一种基于透视变换的3D画施工图自动生成方法技术

本发明专利技术提出一种基于透视变换的3D画施工图自动生成方法，本发明专利技术方法适应于地画、墙地画、墙角画等各种类型的3D画艺术形式，包括：对3D画各种类型进行建模，对3D画模型进行透视变换，对输入的3D画效果图进行裁剪，根据模型透视投影结果和绘制场地信息求变换矩阵；对裁剪后的3D画效果图使用变换矩阵进行透视变换，最后输出基于场地信息的3D画施工图。本发明专利技术使用方便，可以批量处理和自动生成，缓解了传统彩绘创作和施工中设计周期长的行业痛点，同时可以让经验较少的画师快速掌握3D画的设计技巧，从而促进彩绘制作行业的繁荣。

【技术实现步骤摘要】
一种基于透视变换的3D画施工图自动生成方法
本专利技术涉及图像处理领域，特别涉及一种基于透视变换的3D画施工图自动生成方法。
技术介绍
近年来，裸眼3D画以其特殊的艺术表现、超强的视觉震撼力以及极具趣味的互动性受到越来越多的关注与追捧，覆盖了装修，广告，展会，家居等多个领域，具有广阔的发展前景。3D画艺术可以分成墙画、地画、墙地画、凹墙角画等。其中3D地画以地面做为创作的载体，利用平面透视的原理在二维平面上制造出三维虚拟立体效果。3D地画绘制时需要遵循反透视“近小远大”这种视错觉技术将不同距离的图像在人眼视网膜中重叠在一个平面中，从而产生立体的错觉。因此裸眼3D立体画要求观赏者必须站在特定的角度才能达到最佳的视觉效果，若从其他角度观看便体会不到对比强烈的视觉震撼效果。然而3D画的施工图设计是非常费时费力的，对画家的经验和水平也有着一定的要求。在传统模式下，画家需要熟练运用绘画中的各种透视关系，在地上或墙上画出网格，在指定位置和视角上进行模拟透视，标记处关键点在网格上的位置，需要非常强的空间感才能绘制出一副好的3D画。这种手工设计施工图方式效率低下、技术门槛高、大大提高了创作成本。一些本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于透视变换的3D画施工图自动生成方法，其特点在于，包括：步骤1，接收用户输入的待处理3D画图像Src、用户选择的3D画种类和所需参数；所述3D画种类包括地画、墙地画和墙角画，所需参数包括可绘制场地的范围、最佳观测距离d和最佳观测高度b；所述可绘制场地的范围指各个方向的平面S的长H和宽W；步骤2，基于预设的三种3D画示意图在三维空间中的任一标准顶点坐标(x

【技术特征摘要】
1.一种基于透视变换的3D画施工图自动生成方法，其特点在于，包括：步骤1，接收用户输入的待处理3D画图像Src、用户选择的3D画种类和所需参数；所述3D画种类包括地画、墙地画和墙角画，所需参数包括可绘制场地的范围、最佳观测距离d和最佳观测高度b；所述可绘制场地的范围指各个方向的平面S的长H和宽W；步骤2，基于预设的三种3D画示意图在三维空间中的任一标准顶点坐标(x0，y0，z0)、其所在平面S的长H和宽W，计算得到用户绘制场地的对应点实际坐标(x，y，z)；计算完所有的顶点后，将结果存入集合T1；步骤3，遍历顶点坐标集T1中y轴上值最小的点，结合最佳观测距离d和最佳观测高度b，确定观赏者视点的三维坐标以及视觉感知平面P；步骤4，计算坐标集T1中的各顶点在视觉感知平面P上的投影坐标集T2；步骤5，将T2中的点变换成二维平面坐标点，得到集合T3，对T3进行归一化处理获得新的坐标点构成集合T4；步骤6，对输入的3D画图像Src进行剪裁得到裁剪效果图E，并将T4中的点的范围映射到图像E的像素坐标范围，处理完成后将所得到的点存入集合T5；步骤7，根据所述3D画种类创建用于容纳处理后的图像的空白图像集合Dst；步骤8，以面为单位，将T5中点的坐标和Dst中对应的空白图像的四个顶点的坐标代入透视变换方程，求解得到变换矩阵A；步骤9，将用户输入的待处理3D画图像Src与绘制场地各方向平面S对应的变换矩阵A相乘，得到映射到空白图片Dst[S]的坐标，将Dst[S]的像素值设置为图像E对应点的像素值，将集合Dst内的所有图像作为3D施工图输出。2.根据权利要求1所述的基于透视变换的3D画施工图自动生成方法，其特征在于，基于预设的三种3D画示意图在三维空间中的任一标准顶点坐标(x0，y0，z0)、其所在平面S的长H和宽W，计算得到用户绘制场地的对应点实际坐标(x，y，z)，计算方式如下：1)平面S是墙地画类型中的墙画时，计算方式如下：x＝Wx0y＝y0z＝Hz02)平面S是墙角画类型中的墙画时，计算方式如下：x＝Wx0y＝Wy0z＝Hz03)平面S是地画、墙地画或墙角画类型中的地画时，计算方式如下：x＝Wx0y＝Hy0z＝z0。3.根据权利要求2所述的基于透视变换的3D画施工图自动生成方法，其特征在于，所述步骤3包括：遍历顶点坐标集T1中y轴上值最小的点记为p1(x1，y1，z1)，进而得到观赏者视点的坐标值为p2(x1+d，y1，z1+b)；沿p1p2连线上任一点作平行于由x轴z轴和原点o确定的xoz平面，作为视觉感知平面P。4.根据权利要求3所述的基于透视变换的3D画施工图自动生成方法，其特征在于，所述计算坐标集T1中的各顶点在视觉感知平面P上的投影坐标集T2，包括：根据透视原理，T1中的顶点坐标(x，y，z)与投影到P上的坐标(xp，yp，zp)存在着相似三角形的关系，用表示，由此关系即可计算T1中所有的点在视觉感知平面P上的坐标值点集合T2；其中n表示所述p1p2连线上任一点距视点p2的长度。5.根据权利要求4所述的基于透视变换的3D画施工图自动生成方法，其特征在于，所述步骤5包括：将y轴坐标值舍去，令yp＝zp，得到(xp，yp)集合T3；对T3进行最大最小归一化，找到坐标值的最大值和最小值xmax，xmin，ymax，ymin，使用如下公式归一化：新的坐标点构成集合T4。6.根据权利要求5所述的基于透视变换的3D画施工图自动生成方法，其特征在于，所述对输入的3D画图像Src进行剪裁得到裁剪效果图E，包括：设输入图像Src的高和宽分别为K和L，计算计算比较t1和t2，如果t1>t2，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王华珍，程凯，
申请(专利权)人：华侨大学，厦门绘酷文化传媒有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35