CN115023740A - 对象的交互式三维表示 - Google Patents

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CN115023740A CN202080095168.9A CN202080095168A CN115023740A CN 115023740 A CN115023740 A CN 115023740A CN 202080095168 A CN202080095168 A CN 202080095168A CN 115023740 A CN115023740 A CN 115023740A
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Abstract

一种方法包括接收表征在三维中的目标表面的数据。它包括在图形用户界面显示空间中渲染第一视觉表示以及第二视觉表示，该第一视觉表示包括该目标表面的第一部分的二维图像，该第二视觉表示包括在该第一视觉表示中包括的该目标表面的该第一部分的至少一个子集的三维表示。它包括经由光标基于与该三维表示的第一用户交互，接收指示选择该目标表面的第一位置的第一用户输入。它包括在该三维表示中的第一目标位置处渲染第一图形对象以及在该二维图像中的第二目标位置处渲染第二图形对象。该第一目标位置和该第二目标位置指示该目标表面的该第一位置。

Description

对象的交互式三维表示
相关申请
本申请根据35 U.S.C.§119(e)要求于2020年1月2日提交的美国临时专利申请号62/956,465的优先权，该专利申请的全部内容据此以引用方式明确地并入本文。
背景技术
可在图形用户界面(GUI)中对三维对象(例如，表面)进行成像和呈现。例如，对象的二维图像(例如，图片)可呈现在GUI中。替代地，对象的三维图像(例如，点云视图)可呈现在GUI中。可通过使用3D图像技术(诸如结构光投影、立体、摄影测量、飞行时间等)检测对象的外表面上的多个位置来生成点云视图。在一些实施方式中，可组合外部对象的多个图像以生成三维图像的一部分。点云可用于在动画中生成制造部件的3D计算机辅助设计(CAD)模型，用于测量等。
发明内容
所公开的主题的各个方面可提供以下能力中的一种或多种能力。
一种方法包括接收表征在三维中延伸的目标表面的数据。该方法还包括在图形用户界面显示空间中渲染第一视觉表示以及第二视觉表示，该第一视觉表示包括目标表面的第一部分的二维图像，该第二视觉表示包括在第一视觉表示中包括的目标表面的第一部分的至少一个子集的三维表示。该方法进一步包括基于与三维表示的第一用户交互来接收指示选择目标表面的第一位置的第一用户输入。该方法还包括在三维表示中的第一目标位置处渲染第一图形对象以及在二维图像中的第二目标位置处渲染第二图形对象。第一目标位置和第二目标位置指示目标表面的第一位置。
以下特征中的一个或多个特征可包括在任何可行组合中。
在一个实施方式中，该方法进一步包括基于与三维表示第二用户交互来接收指示选择目标表面的两个位置的第二用户输入。该方法还包括在图形用户界面中渲染数值(测量结果)，该数值可以是指示两个位置之间的距离的值中的一个或多个值。
在一个实施方式中，第二用户交互包括：在三维表示上(例如，经由鼠标、经由触摸屏等)选择第一位置；以及在三维表示上(例如，经由鼠标、经由触摸屏等)选择第二位置，其中第一位置和第二位置指示两个位置。在另一实施方式中，该方法进一步包括基于与三维表示的第三用户交互来接收指示选择目标表面的三个位置(例如，第一位置、第二位置和第三位置)的第三用户输入。该方法还包括指示在三维表示中渲染的目标表面的部分，该部分位于包括三个所选择的位置的基准平面上或与该基准平面相邻。这些位置由在二维图像中具有预定颜色的第一组三个图形对象(例如，每个位置的图形对象)和在三维表示中具有该预定颜色的第二组三个图形对象指示。
在一个实施方式中，该方法进一步包括：在三维表示中渲染指示基准平面的第三图形对象；以及在三维表示中渲染指示在三维表示上的目标位置与基准平面之间的距离的第四图形对象。在另一实施方式中，该方法包括基于与第一图形对象的第四用户交互来接收指示第一图形对象沿三维表示中的第一路径的移动的第四用户输入。该方法还包括在二维图像中渲染第二图形对象沿第二路径的移动，其中该第二路径通过识别二维图像中的像素坐标来确定，该像素坐标与沿第一路径横穿的3D表面点相关联。
还描述了存储指令的非暂态计算机程序产品(即，物理体现的计算机程序产品)，当指令由一个或多个计算系统的一个或多个数据处理器执行时，使至少一个数据处理器执行本文中的操作。类似地，还描述了计算机系统，该计算机系统可以包括一个或多个数据处理器和耦接到该一个或多个数据处理器的存储器。存储器可以临时或永久地存储使至少一个处理器执行本文描述的操作中的一个或多个操作的指令。另外，方法可以由单个计算系统内的一个或多个数据处理器或分布在两个或多个计算系统之间的一个或多个数据处理器来实现。此类计算系统可经由一个或多个连接、包括网络(例如，互联网、无线广域网、局域网、广域网、有线网络等)上的连接、经由多个计算系统中的一个或多个计算系统之间的直接连接等来连接并且可交换数据和/或命令或其他指令等。
所公开的这些和其他能力将在回顾下面的附图、具体实施方式和权利要求书之后被更全面地理解。
附图说明
根据以下结合附图的详细描述，将更容易理解这些和其他特征，其中：
图1是在具有二维图像和二维图像的三维表示的交互式图形用户界面中呈现的示例性方法的流程图；
图2示出了示例性图形用户界面(GUI)，该示例性图形用户界面包括目标表面的一部分的二维图像和在二维图像中示出的目标表面的该一部分的三维表示；
图3示出了图2中的GUI的示例性实施方案，该示例性实施方案包括处于活动状态的图形对象；
图4示出了图2中的GUI的示例性实施方案，该示例性实施方案包括处于可移动状态的图形对象；
图5A至图5C示出了与图2的GUI中的图形对象的示例性用户交互；
图6示出了各种测量之间的示例性切换；并且
图7示出了包括缩放窗口的示例性GUI。
具体实施方式
可对三维对象(例如，表面)进行成像，并且可将成像数据呈现给用户用于在检测系统的图形用户界面(GUI)中检测。成像数据可呈现为二维(2D)图像和/或三维(3D)图像。例如，可以使用包括相机、白光照明器和结构光图案投影仪的结构光系统。通过启用白光照明器，相机可以捕获目标表面的2D白光图像。相机还可以捕获投影到目标表面上的结构光图案的2D图像，然后可以用于计算与2D白光图像中的每个像素相关联的3D(x,y,z)坐标。检测系统可在GUI中呈现2D白光图像。这些2D图像和/或3D图像可以是交互式的，并且可以允许用户检测表面(例如，测量表面上的位置之间的距离，从各种视点查看表面等)。在一些具体实施中，可在GUI中同时呈现表面的2D图像和3D图像两者。3D图像可以是在2D图像中显示的表面的一部分的三维表示。用户可以与2D图像交互(例如，在2D图像上(经由鼠标、经由触摸屏等)移动光标，选择2D图像的部分，放大2D图像的部分等)并且可以在3D表示中生成对应的交互。例如，用户可沿2D图像上的路径移动光标，并且检测系统可以生成可沿3D表示中的路径移动的图形对象(例如，另一光标)。替代地，用户可经由与触摸屏的交互来选择2D图像中的路径，该触摸屏可导致生成可沿3D表示中的路径移动的图形对象(例如，另一光标)。可通过识别3D表示中与2D图像中横穿的路径相关联的像素坐标来确定此路径。
可以期望用户直接与3D表示(也称为3D点云视图)交互，而不是经由2D图像间接交互。例如，用户可以想要选择成像表面上的位置(例如，用于测量)，并且3D表示可以向用户提供表面轮廓的增加的可见度和/或与2D图像相比在选择位置方面的改善的空间精度。虽然用户可以通过查看3D表示中的图形对象的对应移动来改变光标在2D图像上的位置(其对应于在成像表面上方横穿)，但是此过程可能很繁琐且低效。本申请提供了一种改善的检测系统，该检测系统允许用户直接与3D表示交互并且生成2D图像中的对应交互(例如，经由鼠标直接交互、经由触摸屏交互等)。
图1是呈现具有目标表面的二维图像的交互式图形用户界面以及在二维图像中示出的目标表面的三维表示的示例性方法的流程图。在102处，可接收表征在三维中延伸的目标表面的数据(例如，通过检测系统中的计算装置)。可通过对目标表面(例如，连接两个表面的焊接)进行成像来生成此数据，并且可包括目标表面的三维信息(例如，目标表面的轮廓)。表征目标表面的数据可存储在存储装置中(例如，远程存储在服务器中)并且可转移到计算装置。
返回图1，在104处，可以在GUI中渲染包括目标表面的至少第一部分的二维图像的第一视觉表示，以及包括第一视觉表示中包括的二维图像中示出的目标表面的第一部分的三维表示的第二视觉表示。图2示出了具有第一视觉表示202的示例性GUI 200，该第一视觉表示包括目标表面的一部分的2D图像。GUI 200还包括第二视觉表示204，该第二视觉表示包括在第一视觉表示202中的二维图像中示出的目标表面的该一部分的三维表示。第一/第二视觉表示202/204可包括图形对象，该图形对象可指示位置的选择(例如，图形对象210)、连接图形对象的线、测量值(例如，测量值208)等。
在一些具体实施中，图形对象(诸如光标)可以用于选择观察表面上的位置，以便确定观察表面上的特征的几何尺寸。例如，为了测量连接两个金属板的焊接的高度，可以使用点对面测量，其中可以放置三个基准平面光标以选择一个板上的三个基准平面位置，并且可以放置第四偏移光标以选择焊接的远边缘上的一个偏移位置。可使用与基准平面位置相关联的3D坐标来确定基准平面，并且从平面到与偏移位置相关联的3D坐标沿垂直于基准平面方向的距离可被计算并显示为测量结果。也可以添加连接三个基准平面光标的线以将它们与偏移光标区分开来。也可以添加线以表示从偏移位置返回到基准平面的投影。也可以使用不同数量的光标和包括不同类型的图形对象来执行其它类型的测量(诸如长度、面积、点到面距离等)以指示不同的关系或相关联的功能。
在一些具体实施中，当渲染2D图像或3D表示的顶部上的图形对象时没有考虑3D坐标，使得在显示的GUI中，2D图像或3D表示的像素被图形对象部分或完全遮挡而不确定任何3D关系。在另一个实施方案中，图形对象在3D空间中限定，并且它与所观察的目标表面和3D空间中的其它图形对象的关系影响其在GUI中的出现方式。例如，作为3D表示204的一部分显示的球体214可以具有分配的中心3D坐标和限定的半径。如果从一个视点渲染目标表面，从该视点，球体214的第一部分比目标表面的任何部分更靠近视点，而球体214的第二部分比目标表面的一部分更远离视角，第二部分可以部分或完全被表面遮挡，且第一部分可以部分或完全遮挡目标表面的某些部分。因此，球体214似乎具有非零体积并且似乎是3D场景的一部分，而不是简单地是渲染在3D表示204的顶部上的2D图形对象。
在一些具体实施中，3D表示204中示出的图形对象由一个或多个三角形限定，这些三角形由图形处理单元(GPU)渲染。例如，多个三角形可用于形成图形对象或其部分的形状(例如球体、环形等)。该图形对象可相对于基准平面定向(例如，由用户选择的基准平面)。例如，图形对象可相对于与基准平面相关联的法向量定向。
在一些具体实施中，检测系统可基于所计算的3D坐标来计算3D坐标并渲染GUI中的3D表示。例如，所计算的3D坐标可用于限定3D三角形的顶点，然后可以使用图形处理单元(GPU)处理顶点，以从虚拟摄像机的角度渲染3D图像，该虚拟摄像机相对于目标表面的位置可自由分配。在一些具体实施中，3D坐标可与2D图像的像素相关联，并且可指示与2D像素相关联的目标表面上的点的位置。该检测系统可在3D表示中生成一组3D表面点，其中每个3D表面点包括基于相关联2D图像像素的颜色的多个3D坐标和颜色中的一者。
在一些具体实施中，图形对象可以是交互式的(例如，用户可点击图形对象，将图形对象拖到2D/3D图像上等)。对于第一/第二视觉表示中的给定图形对象(例如，3D表示中的球体214)，检测系统可在相邻视觉表示中生成对应的图形对象。例如，检测系统可在2D图像中生成图形对象216，该图形对象对应于3D表示中的图形对象214。附加地，可识别图形对象214和图形对象216(例如，使用圆、球体等)。
该图形对象的视觉特性可以指示图形对象的状态(例如，活动、非活动、可移动等)。例如，如图2所示，提供测量结果的图形对象208可以处于如蓝色轮廓所指示的启用状态，此时图形对象214可以由作为3D场景的一部分渲染的实心球体表示，并且图形对象216可以由绘制在2D图像的顶部上的圆表示。这可指示光标是非活动的。在与光标交互时(例如，通过将交互式光标放置在标记214/216上)，标记可以变得活动。图3示出了具有激活标记214/216的GUI 200的示例性实施方案。例如，3D表示中的激活标记214可以由具有围绕球体的环形的球体表示。2D图像中的对应标记216可以由蓝色圆表示(例如，与图2中不活动的绿色圆相比，其尺寸较大)。
图4示出了GUI 200的另一示例性实施方案，其中标记214/216处于可移动状态。这指示标记214/216可在3D表示/2D图像中移动。处于可移动状态的标记可以由与处于非活动状态或活动状态的标记的视觉表示不同的视觉表示呈现。例如，如图4所示，处于可移动状态的标记214由较小的球体(与活动状态相比)和围绕球体的较大环形(与活动状态相比)表示。图形对象(例如，标记214)可在不同状态之间切换(例如，基于来自用户的输入)。
返回图1，在106处，可以接收指示选择目标表面的第一位置的第一用户输入(检测系统的“第一输入模式”)。该接收可以基于与三维表示的用户交互。例如，用户可将光标移动和放置在3D表示中的位置222处，并且选择位置220(例如，通过点击、触摸显示GUI 200的触摸屏等)。替代地，用户可将光标移动和放置在3D表示中的位置220处并选择现有图形对象214。用户交互可包括选择例如在3D表示上的多个位置(例如，通过鼠标的多次点击、触摸屏上的多次触摸等)。
在一些具体实施中，用户可经由触摸、鼠标拖动、操纵杆移动、箭头键、缩放窗口按压等中的一者或多者来指示图形对象的期望新位置或位置变化。基于图形对象的新位置，检测系统可确定2D图像(例如，如果在3D表示中进行选择)或在3D表示(例如，如果在2D图像中进行选择)中的对应位置。例如，由用户选择的新位置可在GUI 200的屏幕像素坐标(例如，2D像素坐标)中。每个屏幕像素坐标可与3D表示的坐标系中的射线相关联。该检测系统可基于所选屏幕像素坐标和3D表示的定向来计算此射线。目标表面(或其一部分)的该3D表示可使用多个三角形形成，并且计算出的射线可在三角形中的一个三角形处碰撞目标表面的3D表示。
附加地或替代地，一些具体实施可以允许用户在不同输入模式下操作时，使用相同的用户输入来旋转3D表示用于从不同的有利位置进行检测，并调整3D图形对象(例如，球体214)的位置。例如，在第一输入模式中，用户输入(诸如按住鼠标左键时的鼠标拖动、触摸屏拖动、操纵杆推动或按下键盘上的一个键)可以导致在第二视觉表示204中示出的对象表面上处于可移动状态的3D图形对象的位置变化，而在第二输入模式中，这些相同的用户输入可以导致3D表示的旋转，其中对象表面上任何3D图形对象的位置没有变化。为了从第一输入模式(3D图形对象移动)转变到第二输入模式(旋转)，用户可以在距任何3D图形对象至少最小距离的位置处点击或轻击或按下指定按钮，这将导致处于可移动状态的任何图形对象转变到活动或非活动状态。为了从第二输入模式(旋转)转变到第一输入模式(3D图形对象移动)，用户可以在距3D图形对象的最大距离内点击或轻击，此时图形对象将进入可移动状态。为了使3D图形对象意外移动的风险最小化，一些具体实施可以需要在从第二输入模式转变到第一输入模式之前，在靠近3D图形对象的地方压下并释放鼠标按钮或接触屏幕并断开，而鼠标或触摸的手指或触控笔没有明显移动。在转变到第一输入模式之后，在3D图形对象(在106处的用户输入)附近的点处启动鼠标或触摸拖动可以导致对象的移动而没有3D表示的任何旋转。此外，在进入第一输入模式后，一些具体实施可以检测鼠标或触摸拖动的起始位置与处于可移动状态的3D图形对象之间的偏移，并在步骤108处保持鼠标或触摸点与3D图形对象的更新位置之间的该偏移，以允许用户在3D图形对象被重新定位时保持无障碍视图。否则，它可以被正在使用的鼠标光标或手指或触控笔遮挡，使得难以准确地定位。因此，在一些具体实施中，第二输入模式和第一输入模式之间的操作变化可以至少部分地基于GUI上的图形对象(例如，在步骤106处选择的像素)的第一像素位置与当鼠标或轨迹球上的按钮被压下时示出在显示装置上的鼠标或轨迹球光标的像素位置之间的距离，或者在显示装置上与启动接触的触敏面板上的点相关联的像素位置之间的距离。
在108处，可在三维表示中的第一目标位置处渲染第一图形对象，并且可在二维图像中的第二目标位置处渲染第二图形对象。例如，基于在位置222处的步骤106处的交互，可在第二视觉表示204中的3D表示中生成新的图形对象(例如，图形对象210)。附加地，可在第一视觉表示202中的2D图像中的位置232处生成第二图形对象230。该3D表示中的位置210和2D图像中的位置232可指示目标表面上的相同位置。
在另一实施方式中，步骤106处的交互可激活现有图形对象(例如，标记214)。一旦标记214被激活，它就可以被操纵。例如，标记214可在第二视觉表示204的3D表示中移动。图5A至图5C示出了与标记214的示例性相互作用。该检测装置可接收指示图形对象(例如，标记214)沿3D表示中的第一路径的移动的输入。此输入可基于与标记214的用户交互(例如，在3D表示上拖动标记214)。如图5B所示，基于与标记214的此用户交互，2D图像中的标记216可沿第二路径移动。可通过识别2D图像中与沿第一路径横穿的3D表面点相关联的像素坐标来确定第二路径。在一些具体实施中，3D表示可以只包括落入3D感兴趣区域内的3D表面点，该3D感兴趣区域是使用标记的位置形成在观察对象的表面上的特征的单独测量而确定的。由于在步骤108中改变标记(例如214)的位置，因此可以改变感兴趣区域，导致3D表示中的由3D表面占据的屏幕空间增加或减少。在步骤108期间调整3D表示的放大率和/或位置可以使标记位置难以控制，因为表面可以在触摸屏上在鼠标光标或手指/触控笔下方移动，并且因此改变在鼠标/触摸位置处显示的表面点。在一个具体实施中，用户将必须在移动标记之后手动重新定位和/或调整3D表现的尺寸大小，以便在显示器上保持3D表示的期望尺寸。替代地，3D表示可在第二视觉表示204中自动调整尺寸大小并重新居中，从而使操作更有效。例如，3D表示的尺寸大小调整可包括减少或增加3D表示的面积(或放大率)(例如，按预定比率)，且重新居中可包括确定3D表示的中心，并将3D表示的中心置于第二视觉表示204的预定中心处。自动调整尺寸大小和/或重新居中可以在步骤108处完成时发生。例如，如果步骤106处的用户输入是在按住鼠标按钮的同时拖动鼠标，那么自动调整尺寸大小/重新居中可以在释放鼠标按钮时进行。如果步骤106的用户输入是手指或手写笔在触摸屏上的移动，那么自动调整尺寸大小/重新居中可以在与触摸屏的接触断开时进行。如果步骤106处的用户输入是操纵杆远离其中心位置的推动，那么可以在操纵杆返回到其中心位置附近的点时执行自动调整尺寸大小/重新居中。
在一些具体实施中，可基于与GUI 200的交互来确定目标对象上两个位置之间的距离。例如，用户可在第二视觉表示204中与3D表示交互(例如，经由光标)，并且在3D表示上选择两个位置(例如通过点击两个位置，通过触摸交互式触摸屏上的两个位置等)(指示目标表面的表面上的两个位置)。例如，这可以通过设置GUI 200在测量模式下操作(例如，通过从GUI的任务栏选择测量模式)来完成。在目标表面上选择两个位置之后，检测系统可计算并呈现GUI 200中的两个位置之间的距离。例如，可以计算和呈现欧几里得距离是两个位置和/或沿各种维度(例如，沿x轴、y轴、z轴等)的距离。
在一些具体实施中，可基于与GUI 200的交互来执行目标对象的多个测量。用户可在各种测量(例如，测量值、与测量相关联的图形对象等)之间切换。图6示出了各种测量之间的示例性切换。例如，用户可在GUI中选择可以允许用户在测量之间切换的“下一个测量”图标。在一个具体实施中，由检测系统执行的方法可包括限定包括第一多个测量光标的第一测量和包括第二多个测量光标的第二测量。每个测量光标可与2D图像中的像素位置相关联。该方法可进一步包括基于第一多个测量光标(或标记)的位置来确定感兴趣的第一3D区域，以及基于第二多个测量光标(或标记)的位置来确定感兴趣的第二3D区域。该第一3D图形对象可以是与第一多个测量光标相关联的第一多个3D图形对象中的一个图形对象，并且第二多个3D图形对象可以与第二多个测量光标相关联。该第一3D图像可包括第一多个3D图形对象而不包括第二多个3D图形对象，对象的表面的第一表示排除了感兴趣的第一3D区域之外的3D表面点，并且响应于测量选择用户输入动作，显示新的3D图像。新的3D图像可包括第二多个3D图形指示标识和排除了感兴趣的第二3D区域之外的3D表面点的对象表面的新表示。
在一些具体实施中，可在第二视觉表示204中的3D表示中生成基准表面。该基准表面可用作相对于可以测量或识别目标表面上的哪个位置的基准。该基准表面可通过接收指示选择目标表面的三个位置的用户输入以及通过生成包括所选三个选定位置的基准表面来生成。在一些具体实施中，所生成的基准表面(例如，基准表面的边缘/顶点/标记)可叠加在第二视觉表示204中的3D表示上。附加地或替代地，可以在3D表示中视觉上指示位于基准表面上或靠近基准表面(例如，距基准平面的预定距离内)的目标表面的部分(例如，通过用预定颜色对目标表面的这些部分进行颜色编码)。在一些具体实施中，可在3D表示中渲染图形对象(例如，线)，该3D表示可指示相对于基准平面在目标表面(例如，位置222)上的位置(例如，预定目标位置)。
在一些具体实施中，次级3D表示可与第二视觉表示204中的第一3D表示同时显示。该次级3D表示可包括从3D表面点生成的目标表面的次级表示，其放大率与第一3D表示不同。可从类似的3D视角渲染第一3D表示和次级3D表示，并且可在次级3D表示中显示第一3D光标点。在一些具体实施中，步骤106处的用户输入可在次级3D表示内发生，并且GUI上的第二像素位置可从GUI上的第一像素位置偏移。该偏移的方向可从次级3D图像上的第一用户输入动作的位置得出。在一些具体实施中，目标表面的第一表示包括与2D图像中不同的颜色，对象的表面的次级表示包括来自2D图像的颜色。
在一些具体实施中，GUI可包括可以在GUI中扩展3D表示和/或2D图像的一部分的缩放窗口。图7示出了示例性GUI 300，该示例性GUI包括第一视觉表示302，该第一视觉表示包括2D图像和第二视觉表示304，该第二视觉表示包括第一视觉表示302中的2D图像的3D表示。该第二视觉表示304包括可提供3D表示的一部分的扩展视图的缩放窗口306。例如，缩放窗口306可在3D表示上扩展位于光标附近的3D表示的一部分。当光标移动到新位置时，缩放窗口显示围绕光标的新位置的3D表示的部分。在一些具体实施中，缩放窗口306不包括任何图形对象并提供目标表面(或其一部分)的无障碍视图。如果改变3D表示的定向，那么缩放窗口306相对于新定向中的3D表示从光标的有利位置显示目标表面(或其一部分)。不管第二视觉表示304的放大率如何，缩放窗口306可以在相同的部分显示3D表示的相同部分。
在一些具体实施中，第一视觉表示202和第二视觉表示204都可包括目标表面的不同部分的3D表示。这可允许用户同时访问目标表面的不同部分的三维点云视图。在一些具体实施中，GUI 200可包括第三视觉表示(未示出)，该第三视觉表示可包括目标表面的第三部分的第三3D表示。可从不同的视角呈现各种3D表示。可基于接收到的一个或多个用户输入来生成具有目标表面的第三3D表示的第三视觉表示。例如，一个或多个用户输入可包括在图1中的步骤106处接收的用户输入(例如，基于手指或触控笔与触敏面板接触的移动)和/或可包括断开手指或触控笔与触敏面板之间的接触的第二用户输入。在一些具体实施中，第一用户输入可基于在按下鼠标或轨迹球上的按钮时鼠标或轨迹球的移动，并且第二用户输入可基于释放鼠标或轨迹球上的按钮。在一些具体实施中，图形对象的外观在第一输入模式与第二用户输入模式之间转变时改变。例如，第一输入模式中的第一图形对象可包括组合成近似环形形状的第一组三角形，且第二输入模式中的对应图形对象可包括近似环形的尺寸、颜色、可视性或形状的变化。
在一个具体实施中，用户可提供缩放控制输入(例如，在步骤106处)以改变3D表示(例如，在第二视觉表示204中)的放大率。放大率可通过第一缩放系数改变初始3D表示。放大之前和之后的图形对象的尺寸可通过第二缩放系数而不同。该第一缩放系数和第二缩放系数可不同，并且第二缩放系数可以不等于1。例如，如果3D表示被放大为2.0的缩放系数，那么3D图形对象的尺寸可以增加1.4的缩放系数。相对于保持图形对象的尺寸不变或以与3D表示相同的缩放系数增加图形对象的尺寸，这可以提供优选的用户体验。
图2至图7示出了包括目标表面的一部分的二维和三维表示的GUI。在一些具体实施中(未示出)，GUI可以仅包括目标表面的一部分的三维表示。如上所述，用户执行与三维表示的各种交互(例如，选择目标表面上的多个位置、使用缩放窗口提供3D表示的一部分的扩展视图、同时访问目标表面的不同部分的3D点云视图等)。
标题为“具有3D查看的立体测量管道镜”的美国专利第7,170,677号的全部内容和标题为“适用于相移分析的探针的条纹投影系统和方法”的美国专利第7,821,649号特此以引用方式并入本文。
其他实施方案在所公开的主题的范围和精神内。例如，本专利申请中所描述的检查系统可用于具有复杂机器(例如，发电涡轮机)的设施中，这些复杂机器具有需要修改从而改变机器性能的多个操作参数。在本申请中，词语“优化(optimize/optimizing)”的使用可暗示“改进(improve/improving)”。
本文描述了某些示例性实施方案，以提供对本文所公开的系统、装置和方法的结构、功能、制造和使用的原理的全面理解。这些实施方案的一个或多个示例在附图中示出。本领域技术人员将理解的是，本文中具体描述且在附图中示出的系统、装置和方法是非限制性的示例性实施方案，并且本发明的范围仅由权利要求限定。结合一个示例性实施方案示出或描述的特征可与其他实施方案的特征组合。此类修改和变型旨在包括在本发明的范围内。此外，在本公开中，实施方案的相似命名的部件通常具有类似的特征，因此在具体实施方案内，不一定完全阐述每个相似命名的部件的每个特征。
本文所述的主题可在数字电子电路和/或计算机软件、固件或硬件(包括本说明书中公开的结构装置和其结构等同物)或它们的组合中实现。本文所述的主题可被实现为一个或多个计算机程序产品，诸如有形地体现在信息载体中(例如，体现在机器可读存储装置中)、或体现在传播的信号中，以用于由数据处理设备(例如，可编程处理器、计算机或多台计算机)执行或控制该数据处理设备的操作的一个或多个计算机程序。计算机程序(也称为程序、软件、软件应用程序或代码)可以任何形式的编程语言(包括编译语言或解释语言)编写，并且它可以任何形式部署，包括作为独立程序或者作为模块、部件、子例程或适用于计算环境中的其他单元部署。计算机程序不一定对应于文件。程序可存储在保存其他程序或数据的文件的一部分中，存储在专用于所考虑的程序的单个文件中，或者存储在多个协同文件(例如，存储一个或多个模块、子程序或代码的部分的文件)中。计算机程序可被部署成在一台计算机上或在多台计算机上执行，该多台计算机位于一个站点处或跨多个站点分布并且由通信网络互连。
本说明书中所述的过程和逻辑流程，包括本文所述主题的方法步骤，可由执行一个或多个计算机程序的一个或多个可编程处理器执行，以通过对输入数据进行操作并且生成输出来执行本文所述主题的功能。该过程和逻辑流程还可由专用逻辑电路(例如FPGA(现场可编程门阵列)或ASIC(专用集成电路))来执行，并且本文所述主题的设备可被实现为专用逻辑电路(例如FPGA(现场可编程门阵列)或ASIC(专用集成电路))。
以举例的方式，适于执行计算机程序的处理器包括通用微处理器和专用微处理器两者，以及任何种类的数字计算机的任何一个或多个处理器。一般来说，处理器将从只读存储器或随机存取存储器或两者接收指令和数据。计算机的基本元件是用于执行指令的处理器以及一个或多个用于存储指令和数据的存储器装置。一般来说，计算机还将包括一个或多个用于存储数据的大容量存储装置(例如，磁盘、磁光盘或光盘)，或操作地耦接以从一个或多个用于存储数据的大容量存储装置(例如，磁盘、磁光盘或光盘)接收数据或者/并且将数据传送至一个或多个用于存储数据的大容量存储装置(例如，磁盘、磁光盘或光盘)。适于体现计算机程序指令和数据的信息载体包括所有形式的非易失性存储器，包括例如半导体存储器装置(例如，EPROM、EEPROM和闪存存储器装置)；磁盘(例如，内部硬盘或可移动磁盘)；磁光盘；以及光盘(例如，CD盘和DVD盘)。处理器和存储器可由专用逻辑电路补充或者并入专用逻辑电路中。
为了提供与用户的交互，本文所述的主题可在具有用于向用户显示信息的显示装置(例如，CRT(阴极射线管)或LCD(液晶显示器)监视器)以及键盘和指向装置(例如，鼠标或轨迹球)或触摸屏的计算机上实现，用户可通过该键盘和指向装置向计算机提供输入。还可使用其他种类的装置来提供与用户的交互。例如，提供给用户的反馈可为任何形式的感官反馈(例如，视觉反馈、听觉反馈或触觉反馈)，并且可以任何形式接收来自用户的输入，包括声音、语音或触觉输入。
本文所述的技术可使用一个或多个模块来实现。如本文所用，术语“模块”是指计算软件、固件、硬件和/或它们的各种组合。然而，在最低程度上，模块不应被解释为未在硬件、固件上实现或记录在非暂态处理器可读存储介质上的软件(即，模块本身不为软件)。实际上，“模块”将被解释为始终包括至少一些物理的非暂态硬件，诸如处理器或计算机的一部分。两个不同的模块可共享相同的物理硬件(例如，两个不同的模块可使用相同的处理器和网络接口)。本文所述的模块可被组合、集成、分开和/或复制以支持各种应用。另外，代替在特定模块处执行的功能或除在特定模块处执行的功能之外，本文描述为在特定模块处执行的功能可在一个或多个其他模块处和/或由一个或多个其他装置执行。此外，模块可相对于彼此本地或远程地跨越多个装置和/或其他部件来实现。另外，模块可从一个装置移动并添加至另一个装置，以及/或者可包括在两个装置中。
本文所述的主题可在计算系统中实现，该计算系统包括后端部件(例如，数据服务器)、中间件部件(例如，应用程序服务器)或前端部件(例如，具有图形用户界面或网络界面的客户端计算机，用户可通过该图形用户界面或网络界面与本文所述主题的实施方式进行交互)，或此类后端部件、中间件部件和前端部件的任何组合。系统的部件可通过数字数据通信的任何形式或介质(例如，通信网络)互连。通信网络的示例包括局域网(“LAN”)和广域网(“WAN”)，例如互联网。
如本文在整个说明书和权利要求书中所用的，近似语言可用于修饰任何定量表示，该定量表示可有所不同但不导致与其相关的基本功能的变化。因此，由一个或多个术语诸如“约”和“基本上”修饰的值不应限于所指定的精确值。在至少一些情况下，近似语言可对应于用于测量该值的仪器的精度。在此以及在整个说明书和权利要求书中，范围限制可组合和/或互换，除非上下文或语言另外指明，否则此类范围被识别并包括其中所包含的所有子范围。

Claims (20)

1.一种方法，所述方法包括：
接收表征在三维中延伸的目标表面的数据；
在图形用户界面显示空间中渲染第一视觉表示以及第二视觉表示，所述第一视觉表示包括所述目标表面的第一部分的二维图像，所述第二视觉表示包括在所述第一视觉表示中包括的所述目标表面的所述第一部分的至少一个子集的三维表示；
基于与所述三维表示的第一用户交互，接收指示选择所述目标表面的第一位置的第一用户输入；以及
在所述三维表示中的第一目标位置处渲染第一图形对象以及在所述二维图像中的第二目标位置处渲染第二图形对象，其中所述第一目标位置和所述第二目标位置指示所述目标表面的所述第一位置。
2.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括：
基于与所述三维表示的第二用户交互，接收指示选择所述目标表面的两个位置的第二用户输入；以及
在所述图形用户界面中渲染指示所述两个位置之间的距离的第一值。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述第二用户交互包括：
在所述三维表示上选择第一位置；以及
在所述三维表示上选择第二位置，其中所述第一位置和所述第二位置指示所述两个位置。
4.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括：
基于与所述三维表示的第三用户交互，接收指示选择所述目标表面的第一位置、第二位置和第三位置的第三用户输入；以及
指示在所述三维表示中渲染的所述目标表面的部分，所述部分位于基于选择的第一位置、第二位置和第三位置确定的基准平面上或与所述基准平面相邻。
5.根据权利要求4所述的方法，其中所述第一位置、所述第二位置和所述第三位置由在所述二维图像中具有预定颜色的第一组三个图形对象和在所述三维表示中具有所述预定颜色的第二组三个图形对象指示。
6.根据权利要求5所述的方法，所述方法还包括：
在所述三维表示中渲染指示所述基准平面的第三图形对象；以及
在所述三维表示中渲染指示在所述三维表示上的目标位置与所述基准平面之间的距离的第四图形对象。
7.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括：
基于与所述第一图形对象的第四用户交互，接收指示所述第一图形对象沿所述三维表示中的第一路径的移动的第四用户输入；以及
在所述二维图像中，渲染所述第二图形对象沿第二路径的移动，其中所述第二路径通过识别所述二维图像中的像素坐标来确定，所述像素坐标与沿所述第一路径横穿的所述目标表面上的表面点相关联。
8.一种系统，所述系统包括：
至少一个数据处理器；
存储器，所述存储器耦接到所述至少一个数据处理器，所述存储器存储指令以使得所述至少一个数据处理器执行操作，所述操作包括：
接收表征在三维中延伸的目标表面的数据；
在图形用户界面显示空间中渲染第一视觉表示以及第二视觉表示，所述第一视觉表示包括所述目标表面的第一部分的二维图像，所述第二视觉表示包括在所述第一视觉表示中包括的所述目标表面的所述第一部分的至少一个子集的三维表示；
基于与所述三维表示的第一用户交互，接收指示选择所述目标表面的第一位置的第一用户输入；以及
在所述三维表示中的第一目标位置处渲染第一图形对象以及在所述二维图像中的第二目标位置处渲染第二图形对象，其中所述第一目标位置和所述第二目标位置指示所述目标表面的所述第一位置。
9.根据权利要求8所述的系统，其中所述操作还包括：
基于与所述三维表示的第二用户交互，接收指示选择所述目标表面的两个位置的第二用户输入；以及
在所述图形用户界面中渲染指示所述两个位置之间的距离的第一值。
10.根据权利要求9所述的系统，其中所述第二用户交互包括：
在所述三维表示上选择第一位置；以及
在所述三维表示上选择第二位置，其中所述第一位置和所述第二位置指示所述两个位置。
11.根据权利要求8所述的系统，其中所述操作还包括：
基于与所述三维表示的第三用户交互，接收指示选择所述目标表面的第一位置、第二位置和第三位置的第三用户输入；以及
指示在所述三维表示中渲染的所述目标表面的部分，所述部分位于基于所选择的第一位置、第二位置和第三位置确定的基准平面上或与所述基准平面相邻。
12.根据权利要求11所述的系统，其中所述第一位置、所述第二位置和所述第三位置由在所述二维图像中具有预定颜色的第一组三个图形对象和在所述三维表示中具有所述预定颜色的第二组三个图形对象指示。
13.根据权利要求12所述的系统，其中所述操作还包括：
在所述三维表示中渲染指示所述基准平面的第三图形对象；以及
在所述三维表示中渲染指示在所述三维表示上的目标位置与所述基准平面之间的距离的第四图形对象。
14.根据权利要求8所述的系统，其中所述操作还包括：
基于与所述第一图形对象的第四用户交互，接收指示所述第一图形对象沿所述三维表示中的第一路径的移动的第四用户输入；以及
在所述二维图像中，渲染所述第二图形对象沿第二路径的移动，其中所述第二路径通过识别所述二维图像中的像素坐标来确定，所述像素坐标与沿所述第一路径横穿的所述目标表面上的表面点相关联。
15.一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储指令的机器可读介质，所述指令在由至少一个可编程处理器执行时，使得所述至少一个可编程处理器执行操作，所述操作包括：
接收表征在三维中延伸的目标表面的数据；
在图形用户界面显示空间中渲染第一视觉表示以及第二视觉表示，所述第一视觉表示包括所述目标表面的第一部分的二维图像，所述第二视觉表示包括在所述第一视觉表示中包括的所述目标表面的所述第一部分的至少一个子集的三维表示；
基于与所述三维表示的第一用户交互，接收指示选择所述目标表面的第一位置的第一用户输入；以及
在所述三维表示中的第一目标位置处渲染第一图形对象以及在所述二维图像中的第二目标位置处渲染第二图形对象，其中所述第一目标位置和所述第二目标位置指示所述目标表面的所述第一位置。
16.根据权利要求15所述的计算机程序产品，其中所述操作还包括：
基于与所述三维表示的第二用户交互，接收指示选择所述目标表面的两个位置的第二用户输入；以及
在所述图形用户界面中渲染指示所述两个位置之间的距离的第一值。
17.根据权利要求16所述的计算机程序产品，其中所述第二用户交互包括：在所述三维表示上选择第一位置；以及
在所述三维表示上选择第二位置，其中所述第一位置和所述第二位置指示所述两个位置。
18.根据权利要求15所述的计算机程序产品，其中所述操作还包括：
基于与所述三维表示的第三用户交互，接收指示选择所述目标表面的第一位置、第二位置和第三位置的第三用户输入；以及
指示在所述三维表示中渲染的所述目标表面的部分，所述部分位于基于所选择的第一位置、第二位置和第三位置确定的基准平面上或与所述基准平面相邻。
19.根据权利要求18所述的计算机程序产品，其中所述第一位置、所述第二位置和所述第三位置由在所述二维图像中具有预定颜色的第一组三个图形对象和在所述三维表示中具有所述预定颜色的第二组三个图形对象指示。
20.根据权利要求19所述的计算机程序产品，其中所述操作还包括：
在所述三维表示中渲染指示所述基准平面的第三图形对象；以及
在所述三维表示中渲染指示在所述三维表示上的目标位置与所述基准平面之间的距离的第四图形对象。
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