TWI399702B - 三維路徑繪製系統及方法 - Google Patents

Description

三維路徑繪製系統及方法

本發明涉及一種三維繪圖系統及方法，尤其關於一種三維路徑繪製系統及方法。

三維(3D)路徑是在三維環境下所繪製之具有長、寬、高視覺效果之路徑。利用3ds Max繪製三維路徑時，需要將用戶選取之材質或點陣圖粘貼到控制項上，形成之三維路徑效果不逼真。另外一種方法是將用戶選取之點陣圖拼接在一起，形成之三維路徑效果比較逼真，但用戶操作不方便，並且對所繪製之三維路徑有諸多限制。

鑒於以上內容，有必要提出一種三維路徑繪製系統及方法，可以方便且逼真地繪製三維路徑。

一種三維路徑繪製系統，運行於電腦中，該系統包括：判斷模組，用於判斷所繪製之三維路徑是直線還是弧線；獲取模組，用於根據上述判斷結果獲取繪圖參數，直線之繪圖參數包括點陣圖長度、直線起點及終點，弧線之繪圖參數包括點陣圖長度、弧線起點、圓心及圓心角，所述三維路徑由所述點陣圖拼接而成；計算模組，用於根據上述判斷結果及獲取之繪圖參數計算繪製直線之點陣圖個數、直線之各個點陣圖起點及直線之點陣圖角度，或是計算繪製弧線之點陣圖圓心角、弧線之點陣圖個數、弧線之各個點陣圖起點及弧線之點陣圖角度；保存模組，用於保 存所得之各個點陣圖起點及點陣圖角度；及繪製模組，用於根據所保存之各個點陣圖起點及點陣圖角度繪製三維路徑。

一種三維路徑繪製方法，該方法包括步驟：判斷所繪製之三維路徑是直線還是弧線；根據上述判斷結果獲取繪圖參數，直線之繪圖參數包括點陣圖長度、直線起點及終點，弧線之繪圖參數包括點陣圖長度、弧線起點、圓心及圓心角，所述三維路徑由所述點陣圖拼接而成；根據上述判斷結果及獲取之繪圖參數計算繪製直線之點陣圖個數、直線之各個點陣圖起點及直線之點陣圖角度，或是計算繪製弧線之點陣圖圓心角、弧線之點陣圖個數、弧線之各個點陣圖起點及弧線之點陣圖角度；保存所得之各個點陣圖起點及點陣圖角度；及根據所保存之各個點陣圖起點及點陣圖角度繪製三維路徑。

相較於習知技術，本發明所提供之三維路徑繪製系統及方法將點陣圖自動拼接而成三維路徑，方法簡單且繪製出之三維路徑效果比較逼真。

參閱圖1所示，係本發明三維路徑繪製系統較佳實施例之功能模組圖。所述之三維路徑繪製系統運行於電腦中，其主要包括：判斷模組100、獲取模組110、計算模組120、保存模組130及繪製模組140。

所述判斷模組100用於判斷所繪製之三維路徑是直線還是弧線。

所述獲取模組110用於獲取繪圖參數。若繪製直線，該繪圖參數包括點陣圖長度、直線起點及終點；若繪製弧線，該繪圖參數包括點陣圖長度、弧線起點、圓心及圓心角。所述點陣圖是一個矩形三維文檔，所繪製之三維路徑(直線/弧線)由該點陣圖拼接而成，設其長為L。

所述計算模組120用於計算拼接成直線/弧線之點陣圖個數(以下簡稱點陣圖個數)及計算各個點陣圖在拼接直線/弧線時之起點(以下簡稱點陣圖起點)及角度。對任一三維路徑，一個點陣圖終點亦是與其相鄰之下一個點陣圖起點，例如第一個點陣圖終點就是第二個點陣圖起點。若繪製直線，各個點陣圖角度相同；若繪製弧線，各個點陣圖角度通常不相同。

若繪製直線，由直線起點A(a1，a2，a3)、終點B(b1，b2，b2)，可得∣AB∣=sqrt((a1-b1)² +(a2-b2)² +(a3-b3)² )，其中sqrt表示開平方。直線之點陣圖個數N=∣AB∣/L。若∣AB∣/L不是整數，可根據需要向上取整或向下取整或對最後一個點陣圖進行伸縮。對於直線，點陣圖角度θ=atan∣(a2-b2)/(a1-b1)∣，其中atan表示反正切。以直線起點A(a1，a2，a3)作為第一個點陣圖起點，根據第一個點陣圖起點、角度θ及點陣圖長度L，計算第二個點陣圖起點，再根據第二個點陣圖起點、角度θ及點陣圖長度L計算出第三個點陣圖起點，依此類推，直到計算出第N個點陣圖起點。

若繪製弧線，由弧線起點C(c1，c2，c3)及圓心D(d1， d3，d3)，求得弧線半徑R=sqrt(c1-d1)² +(c2-d2)² +(c3-d3)² )。透過弧線半徑R，點陣圖長度L，可計算出以L為弦長之一段弧線所對應之圓心角(以下簡稱點陣圖圓心角)為2*asin(L/(2*R))，其中asin表示反正弦，再由弧線圓心角α，點陣圖圓心角β，可計算出弧線之點陣圖個數M=α/β。若α/β不是整數，可根據需要向上取整或向下取整或對最後一個點陣圖進行伸縮。以起點C(c1，c2，c3)作為第一個點陣圖起點，根據起點座標(c1，c2，c3)、β及L，計算出第二個點陣圖起點，再根據第二個點陣圖起點、β及L計算出第三個點陣圖起點，依此類推，直到計算出第M個點陣圖起點。對於弧線，點陣圖角度可由atan∣(y2-y1)/(x2-x1)∣確定，其中y1、y2分別為一個點陣圖起點及終點之y軸座標，y2亦為與該點陣圖相鄰之下一個點陣圖起點之y軸座標，x1、x2分別為一個點陣圖起點及終點之x軸座標，x2亦為與該點陣圖相鄰之下一個點陣圖起點之x軸座標。

所述保存模組130用於保存各個點陣圖起點及角度。若繪製直線，只需保存一個角度；若繪製弧線，需要保存各個點陣圖所對應之角度。

所述繪製模組140用於根據所保存之各個點陣圖起點及角度依次將各個點陣圖繪製到相應位置。

參閱圖2所示，係本發明三維路徑繪製方法較佳實施例之流程圖。

步驟S201，判斷模組100判斷所繪製之三維路徑是直 線還是弧線。

步驟S202，獲取模組110獲取繪圖參數。若繪製直線，獲取模組110獲取點陣圖長度、直線起點及終點；若繪製弧線，獲取模組110獲取點陣圖長度、弧線起點、圓心及圓心角。所述點陣圖是一個矩形三維文檔，所繪製之三維路徑(直線/弧線)由該點陣圖拼接而成，設其長為L。設所繪製之直線起點為A(a1，a2，a3)，終點為B(b1，b2，b2)。設所繪製之弧線起點為C(c1，c2，c3)，圓心為D(d1，d2，d3)，圓心角為α。

步驟S203，計算模組120計算點陣圖個數。

若繪製直線，由直線起點A(a1，a2，a3)、終點B(b1，b2，b2)，可得∣AB∣=sqrt((a1-b1)² +(a2-b2)² +(a3-b3)² )，其中sqrt表示開平方。直線之點陣圖個數N=∣AB∣/L。若∣AB∣/L不是整數，可根據需要向上取整或向下取整或對最後之一個點陣圖進行伸縮。

若繪製弧線，由弧線起點C(c1，c2，c3)及圓心D(d1，d2，d3)，求得弧線半徑R=sqrt((c1-d1)² +(c2-d2)² +(c3-d3)² )。透過弧線半徑R，點陣圖長度L，可計算出以L為弦長之一段弧線所對應之圓心角(以下簡稱點陣圖圓心角)為2*asin(L/(2*R))，其中asin表示反正弦，再由弧線圓心角α，點陣圖圓心角β，可計算出弧線之點陣圖個數M=α/β。若α/β不是整數，可根據需要向上取整或向下取整或對最後一個點陣圖進行伸縮。

步驟S204，計算模組120計算各個點陣圖起點及角度。

若繪製直線，點陣圖角度θ=atan∣(a2-b2)/(a1-b1)∣，以直線起點A(a1，a2，a3)作為第一個點陣圖起點，根據第一個點陣圖起點、角度θ及點陣圖長度L，計算第二個點陣圖起點，再根據第二個點陣圖起點、角度θ及點陣圖長度L計算出第三個點陣圖起點，依此類推，直到計算出第N個點陣圖起點。

若繪製弧線，以起點C(c1，c2，c3)作為第一個點陣圖起點，根據起點座標(c1，c2，c3)、α及L，計算出第二個點陣圖起點，再根據第二個點陣圖起點、β及L計算出第三個點陣圖起點，依此類推，直到計算出第M個點陣圖起點。點陣圖角度可由atan∣(y2-y1)/(x2-x1)∣確定，其中y1、y2分別為一個點陣圖起點及終點之y軸座標，y2亦為與該點陣圖相鄰之下一個點陣圖起點之y軸座標，x1、x2分別為一個點陣圖起點及終點之x軸座標，x2亦為與該點陣圖相鄰之下一個點陣圖起點之x軸座標。

步驟S205，保存模組130將各個點陣圖起點及角度依次保存，例如存入鏈表中。若繪製直線，只需保存一個角度；若繪製弧線，需要保存每一個點陣圖所對應之角度。

步驟S206，繪製模組140根據所保存之各個點陣圖起點及角度依次將各個點陣圖繪製到相應位置。

若所繪製之直線/弧線不符合用戶需求，則可重複上述步驟進行調整，例如調整直線長度，或是調整弧線角度。

以上實施例僅用以說明本發明之技術方案而非限制，儘管參照以上較佳實施例對本發明進行了詳細說明， 本領域之普通技術人員應當理解，可以對本發明之技術方案進行修改或等同替換都不應脫離本發明技術方案之精神和範圍。

判斷模組‧‧‧100

獲取模組‧‧‧110

計算模組‧‧‧120

保存模組‧‧‧130

繪製模組‧‧‧140

判斷是繪製直線還是弧線‧‧‧S201

獲取繪圖參數‧‧‧S202

計算點陣圖個數‧‧‧S203

計算各個點陣圖起點及角度‧‧‧S204

保存各個點陣圖起點及角度‧‧‧S205

將各個點陣圖繪製到相應位置‧‧‧S206

圖1係本發明三維路徑繪製系統較佳實施例之功能模組圖。

圖2係本發明三維路徑繪製方法較佳實施例之流程圖。

判斷是繪製直線還是弧線‧‧‧S201

獲取繪圖參數‧‧‧S202

計算點陣圖個數‧‧‧S203

計算各個點陣圖起點及角度‧‧‧S204

保存各個點陣圖起點及角度‧‧‧S205

將各個點陣圖繪製到相應位置‧‧‧S206

Claims (8)

1. 一種三維路徑繪製系統，運行於電腦中，該系統包括：判斷模組，用於判斷所繪製之三維路徑是直線還是弧線；獲取模組，用於根據上述判斷結果獲取繪圖參數，直線之繪圖參數包括點陣圖長度、直線起點及終點，弧線之繪圖參數包括點陣圖長度、弧線起點、圓心及圓心角，所述三維路徑由所述點陣圖拼接而成；計算模組，用於根據上述判斷結果及獲取之繪圖參數計算繪製直線之點陣圖個數、直線之各個點陣圖起點及直線之點陣圖角度，或是計算繪製弧線之點陣圖圓心角、弧線之點陣圖個數、弧線之各個點陣圖起點及弧線之點陣圖角度；保存模組，用於保存所得之各個點陣圖起點及點陣圖角度；及繪製模組，用於根據所保存之各個點陣圖起點及點陣圖角度繪製三維路徑。
2. 如申請專利範圍第1項所述之三維路徑繪製系統，其中所述直線之點陣圖個數由直線長度與點陣圖長度之比值來確定，直線之點陣圖角度由直線斜率來確定，直線之點陣圖起點由直線起點、直線之點陣圖角度及點陣圖長度來一一確定。
3. 如申請專利範圍第1項所述之三維路徑繪製系統，其 中所述弧線之點陣圖圓心角由點陣圖長度及弧線半徑來確定，弧線之點陣圖個數由弧線圓心角與點陣圖圓心角之比值來確定，弧線之點陣圖起點由弧線起點、點陣圖圓心角及點陣圖長度來一一確定。
4. 如申請專利範圍第1項所述之三維路徑繪製系統，其中所述保存模組將計算出之各個點陣圖起點及角度存入鏈表。
5. 一種三維路徑繪製方法，該方法包括步驟：判斷所繪製之三維路徑是直線還是弧線；根據上述判斷結果獲取繪圖參數，直線之繪圖參數包括點陣圖長度、直線起點及終點，弧線之繪圖參數包括點陣圖長度、弧線起點、圓心及圓心角，所述三維路徑由所述點陣圖拼接而成；根據上述判斷結果及獲取之繪圖參數計算繪製直線之點陣圖個數、直線之各個點陣圖起點及直線之點陣圖角度，或是計算繪製弧線之點陣圖圓心角、弧線之點陣圖個數、弧線之各個點陣圖起點及弧線之點陣圖角度；保存所得之各個點陣圖起點及點陣圖角度；及根據所保存之各個點陣圖起點及點陣圖角度繪製三維路徑。
6. 如申請專利範圍第5項所述之三維路徑繪製方法，其中所述直線之點陣圖個數由直線長度與點陣圖長度之比值來確定，直線之點陣圖角度由直線斜率來確定，直線之點陣圖起點由直線起點及直線之點陣圖角度及點 陣圖長度來一一確定。
7. 如申請專利範圍第5項所述之三維路徑繪製方法，其中所述弧線之點陣圖圓心角由點陣圖長度及弧線半徑來確定，弧線之點陣圖個數由弧線圓心角與點陣圖圓心角之比值來確定，弧線之點陣圖起點由弧線起點、點陣圖圓心角及點陣圖長度來一一確定。
8. 如申請專利範圍第5項所述之三維路徑繪製方法，其中所述保存計算出之各個點陣圖起點及角度之步驟是將計算出之各個點陣圖起點及角度存入鏈表。