RU2276408C1 - Device and method for processing three-dimensional object with use of excitations function - Google Patents

Device and method for processing three-dimensional object with use of excitations function Download PDF

Info

Publication number
RU2276408C1
RU2276408C1 RU2004126667/09A RU2004126667A RU2276408C1 RU 2276408 C1 RU2276408 C1 RU 2276408C1 RU 2004126667/09 A RU2004126667/09 A RU 2004126667/09A RU 2004126667 A RU2004126667 A RU 2004126667A RU 2276408 C1 RU2276408 C1 RU 2276408C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
dimensional object
information
input
polygons
processing
Prior art date
Application number
RU2004126667/09A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2004126667A (en
Inventor
Кеун-хо КИМ (KR)
Кеун-хо КИМ
Сеок-йоон ДЗУНГ (KR)
Сеок-йоон ДЗУНГ
ткин Сергей Иванович В (RU)
Сергей Иванович Вяткин
Original Assignee
Самсунг Электроникс Ко., Лтд
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Самсунг Электроникс Ко., Лтд filed Critical Самсунг Электроникс Ко., Лтд
Priority to RU2004126667/09A priority Critical patent/RU2276408C1/en
Priority to KR1020050018125A priority patent/KR100647323B1/en
Publication of RU2004126667A publication Critical patent/RU2004126667A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2276408C1 publication Critical patent/RU2276408C1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T9/00Image coding
    • G06T9/001Model-based coding, e.g. wire frame
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B13/00Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion
    • G05B13/02Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric
    • G05B13/04Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric involving the use of models or simulators
    • G05B13/042Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric involving the use of models or simulators in which a parameter or coefficient is automatically adjusted to optimise the performance
    • G05B13/045Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric involving the use of models or simulators in which a parameter or coefficient is automatically adjusted to optimise the performance using a perturbation signal
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00Image analysis
    • G06T7/10Segmentation; Edge detection
    • G06T7/11Region-based segmentation
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2219/00Indexing scheme for manipulating 3D models or images for computer graphics
    • G06T2219/20Indexing scheme for editing of 3D models
    • G06T2219/2021Shape modification

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Processing Or Creating Images (AREA)
  • Image Processing (AREA)

Abstract

FIELD: engineering of image processing devices.
SUBSTANCE: information is produced about position of surface of input three-dimensional object, this surface is simplified as a set of base polygons, information is produced about position of simplified surface of input three-dimensional object and information map of surface is generated on basis of information about position of surface of input three-dimensional object prior to simplification and information about position of simplified surface of input three-dimensional object; surface of each basic polygon is split in information map of surface on multiple area and excitations function is produced for each area; error is determined between object on basis of excitations function and by given three-dimensional object; it is determined whether error is less than threshold value; if error is less than threshold value, match is set between coefficients of excitation functions for basic polygons and information about basic polygons, while information map of surface is information about surface of input three-dimensional object, and if error is not less than threshold value, than surface of object, represented by information map, is split finer in comparison to previous splitting.
EFFECT: possible processing of three-dimensional object with highly efficient compression.
2 cl, 13 dwg

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕFIELD OF THE INVENTION

Настоящее изобретение относится к устройству для обработки изображений, таким как персональный компьютер (PC), персональное цифровое информационное устройство (PDA), сотовый телефон или подобным им, а в частности к устройству и способу для обработки изображений, включающих в себя трехмерный объект.The present invention relates to an image processing device, such as a personal computer (PC), personal digital information device (PDA), a cellular telephone or the like, and in particular, to an image processing apparatus and method including a three-dimensional object.

ОПИСАНИЕ ПРЕДШЕСТВУЮЩЕГО УРОВНЯ ТЕХНИКИDESCRIPTION OF THE PRIOR ART

Раскрыты несколько известных способов моделирования трехмерного (3-D) объекта.Several well-known methods for modeling a three-dimensional (3-D) object are disclosed.

Одним из известных способов является способ отображения "капельных объектов" (Blobby objects), раскрытый в работе "A Generalization of Algebraic Surface Drawing", Blinn J, которая была опубликована в журнале 'ACM Transactions on Graphics' vol. 1,No. 3, pp. 135-256, 1982.One well-known method is the Blobby objects display method disclosed in A Generalization of Algebraic Surface Drawing, Blinn J, which was published in the journal 'ACM Transactions on Graphics' vol. 1, No. 3, pp. 135-256, 1982.

Другим таким способом является способ отображения объектов-метасфер (Metaballs object), раскрытый в работе "Object Modeling by Distributed Function and a Method of Image Generation", Nishimura H., Hirai M., Kawai T., Kawata T., Shirakawa I. и Omura K., которая была опубликована в журнале 'Transactions of IECE of Japan', vol. J68-D, No. 4, pp. 718-725, 1985. Еще одним из таких способов является способ отображения "мягких объектов", раскрытый в работе "Data Structure for Soft Objects", Wyvill G., McPheeters C., and Wyvill B., которая была опубликована в журнале 'The Visual Computer', vol. 2, No. 4, pp. 227-234, 1986. В упомянутых выше способах отображения "капельных объектов", "метасфер" и "мягких объектов" объект представляется в виде неявной функции. Таким образом эти способы не подходят для моделирования формы в машинной графике.Another such method is the Metaballs object mapping method disclosed in "Object Modeling by Distributed Function and a Method of Image Generation", Nishimura H., Hirai M., Kawai T., Kawata T., Shirakawa I. and Omura K., which was published in the journal Transactions of IECE of Japan, vol. J68-D, No. 4, pp. 718-725, 1985. Another such method is a method for displaying “soft objects” disclosed in “Data Structure for Soft Objects,” Wyvill G., McPheeters C., and Wyvill B., which was published in 'The Visual Computer ', vol. 2, No. 4, pp. 227-234, 1986. In the aforementioned methods for displaying “drip objects”, “metaspheres” and “soft objects”, the object is represented as an implicit function. Therefore, these methods are not suitable for modeling shapes in computer graphics.

Еще одним из традиционных способов является способ отображения поверхностей свертки, раскрытый в работе "Creating and Rendering Convolution Surfaces", McCormack J. и Sherstyuk A., которая была опубликована в журнале 'Computer Graphics Forum', vol. 17, No. 2, pp. 113-120, 1998.Another traditional way is the method of displaying convolution surfaces, described in "Creating and Rendering Convolution Surfaces", McCormack J. and Sherstyuk A., which was published in the journal Computer Graphics Forum, vol. 17, No. 2, pp. 113-120, 1998.

Еще одним из традиционных способов является способ отображения объемных сплайнов на основе функции Грина, раскрытый в книге "Spline Functions: Theory, Algorithms and Programs", Vasilenko V.A., опубликованной издательством Наука, Новосибирск в 1983 г. на русском языке.Another traditional way is the way to display volume splines based on the Green function, which is disclosed in the book "Spline Functions: Theory, Algorithms and Programs", Vasilenko V.A., published by the publishing house Nauka, Novosibirsk in 1983 in Russian.

В системе, построенной на основе способа отображения поверхностей свертки и способа отображения объемных сплайнов, структура данных не компактна и вычисления не просты.In a system based on a method for displaying convolution surfaces and a method for displaying volume splines, the data structure is not compact and calculations are not simple.

Еще одним из традиционных способов является способ отображения пространственных фрагментов, раскрытый в работе "Representation of Real-life 3D Models by Spatial Patches", Denis V. Ivanov и Yevgenity P. Kuzmin. В этом традиционном способе соседние пространственные фрагменты в моделях пространственно не связаны между собой. Таким образом, видимые искажения (артефакты) изображения образуются в местах перекрывания нескольких фрагментов.Another traditional method is the method of displaying spatial fragments, disclosed in "Representation of Real-life 3D Models by Spatial Patches", Denis V. Ivanov and Yevgenity P. Kuzmin. In this traditional method, adjacent spatial fragments in models are not spatially interconnected. Thus, visible distortions (artifacts) of the image are formed at the places where several fragments overlap.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION

Настоящее изобретение обеспечивает устройство для обработки трехмерного объекта для высокоэффективного сжатия данных на поверхности трехмерного объекта при помощи функции возмущений.The present invention provides a device for processing a three-dimensional object for highly efficient data compression on the surface of a three-dimensional object using a perturbation function.

Настоящее изобретение также обеспечивает устройство для обработки трехмерного объекта, восстанавливающее исходный трехмерный объект из трехмерного объекта, сжатого с высокой эффективностью при помощи функции возмущений.The present invention also provides a device for processing a three-dimensional object, restoring the original three-dimensional object from a three-dimensional object, compressed with high efficiency using the perturbation function.

Настоящее изобретение также обеспечивает способ обработки трехмерного объекта для высокоэффективного сжатия данных на поверхности трехмерного объекта при помощи функции возмущений.The present invention also provides a method for processing a three-dimensional object for highly efficient data compression on the surface of a three-dimensional object using a perturbation function.

Настоящее изобретение также обеспечивает способ обработки трехмерного объекта для восстановления исходного трехмерного объекта из трехмерного объекта, сжатого с высокой эффективностью при помощи функции возмущений.The present invention also provides a method for processing a three-dimensional object to restore the original three-dimensional object from a three-dimensional object, compressed with high efficiency using a perturbation function.

В соответствии с аспектом настоящего изобретения, обеспечивается устройство для обработки трехмерного объекта, включающее в себя: генератор информационной карты поверхности, который получает информацию о позиции поверхности входного трехмерного объекта, упрощает поверхность входного трехмерного объекта во множество базовых полигонов и генерирует информационную карту поверхности на основе информации о позиции поверхности входного трехмерного объекта, до упрощения, и информации о позиции упрощенной поверхности входного трехмерного объекта; генератор функции возмущений, который разбивает поверхность каждого из упомянутых базовых полигонов, представленных информационной картой поверхности, на множество областей и генерирует функцию возмущений для каждой из упомянутых областей; средство проверки ошибок, которое выполняет проверку в отношении того, меньше ли ошибка между объектом, сформированным на основе сгенерированных функций возмущений, и входным трехмерным объектом, чем некоторое пороговое значение и выдает результат проверки как управляющий сигнал; и модуль сохранения, который, в ответ на управляющий сигнал, устанавливает соответствие между коэффициентами функций возмущений, сгенерированными для базовых полигонов, и информацией о базовых полигонах, соответствующих этим коэффициентам, и сохраняет согласованные результаты. Информационная карта поверхности есть информация о поверхности входного трехмерного объекта, и генератор функции возмущений более мелко делит поверхность объекта, представленную информационной картой поверхности, в ответ на управляющий сигнал, по сравнению с предыдущим разбиением.In accordance with an aspect of the present invention, there is provided a device for processing a three-dimensional object, including: a surface information map generator that obtains information about a surface position of an input three-dimensional object, simplifies a surface of an input three-dimensional object into a plurality of base polygons, and generates a surface information map based on information about the position of the surface of the input three-dimensional object, to simplify, and information about the position of the simplified surface of the input three-dimensional object; a perturbation function generator that divides the surface of each of said base polygons represented by a surface information map into a plurality of regions and generates a perturbation function for each of said regions; error checking means that checks whether the error between the object formed on the basis of the generated perturbation functions and the input three-dimensional object is less than some threshold value and generates the result of the verification as a control signal; and a storage module, which, in response to the control signal, establishes a correspondence between the coefficients of the disturbance functions generated for the base polygons and the information about the base polygons corresponding to these coefficients, and stores the consistent results. The surface information map is information about the surface of the input three-dimensional object, and the perturbation function generator more finely divides the surface of the object represented by the surface information map in response to the control signal, compared with the previous partition.

В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения, устройство для обработки трехмерного объекта может дополнительно включать в себя: селектор данных, который принимает согласованные и сохраненные результаты и выбирает часть из принятых результатов; модуль восстановления данных, который восстанавливает функции возмущений базовых полигонов и информацию о базовых полигонах с использованием результатов, выбранных селектором данных; и модуль восстановления объекта, который восстанавливает трехмерный объект на основе функций возмущений, восстановленных для базовых полигонов, и восстановленной информации о базовых полигонах и выдает восстановленный трехмерный объект.In accordance with another aspect of the present invention, a device for processing a three-dimensional object may further include: a data selector that receives consistent and stored results and selects a portion of the received results; a data recovery module that restores the disturbance functions of base polygons and information about base polygons using the results selected by the data selector; and an object recovery module that reconstructs a three-dimensional object based on perturbation functions reconstructed for the base polygons and reconstructed information about the base polygons and provides a reconstructed three-dimensional object.

В соответствии с еще одним аспектом настоящего изобретения, обеспечивается способ обработки трехмерного объекта, включающий в себя этапы, на которых: получают информацию о позиции поверхности входного трехмерного объекта, упрощают поверхность входного трехмерного объекта во множество базовых полигонов, получают информацию о позиции упрощенной поверхности входного трехмерного объекта и генерируют информационную карту поверхности на основе информации о позиции поверхности входного трехмерного объекта, до упрощения, и информации о позиции упрощенной поверхности входного трехмерного объекта; разбивают поверхность каждого из упомянутых базовых полигонов, представленных информационной картой поверхности, на множество областей и получают функцию возмущений для каждой из упомянутых областей; получают ошибку между объектом, сформированным на основе сгенерированных функций возмущений, и заданным трехмерным объектом; определяют, меньше ли эта ошибка, чем некоторое пороговое значение; и если определено, что ошибка меньше этого порогового значения, устанавливают соответствие между коэффициентами функций возмущений, сгенерированными для базовых полигонов, и информацией о базовых полигонах, соответствующих этим коэффициентам, и сохраняют согласованные результаты. Информационная карта поверхности есть информация о поверхности входного трехмерного объекта. Если определено, что ошибка не меньше, чем пороговое значение, то поверхность объекта, представленная информационной картой поверхности, разбивают более мелко по сравнению с предыдущим разбиением.In accordance with another aspect of the present invention, there is provided a method for processing a three-dimensional object, comprising the steps of: obtaining information about the position of the surface of the input three-dimensional object, simplifying the surface of the input three-dimensional object into many basic polygons, obtaining information about the position of the simplified surface of the input three-dimensional object and generate an information map of the surface based on information about the position of the surface of the input three-dimensional object, to simplify, and information on the position of the simplified surface of the input three-dimensional object; dividing the surface of each of said base polygons represented by a surface information map into a plurality of regions and obtaining a perturbation function for each of said regions; receive an error between the object formed on the basis of the generated perturbation functions and the specified three-dimensional object; determine whether this error is less than some threshold value; and if it is determined that the error is less than this threshold value, a correspondence is established between the coefficients of the disturbance functions generated for the base polygons and the information about the base polygons corresponding to these coefficients, and the agreed results are stored. A surface information map is information about the surface of an input three-dimensional object. If it is determined that the error is not less than the threshold value, then the surface of the object, represented by the information map of the surface, is broken up more finely compared to the previous partition.

В соответствии с еще одним аспектом настоящего изобретения, способ обработки трехмерного объекта может дополнительно включать в себя этапы, на которых: выбирают часть согласованных и сохраненных результатов, полученных из внешнего источника; восстанавливают функции возмущений для базовых полигонов и информацию о базовых полигонах на основе результата выбора; и восстанавливают трехмерный объект на основе функций возмущений, восстановленных для базовых полигонов, и восстановленной информации о базовых полигонах.In accordance with another aspect of the present invention, a method for processing a three-dimensional object may further include the steps of: selecting a portion of the agreed and stored results obtained from an external source; restore perturbation functions for basic polygons and information about basic polygons based on the selection result; and restore the three-dimensional object based on the functions of the disturbances, restored for the base polygons, and the restored information about the base polygons.

ПЕРЕЧЕНЬ ФИГУР ЧЕРТЕЖЕЙLIST OF DRAWINGS FIGURES

Описанные выше и другие признаки и преимущества настоящего изобретения станут более очевидными после детального описания иллюстративных вариантов осуществления настоящего изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:The above and other features and advantages of the present invention will become more apparent after a detailed description of illustrative embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings, in which:

Фиг. 1 - структурная схема устройства для обработки трехмерного объекта, использующего функцию возмущений, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;FIG. 1 is a block diagram of an apparatus for processing a three-dimensional object using a perturbation function in accordance with an embodiment of the present invention;

Фиг. 2 - блок-схема последовательности операций, поясняющая способ обработки трехмерного объекта с использованием функции возмущений, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;FIG. 2 is a flowchart illustrating a method for processing a three-dimensional object using a perturbation function in accordance with an embodiment of the present invention;

Фиг. 3A и 3B - иллюстрации для пояснения процесса упрощения трехмерного объекта, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;FIG. 3A and 3B are illustrations for explaining a simplification process of a three-dimensional object, in accordance with an embodiment of the present invention;

Фиг. 4A, 4B и 4C - иллюстрации для пояснения информационной карты поверхности, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;FIG. 4A, 4B and 4C are illustrations for explaining a surface information map in accordance with an embodiment of the present invention;

Фиг. 5A и 5B - иллюстрации для пояснения внутренних и краевых вершин, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;FIG. 5A and 5B are illustrations for explaining internal and edge vertices, in accordance with an embodiment of the present invention;

Фиг. 6A и 6B - иллюстрации примеров первой и второй итерации разбиения форм по Фиг. 4C;FIG. 6A and 6B are illustrations of examples of the first and second iteration of the partition of shapes in FIG. 4C;

Фиг. 7 - структурная схема устройства для обработки трехмерного объекта, использующего функцию возмущений, в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения; иFIG. 7 is a block diagram of an apparatus for processing a three-dimensional object using a perturbation function in accordance with another embodiment of the present invention; and

Фиг. 8 - блок-схема последовательности операций, поясняющая способ обработки трехмерного объекта, с использованием функции возмущений, в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения.FIG. 8 is a flowchart illustrating a method for processing a three-dimensional object using a perturbation function in accordance with another embodiment of the present invention.

ДЕТАЛЬНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Здесь и далее, структура и работа устройства для обработки трехмерного объекта, в соответствии с настоящим изобретением, и способа обработки трехмерного объекта, выполняемого устройством для обработки трехмерного объекта, будут описаны подробно со ссылкой на прилагаемые чертежи.Hereinafter, the structure and operation of the device for processing a three-dimensional object, in accordance with the present invention, and the method of processing a three-dimensional object performed by the device for processing a three-dimensional object, will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

На Фиг. 1 представлена структурная схема устройства для обработки трехмерного объекта, использующего функцию возмущений, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. В соответствии с Фиг. 1, прибор для обработки трехмерного объекта содержит редактор 10, генератор 12 информационной карты поверхности, генератор 14 функции возмущения, средство 16 проверки ошибок и модуль 18 сохранения.In FIG. 1 is a structural diagram of an apparatus for processing a three-dimensional object using a perturbation function in accordance with an embodiment of the present invention. In accordance with FIG. 1, the apparatus for processing a three-dimensional object comprises an editor 10, a surface information map generator 12, a perturbation function generator 14, error checking means 16, and a storage module 18.

На Фиг. 2 представлена блок-схема последовательности операций, поясняющая способ обработки трехмерного объекта с использованием функции возмущений, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Здесь способ обработки трехмерного объекта включает в себя этап 30 редактирования данных, этапы 32, 34, 36 и 38 сжатия результатов редактирования и этап 40 сохранения результатов сжатия.In FIG. 2 is a flowchart illustrating a method for processing a three-dimensional object using a perturbation function in accordance with an embodiment of the present invention. Here, a method for processing a three-dimensional object includes a step 30 for editing data, steps 32, 34, 36 and 38 for compressing the editing results and a step 40 for saving the compression results.

Здесь обработка трехмерного объекта подразумевает выполнение, по меньшей мере, одной операции редактирования, сжатия и восстановления трехмерного объекта.Here, processing a three-dimensional object involves performing at least one operation of editing, compressing, and restoring a three-dimensional object.

На этапе 30 редактор 10 принимает базовое трехмерное изображение или сеточные данные через узел ввода IN1, редактирует трехмерное базовое изображение или сеточные данные и выдает результаты редактирования в виде трехмерного объекта на генератор 12 информационной карты поверхности. Например, редактор 10 может редактировать трехмерное базовое изображение или сеточные данные посредством сдвига, масштабирования, вращения или перемещения трехмерного базового изображения или сеточных данных. Трехмерное изображение, передаваемое редактору 10 через узел ввода IN1, может представлять собой куб, сферу, эллипсоид или нечто подобное. Также термин "сеточные данные" обозначает данные об изображении, таком как изображение кролика, изображение оружия или нечто подобного, предварительно сгенерированные проектировщиком.At step 30, the editor 10 receives the basic three-dimensional image or grid data through the input node IN1, edits the three-dimensional basic image or grid data and provides the editing results as a three-dimensional object to the surface information map generator 12. For example, editor 10 may edit a three-dimensional base image or grid data by moving, scaling, rotating, or moving a three-dimensional base image or grid data. The three-dimensional image transmitted to the editor 10 through the input node IN1 may be a cube, sphere, ellipsoid, or something similar. Also, the term "grid data" refers to image data, such as a rabbit image, a weapon image, or the like, previously generated by the designer.

В соответствии с настоящим изобретением, редактор 10 может генерировать сеточные данные посредством редактирования трехмерного базового изображения, введенного через узел ввода IN1, вместо того, чтобы получать сеточные данные из внешнего источника.According to the present invention, the editor 10 can generate grid data by editing a three-dimensional basic image input through the input node IN1, instead of receiving grid data from an external source.

После этапа 30 на этапах 32, 34, 36 и 38 модуль 20 сжатия сжимает результаты редактирования. Для выполнения операции сжатия модуль 20 сжатия включает в себя генератор 12 информационной карты поверхности, генератор 14 функции возмущений и средство 16 проверки ошибок. Здесь модуль 22 моделирования может включать в себя редактор 10 и модуль 20 сжатия. Модуль 22 моделирования моделирует базовое трехмерное изображение или сеточные данные, введенные через узел ввода IN1.After step 30, in steps 32, 34, 36 and 38, the compression unit 20 compresses the editing results. To perform the compression operation, the compression module 20 includes a surface information map generator 12, a perturbation function generator 14, and error checking means 16. Here, the simulation module 22 may include an editor 10 and a compression module 20. The simulation module 22 models the basic three-dimensional image or grid data inputted through the input node IN1.

Сначала, на этапе 32, генератор 12 информационной карты поверхности упрощает поверхность трехмерного объекта, полученного от редактора 10, до множества базовых полигонов, генерирует, в качестве информационной карты поверхности, информацию о поверхности трехмерного объекта на основе информации о позиции упрощенной поверхности трехмерного объекта и позиции неупрощенной поверхности трехмерного объекта и выдает сгенерированную информационную карту поверхности на генератор 14 функции возмущений. Здесь базовый полигон может быть плоской фигурой, такой как треугольник, четырехугольник, пятиугольник, шестиугольник, восьмиугольник и так далее, в которой углы образованы линейными отрезками. Информационная карта поверхности включает в себя информацию о расстоянии и высоте, которая будет детально описана ниже.First, in step 32, the surface information map generator 12 simplifies the surface of a three-dimensional object obtained from editor 10 to a plurality of base polygons, generates, as a surface information map, information about the surface of a three-dimensional object based on information about the position of the simplified surface of the three-dimensional object and position non-simplified surface of a three-dimensional object and provides a generated surface information map to the perturbation function generator 14. Here, the base polygon can be a planar figure, such as a triangle, a quadrangle, a pentagon, a hexagon, an octagon, and so on, in which the corners are formed by linear segments. The surface information map includes distance and height information, which will be described in detail below.

В соответствии с настоящим изобретением, устройство для обработки трехмерного объекта, изображенное на Фиг. 1, также может быть реализовано без редактора 10. В этом случае генератор 12 информационной карты поверхности принимает трехмерный объект из внешнего источника через узел ввода IN2.In accordance with the present invention, the apparatus for processing a three-dimensional object shown in FIG. 1, can also be implemented without an editor 10. In this case, the surface information map generator 12 receives a three-dimensional object from an external source through the input node IN2.

На Фиг. 3A и 3B объясняется процесс упрощения трехмерного объекта в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Фиг. 3A иллюстрирует неупрощенный трехмерный объект, а Фиг. 3B - упрощенный.In FIG. 3A and 3B, a simplification process of a three-dimensional object in accordance with an embodiment of the present invention is explained. FIG. 3A illustrates a non-simplified three-dimensional object, and FIG. 3B - simplified.

Генератор 12 информационной карты поверхности может упростить поверхность трехмерного объекта, такого как объект, представленный на Фиг. 3A, заменой поверхности трехмерного объекта базовыми полигонами, например треугольниками. Например, если число треугольников, образующих поверхность трехмерного объекта по Фиг. 3A, составляет 69451, то генератор 12 информационной карты поверхности может упростить поверхность трехмерного объекта по Фиг. 3A при помощи уменьшения числа треугольников, образующих поверхность трехмерного объекта до 100, как показано на Фиг. 3B.The surface information map generator 12 can simplify the surface of a three-dimensional object, such as the object shown in FIG. 3A by replacing the surface of a three-dimensional object with basic polygons, such as triangles. For example, if the number of triangles forming the surface of the three-dimensional object of FIG. 3A is 69451, then the surface information map generator 12 can simplify the surface of the three-dimensional object of FIG. 3A by reducing the number of triangles forming the surface of a three-dimensional object to 100, as shown in FIG. 3B.

Генератор 12 информационной карты поверхности упрощает поверхность трехмерного объекта посредством применения нескольких традиционных способов. Один из традиционных способов описан в работе "Optimal Triangulation and Quadric-Based Surface Simplification", Paul S. Heckbert и Michael Garland, Journal of Computational Geometry; Theory and Applications, 25 октября 1999.The surface information map generator 12 simplifies the surface of a three-dimensional object by applying several conventional methods. One of the traditional methods is described in Optimal Triangulation and Quadric-Based Surface Simplification, Paul S. Heckbert and Michael Garland, Journal of Computational Geometry; Theory and Applications, October 25, 1999.

Фиг. 4A, 4B и 4C поясняют информационную карту поверхности, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. На Фиг. 4A представлена информационная карта поверхности трехмерного объекта, изображенного на Фиг. 3A, на Фиг. 4B представлена информационная карта поверхности, соответствующая фрагменту информационной карты поверхности, изображенной на Фиг. 4A, с базовыми полигонами треугольной формы, и на Фиг. 4C представлен пример информационной карты поверхности. Здесь термин "фрагмент" включает каждый базовый полигон, образующий упрощенную поверхность трехмерного объекта, представленного на Фиг. 3B.FIG. 4A, 4B and 4C illustrate a surface information map in accordance with an embodiment of the present invention. In FIG. 4A is an information map of the surface of the three-dimensional object shown in FIG. 3A, in FIG. 4B is a surface information map corresponding to a fragment of the surface information map shown in FIG. 4A, with triangular base polygons, and in FIG. 4C shows an example of a surface information map. Here, the term “fragment” includes each base polygon forming a simplified surface of the three-dimensional object shown in FIG. 3B.

После упрощения поверхности трехмерного объекта генератор 12 информационной карты поверхности может вычесть упрощенную поверхность трехмерного объекта по Фиг. 3B из неупрощенной поверхности трехмерного объекта по Фиг. 3A и определить результат вычитания как информационную карту поверхности по отношению к поверхности трехмерного объекта по Фиг. 3A.After simplifying the surface of a three-dimensional object, the surface information map generator 12 can subtract the simplified surface of the three-dimensional object of FIG. 3B from the non-simplified surface of the three-dimensional object of FIG. 3A and determine the result of the subtraction as an information map of the surface with respect to the surface of the three-dimensional object of FIG. 3A.

Информационная карта поверхности будет обсуждаться ниже.The surface information map will be discussed below.

Предполагается, что поверхность возмущенной формы включает в себя внутренние вершины 62, обозначенные черными точками, и краевые вершины 64, обозначенные белыми точками. Вершина называется внутренней, если количество вершин, соседних с вершиной v, равно количеству треугольников, включающих вершину v. Когда количество вершин, соседних с вершиной v, не равно количеству треугольников, включающих вершину v, вершина называется краевой.It is assumed that the surface of the perturbed shape includes inner vertices 62, indicated by black dots, and edge vertices 64, indicated by white dots. A vertex is called internal if the number of vertices adjacent to v is equal to the number of triangles that include v. When the number of vertices adjacent to the vertex v is not equal to the number of triangles including the vertex v, the vertex is called a boundary vertex.

Фиг. 5A и 5B иллюстрируют внутренние и краевые вершины, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Другими словами, на Фиг. 5A показана внутренняя вершина, а на Фиг. 5B - краевая.FIG. 5A and 5B illustrate internal and edge vertices, in accordance with an embodiment of the present invention. In other words, in FIG. 5A shows an inner vertex, and FIG. 5B - marginal.

Из Фиг. 5A видно, что вершина v является внутренней вершиной, так как у нее имеется пять соседних вершин, и пять треугольников включают вершину v. Однако вершина на Фиг. 5B является краевой вершиной, так как у нее имеется пять соседних вершин, но только четыре треугольника включают вершину v.From FIG. 5A shows that the vertex v is an internal vertex, since it has five adjacent vertices, and five triangles include the vertex v. However, the apex in FIG. 5B is an edge vertex since it has five adjacent vertices, but only four triangles include the vertex v.

Здесь информация о расстоянии включает в себя информацию о расстоянии между каждыми внутренней и краевой вершинами, и информация о высоте включает в себя информацию о высоте каждой внутренней и краевой вершины над плоскостью базового полигона.Here, the distance information includes information about the distance between each inner and edge vertices, and the height information includes information about the height of each inner and edge vertices above the plane of the base polygon.

После этапа 32 на этапе 34 генератор 14 функции возмущений разбивает поверхность объекта, полученную от генератора 12 информационной карты поверхности в виде информационной карты поверхности, на множество областей и генерирует функцию возмущений для каждой области разбиения. Здесь, функция возмущений может представлять собой одну из нескольких полигональных форм.After step 32, at step 34, the perturbation function generator 14 partitions the surface of the object obtained from the surface information map generator 12 in the form of a surface information map into a plurality of regions and generates a perturbation function for each partitioned region. Here, the perturbation function can be one of several polygonal shapes.

В соответствии с аспектом настоящего изобретения, каждая функция возмущений может быть представлена в виде уравнения 1:In accordance with an aspect of the present invention, each perturbation function can be represented as equation 1:

Figure 00000002
...(1)
Figure 00000002
...(one)

где F(x,y,z) обозначает функцию возмущений, A11, A22, A33, A12, A13, A23, A14, A24, A34 и A44 обозначают коэффициенты функции возмущений, и x, y и z обозначают оси в трехмерном пространстве. Форма полигона, определяемого данной функцией возмущений, определяется в зависимости от значений коэффициентов функции возмущений. Например, когда {A11, A22, A33, A12, A13, A23, A14, A24, A34, A44} есть {-1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 0, 0}, функция возмущений имеет параболическую форму. Когда {A11, A22, A33, A12, A13, A23, A14, A24, A34, A44} есть {-1, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1}, функция возмущений имеет гиперболическую форму. Когда {A11, A22, A33, A12, A13, A23, A14, A24, A34, A44} есть {-1, -1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1}, функция возмущений имеет цилиндрическую форму. Когда {A11, A22, A33, A12, A13, A23, A14, A24, A34, A44} есть {-1, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0}, функция возмущений имеет вид F(x, y, z)=-x2+y2. Когда {A11, A22, A33, A12, A13, A23, A14, A24, A34, A44} есть {0, -1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1}, функция возмущений имеет слоистую форму. Когда {A11, A22, A33, A12, A13, A23, A14, A24, A34, A44} есть {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 0, 0}, функция возмущений имеет форму плоскости. Когда {A11, A22, A33, A12, A13, A23, A14, A24, A34, A44} есть {-1, -1, -1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1}, функция возмущений имеет эллиптическую форму. Когда {A11, A22, A33, A12, A13, A23, A14, A24, A34, A44} есть {-1, 1, -1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0}, функция возмущений имеет коническую форму. Когда {A11, A22, A33, A12, A13, A23, A14, A24, A34, A44} есть {-1, -1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 0}, функция возмущений имеет эллиптически параболическую форму. Когда {A11, A22, A33, A12, A13, A23, A14, A24, A34, A44} есть {-1, 1, -1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1}, функция возмущений имеет одногиперболическую форму. Когда {A11, A22, A33, A12, A13, A23, A14, A24, A34, A44} есть {-1, 1, -1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, -1}, функция возмущений имеет дуально гиперболическую форму. Когда {A11, A22, A33, A12, A13, A23, A14, A24, A34, A44} есть {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 1}, функция возмущений имеет треугольную форму.where F (x, y, z) denotes the disturbance function, A 11 , A 22 , A 33 , A 12 , A 13 , A 23 , A 14 , A 24 , A 34 and A 44 denote the coefficients of the disturbance function, and x y and z denote axes in three-dimensional space. The shape of the polygon determined by this disturbance function is determined depending on the values of the coefficients of the disturbance function. For example, when {A 11 , A 22 , A 33 , A 12 , A 13 , A 23 , A 14 , A 24 , A 34 , A 44 } there are {-1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0 , 1, 0, 0}, the perturbation function has a parabolic shape. When {A 11 , A 22 , A 33 , A 12 , A 13 , A 23 , A 14 , A 24 , A 34 , A 44 } is {-1, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0 , 0, 1}, the perturbation function has a hyperbolic form. When {A 11 , A 22 , A 33 , A 12 , A 13 , A 23 , A 14 , A 24 , A 34 , A 44 } is {-1, -1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1}, the perturbation function has a cylindrical shape. When {A 11 , A 22 , A 33 , A 12 , A 13 , A 23 , A 14 , A 24 , A 34 , A 44 } is {-1, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0 , 0, 0}, the perturbation function has the form F (x, y, z) = - x 2 + y 2 . When {A 11 , A 22 , A 33 , A 12 , A 13 , A 23 , A 14 , A 24 , A 34 , A 44 } is {0, -1, 0, 0, 0, 0, 0, 0 , 0, 1}, the perturbation function has a layered form. When {A 11 , A 22 , A 33 , A 12 , A 13 , A 23 , A 14 , A 24 , A 34 , A 44 } is {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 0, 0}, the perturbation function has the shape of a plane. When {A 11 , A 22 , A 33 , A 12 , A 13 , A 23 , A 14 , A 24 , A 34 , A 44 } is {-1, -1, -1, 0, 0, 0, 0 , 0, 0, 1}, the perturbation function has an elliptical shape. When {A 11 , A 22 , A 33 , A 12 , A 13 , A 23 , A 14 , A 24 , A 34 , A 44 } is {-1, 1, -1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0}, the perturbation function has a conical shape. When {A 11 , A 22 , A 33 , A 12 , A 13 , A 23 , A 14 , A 24 , A 34 , A 44 } is {-1, -1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 0}, the perturbation function has an elliptically parabolic shape. When {A 11 , A 22 , A 33 , A 12 , A 13 , A 23 , A 14 , A 24 , A 34 , A 44 } is {-1, 1, -1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1}, the perturbation function has a single hyperbolic form. When {A 11 , A 22 , A 33 , A 12 , A 13 , A 23 , A 14 , A 24 , A 34 , A 44 } is {-1, 1, -1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, -1}, the perturbation function has a dual hyperbolic form. When {A 11 , A 22 , A 33 , A 12 , A 13 , A 23 , A 14 , A 24 , A 34 , A 44 } is {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 1}, the perturbation function has a triangular shape.

В соответствии с еще одним аспектом настоящего изобретения, каждая функция возмущений может быть выражена в одной из следующих форм (уравнения 2-6):In accordance with another aspect of the present invention, each perturbation function can be expressed in one of the following forms (equations 2-6):

Figure 00000003
...(2)
Figure 00000003
... (2)

Figure 00000004
...(3)
Figure 00000004
... (3)

Figure 00000005
...(4)
Figure 00000005
...(four)

Figure 00000006
...(5)
Figure 00000006
...(5)

Figure 00000007
...(6)
Figure 00000007
... (6)

где x, y и z обозначают оси координат в трехмерном пространстве, и a, b и c представляют собой коэффициенты функции возмущений, соответствующие произвольным величинам на осях.where x, y, and z denote the coordinate axes in three-dimensional space, and a, b, and c are perturbation function coefficients corresponding to arbitrary values on the axes.

Например, когда функция возмущений выражена в форме уравнения 2, она представляет собой точку. Когда функция возмущений выражена в форме уравнения 3, она представляет собой прямую. Когда функция возмущений выражена в форме уравнения 4, она представляет собой пару пересекающихся плоскостей. Когда функция возмущений выражена в форме уравнения 5, она представляет собой пару параллельных плоскостей. Когда функция возмущений выражена в форме уравнения 5, она представляет собой одну вещественную плоскость.For example, when the perturbation function is expressed in the form of equation 2, it represents a point. When the perturbation function is expressed in the form of equation 3, it is a straight line. When the perturbation function is expressed in the form of equation 4, it is a pair of intersecting planes. When the perturbation function is expressed in the form of equation 5, it is a pair of parallel planes. When the perturbation function is expressed in the form of equation 5, it represents one real plane.

В случае, когда информационная карта поверхности включает в себя четыре типа форм 80, 82, 84 и 86, как показано на Фиг. 4C, генератор 14 функции возмущений разбивает каждую из форм 80, 82, 84 и 86 информационной карты поверхности на множество областей. Например, когда базовое тело, представленное при помощи функции возмущений, является эллипсоидом, то есть каждая область из множества областей есть эллипсоид, генератор 14 функции возмущений может разбить каждую из форм 80, 82, 84 и 86 на множество эллипсоидов разной формы и сгенерировать функции возмущений для эллипсоидов разной формы, соответствующих множеству областей. Здесь вместо эллипсоида, базовое тело может быть кубом, сферой или другим подобным объектом.In the case where the surface information map includes four types of shapes 80, 82, 84 and 86, as shown in FIG. 4C, the perturbation function generator 14 splits each of the surface information map forms 80, 82, 84, and 86 into a plurality of regions. For example, when the base body represented by the perturbation function is an ellipsoid, that is, each region of the plurality of regions is an ellipsoid, the perturbation function generator 14 can split each of the forms 80, 82, 84 and 86 into many ellipsoids of various shapes and generate perturbation functions for ellipsoids of different shapes corresponding to many regions. Here, instead of an ellipsoid, the base body can be a cube, sphere, or other similar object.

После этапа 34 на этапе 36 средство 16 проверки ошибок определяет ошибку между объектом, сформированным на основе функций возмущений, сгенерированных генератором 14 функции возмущений, и трехмерным объектом, полученным от редактора 10 или через узел ввода IN2.After step 34, at step 36, the error checking means 16 determines the error between the object formed on the basis of the perturbation functions generated by the perturbation function generator 14 and the three-dimensional object received from the editor 10 or via the input node IN2.

После этапа 36 на этапе 38 средство 16 проверки ошибок проверяет, меньше ли величина ошибки, чем заданное пороговое значение и выдает результат проверки в виде управляющего сигнала на модуль 18 сохранения и генератор 14 функции возмущений. В соответствии с настоящим изобретением, пороговое значение может быть определено с учетом разрешения или размера устройства воспроизведения изображений (не показано на чертежах) для отображения изображения, содержащего трехмерный объект. Например, в случае высокого разрешения и большого размера устройства воспроизведения изображений, пороговое значение может принимать наименьшее из возможных значений. Тем не менее, когда разрешение низкое или мал размер устройства воспроизведения изображений, пороговое значение может принимать максимальное из возможных значений.After step 36, at step 38, the error checking means 16 checks whether the error value is less than the predetermined threshold value and outputs the verification result as a control signal to the storage unit 18 and the perturbation function generator 14. In accordance with the present invention, a threshold value can be determined taking into account the resolution or size of the image reproducing apparatus (not shown in the drawings) for displaying an image containing a three-dimensional object. For example, in the case of high resolution and large size of the image reproducing device, the threshold value may be the smallest possible value. However, when the resolution is low or the size of the image reproducing apparatus is small, the threshold value may take the maximum possible value.

Если на этапе 38 выясняется посредством управляющего сигнала, что ошибка не меньше порогового значения, то процесс возвращается на этап 34, с тем чтобы генератор 14 функции возмущений более мелко разбил поверхность объекта, представленную информационной картой поверхности, по сравнению с предыдущим разбиением.If, at step 38, it is ascertained by means of a control signal that the error is not less than a threshold value, the process returns to step 34, so that the perturbation function generator 14 more finely breaks the surface of the object represented by the surface information map compared to the previous partition.

На Фиг. 6A и 6B представлены примеры первой и второй итераций процесса разбиения форм 80, 82, 84 и 86 по Фиг. 4C. Другими словами, Фиг. 6A показывает результат первого разбиения форм 80, 82, 84 и 86, а Фиг. 6B показывает результат второго разбиения форм 80, 82, 84 и 86. Здесь каждый из квадратов, представленных на Фиг. 6A и 6B, может быть одной из нескольких базовых форм.In FIG. 6A and 6B are examples of first and second iterations of the partitioning process of forms 80, 82, 84 and 86 of FIG. 4C. In other words, FIG. 6A shows the result of the first partition of forms 80, 82, 84 and 86, and FIG. 6B shows the result of a second partition of shapes 80, 82, 84, and 86. Here, each of the squares shown in FIG. 6A and 6B may be one of several basic forms.

Исходя из Фиг. 4C, 6A и 6B, формы 80, 82, 84 и 86 могут быть разбиты на области 100, 102, 104 и 106, соответственно. Затем, в случае если ошибка не меньше порогового значения, формы 80, 82, 84 и 86 могут быть переразбиты на области 120, 122, 124 и 126, соответственно. Например, Фиг. 6A соответствует результату, полученному после однократного выполнения этапов 34 и 36, а Фиг. 6B соответствует результату, полученному после двукратного выполнения этапов 34 и 36. Области 120, 122, 124 и 126 по Фиг. 6B были получены выполнением еще одной итерации для получения более мелкого разбиения, по сравнению с областями 100, 102, 104 и 106 по Фиг. 6A.Based on FIG. 4C, 6A and 6B, shapes 80, 82, 84, and 86 can be divided into regions 100, 102, 104, and 106, respectively. Then, if the error is not less than the threshold value, forms 80, 82, 84, and 86 can be repartitioned into regions 120, 122, 124, and 126, respectively. For example, FIG. 6A corresponds to the result obtained after performing steps 34 and 36 once, and FIG. 6B corresponds to the result obtained after performing steps 34 and 36 twice. Regions 120, 122, 124 and 126 of FIG. 6B were obtained by performing another iteration to obtain a finer partition, compared with regions 100, 102, 104 and 106 of FIG. 6A.

Если на этапе 38 выясняется посредством управляющего сигнала, что ошибка меньше порогового значения, то на этапе 40 модуль 18 сохранения устанавливает соответствие между коэффициентами функций возмущений, сгенерированными для базовых полигонов и полученными от генератора 14 функции возмущений, и информацией о базовых полигонах, соответствующих данным коэффициентам, сохраняет согласованные результаты и выводит сохраненные результаты через узел вывода OUT1. Другими словами, модуль 18 сохранения может сохранять согласованные результаты, как показано уравнением 7:If at step 38 it is ascertained by means of a control signal that the error is less than a threshold value, then at step 40, the storage module 18 establishes a correspondence between the coefficients of the disturbance functions generated for the base polygons and received from the disturbance function generator 14 and the information about the base polygons corresponding to these coefficients , saves the consistent results and outputs the stored results through the output node OUT1. In other words, the storage unit 18 can store consistent results, as shown by equation 7:

Figure 00000008
...(7)
Figure 00000008
... (7)

где F(x,y,z) обозначает функцию возмущений для каждого базового полигона, R(x,y,z) обозначает информацию о базовом полигоне, соответствующем данной функции возмущений [F(x,y,z)], а F'(x,y,z) обозначает результат объединения коэффициентов функции возмущений F(x,y,z) с информацией R(x,y,z). Здесь информация о базовом полигоне может включать в себя информацию о позиции, указывающую на расположение базового полигона на поверхности трехмерного объекта.where F (x, y, z) denotes a perturbation function for each base polygon, R (x, y, z) denotes information about the base polygon corresponding to a given perturbation function [F (x, y, z)], and F '( x, y, z) denotes the result of combining the coefficients of the perturbation function F (x, y, z) with the information R (x, y, z). Here, the information about the base polygon may include position information indicating the location of the base polygon on the surface of a three-dimensional object.

В соответствии с настоящим изобретением, информация о базовом полигоне может быть представлена в виде функций возмущений или значений координат.In accordance with the present invention, information about the base polygon can be represented as disturbance functions or coordinate values.

На Фиг. 7 представлена структурная схема устройства для обработки трехмерного объекта, использующего функцию возмущений, в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения. Из Фиг. 7 видно, что устройство для обработки трехмерного объекта включает в себя селектор 200 данных, модуль 202 восстановления данных и модуль 204 восстановления объекта.In FIG. 7 is a structural diagram of an apparatus for processing a three-dimensional object using a perturbation function in accordance with another embodiment of the present invention. From FIG. 7, the device for processing a three-dimensional object includes a data selector 200, a data recovery module 202, and an object recovery module 204.

На Фиг. 8 представлена блок-схема последовательности операций, поясняющая способ обработки трехмерного объекта с использованием функции возмущений, в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения. Здесь способ обработки трехмерного изображения включает в себя этап 220 выбора данных и этапы 222 и 224 восстановления объекта с использованием выбранных данных.In FIG. 8 is a flowchart illustrating a method for processing a three-dimensional object using a perturbation function in accordance with another embodiment of the present invention. Here, the three-dimensional image processing method includes a data selection step 220 and an object recovery steps 222 and 224 using the selected data.

Устройство и способ для обработки трехмерного объекта по Фиг. 1 и 2 служат для сжатия и сохранения трехмерного объекта, в то время как устройство и способ для обработки трехмерного объекта по Фиг. 7 и 8 служат для восстановления трехмерного объекта на основе сжатых и сохраненных данных.The apparatus and method for processing the three-dimensional object of FIG. 1 and 2 serve to compress and store a three-dimensional object, while the device and method for processing a three-dimensional object of FIG. 7 and 8 serve to restore a three-dimensional object based on compressed and stored data.

На этапе 220 селектор 200 данных по Фиг. 7 принимает данные, которые были согласованы и сохранены модулем 18 сохранения, через узел ввода IN3. Например, принятыми данными могут быть коэффициенты функций возмущений, полученные для базовых полигонов, и информация о базовых полигонах, согласованных с этими коэффициентами. Селектор 200 данных выбирает часть из принятых данных в ответ на ввод системной информации от внешнего источника через узел ввода IN4 и выводит результат выбора модулю 202 восстановления данных. Здесь системной информацией может быть информация о разрешении или размере устройства воспроизведения изображений (не показано на чертежах), включающего в себя прибор для обработки трехмерного объекта по Фиг. 7. Например, если из системной информации следует что, разрешение и/или размер устройства воспроизведения изображений высоки и/или велики, то селектор 200 данных выбирает и выдает данные в объеме, наибольшем из возможных, для мгновенного отображения. Тем не менее, если из системной информации следует, что разрешение и/или размер устройства воспроизведения изображений низки и/или малы, то селектор 200 данных выбирает и выводит данные в объеме, наименьшем из возможных.At step 220, the data selector 200 of FIG. 7 receives data that has been matched and stored by the storage unit 18 through the input node IN3. For example, the received data may be the coefficients of the perturbation functions obtained for the base polygons, and information about the base polygons consistent with these coefficients. The data selector 200 selects a portion of the received data in response to inputting system information from an external source through the input node IN4 and outputs a selection result to the data recovery unit 202. Here, the system information may be resolution or size information of an image reproducing apparatus (not shown in the drawings) including an apparatus for processing a three-dimensional object of FIG. 7. For example, if it follows from the system information that the resolution and / or size of the image reproducing device is high and / or large, then the data selector 200 selects and outputs data in the largest possible amount for instant display. However, if it follows from the system information that the resolution and / or size of the image reproducing device is low and / or small, then the data selector 200 selects and outputs the data in the smallest possible amount.

После этапа 220 на этапе 222 модуль 202 восстановления данных восстанавливает функции возмущений для базовых полигонов и информацию о базовых полигонах на основе результата, выбранного селектором 200 данных, и выводит функции возмущений и восстановленную информацию о базовых полигонах модулю 204 восстановления объекта.After step 220, at step 222, the data recovery module 202 restores the perturbation functions for the base polygons and base polygon information based on the result selected by the data selector 200, and outputs the perturbation functions and the restored base polygon information to the object recovery module 204.

После этапа 222 на этапе 224 модуль 204 восстановления объекта принимает восстановленные функции возмущений для базовых полигонов и восстановленную информацию о базовых полигонах от модуля 202 восстановления данных, восстанавливает трехмерный объект на основе принятых функций возмущений и восстановленной информации и выдает восстановленный трехмерный объект через узел вывода OUT2.After step 222, at step 224, the object recovery module 204 receives the restored perturbation functions for the base polygons and the restored base polygon information from the data recovery module 202, restores a three-dimensional object based on the received perturbation functions and the restored information, and provides the restored three-dimensional object through the output node OUT2.

Как описано выше, в устройстве и способе для обработки трехмерного объекта, в соответствии с настоящим изобретением, трехмерный объект может быть отредактирован, сжат и сохранен вне зависимости от формы трехмерного объекта. Также устройство и способ для обработки трехмерного объекта могут преодолеть ограничения неявного моделирования и быть пригодными для моделирования форм. Более того, данные о поверхности трехмерного объекта могут быть сжаты с высокой эффективностью, для того чтобы сделать структуру оборудования более простой и компактной. Сверх того, необходимое количество функций возмущений может быть получено таким образом, чтобы оно было приемлемо для разрешения или размера устройства воспроизведений на экране (не показан на чертежах). Кроме того, необходимое количество функций возмущений может быть считано. В результате объем данных, требующих сохранения или прочтения, может быть определен с высокой эффективностью.As described above, in the apparatus and method for processing a three-dimensional object, in accordance with the present invention, the three-dimensional object can be edited, compressed and saved regardless of the shape of the three-dimensional object. Also, a device and method for processing a three-dimensional object can overcome the limitations of implicit modeling and be suitable for modeling shapes. Moreover, the surface data of a three-dimensional object can be compressed with high efficiency in order to make the equipment structure simpler and more compact. Moreover, the required number of perturbation functions can be obtained in such a way that it is acceptable for the resolution or size of the playback device on the screen (not shown in the drawings). In addition, the required number of disturbance functions can be read. As a result, the amount of data requiring storage or reading can be determined with high efficiency.

Несмотря на то, что настоящее изобретение было подробным образом показано и описано со ссылкой на его иллюстративные варианты осуществления, специалисту в данной области техники должно быть понятно, что различные изменения в форме и деталях настоящего изобретения могут быть сделаны без выхода за пределы объема и сущности настоящего изобретения, определяемых нижеследующей формулой изобретения.Although the present invention has been shown and described in detail with reference to its illustrative embodiments, one skilled in the art will appreciate that various changes in the form and details of the present invention can be made without departing from the scope and spirit of the present. inventions defined by the following claims.

Claims (11)

1. Устройство для обработки трехмерного объекта, содержащее:1. A device for processing a three-dimensional object, containing: генератор информационной карты поверхности, который получает информацию о позиции поверхности входного трехмерного объекта, упрощает поверхность входного трехмерного объекта во множество базовых полигонов, получает информацию о позиции упрощенной поверхности входного трехмерного объекта и генерирует информационную карту поверхности на основе информации о позиции поверхности входного трехмерного объекта до упрощения и информации о позиции упрощенной поверхности входного трехмерного объекта;a surface information map generator that obtains information about the surface position of the input three-dimensional object, simplifies the surface of the input three-dimensional object into many basic polygons, receives information about the position of the simplified surface of the input three-dimensional object, and generates a surface information map based on information about the surface position of the input three-dimensional object to simplification and information about the position of the simplified surface of the input three-dimensional object; генератор функции возмущений, который разбивает поверхность каждого из упомянутых базовых полигонов, представленных информационной картой поверхности, на множество областей и генерирует функцию возмущений для каждой из упомянутых областей;a perturbation function generator that divides the surface of each of said base polygons represented by a surface information map into a plurality of regions and generates a perturbation function for each of said regions; средство проверки ошибок, которое выполняет проверку в отношении того, меньше ли ошибка между объектом, сформированным на основе сгенерированных функций возмущений, и входным трехмерным объектом, чем некоторое пороговое значение, и выдает результат проверки как управляющий сигнал; иerror checking means, which checks whether the error between the object formed on the basis of the generated perturbation functions and the input three-dimensional object is less than a certain threshold value, and outputs the test result as a control signal; and модуль сохранения, который в ответ на управляющий сигнал устанавливает соответствие между коэффициентами функций возмущений для базовых полигонов и информацией о базовых полигонах, соответствующих данным коэффициентам, и сохраняет согласованные результаты,a storage module, which, in response to a control signal, establishes a correspondence between the coefficients of the perturbation functions for the base polygons and information about the base polygons corresponding to these coefficients, and stores the consistent results, при этом информационная карта поверхности есть информация о поверхности входного трехмерного объекта, и генератор функции возмущений более мелко делит поверхность объекта, представленную информационной картой поверхности в ответ на управляющий сигнал, по сравнению с предыдущим разбиением.in this case, the surface information map is information about the surface of the input three-dimensional object, and the perturbation function generator more finely divides the surface of the object represented by the surface information map in response to the control signal, compared to the previous partition. 2. Устройство для обработки трехмерного объекта по п.1, дополнительно включающее в себя:2. A device for processing a three-dimensional object according to claim 1, further comprising: редактор, который редактирует трехмерное изображение или сеточные данные и выдает результаты редактирования в виде трехмерного объекта на генератор информационной карты поверхности.an editor that edits a three-dimensional image or grid data and provides the editing results as a three-dimensional object to a surface information map generator. 3. Устройство для обработки трехмерного объекта по п.1, дополнительно включающее в себя:3. A device for processing a three-dimensional object according to claim 1, further comprising: селектор данных, который принимает согласованные и сохраненные результаты и выбирает часть из принятых результатов;a data selector that receives consistent and stored results and selects a portion of the received results; модуль восстановления данных, который восстанавливает функции возмущений базовых полигонов и информацию о базовых полигонах с использованием результата, выбранного селектором данных; иa data recovery module that restores the disturbance functions of base polygons and information about base polygons using the result selected by the data selector; and модуль восстановления объекта, который восстанавливает трехмерный объект на основе функций возмущений, восстановленных для базовых полигонов, и восстановленной информации о базовых полигонах и выдает восстановленный трехмерный объект.an object recovery module that restores a three-dimensional object based on disturbance functions restored for basic polygons and restored information about basic polygons and provides a restored three-dimensional object. 4. Устройство для обработки трехмерного объекта по п.1, в котором информация о базовых полигонах представляет собой функции возмущений или значения координат.4. The device for processing a three-dimensional object according to claim 1, in which the information about the basic polygons is a function of disturbances or coordinate values. 5. Способ обработки трехмерного объекта, включающий в себя этапы, на которых:5. A method for processing a three-dimensional object, comprising the steps of: получают информацию о позиции поверхности входного трехмерного объекта, упрощают поверхность входного трехмерного объекта во множество базовых полигонов, получают информацию о позиции упрощенной поверхности входного трехмерного объекта и генерируют информационную карту поверхности на основе информации о позиции поверхности входного трехмерного объекта до упрощения и информации о позиции упрощенной поверхности входного трехмерного объекта;obtain information about the surface position of the input three-dimensional object, simplify the surface of the input three-dimensional object to many basic polygons, obtain information about the position of the simplified surface of the input three-dimensional object and generate an information map of the surface based on information about the surface position of the input three-dimensional object to simplify and information about the position of the simplified surface input three-dimensional object; разбивают поверхность каждого из упомянутых базовых полигонов, представленных информационной картой поверхности, на множество областей и получают функцию возмущений для каждой из упомянутых областей;dividing the surface of each of said base polygons represented by a surface information map into a plurality of regions and obtaining a perturbation function for each of said regions; получают ошибку между объектом, сформированным на основе сгенерированных функций возмущений, и заданным трехмерным объектом;receive an error between the object formed on the basis of the generated perturbation functions and the specified three-dimensional object; определяют, меньше ли эта ошибка, чем некоторое пороговое значение; и,determine whether this error is less than some threshold value; and, если ошибка меньше этого порогового значения, устанавливают соответствие между коэффициентами функций возмущений, полученных для базовых полигонов, и информацией о базовых полигонах, основывающихся на этих коэффициентах, и сохраняют согласованные результаты,if the error is less than this threshold value, a correspondence is established between the coefficients of the perturbation functions obtained for the base polygons and information about the base polygons based on these coefficients, and the agreed results are stored, при этом информационная карта поверхности есть информация о поверхности входного трехмерного объекта, и если определено, что ошибка не меньше, чем пороговое значение, то поверхность объекта, представленную информационной картой поверхности, разбивают более мелко по сравнению с предыдущим разбиением.in this case, the surface information map is information about the surface of the input three-dimensional object, and if it is determined that the error is not less than the threshold value, then the surface of the object represented by the surface information map is broken up more finely in comparison with the previous partition. 6. Способ обработки трехмерного объекта по п.5, дополнительно включающий в себя этап, на котором6. A method for processing a three-dimensional object according to claim 5, further comprising the step of: редактируют заданное трехмерное базовое изображение или сеточные данные,edit the specified three-dimensional basic image or grid data, при этом результат редактирования соответствует заданному трехмерному объекту.the result of editing corresponds to a given three-dimensional object. 7. Способ обработки трехмерного объекта по п.6, в котором сеточные данные генерируют посредством редактирования заданного трехмерного базового изображения.7. The method for processing a three-dimensional object according to claim 6, in which grid data is generated by editing a predetermined three-dimensional basic image. 8. Способ обработки трехмерного объекта по п.6, дополнительно включающий в себя этапы, на которых:8. The method of processing a three-dimensional object according to claim 6, further comprising the steps of: выбирают часть согласованных и сохраненных результатов, полученных из внешнего источника;select a portion of the agreed and stored results obtained from an external source; восстанавливают функции возмущений для базовых полигонов и информацию о базовых полигонах на основе результата выбора иrestore the disturbance functions for the base polygons and information about the base polygons based on the selection result and восстанавливают трехмерный объект на основе функций возмущений, восстановленных для базовых полигонов, и восстановленной информации о базовых полигонах.restore a three-dimensional object on the basis of the disturbance functions recovered for the base polygons, and the restored information about the base polygons. 9. Способ обработки трехмерного объекта по п.6, в котором каждая из функций возмущений имеет вид:9. The method of processing a three-dimensional object according to claim 6, in which each of the perturbation functions has the form: F(x, y,z)=А11х222у2+A33z212ху+A13xz+A23yz+А14х+А24у+A34z+А44,F (x, y, z) = A 11 x 2 + A 22 y 2 + A 33 z 2 + A 12 xy + A 13 xz + A 23 yz + A 14 x + A 24 y + A 34 z + A 44 , где F(x,y,z) обозначает функцию возмущений, А11, А22, А33, A12, а13, А23, A14, А24, А34 и А44 обозначают коэффициенты функции возмущений, и х, у и z обозначают оси в трехмерном пространстве соответственно.where F (x, y, z) denotes the perturbation function, A 11 , A 22 , A 33 , A 12 , and 13 , A 23 , A 14 , A 24 , A 34 and A 44 denote the coefficients of the perturbation function, and x, y and z denote the axis in three-dimensional space, respectively. 10. Способ обработки трехмерного объекта по п.6, в котором функции возмущений выражены посредством следующих уравнений:10. The method of processing a three-dimensional object according to claim 6, in which the perturbation functions are expressed by the following equations:
Figure 00000009
Figure 00000009
где х, у, и z обозначают оси координат в трехмерном пространстве, a, b и с обозначают произвольные величины на осях.where x, y, and z denote the coordinate axes in three-dimensional space, a, b and c denote arbitrary values on the axes.
11. Способ обработки трехмерного объекта по п.5, в котором информация о базовых полигонах представляет собой функции возмущений или значения координат.11. The method of processing a three-dimensional object according to claim 5, in which the information about the base polygons is a function of disturbances or coordinate values.
RU2004126667/09A 2004-09-03 2004-09-03 Device and method for processing three-dimensional object with use of excitations function RU2276408C1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004126667/09A RU2276408C1 (en) 2004-09-03 2004-09-03 Device and method for processing three-dimensional object with use of excitations function
KR1020050018125A KR100647323B1 (en) 2004-09-03 2005-03-04 Apparatus and method for processing 3-dimesional object using perturbation function

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004126667/09A RU2276408C1 (en) 2004-09-03 2004-09-03 Device and method for processing three-dimensional object with use of excitations function

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2004126667A RU2004126667A (en) 2006-02-10
RU2276408C1 true RU2276408C1 (en) 2006-05-10

Family

ID=36049779

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2004126667/09A RU2276408C1 (en) 2004-09-03 2004-09-03 Device and method for processing three-dimensional object with use of excitations function

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR100647323B1 (en)
RU (1) RU2276408C1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2153413A4 (en) * 2007-06-01 2014-05-21 Exxonmobil Upstream Res Co Generation of constrained voronoi grid in a plane

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5194969A (en) 1990-12-04 1993-03-16 Pixar Method for borderless mapping of texture images
JPH08212387A (en) * 1995-01-31 1996-08-20 Matsushita Electric Ind Co Ltd Three-dimensional graphic generating processor
US6426747B1 (en) 1999-06-04 2002-07-30 Microsoft Corporation Optimization of mesh locality for transparent vertex caching

Also Published As

Publication number Publication date
KR100647323B1 (en) 2006-11-23
KR20060043410A (en) 2006-05-15
RU2004126667A (en) 2006-02-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8310480B2 (en) Method, medium, and system for compressing and decoding mesh data in three-dimensional mesh model
Kalaiah et al. Modeling and rendering of points with local geometry
US7138998B2 (en) Multi-resolution spatial partitioning
US11436800B2 (en) Interactive system and method providing real-time virtual reality visualization of simulation data
US6515658B1 (en) 3D shape generation apparatus
Li et al. A GPU-based voxelization approach to 3D Minkowski sum computation
Liu et al. High-quality textured 3D shape reconstruction with cascaded fully convolutional networks
US7463258B1 (en) Extraction and rendering techniques for digital charting database
CN113724401A (en) Three-dimensional model cutting method and device, computer equipment and storage medium
JP2000348213A (en) Three-dimensional image generating device, three- dimensional image generating and display device, and method thereof and recording medium
US9401044B1 (en) Method for conformal visualization
US6831642B2 (en) Method and system for forming an object proxy
CN115713585B (en) Texture image reconstruction method, apparatus, computer device and storage medium
RU2276408C1 (en) Device and method for processing three-dimensional object with use of excitations function
Vyatkin et al. Compression of geometric data with the use of perturbation functions
Koca et al. A hybrid representation for modeling, interactive editing, and real-time visualization of terrains with volumetric features
CN116362966A (en) Image processing method and device
US6630932B1 (en) Method and system for efficient simplification of tetrahedral meshes used in 3D volumetric representations
KR102083558B1 (en) A method and program for modeling three-dimension object by using voxelygon
US6567082B1 (en) Incremental resolution changes in multi-resolution meshes with update records
JP3672739B2 (en) Texture image generator
US20110074777A1 (en) Method For Displaying Intersections And Expansions of Three Dimensional Volumes
CN116883575B (en) Building group rendering method, device, computer equipment and storage medium
US7593011B2 (en) Light map compression
Nadig Example-Based Terrain Authoring with Complex Features

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20090904