CN113496049A - 一种三维空间物品规划的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种三维空间物品规划的方法和系统，该方法包括确定三维空间，并将三维空间模型显示出来；在其中确定各个具体类型物品放置的初始位置；将对应的卡槽设置在之前确定的初始位置上，调整各个卡槽的位置或者外形尺寸并确定最终位置；从可以适配卡槽的对应实体物品三维模型中选择一个实体物品三维模型；在各个卡槽中，分别放入确定的实体物品三维模型，展示整个三维空间的物品规划场景。采用本发明的技术方案，不仅能够快速地找到规划对应的物品模型，提高三维空间物品规划的操作效率，而且能够快速把满足规划条件的物品模型按规划好的大小和位置加以三维展现，从而使得三维空间的物品规划能够高效、精准、直观地进行操作和交流。

Description

一种三维空间物品规划的方法和系统

技术领域

本发明涉及计算机图形技术领域，尤其涉及一种三维空间物品规划的方法和系统。

背景技术

随着计算机技术的普及，多种行业中涉及到三维空间规划时，都采用计算机软件建模技术，将三维空间以及相关物品虚拟化，在虚拟的三维空间进行规划，并展示效果，达到要求后再进行实体处理。

目前，这种三维空间物品规划技术在房屋内部装修中得到极大应用。几乎所有的装修设计软件在虚拟三维空间中实施装修的方式，都是将特定的装修物品的三维模型，直接拖入三维场景中，三维物品模型允许任意放大或缩小，使得视觉上与空间位置匹配。这种做法能够很好地帮助用户事先了解最终的结果，然而同时也存在以下问题：

首先将物品模型直接拖入场景虽然操作简单，效果直接，但伴随的问题是，选择适合物品并非易事。原因是现有的物品分类比较宽泛，属于同一类别的物品模型的数量可能多到眼花缭乱，占据很多页面，用户要找到中意的风格和样式可能需要花费很长时间，而要找到外形尺寸也适合的物品更加不易。

其次每个物品模型都需要在场景中逐一确定摆放位置。如果对其中某个物品不满意需要更换物品，那么每次更换都需要重新确定摆放位置或对准原先的位置，这个重新定位过程需要耗费时间。

再次物品模型可以随意拉伸，这会带来三方面问题。一方面，受具体物品的结构和其在空间中所处的具体位置限制，实际上物品模型的拉伸有方向限制，比如在某个方向不允许拉伸；二方面，随意拉伸会改变物品之间的空间距离，拉伸之后通常需要重新调整摆放位置；三方面，随意拉伸虽然满足了空间占位需求，但可能偏离了物品的实际尺寸和实际结构。变形后的物品模型并不对应真实商品的形状和尺寸，虽然在场景中看起来合适，但并不反映真实匹配，强行拉伸的匹配是虚假匹配，并且构成对用户选用物品的误导，如果只是凭着这种视觉上的匹配去购买对应的商品，很大可能会是错误的决定。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明实施例提供一种三维空间物品规划的方法和系统，不仅能够快速地找到规划对应的物品模型，提高三维空间物品规划的操作效率，而且能够快速把满足规划条件的物品模型按规划好的大小和位置加以三维展现，从而使得三维空间的物品规划能够高效，精准、直观地进行操作和交流。。

本发明实施例的一方面提供一种三维空间物品规划的方法，包括以下步骤：

确定三维空间，并将体现所述三维空间的三维空间模型显示出来；

在所述三维空间模型中，确定各个具体类型物品放置的初始位置；

将所述各个具体类型物品对应的卡槽设置在所述三维空间模型之前确定的初始位置上；

调整各个卡槽的位置或者外形尺寸，确定各个卡槽的准确位置；

从可以适配卡槽的对应实体物品三维模型中选择确定一个实体物品三维模型；

在三维空间模型的各个卡槽中，分别放入确定的实体物品三维模型，展示整个三维空间的物品规划场景。

进一步地，三维空间与体现所述三维空间的三维空间模型之间尺寸比例、具体类型物品与对应的卡槽之间的尺寸比例，以及实体物品与对应的实体物品三维模型之间的尺寸比例相同。

进一步地，所述三维空间模型是实景空间模型，或者是虚拟几何空间。

进一步地，卡槽包括表面卡槽、嵌入式卡槽或者三维卡槽。

进一步地，还包括以下步骤：预先设定卡槽在三个空间维度上允许拉伸的方向。

进一步地，一个卡槽对应不少于一个实体物品三维模型。

进一步地，还包括以下步骤：调整三维空间模型中的各个卡槽和/或实体物品三维模型，最终确定三维空间的物品规划方案。

本发明实施例的另一方面还提供了一种三维空间物品规划的系统，包括建模单元、存储单元、计算单元和显示单元，其中，

建模单元用于根据三维空间构建对应的三维空间模型，根据具体类型物品构建对应的卡槽，并且根据实体物品构建对应的实体物品三维模型，并存储到存储单元；

存储单元用于存储三维空间模型、卡槽和对应的实体物品三维模型；

计算单元用于确定卡槽和/或实体物品三维模型在三维空间模型中的位置，用于根据卡槽从存储单元中选择适配的实体物品三维模型；

显示单元用于显示三维空间模型以及卡槽和实体物品三维模型。

进一步地，显示单元是计算机屏幕、手持式设备屏幕、虚拟现实设备或者全息成像设备。

采用了本发明的技术方案，由于卡槽的使用，用户不仅可以对特定空间的物品摆放，先做空间占位规划，后确定具体物品，为空间规划设计提供了更具逻辑性的设计方法以及现实可行的操作方案，而且只有满足卡槽尺寸范围的物品才显示出来，这样使得用户能够快速找到适合的物品模型，显著缩短查找时间；由于卡槽的定位作用，在对适合的物品模型做更换的时候，无须对换入的模型重新定位，这样显著提高规划设计的操作效率；由于为卡槽赋予定向拉伸属性，使得卡槽只能沿着合理的方向拉伸，避免了自由拉伸伴随的物品模型间距的非理想改变(这种改变通常需要对拉伸过的物品模型的位置重新调整)，从而节省操作时间，提高规划效率；另外经过卡槽选出的物品，不存在拉伸变形后偏离实际商品结构和尺寸的问题，卡槽对应的物品是可以实现、可以供应的。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

图1是本发明的实施例中三维空间物品规划系统的结构示意图。

图2是本发明的实施例中三维空间物品规划的流程图。

应当理解，附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对保护范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。

图1是本发明的实施例中三维空间物品规划系统的结构示意图。如图1所示，该三维空间物品规划的系统，包括建模单元101、存储单元102、计算单元103和显示单元104。

其中建模单元根据三维空间构建对应的三维空间模型，根据具体类型物品构建对应的卡槽，并且根据实体物品构建对应的实体物品三维模型，并存储到存储单元。

存储单元用来存储三维空间模型、卡槽和对应的实体物品三维模型。

计算单元确定卡槽和/或实体物品三维模型在三维空间模型中的位置，保证三维空间模型中的卡槽之间或者实体物品三维模型之间不能发生重叠或者冲突，并根据卡槽从存储单元中选择适配的实体物品三维模型，提供给用户选择。

显示单元可以是计算机屏幕、手持式设备屏幕、虚拟现实设备或者全息成像设备，其用来显示三维空间模型以及卡槽和实体物品三维模型，让用户直观感受到三维空间各个实体物品的规划。

为了更好地实现发明目的，下面具体描述上述三维空间物品规划系统的具体实施流程。

图2是本发明的实施例中三维空间物品规划的流程图。如图2所示，该三维空间物品规划的流程包括以下步骤：

步骤201、确定一个三维空间，将体现这个三维空间的三维空间模型显示出来。

这个三维空间对应着需要进行物品规划的、各种具有三维空间属性的物体，例如居住的房屋、办公空间、商业展示空间、婚庆大厅、储物的仓库、大型场馆、集装箱等等，这些物体内部都会放置物品，而如何更好地放置物品，就需要对物品的放置位置进行规划。

本步骤中的显示出来的三维空间模型可以是对应物体的不同比例实景空间，也可以是虚拟出来的、对应物体的不同比例几何空间。

实际物体的空间信息可以通过绘制、摄像等手段进行收集，并通过软件工具转化成三维空间模型图像，展示在计算机屏幕上，或者以其他形式展示，例如手机或者平板电脑等手持设备的屏幕、虚拟现实(VR)设备或者全息成像设备。

步骤202、在该三维空间模型中，确定各个具体类型的物品放置的初始位置。

在实际物体的内部放置物品时，不同类型的物品具有不同的特性、不同的风格、不同的功能，在放置时会有具体的要求。例如对于用来居住的房屋，设计人员首先会规划在房屋的什么位置安装或者放置什么类型的物品，而不是一开始就具体到某一件物品。例如在房屋对应楼梯口的位置会设置门，在房顶的某个位置设置灯具，在拐角处安装楼梯，在房屋的某个位置放置沙发、桌椅，在墙壁某个位置张贴装饰画，等等。

步骤203、将各个具体类型物品对应的卡槽设置在三维空间模型之前确定的初始位置上。

在本发明实施例中引入了“卡槽”的概念，卡槽是虚拟出来的三维几何模型，用来表征某种三维物品的外形，即定义同一类型的实体物品占据的虚拟空间，可以是具有长宽高尺寸的长方体，或者其他形体，代表空间中某种类型物品所能适配的尺寸范围。需要注意的是，卡槽与对应类型物品之间的比例关系和上述三维空间模型与实体物体(三维空间)的比例关系相同。

为了在三维空间模型中规划不同类型物品的位置，需要对不同类型物品制作卡槽，卡槽按应用情境可以分为三类：表面卡槽、嵌入式卡槽、三维卡槽。

表面卡槽：是指在三维空间模型内接触面上应用的物品的几何模型，定义了该物品的尺寸范围。在房屋内部，表面卡槽对应的物品通常是平面物品，如墙纸、瓷砖、地板、油漆、装饰画等。

嵌入式卡槽：是指三维空间模型内嵌入到墙面内使用的物品的几何模型，定义了该物品的尺寸范围。在房屋内部，嵌入式卡槽对应的物品包括门、窗等。

三维卡槽：是指三维空间模型内摆放的三维物品的几何模型，定义了该物品的尺寸范围。在房屋内部，三维卡槽对应的物品包括家具、厨具、洁具、家用电器等。

将各种具体类型物品对应的卡槽设置在三维空间模型之前确定的初始位置上后，由于卡槽与对应类型物品之间的比例关系和三维空间模型与实体物体(三维空间对应的物理实体)的比例关系相同，设计人员能够在特定的三维空间模型中放置好各个类型物品的三维模型(即卡槽)，做到事先空间占位规划。例如将沙发对应的卡槽放置在房屋三维空间模型的具体位置，再通过拉伸调整沙发卡槽的尺寸，固定后沙发卡槽占据的空间就留给了沙发，其他物品的卡槽不能与该沙发卡槽的空间产生重叠。

步骤204、调整各个卡槽的位置或者外形尺寸，确定各个卡槽的最终位置。

卡槽设置在三维空间模型之前确定的初始位置后，仅是大概的方位，还需要对卡槽的位置和尺寸进行调整，而卡槽的位置和尺寸是通过移动卡槽位置或对卡槽的边缘进行拉伸或者压缩来实现的。

由于卡槽对应的是具体类型物品，所以其尺寸是需要满足一定客观规律的，例如沙发，其高度和深度是限制在一定尺寸范围之内的。

另外由于卡槽是放置在具体的三维空间模型中，所以卡槽还需要适应三维空间模型的具体要求，例如一个靠墙的沙发卡槽，靠墙的一端肯定是不能拉伸的。

为了不出现矛盾或者差错，所以可以预先设定卡槽的在三个空间维度上尺寸的范围，或者允许拉伸的方向。

在三维空间模型中，卡槽的尺寸经过拉伸改变，由于卡槽与对应类型物品之间的比例关系是固定的，所以卡槽拉伸后对应物品的尺寸也是可知的。

卡槽的位置和尺寸确定后，其最终位置也就确定了。

步骤205、从可以适配卡槽的对应实体物品三维模型中选择确定一个实体物品三维模型。

在三维空间模型中放入卡槽后，仅是从功能上实现了空间规划，但还没有展示出最终的空间效果，所以还要将实体物品三维模型放入三维空间模型。

为了实现这个目的，需要事先将各个实体物品的三维模型建立起来，并存储入数据库，这些实体物品的三维模型体现了实体物品的外观形状、尺寸、材质和颜色等，实体物品三维模型与对应实体物品之间的比例关系和上述三维空间模型与实体物体的比例关系，以及卡槽与对应类型物品之间的比例关系都相同。

例如对应沙发这种类型物品，可能存在不同款式、不同材质、不同颜色、不同品牌的沙发(这就是实体物品)，对应这些不同的实体物品沙发都要建立三维模型，并将相关信息存储到数据库中。

当设计人员需要确定三维空间模型中某个卡槽对应的具体实体物品时，点击该卡槽可以触发检索指令，由于从卡槽的尺寸可以获知对应实体物品的尺寸，从数据库中将满足该卡槽尺寸要求的所有实体物品的三维模型选择出来，并进行展示，然后设计人员从这些实体物品的三维模型中确定该卡槽采用的实体物品三维模型。

步骤206、在三维空间模型的各个卡槽中，分别放入确定的实体物品三维模型，展示整个三维空间的规划场景。

由于这些实体物品的三维模型都是满足卡槽的尺寸要求，所以实体物品的三维模型都是在卡槽中展示，实体物品三维模型之间都不会发生冲突。而且三维模型与对应实体物品之间的比例关系和上述三维空间模型与实体物体的比例关系相同，所以实体物品在三维空间模型的展示效果与实际场景的展示效果是一致的，也是真实的。

步骤207、调整三维空间模型中的各个卡槽或者实体物品三维模型，最终确定三维空间的规划方案。

如果设计人员对三维空间中整体规划或者局部不满意，可以重新选择卡槽对应的实体物品三维模型，或者重新调整卡槽，再选择卡槽对应的实体物品三维模型，直至满意为止。

采用了本发明的上述实施例，用户不仅可以对物体内部特定空间的物品摆放，先做空间占位规划，后确定具体物品，为空间规划设计逻辑提供了现实可行的操作方案，而且只有满足卡槽尺寸范围的物品才显示出来，这样使得用户能够快速找到适合的物品模型，显著缩短查找时间，另外经过卡槽选出的物品，不存在拉伸变形后偏离实际商品结构和尺寸的问题，卡槽对应的物品是可以实现、可以供应的。

在所提供的本发明几个实施例中，应该理解到所描述的系统和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元可以结合或者可以集成到另一个单元，而且，单元之间的耦合或通信连接可以是电性、机械或其它的形式。

作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个处理器可执行的非易失的计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机、服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-OnlyMemory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请公开的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换，而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种三维空间物品规划的方法，其特征在于，包括以下步骤：

确定三维空间，并将体现所述三维空间的三维空间模型显示出来；

在所述三维空间模型中，确定各个具体类型物品放置的初始位置；

将所述各个具体类型物品对应的卡槽设置在所述三维空间模型之前确定的初始位置上；

调整各个卡槽的位置或者外形尺寸，确定各个卡槽的最终位置；

从可以适配卡槽的对应实体物品三维模型中选择确定一个实体物品三维模型；

在三维空间模型的各个卡槽中，分别放入确定的实体物品三维模型，展示整个三维空间的物品规划场景。

2.根据权利要求1所述的一种三维空间物品规划的方法，其特征在于，三维空间与体现所述三维空间的三维空间模型之间尺寸比例、具体类型物品与对应的卡槽之间的尺寸比例，以及实体物品与对应的实体物品三维模型之间的尺寸比例相同。

3.根据权利要求1所述的一种三维空间物品规划的方法，其特征在于，所述三维空间模型是实景空间模型，或者是虚拟几何空间。

4.根据权利要求1所述的一种三维空间物品规划的方法，其特征在于，卡槽包括表面卡槽、嵌入式卡槽或者三维卡槽。

5.根据权利要求1所述的一种三维空间物品规划的方法，其特征在于，还包括以下步骤：

预先设定卡槽在三个空间维度上允许拉伸的方向。

6.根据权利要求1所述的一种三维空间物品规划的方法，其特征在于，一个卡槽对应不少于一个实体物品三维模型。

7.根据权利要求1所述的一种三维空间物品规划的方法，其特征在于，还包括以下步骤：

调整三维空间模型中的各个卡槽和/或实体物品三维模型，最终确定三维空间的物品规划方案。

8.一种三维空间物品规划的系统，其特征在于，包括建模单元、存储单元、计算单元和显示单元，其中，

建模单元用于根据三维空间构建对应的三维空间模型，根据具体类型物品构建对应的卡槽，并且根据实体物品构建对应的实体物品三维模型，并存储到存储单元；

存储单元用于存储三维空间模型、卡槽和对应的实体物品三维模型；

计算单元用于确定卡槽和/或实体物品三维模型在三维空间模型中的位置，用于根据卡槽从存储单元中选择适配的实体物品三维模型；

显示单元用于显示三维空间模型以及卡槽和实体物品三维模型。

9.根据权利要求8所述的一种三维空间物品规划的系统，其特征在于，显示单元是计算机屏幕、手持式设备屏幕、虚拟现实设备或者全息成像设备。

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