110749667 A CN 202110749667A CN 113284236 A CN113284236 A CN 113284236A
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李修安
邹存阳
刘武杰
张凯
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    • G06T2210/04Architectural design, interior design

Abstract

本申请公开了一种3D建模方法、装置和存储介质,涉及3D建模技术领域,所述方法包括:接收创建目标对象的创建指令,所述目标对象为直线或者曲线;根据所述创建指令创建所述目标对象;接收对所述目标对象进行变换的第一操作指令;根据所述第一操作指令对所述目标对象进行变换,得到所述目标对象所对应的连续面;根据得到的连续面进行3D建模得到三维实体。解决了现有技术中建模方式复杂或者无法兼容曲线曲面建模的问题,达到了可以通过连续边连续面进行简单建模,稳定快速且可以方便实现曲线曲面建模的效果。

Description

3D建模方法、装置和存储介质
技术领域
本发明涉及一种3D建模方法、装置和存储介质,属于3D建模技术领域。
背景技术
设计师在装修设计时经常需要出效果图,而在制作效果图时经常需要用到3D建模。现有的3D建模软件主要分为两类,一类以Catia(ComputerAidedThree-dimensionalInteractiveApplication,交互式CAD/CAE/CAM系统)、UG(Unigraphics NX,交互式CAD/CAM系统)、SolidWorks(三维CAD系统)、Inventor(一种三维可视化实体模拟软件)、Creo、Revit等曲线曲面建模软件为代表,建模方法为特征实体造型;一类以SketchUp(草图大师)为代表,建模方法为面造型(通过构造一个个的平面将一个三维物体搭建起来)。第一类建模方法功能强大,但建模方式复杂,适合在工业、建筑等领域进行精确建模,并且模型难以拖拽自由变形;第二类建模方式主要应用于原型设计,只支持直线和平面,可以方便的拖拽变形,但无法兼容曲线和曲面造型的展示。
发明内容
本发明的目的在于提供一种3D建模方法、装置和存储介质,用于解决现有技术中存在的问题。
为达到上述目的,本发明提供如下技术方案:
根据第一方面,本发明实施例提供了一种3D建模方法,所述方法包括:
接收创建目标对象的创建指令,所述目标对象为直线或者曲线;
根据所述创建指令创建所述目标对象;
接收对所述目标对象进行变换的第一操作指令;
根据所述第一操作指令对所述目标对象进行变换,得到所述目标对象所对应的连续面;
根据得到的连续面进行3D建模得到三维实体。
可选的,若所述目标对象为曲线,所述根据所述第一操作指令对所述目标对象进行变换,包括:
将创建的所述目标对象进行离散转换,得到由首尾相连的直线边构成的连续边;
根据所述第一操作指令对离散得到的所述连续边进行变换。
可选的,所述第一操作指令包括拉伸、扫掠、旋转、缩放中的至少一种。
可选的,若所述第一操作指令包括拉伸,所述根据所述第一操作指令对离散得到的所述连续边进行变换,包括:
根据所述第一操作指令对所述连续边进行拉伸,形成所述目标对象所对应的连续面。
可选的,若所述第一操作指令包括扫掠,所述根据所述第一操作指令对离散得到的所述连续边进行变换,包括:
根据所述第一操作指令将所述连续边沿着参考对象进行扫掠建模,形成所述目标对象所对应的连续面。
可选的,若所述第一操作指令包括旋转,所述根据所述第一操作指令对离散得到的所述连续边进行变换,包括:
根据所述第一操作指令将所述连续边按照参考线进行旋转建模,得到所述目标对象所对应的连续面。
可选的,所述根据所述第一操作指令对所述目标对象进行变换,还包括:
在对所述连续边进行变换得到对应的连续面之后,接收对所述连续面的第二操作指令;所述第二操作指令包括缩放、拖拽;
根据所述第二操作指令对所述连续面进行操作。
可选的,所述方法还包括:
在建模得到三维实体之后,将所述三维实体与参考三维实体进行3D布尔操作,得到变换后的三维实体。
第二方面,提供了一种3D建模装置,所述装置包括存储器和处理器,所述存储器中存储有至少一条程序指令,所述处理器通过加载并执行所述至少一条程序指令以实现如第一方面所述的方法。
第三方面,提供了一种计算机存储介质,所述计算机存储介质中存储有至少一条程序指令,所述至少一条程序指令被处理器加载并执行以实现如第一方面所述的方法。
通过接收创建目标对象的创建指令,所述目标对象为直线或者曲线;根据所述创建指令创建所述目标对象;接收对所述目标对象进行变换的第一操作指令;根据所述第一操作指令对所述目标对象进行变换,得到所述目标对象所对应的连续面;根据得到的连续面进行3D建模得到三维实体。解决了现有技术中建模方式复杂或者无法兼容曲线曲面建模的问题,达到了可以通过连续边连续面进行简单建模,稳定快速且可以方便实现曲线曲面建模的效果。
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。
附图说明
图1为本发明一个实施例提供的一种可能的连续边的示意图;
图2为本发明一个实施例提供的一种可能的连续面的示意图;
图3为本发明一个实施例提供的一种可能的3D建模方法的方法流程图;
图4为本发明一个实施例提供的一种可能的个表示圆柱面的连续面的示意图;
图5为本发明一个实施例提供的一种可能的表示圆环面的连续面的示意图;
图6为本发明一个实施例提供的一种可能的表示球面的连续面的示意图;
图7为本发明一个实施例提供的经过3D布尔操作之后得到的三维实体的示意图;
图8为本发明一个实施例提供的一种连续面继续变形的示意图;
图9为本发明一个实施例提供的一种连续边继续变形的示意图;
图10为本发明一个实施例提供的对连续变进行缩放后使得相邻连续面发生变形的一种可能的示意图;
图11为本发明一个实施例提供的展示Brep模型中已有的曲面模型的示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明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一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外,下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
首先,为了便于理解先对本申请实施例所涉及的术语做简单介绍。
连续边:用一组首尾相连的直线边来模拟一条曲线,这一组直线边称之为连续边。曲线可以是任意类型的有界曲线,比如圆弧、椭圆弧、抛物线、双曲线、贝塞尔曲线以及非均匀有理样条曲线等,这些曲线可以通过离散化转化为一条连续边。在连续边中直线边和直线边的共同顶点称之为soft vertex,它不同于一般的顶点,只有通过soft vertex连接起来的直线边组合才能称之为连续边。请参考图1,其示出了一种可能的连续边的示意图。
连续面:用一组相互连接的有界平面模拟一个有界曲面,这一组有界平面称之为连续面。实际实现时,可以用连续面来模拟任意有界曲面,比如柱面、锥面、球面、椭球面、抛物面、双曲面以及非均匀有理样条曲面等,这些曲面都可以通过离散化转成一个连续面。在连续面中平面和平面的共同边称之为soft edge,它不同于一般的边,只有通过soft edge连接起来的平面组合才能称之为连续面。请参考图2,其示出了一种可能的连续面的示意图。
请参考图3,其示出了本申请一个实施例提供的3D建模方法的方法流程图,如图3所示,所述方法包括:
步骤301,接收创建目标对象的创建指令,所述目标对象为直线或者曲线;
建模软件中提供多种工具来创建边。本步骤中创建的边可以为普通的边或者连续边,可以为直线也可以为曲线。
当所需创建的目标对象为普通的直线时,则可以按照现有的创建方式进行创建。
建模软件中可以提供诸如画圆工具、画弧线工具、画椭圆工具、画椭圆弧工具、画贝塞尔曲线工具和画样条曲线工具等,当用户需要创建某种曲线时,可以选择对应的工具。
另外,以下除特殊说明外,以建模模型为Brep(Boundary/Representation,边界表达法)模型来举例说明。
步骤302,根据所述创建指令创建所述目标对象;
步骤303,接收对所述目标对象进行变换的第一操作指令;
第一操作指令包括拉伸、扫掠、旋转、缩放中的至少一种。
步骤304,根据所述第一操作指令对所述目标对象进行变换,得到所述目标对象所对应的连续面;
可选的,在目标对象为曲线时,本步骤包括:
(1)、若所述第一操作指令包括拉伸,根据所述第一操作指令对所述连续边进行拉伸,形成所述目标对象所对应的连续面。
通过对一条连续边进行拉伸(extrude)建模操作,可以生成一个连续面。比如,假设目标对象为圆弧,则对一条表示圆弧的连续边进行拉伸(extrude)建模操作,请参考图4,可以创建出一个表示圆柱面的连续面。
(2)、若所述第一操作指令包括扫掠,根据所述第一操作指令将所述连续边沿着参考对象进行扫掠建模,形成所述目标对象所对应的连续面。
参考对象是指目标对象扫掠的基准,参考对象的类型与目标对象可以相同也可以不同,本实施例对此并不做限定。
通过对一条普通直线边或一条连续边沿着另外一条连续边进行扫掠(sweep)建模操作,可以生成一个连续面。比如,仍然以目标对象为圆弧来举例说明,让一条表示圆弧的连续边沿着另外一条表示圆弧的连续边进行扫掠,请参考图5,可以生成一个表示圆环面的连续面。
(3)、若所述第一操作指令包括旋转,根据所述第一操作指令将所述连续边按照参考线进行旋转建模,得到所述目标对象所对应的连续面。
参考线通常为中心直线,当然,实际实现时,根据实际需求,参考线还可以为其他类型,本实施例对此并不做限定。
通过将一条连续边绕着一条中心直线进行旋转(revolve)建模操作,可以生成一个连续面,比如对一条表示圆弧的连续边绕着中心直线进行旋转(revolve)建模操作,比如,请参考图6,可以生成一个表示球面的连续面。
而当目标对象为直线时,则可以按照现有的变换方式进行变换,本实施例在此不再赘述。
步骤305,根据得到的连续面进行3D建模得到三维实体。
在创建连续面之后,多个连续面即可包围得到三维实体,实现3D建模。
需要补充说明的是,在创建多个三维实体时,用户可以根据个人需求对两个三维实体进行3D布尔操作,也即上述方法还可以包括如下步骤:
在建模得到三维实体之后,将所述三维实体与参考三维实体进行3D布尔操作,得到变换后的三维实体。
3D布尔操作通过将一组闭合的连续面包围成的三维实体和另外一组闭合的连续面包围成的三维实体进行布尔操作,连续边和连续面会被分割,分割后的边和面依然是连续边和连续面,进而得到3D布尔操作后的三维实体。比如,请参考图7,其示出了经过3D布尔操作之后得到的三维实体的示意图。
需要补充说明的另一点是,在通过上述步骤创建连续面之后,若创建的连续面尺寸不满意,则上述步骤304还可以包括如下步骤:
(1)、在对所述连续边进行变换得到对应的连续面之后,接收对所述连续面的第二操作指令;所述第二操作指令包括缩放、拖拽;
比如,若上述创建的连续面尺寸过小,则可以继续拖拽;反之若尺寸过大,则可以缩放,也即用户可以施加第二操作指令。
实际实现时,在对连续面进行操作时,可以对连续面的边界进行操作,并且操作过程中,连续面依然保持曲面形式。请参考图8,其示出了一种连续面继续变形的示意图。
(2)、根据所述第二操作指令对所述连续面进行操作。
在接收到第二操作指令之后,对连续面进行操作。
并且与对连续面继续操作类似的是,在创建连续边之后可以继续对创建的连续边进行调整。比如,在目标对象为连续边构成的曲面时,通过拖动连续边的端点即可实现对连续边进行变形。实际实现时,在对连续边操作过程中,连续边依然保持曲线形式。比如,请参考图9,其示出了一种可能的示意图。请参考图10,其示出了对连续变进行缩放后使得相邻连续面发生变形的一种可能的示意图。
上述仅以通过连续边连续面来创建3D模型来举例说明,实际实现时,还可以使用Brep模型中已有的曲面模型进行建模,比如,请参考图11,其示出了一种可能的示意图,本实施例在此并不做限定。
综上所述,通过接收创建目标对象的创建指令,所述目标对象为直线或者曲线;根据所述创建指令创建所述目标对象;接收对所述目标对象进行变换的第一操作指令;根据所述第一操作指令对所述目标对象进行变换,得到所述目标对象所对应的连续面;根据得到的连续面进行3D建模得到三维实体。解决了现有技术中建模方式复杂或者无法兼容曲线曲面建模的问题,达到了可以通过连续边连续面进行简单建模,稳定快速且可以方便实现曲线曲面建模的效果。
本申请还提供了一种3D建模装置,所述装置包括存储器和处理器,所述存储器中存储有至少一条程序指令,所述处理器通过加载并执行所述至少一条程序指令以实现如上所述的方法。
本申请还提供了一种计算机存储介质,所述计算机存储介质中存储有至少一条程序指令,所述至少一条程序指令被处理器加载并执行以实现如上所述的方法。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种3D建模方法,其特征在于,所述方法包括:
接收创建目标对象的创建指令,所述目标对象为直线或者曲线;
根据所述创建指令创建所述目标对象;
接收对所述目标对象进行变换的第一操作指令;
根据所述第一操作指令对所述目标对象进行变换,得到所述目标对象所对应的连续面;
根据得到的连续面进行3D建模得到三维实体。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,若所述目标对象为曲线,所述根据所述第一操作指令对所述目标对象进行变换,包括:
将创建的所述目标对象进行离散转换,得到由首尾相连的直线边构成的连续边;
根据所述第一操作指令对离散得到的所述连续边进行变换。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述第一操作指令包括拉伸、扫掠、旋转、缩放中的至少一种。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,若所述第一操作指令包括拉伸,所述根据所述第一操作指令对离散得到的所述连续边进行变换,包括:
根据所述第一操作指令对所述连续边进行拉伸,形成所述目标对象所对应的连续面。
5.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,若所述第一操作指令包括扫掠,所述根据所述第一操作指令对离散得到的所述连续边进行变换,包括:
根据所述第一操作指令将所述连续边沿着参考对象进行扫掠建模,形成所述目标对象所对应的连续面。
6.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,若所述第一操作指令包括旋转,所述根据所述第一操作指令对离散得到的所述连续边进行变换,包括:
根据所述第一操作指令将所述连续边按照参考线进行旋转建模,得到所述目标对象所对应的连续面。
7.根据权利要求2至6任一所述的方法,其特征在于,所述根据所述第一操作指令对所述目标对象进行变换,还包括:
在对所述连续边进行变换得到对应的连续面之后,接收对所述连续面的第二操作指令;所述第二操作指令包括缩放、拖拽;
根据所述第二操作指令对所述连续面进行操作。
8.根据权利要求1至6任一所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
在建模得到三维实体之后,将所述三维实体与参考三维实体进行3D布尔操作,得到变换后的三维实体。
9.一种3D建模装置,其特征在于,所述装置包括存储器和处理器,所述存储器中存储有至少一条程序指令,所述处理器通过加载并执行所述至少一条程序指令以实现如权利要求1至8任一所述的方法。
10.一种计算机存储介质,其特征在于,所述计算机存储介质中存储有至少一条程序指令,所述至少一条程序指令被处理器加载并执行以实现如权利要求1至8任一所述的方法。
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