基于多视图草绘的陶瓷原型三维网格模型生成方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于多视图草绘的陶瓷原型三维网格模型生成方法及装置，其中，方法包括：获取多个正交视图的陶瓷原型草绘，并对多个正交视图的陶瓷原型草绘进行有序的逐段采样，并获取逐段采样结果；对逐段采样结果构造能量函数，并通过最小化方法求解获得造型曲线；对造型曲线进行三维网格填充，并且输出结果。该方法利用陶瓷原型设计的特点，以多个视图的草绘为输入，通过关联采样与能量函数最小化构造三维网格模型，提升了陶瓷原型构造的效率，简单易实现。

【技术实现步骤摘要】
基于多视图草绘的陶瓷原型三维网格模型生成方法及装置
本专利技术涉及计算机视觉、计算机图形学
，特别涉及一种基于多视图草绘的陶瓷原型三维网格模型生成方法及装置。
技术介绍
相关技术，陶瓷原型模型生成是陶瓷设计领域的重要问题，现有的陶瓷原型生成方法多以几何特征的交互操作为输入，对于不熟悉几何特征交互建模的陶瓷设计师，很难快速的生成陶瓷原型模型。同时，这类生成过程在与用户交流的过程中存在明显的短板，客户对于陶瓷产品的需求大多数时候可以通过草绘进行描述，因此构建基于草绘的陶瓷原型生成方法将形成面向大众的简单原型方案，便于设计师了解客户意图，为陶瓷产品的创新设计提供支持。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出一种基于多视图草绘的陶瓷原型三维网格模型生成方法，该方法提升了陶瓷原型构造的效率，简单易实现。本专利技术的另一个目的在于提出一种基于多视图草绘的陶瓷原型三维网格模型生成装置。为达到上述目的，本专利技术一方面实施例提出了一种基于多视图草绘的陶瓷原型三维网格模型生成方法，包括以下步骤：获取多个正交视图的陶瓷原型草绘，并对所述多个正交视图的陶瓷原型草绘进行有序的逐段采样，并获取逐段采样结果；对所述逐段采样结果构造能量函数，并通过最小化方法求解获得造型曲线；对所述造型曲线进行三维网格填充，并且输出结果。本专利技术实施例的基于多视图草绘的陶瓷原型三维网格模型生成方法，利用陶瓷原型设计的特点，将输入草绘的视图固定为正视图、侧视图与顶视图，并对于输入的各视图草绘进行逐段的有序采样，对于获得的采样序列构造能量函数，通过对能量函数的最小化构造陶瓷原型的造型曲线，并对生成的造型曲线进行三维网格填充的方式，其结果作为输出，从而利用陶瓷原型设计的特点，以多个视图的草绘为输入，通过关联采样与能量函数最小化构造三维网格模型，提升了陶瓷原型构造的效率，简单易实现。另外，根据本专利技术上述实施例的基于多视图草绘的陶瓷原型三维网格模型生成方法还可以具有以下附加的技术特征：进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述陶瓷原型草绘的正交视图包括正视图、侧视图和顶视图中的一种或多种。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述对所述多个正交视图的陶瓷原型草绘进行有序的逐段采样，进一步包括：从所述正视图的草绘任意选取一点作为采样点，将选取的点与当前视图的近邻点构成一条轨迹；将所述轨迹坐标映射到其他视图中，并在映射范围内查找相应的草绘点及其近邻点；获取所述正视图中当前轨迹在视图中的方向，将所述当前轨迹及其对应的各视图轨迹加入采样序列；将所述正视图中当前轨迹方向近邻的点作为新的采样点，重复获取所述当前轨迹及其对应的各视图轨迹，直到所述当前视图中所有草绘都加入所述采样序列。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述对所述逐段采样结果构造能量函数，进一步包括：由对陶瓷原型造型曲线光顺度的控制生成第一能量函数；由对陶瓷原型特征曲线与采样序列间误差的控制生成第二能量函数；根据所述第一能量函数和所述第二能量函数生成所述能量函数。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，其中，所述第一能量函数为：Eint＝∫λ1||C′(t)||2+λ2||C″(t)||2dt，其中，λ1与λ2是光顺度控制参数，λ1与λ2和为1；其中，C正(ti)与C侧(ti)是曲线在正视图与侧视图的投影，ti与tj分别对应位于投影上与采样点距离最近点的曲线参数。为达到上述目的，本专利技术另一方面实施例提出了一种基于多视图草绘的陶瓷原型三维网格模型生成装置，包括：获取模块，用于获取多个正交视图的陶瓷原型草绘，并对所述多个正交视图的陶瓷原型草绘进行有序的逐段采样，并获取逐段采样结果；构造模块，用于对所述逐段采样结果构造能量函数，并通过最小化方法求解获得造型曲线；填充模块，用于对所述造型曲线进行三维网格填充，并且输出结果，简单易实现。本专利技术实施例的基于多视图草绘的陶瓷原型三维网格模型生成装置，利用陶瓷原型设计的特点，将输入草绘的视图固定为正视图、侧视图与顶视图，并对于输入的各视图草绘进行逐段的有序采样，对于获得的采样序列构造能量函数，通过对能量函数的最小化构造陶瓷原型的造型曲线，并对生成的造型曲线进行三维网格填充的方式，其结果作为输出，从而利用陶瓷原型设计的特点，以多个视图的草绘为输入，通过关联采样与能量函数最小化构造三维网格模型，提升了陶瓷原型构造的效率。另外，根据本专利技术上述实施例的基于多视图草绘的陶瓷原型三维网格模型生成装置还可以具有以下附加的技术特征：进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述陶瓷原型草绘的正交视图包括正视图、侧视图和顶视图中的一种或多种。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述获取模块进一步用于从所述正视图的草绘任意选取一点作为采样点，将选取的点与当前视图的近邻点构成一条轨迹，将所述轨迹坐标映射到其他视图中，并在映射范围内查找相应的草绘点及其近邻点，获取所述正视图中当前轨迹在视图中的方向，将所述当前轨迹及其对应的各视图轨迹加入采样序列，并将所述正视图中当前轨迹方向近邻的点作为新的采样点，重复获取所述当前轨迹及其对应的各视图轨迹，直到所述当前视图中所有草绘都加入所述采样序列。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述构造模块进一步用于由对陶瓷原型造型曲线光顺度的控制生成第一能量函数，由对陶瓷原型特征曲线与采样序列间误差的控制生成第二能量函数，并根据所述第一能量函数和所述第二能量函数生成所述能量函数。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，其中，所述第一能量函数为：Eint＝∫λ1||C′(t)||2+λ2||C″(t)||2dt，其中，λ1与λ2是光顺度控制参数，λ1与λ2和为1；其中，C正(ti)与C侧(ti)是曲线在正视图与侧视图的投影，ti与tj分别对应位于投影上与采样点距离最近点的曲线参数。本专利技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明本专利技术上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1为根据本专利技术一个实施例的基于多视图草绘的陶瓷原型三维网格模型生成方法的流程图；图2为根据本专利技术一个具体实施例的基于多视图草绘的陶瓷原型三维网格模型生成方法的流程图；图3为根据本专利技术一个实施例的输入的陶瓷原型草绘正视图；图4为根据本专利技术一个实施例的基于多视图草绘的陶瓷原型三维网格模型生成装置的结构示意图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。下面参照附图描述根据本专利技术实施例提出的基于多视图草绘的陶瓷原型三维网格模型生成方法及装置，首先将参照附图描述根据本专利技术实施例提出的基于多视图草绘的陶瓷原型三维网格模型生成方法。图1是本专利技术一个实施例的基于多视图草绘的陶瓷原型三维网格模型生成方法的流程图。如图1所示，该基于多视图草绘的陶瓷原型三维网格模型生成方法包括以下步骤：在步骤S101中，获取多个正交视图的陶瓷原型草绘，并对多个正交视图的陶瓷原型草绘进行有序的逐段采样，并获取逐段采样本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于多视图草绘的陶瓷原型三维网格模型生成方法，其特征在于，包括以下步骤：获取多个正交视图的陶瓷原型草绘，并对所述多个正交视图的陶瓷原型草绘进行有序的逐段采样，并获取逐段采样结果；对所述逐段采样结果构造能量函数，并通过最小化方法求解获得造型曲线；以及对所述造型曲线进行三维网格填充，并且输出结果。

【技术特征摘要】
1.一种基于多视图草绘的陶瓷原型三维网格模型生成方法，其特征在于，包括以下步骤：获取多个正交视图的陶瓷原型草绘，并对所述多个正交视图的陶瓷原型草绘进行有序的逐段采样，并获取逐段采样结果；对所述逐段采样结果构造能量函数，并通过最小化方法求解获得造型曲线；以及对所述造型曲线进行三维网格填充，并且输出结果。2.根据权利要求1所述的基于多视图草绘的陶瓷原型三维网格模型生成方法，其特征在于，所述陶瓷原型草绘的正交视图包括正视图、侧视图和顶视图中的一种或多种。3.根据权利要求2所述的基于多视图草绘的陶瓷原型三维网格模型生成方法，其特征在于，所述对所述多个正交视图的陶瓷原型草绘进行有序的逐段采样，进一步包括：从所述正视图的草绘任意选取一点作为采样点，将选取的点与当前视图的近邻点构成一条轨迹；将所述轨迹坐标映射到其他视图中，并在映射范围内查找相应的草绘点及其近邻点；获取所述正视图中当前轨迹在视图中的方向，将所述当前轨迹及其对应的各视图轨迹加入采样序列；将所述正视图中当前轨迹方向近邻的点作为新的采样点，重复获取所述当前轨迹及其对应的各视图轨迹，直到所述当前视图中所有草绘都加入所述采样序列。4.根据权利要求1所述的基于多视图草绘的陶瓷原型三维网格模型生成方法，其特征在于，所述对所述逐段采样结果构造能量函数，进一步包括：由对陶瓷原型造型曲线光顺度的控制生成第一能量函数；由对陶瓷原型特征曲线与采样序列间误差的控制生成第二能量函数；根据所述第一能量函数和所述第二能量函数生成所述能量函数。5.根据权利要求4所述的基于多视图草绘的陶瓷原型三维网格模型生成方法，其特征在于，其中，所述第一能量函数为：Eint＝∫λ1||C′(t)||2+λ2||C″(t)||2dt，其中，λ1与λ2是光顺度控制参数，λ1与λ2和为1；其中，C正(ti)与C侧(ti)是曲线在正视图与侧视图的投影，ti与tj分别对应位于投影上与采样点距离最...

【专利技术属性】
技术研发人员：雍俊海，吴子健，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京,11