CN117765202A - 网格三角化方法、网格三角化系统、电子设备及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种网格三角化方法、网格三角化系统、电子设备及存储介质，其中网格三角化方法包括：对内部线做离散化处理，使每条内部线被离散点分割为多个首尾相接的线段；设定区域阈值，每个区域至少包括1个交点；所述区域内的交点数量为1个时，按照第一修正规则，对交点所在线段的离散点位置进行修正；所述区域内的交点数量大于1个时，按照第二修正规则，对交点所在线段的离散点位置进行修正；将所有交点和修正后的离散点集作为三角化输入数据，做三角化处理。本发明在三角化之前对交点附近的离散点进行修正，能够在三角化时最大限度地避免小网格的产生。
Description
技术领域
本发明涉及计算机图形学技术领域，具体涉及一种网格三角化方法、网格三角化系统、电子设备及存储介质。
背景技术
对服装或布料的软件可视化方法可以用一般三角网格表示。每个服装样板具有一块独立的网格(二维网格)，这个网格可以对应到一个相同结构的三维网格进行物理仿真。
二维图形三角化质量直接影响了最终模拟的效果，在样板的制作过程中，往往需要定制一些内部图形，并且这些内部图形将参与到整个样板的制作效果中。此时，对样板三角化的过程中，需要添加这些定制的内部图形，从而产生特定形态的三角化网格。
对与一般样板图形的三角化的方法已经相对成熟(例如Delaunay网格划分方法)。因物理模拟的需要，样板网格将最大程度保持均匀划分的状态。然而，当样板指定内部线存在交叉情况时候，由于线段需要预先做离散化处理，直接使用三角化容易产生小网格，导致模拟失败、数值爆炸等问题。
因此，如何在三角化时最大限度地避免小网格的产生，是目前需要解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提出一种网格三角化方法、网格三角化系统、电子设备及存储介质，可以在三角化时最大限度地避免小网格的产生。
为了实现上述目的，本发明提供了一种网格三角化方法，参与三角化的内部线相交，所述方法包括：
对内部线做离散化处理，使每条内部线被离散点分割为多个首尾相接的线段；
设定区域阈值，每个区域至少包括1个交点；
所述区域内的交点数量为1个时，按照第一修正规则，对交点所在线段的离散点位置进行修正；
所述区域内的交点数量大于1个时，按照第二修正规则，对交点所在线段的离散点位置进行修正；
将所有交点和修正后的离散点集作为三角化输入数据，做三角化处理。
可选方案中，所述第一修正规则为：将交点所在的每条线段中距离所述交点最近的离散点置于交点所在的位置。
可选方案中，所述第二修正规则为：选定区域内一中心点，向每个交点所在的线段做投影，计算出所述中心点与投影点的距离；
设定距离阈值，若所述中心点与投影点的距离小于所述距离阈值；则将投影点所在的线段中距离所述交点最近的离散点置于所述中心点所在的位置。
可选方案中，所述方法还包括：若一条线段两端的离散点均被修正过，则判断是否需要增加插点，所述判断的方法为：
在该线段与另一线段所在的交点位置预增加一插点，判断该插点与两端的离散点之间的距离是否大于预设阈值，若大于所述预设阈值则增加插点，若小于所述预设阈值则不增加插点。
本发明还提供了一种网格三角化系统，包括：
离散模块，用于对内部线做离散化处理，使每条内部线被离散点分割为多个首尾相接的线段；
修正模块，用于设定区域阈值，每个区域至少包括1个交点；所述区域内的交点数量为1个时，按照第一修正规则，对交点所在线段的离散点位置进行修正；所述区域内的交点数量大于1个时，按照第二修正规则，对交点所在线段的离散点位置进行修正；
三角化模块，用于将所有交点和修正后的离散点集作为三角化输入数据，做三角化处理。
可选方案中，所述第一修正规则为：将交点所在的每条线段中距离所述交点最近的离散点置于交点所在的位置。
可选方案中，所述第二修正规则为：选定区域内一中心点，向每个交点所在的线段做投影，计算出所述中心点与投影点的距离；
设定距离阈值，若所述距离小于所述距离阈值；则将投影点所在的线段中距离所述交点最近的离散点置于所述中心点所在的位置。
可选方案中，所述系统还包括插点模块，所述插点模块用于：当一条线段两端的离散点均被修正过时，判断是否需要增加插点，所述判断的方法为：
在该线段与另一线段所在的交点位置预增加所述插点，判断该插点与两端的离散点之间的距离是否大于预设阈值，若大于所述预设阈值则增加插点，若小于所述预设阈值则不增加插点。
本发明还提供了一种电子设备，所述电子设备包括：
存储器，存储有可执行指令；
处理器，所述处理器运行所述存储器中的所述可执行指令，以实现上述的网格三角化方法。
本发明还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述的网格三角化方法。
本发明的有益效果在于：
本发明在三角化之前对交点附近的离散点进行修正，能够在三角化时最大限度地避免小网格的产生。
附图说明
通过结合附图对本发明示例性实施例进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，在本发明示例性实施例中，相同的参考标号通常代表相同部件。
图1为根据本发明一实施例的网格三角化方法的流程图。
图2a为根据本发明一实施例的参与三角化的内部线原始图形。
图2b为图2a采用本发明的方法三角化后的最终网格整体效果图。
图2c为图2a离散点未经修正的三角化局部示图。
图2d为图2a离散点经修正的三角化局部示图。
图3a为根据本发明一实施例的参与三角化的内部线原始图形。
图3b为图3a采用本发明的方法三角化后的最终网格整体效果图。
图3c为图3a离散点未经修正的三角化局部示图。
图3d为图3a离散点经修正的三角化局部示图。
图4a为根据本发明一实施例的参与三角化的内部线原始图形。
图4b为图4a采用本发明的方法三角化后的最终网格整体效果图。
图4c为图4a离散点未经修正的三角化局部示图。
图4d为图4a离散点经修正的三角化局部示图。
图5a为根据本发明一实施例的参与三角化的内部线原始图形。
图5b为图5a采用本发明的方法三角化后的最终网格整体效果图。
图5c为图5a离散点未经修正的三角化局部示图。
图5d为图5a离散点经修正的三角化局部示图。
图6a为根据本发明一实施例的参与三角化的内部线原始图形。
图6b为图6a采用本发明的方法三角化后的最终网格整体效果图。
图6c为图6a离散点未经修正的三角化局部示图。
图6d为图6a离散点经修正的三角化局部示图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。根据下面的说明和附图，本发明的优点和特征将更清楚，然而，需说明的是，本发明技术方案的构思可按照多种不同的形式实施，并不局限于在此阐述的特定实施例。附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
应当明白，当元件或层被称为“在...上”、“与...相邻”、“连接到”或“耦合到”其它元件或层时，其可以直接地在其它元件或层上、与之相邻、连接或耦合到其它元件或层，或者可以存在居间的元件或层。相反，当元件被称为“直接在...上”、“与...直接相邻”、“直接连接到”或“直接耦合到”其它元件或层时，则不存在居间的元件或层。应当明白，尽管可使用术语第一、第二、第三等描述各种元件、部件、区、层和/或部分，这些元件、部件、区、层和/或部分不应当被这些术语限制。这些术语仅仅用来区分一个元件、部件、区、层或部分与另一个元件、部件、区、层或部分。因此，在不脱离本发明教导之下，下面讨论的第一元件、部件、区、层或部分可表示为第二元件、部件、区、层或部分。
空间关系术语例如“在...下”、“在...下面”、“下面的”、“在...之下”、“在...之上”、“上面的”等，在这里可为了方便描述而被使用从而描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白，除了图中所示的取向以外，空间关系术语意图还包括使用和操作中的器件的不同取向。例如，如果附图中的器件翻转，然后，描述为“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征将取向为在其它元件或特征“上”。因此，示例性术语“在...下面”和“在...下”可包括上和下两个取向。器件可以另外地取向(旋转90度或其它取向)并且在此使用的空间描述语相应地被解释。
在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施例并且不作为本发明的限制。在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应明白术语“组成”和/或“包括”，当在该说明书中使用时，确定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或更多其它的特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或组的存在或添加。在此使用时，术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。
实施例1
参照图1，本实施例提供了一种网格三角化方法，参与三角化的内部线相交，所述方法包括：
对内部线做离散化处理，使每条内部线被离散点分割为多个首尾相接的线段；
设定区域阈值，每个区域至少包括1个交点；
所述区域内的交点数量为1个时，按照第一修正规则，对交点所在线段的离散点位置进行修正；
所述区域内的交点数量大于1个时，按照第二修正规则，对交点所在线段的离散点位置进行修正；
将所有交点和修正后的离散点集作为三角化输入数据，做三角化处理。离散点集为内部线上的所有离散点，包括未修正的离散点和修正后的离散点。
本实施例中，所述第一修正规则为：将交点所在的每条线段中距离所述交点最近的离散点置于交点所在的位置。所述第二修正规则为：选定区域内一中心点，向每个交点所在的线段做投影，计算出所述中心点与投影点的距离；设定距离阈值，若所述距离小于所述距离阈值；则将投影点所在的线段中距离所述交点最近的离散点置于所述中心点所在的位置。
本实施中，若一条线段两端的离散点均被修正过，则判断是否需要增加插点，判断的方法为：在该线段与另一线段所在的交点位置预增加所述插点，判断该插点与两端的离散点之间的距离是否大于预设阈值，若大于所述预设阈值则增加插点，若小于所述预设阈值则不增加插点。
参照图2a至图6d，下面以具体的实例描述本方法。
首先将轮廓和内部线(图2a、图3a、图4a、图5a、图6a中黑色线为内部线)做离散化处理，得到一个三角化离散点集(图3c、图4c、图5c、图6c中绿色的点)。每条内部线被离散点分割为多个首尾相接的线段，为了便于区分，将相邻的线段用红色线条和蓝色线条表示。
1、将每一条需要作三角化处理的内部线预先设置标记，将所有相关交点记录在这些线段上，例如：图2b中所示三条内部线相交，且有三个交点：{P1，P2，P3}。根据具体情况设置一区域阈值，对每个交点作区域划分；每个交点可以单独作为一个区域，一个区域也可以包括两个交点，根据设计的要求划分区域。本实施例中，使用平面包围矩形区域作为交点划分区域，将矩形区域对角长度作为区域阈值d，并且对每个交点作区域划分。如图2c中，交点P1、P2、P3均在同一区域内。图4c中，交点P1、P2在同一区域内，交点P3、P4、P5、P6每个交点为一个区域。
2、对区域内仅单个交点的进行修正(例如图4c中的P3、P4、P5、P6这些交点)，找到由每条内部线上所处的分段区间(由两个相邻离散点决定一条分段线段，可参见相关例图中红蓝相间的线段，一种颜色代表了一段分段区间)；将距离交点近的一端(离散点)修正为交点的坐标位置(例如图4c中，P4所在区间Q1-Q2，则将离散点Q1(Q1比Q2距离交点近)置于交点P4位置，同样对区间Q3-Q4，将离散点Q3置于交点P4位置；并将满足修正条件的交点设置一个处理标识(此处作此处理为了避免后续操作干扰)。
3、对区域内具有多个交点的进行修正。对区域内的多重交点(一般指由两条以上交线产生的交点集，例如图2c中的{P1，P2，P3}，图4c中的{P1，P2})计算该交点集所在中心位置(例如可以取包围盒的几何中心点，如图4c中的M1点，向每个交点所在的线段做投影，得到一个投影点P，计算出中心点与投影点p之间的距离。设计一中心点与投影点的距离阈值t，若中心点与投影点之间的距离小于距离阈值t，则将投影点所在的线段中距离交点最近的离散点修正到中心点所在的位置，例如图4c中Q5-Q6，Q7-Q10区间，将离散点Q5、Q7置于M1处，而Q8-Q9区间由于中心点与投影点之间的距离大于阈值t，则不对离散点Q8、Q9进行修正)。
4、若一条线段两端的离散点均被修正过，也就意味着这条新的线段缺失交点，如图5c中，离散点Q1、Q2均被修正过(离散点Q4、Q1将被置于交点P1，离散点Q2将被置于交点P3)，新的线段Q1-Q2与Q3所在的线段没有交点，此时需要判断是否需要增加插点。判断方法为，先在线段Q1-Q2与Q3所在的线段交点位置处预增加插点P2，再判断该插点P2距离两个离散点Q1、Q2之间的距离是否大于预设阈值，若大于预设阈值则增加该插点，若小于预设阈值，则不插入新的插点，引入该阈值确保插入的插点距离两端的离散点具有一定的距离，避免因距离两端的离散点过近，从而再次导致小网格出现。
本发明在三角化之前对交点附近的离散点进行预处理，能够在三角化时最大限度地避免小网格的产生。
实施例2
本实施例提供了一种网格三角化系统，包括：
离散模块，用于对内部线做离散化处理，使每条内部线被离散点分割为多个首尾相接的线段；
修正模块，用于设定区域阈值，每个区域至少包括1个交点；所述区域内的交点数量为1个时，按照第一修正规则，对交点所在线段的离散点位置进行修正；所述区域内的交点数量大于1个时，按照第二修正规则，对交点所在线段的离散点位置进行修正；
三角化模块，用于将所有交点和修正后的离散点集作为三角化输入数据，做三角化处理。
本实施例中，所述第一修正规则为：将交点所在的每条线段中距离所述交点最近的离散点置于交点所在的位置。所述第二修正规则为：选定区域内一中心点，向每个交点所在的线段做投影，计算出所述中心点与投影点的距离；设定距离阈值，若所述距离小于所述距离阈值；则将投影点所在的线段中距离所述交点最近的离散点置于所述中心点所在的位置。
所述系统还包括插点模块，所述插点模块用于：当一条线段两端的离散点均被修正过时，判断是否需要增加插点，所述判断的方法为：
在该线段与另一线段所在的交点位置预增加所述插点，判断该插点与两端的离散点之间的距离是否大于预设阈值，若大于所述预设阈值则增加插点，若小于所述预设阈值则不增加插点。
实施例3
本实施例提供了一种电子设备包括，该电子设备包括：存储器，存储有可执行指令；处理器，处理器运行存储器中的可执行指令，以实现上述网格三角化方法。
根据本公开实施例的电子设备包括存储器和处理器。
该存储器用于存储非暂时性计算机可读指令。具体地，存储器可以包括一个或多个计算机程序产品，该计算机程序产品可以包括各种形式的计算机可读存储介质，例如易失性存储器和/或非易失性存储器。该易失性存储器例如可以包括随机存取存储器(RAM)和/或高速缓冲存储器(cache)等。该非易失性存储器例如可以包括只读存储器(ROM)、硬盘、闪存等。
该处理器可以是中央处理单元(CPU)或者具有数据处理能力和/或指令执行能力的其它形式的处理单元，并且可以控制电子设备中的其它组件以执行期望的功能。在本公开的一个实施例中，该处理器用于运行该存储器中存储的该计算机可读指令。
本领域技术人员应能理解，为了解决如何获得良好用户体验效果的技术问题，本实施例中也可以包括诸如通信总线、接口等公知的结构，这些公知的结构也应包含在本公开的保护范围之内。
实施例4
本公开实施例提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述的网格三角化方法。
根据本公开实施例的计算机可读存储介质，其上存储有非暂时性计算机可读指令。当该非暂时性计算机可读指令由处理器运行时，执行前述的本公开各实施例方法的全部或部分步骤。
上述计算机可读存储介质包括但不限于：光存储介质(例如：CD－ROM和DVD)、磁光存储介质(例如：MO)、磁存储介质(例如：磁带或移动硬盘)、具有内置的可重写非易失性存储器的媒体(例如：存储卡)和具有内置ROM的媒体(例如：ROM盒)。
上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。
Claims (10)
1.一种网格三角化方法，其特征在于，参与三角化的内部线相交，所述方法包括：
对内部线做离散化处理，使每条内部线被离散点分割为多个首尾相接的线段；
设定区域阈值，每个区域至少包括1个交点；
所述区域内的交点数量为1个时，按照第一修正规则，对交点所在线段的离散点位置进行修正；
所述区域内的交点数量大于1个时，按照第二修正规则，对交点所在线段的离散点位置进行修正；
将所有交点和修正后的离散点集作为三角化输入数据，做三角化处理。
2.如权利要求1所述的网格三角化方法，其特征在于，所述第一修正规则为：将交点所在的每条线段中距离所述交点最近的离散点置于交点所在的位置。
3.如权利要求1所述的网格三角化方法，其特征在于，所述第二修正规则为：选定区域内一中心点，向每个交点所在的线段做投影，计算出所述中心点与投影点的距离；
设定距离阈值，若所述中心点与投影点的距离小于所述距离阈值；则将投影点所在的线段中距离所述交点最近的离散点置于所述中心点所在的位置。
4.如权利要求1所述的网格三角化方法，其特征在于，所述方法还包括：若一条线段两端的离散点均被修正过，则判断是否需要增加插点，所述判断的方法为：
在该线段与另一线段所在的交点位置预增加一插点，判断该插点与两端的离散点之间的距离是否大于预设阈值，若大于所述预设阈值则增加插点，若小于所述预设阈值则不增加插点。
5.一种网格三角化系统，其特征在于，包括：
离散模块，用于对内部线做离散化处理，使每条内部线被离散点分割为多个首尾相接的线段；
修正模块，用于设定区域阈值，每个区域至少包括1个交点；所述区域内的交点数量为1个时，按照第一修正规则，对交点所在线段的离散点位置进行修正；所述区域内的交点数量大于1个时，按照第二修正规则，对交点所在线段的离散点位置进行修正；
三角化模块，用于将所有交点和修正后的离散点集作为三角化输入数据，做三角化处理。
6.如权利要求5所述的网格三角化系统，其特征在于，所述第一修正规则为：将交点所在的每条线段中距离所述交点最近的离散点置于交点所在的位置。
7.如权利要求5所述的网格三角化系统，其特征在于，所述第二修正规则为：选定区域内一中心点，向每个交点所在的线段做投影，计算出所述中心点与投影点的距离；
设定距离阈值，若所述距离小于所述距离阈值；则将投影点所在的线段中距离所述交点最近的离散点置于所述中心点所在的位置。
8.如权利要求1所述的网格三角化系统，其特征在于，所述系统还包括插点模块，所述插点模块用于：当一条线段两端的离散点均被修正过时，判断是否需要增加插点，所述判断的方法为：
在该线段与另一线段所在的交点位置预增加所述插点，判断该插点与两端的离散点之间的距离是否大于预设阈值，若大于所述预设阈值则增加插点，若小于所述预设阈值则不增加插点。
9.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：
存储器，存储有可执行指令；
处理器，所述处理器运行所述存储器中的所述可执行指令，以实现权利要求1至4任一项所述的网格三角化方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，该计算机可读存储介质存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至4任一项所述的网格三角化方法。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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