三维交互式植物建模方法、装置、终端及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种三维交互式植物建模方法、装置、终端及存储介质，其中方法包括：获取建模区域，并在建模区域均匀生成标记点；基于预设顶芽的位置，利用空间殖民算法确认预设顶芽的生长方向，并沿生长方向生成初步植物模型；接收到用户的修改指令时，检测修改指令的类型；当修改指令是旋转平移指令时，利用用户输入的旋转平移参数对初步植物模型上选中的枝段进行旋转平移操作；当修改指令是绘制指令时，利用用户输入的绘制参数在初步植物模型上绘制新的枝段；当修改指令是画刷指令时，在用户输入的画刷区域利用空间殖民算法生成新的植物模型。本发明专利技术通过上述方式，能够在三维空间中直接进行植物建模，提高了植物建模效率。提高了植物建模效率。提高了植物建模效率。

3D interactive plant modeling method, device, terminal and storage medium

【技术实现步骤摘要】
三维交互式植物建模方法、装置、终端及存储介质


[0001]本申请涉及植物建模
，特别是涉及一种三维交互式植物建模方法、装置、终端及存储介质。

技术介绍

[0002]植物是自然界最常见的景观之一，例如：树，其结构复杂，在三维游戏、三维动画等虚拟场景中，通过引入真实植物的三维模型，可极大增加场景的真实感；另一方面，构建植物的三维模型和模拟植物的生长过程对探索植物生长规律具有重要意义。然而真实环境中植物的几何结构复杂，使得其三维重建一直是计算机图形学研究中的挑战性问题。
[0003]目前对于植物的建模主要还是根据用户在二维平面勾勒出植物草图，通过输入的各项参数推算出植物的三维结构，再完成对植物的三维模型的构建，整个实施过程在二维平面下实现，操作麻烦而且效率低下，用户体验不佳。

技术实现思路

[0004]本申请提供一种三维交互式植物建模方法、装置、终端及存储介质，以解决现有的植物建模方式操作复杂、效率低下的问题。
[0005]为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：提供一种三维交互式植物建模方法，包括：获取建模区域，并在建模区域均匀生成标记点；基于预设顶芽的位置，利用空间殖民算法确认预设顶芽的生长方向，并沿生长方向生成初步植物模型；接收到用户的修改指令时，检测修改指令的类型；当修改指令是旋转平移指令时，利用用户输入的旋转平移参数对初步植物模型上选中的枝段进行旋转平移操作；当修改指令是绘制指令时，利用用户输入的绘制参数在初步植物模型上绘制新的枝段；当修改指令是画刷指令时，在用户输入的画刷区域利用空间殖民算法生成新的植物模型。
[0006]作为本专利技术的进一步改进，获取建模区域，并在建模区域均匀生成标记点的步骤，包括：获取用户通过外部设备输入的轮廓区域；将轮廓区域作为建模区域，并在建模区域均匀生成标记点。
[0007]作为本专利技术的进一步改进，利用用户输入的旋转平移参数对初步植物模型上选中的枝段进行旋转平移操作的步骤，包括：通过六自由度手柄获取用户在初步植物模型中选中的枝段，并获取用户在三维空间中的移动轨迹；分析移动轨迹得到旋转参数和平移参数；利用旋转参数和平移参数对选中的枝段进行旋转和平移操作。
[0008]作为本专利技术的进一步改进，利用用户输入的旋转平移参数对初步植物模型上选中的枝段进行旋转平移操作的步骤，包括：通过VR手柄获取用户在初步植物模型中选中的枝段，并获取用户在VR手柄的触摸板上滑动前和滑动后的位置；基于滑动前和滑动后的位置计算旋转角度；根据旋转角度控制选中的枝段旋转。
[0009]作为本专利技术的进一步改进，利用用户输入的绘制参数在初步植物模型上绘制新的枝段的步骤，包括：通过六自由度手柄获取用户在初步植物模型中设定的起始枝段位置，并
获取用户在三维空间中的移动轨迹；分析移动轨迹得到绘制参数；利用绘制参数从起始枝段位置绘制三维枝段。
[0010]作为本专利技术的进一步改进，在用户输入的画刷区域利用空间殖民算法生成新的植物模型的步骤，包括：获取用户输入的画刷区域，并在画刷的起始位置生成新的顶芽；在画刷区域生成新的标记点；以新的顶芽为基础，在画刷区域内利用空间殖民算法生成新的植物模型。
[0011]作为本专利技术的进一步改进，以新的顶芽为基础，在画刷区域内利用空间殖民算法生成新的植物模型的步骤，包括：确定每一个新的标记点与画刷中心线距离最近的点，并记录距离以及距离最近的点的绘制方向；基于距离通过正太分布得到每一个新的标记点的权重；利用权重、绘制方向、以及空间殖民算法确定的顶芽的生长方向计算得到最终生长方向；基于最终生成方向在画刷区域生成新的植物模型。
[0012]为解决上述技术问题，本申请采用的另一个技术方案是：提供一种三维交互式植物建模装置，包括：获取模块，用于获取建模区域，并在建模区域均匀生成标记点；生成模块，用于基于预设顶芽的位置，利用空间殖民算法确认预设顶芽的生长方向，并沿生长方向生成初步植物模型；接收模块，用于接收到用户的修改指令时，检测修改指令的类型；第一修改模块，用于当修改指令是旋转平移指令时，利用用户输入的旋转平移参数对初步植物模型上选中的枝段进行旋转平移操作；第二修改模块，用于当修改指令是绘制指令时，利用用户输入的绘制参数在初步植物模型上绘制新的枝段；第三修改模块，用于当修改指令是画刷指令时，在用户输入的画刷区域利用空间殖民算法生成新的植物模型。
[0013]为解决上述技术问题，本申请采用的再一个技术方案是：提供一种终端，该终端包括处理器、与处理器耦接的存储器，其中，存储器存储有用于实现上述三维交互式植物建模方法的程序指令；处理器用于执行存储器存储的程序指令以生成植物的三维模型。
[0014]为解决上述技术问题，本申请采用的再一个技术方案是：提供一种存储介质，存储有能够实现上述三维交互式植物建模方法的程序文件。
[0015]本申请的有益效果是：本专利技术通过利用空间殖民算法在建模区域内生成初步植物模型，再根据用户输入的修改指令对初步植物模型直接进行三维层面上的修改，为用户提供了多种对植物模型进行编辑的可交互性操作，其极大的加快了植物建模的速度，提升了建模效率，并且减少了在二维层面进行编辑时需要进行的来回切换操作，使得整个建模过程更流畅，提升了用户体验。
附图说明
[0016]图1是本专利技术第一实施例的三维交互式植物建模方法的流程示意图；
[0017]图2是本专利技术实施例中植物枝段生成的示意图；
[0018]图3是本专利技术实施例中空间殖民算法争夺标记点的生成的示意图；
[0019]图4是本专利技术第二实施例的三维交互式植物建模方法的流程示意图；
[0020]图5是本专利技术实施例中轮廓区域内建模的示意图；
[0021]图6是本专利技术第三实施例的三维交互式植物建模方法的流程示意图；
[0022]图7是本专利技术实施例中植物枝段旋转平移的示意图；
[0023]图8是本专利技术第四实施例的三维交互式植物建模方法的流程示意图；
[0024]图9是本专利技术第五实施例的三维交互式植物建模方法的流程示意图；
[0025]图10是本专利技术实施例中用户绘制枝段的示意图；
[0026]图11是本专利技术第六实施例的三维交互式植物建模方法的流程示意图；
[0027]图12是本专利技术实施例中画刷建模的示意图；
[0028]图13是本专利技术第七实施例的三维交互式植物建模方法的流程示意图；
[0029]图14是本专利技术实施例中画刷建模对比的示意图；
[0030]图15是本专利技术实施例的三维交互式植物建模装置的结构示意图；
[0031]图16是本专利技术实施例的终端的结构示意图；
[0032]图17是本专利技术实施例的存储介质的结构示意图。
具体实施方式
[0033]下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三维交互式植物建模方法，其特征在于，包括：获取建模区域，并在所述建模区域均匀生成标记点；基于预设顶芽的位置，利用空间殖民算法确认所述预设顶芽的生长方向，并沿所述生长方向生成初步植物模型；接收到用户的修改指令时，检测所述修改指令的类型；当所述修改指令是旋转平移指令时，利用用户输入的旋转平移参数对所述初步植物模型上选中的枝段进行旋转平移操作；当所述修改指令是绘制指令时，利用用户输入的绘制参数在所述初步植物模型上绘制新的枝段；当所述修改指令是画刷指令时，在用户输入的画刷区域利用所述空间殖民算法生成新的植物模型。2.根据权利要求1所述的三维交互式植物建模方法，其特征在于，所述获取建模区域，并在所述建模区域均匀生成标记点的步骤，包括：获取用户通过外部设备输入的轮廓区域；将所述轮廓区域作为所述建模区域，并在所述建模区域均匀生成标记点。3.根据权利要求1所述的三维交互式植物建模方法，其特征在于，所述利用用户输入的旋转平移参数对所述初步植物模型上选中的枝段进行旋转平移操作的步骤，包括：通过六自由度手柄获取用户在所述初步植物模型中选中的枝段，并获取用户在三维空间中的移动轨迹；分析所述移动轨迹得到旋转参数和平移参数；利用所述旋转参数和所述平移参数对所述选中的枝段进行旋转和平移操作。4.根据权利要求1所述的三维交互式植物建模方法，其特征在于，所述利用用户输入的旋转平移参数对所述初步植物模型上选中的枝段进行旋转平移操作的步骤，包括：通过VR手柄获取用户在所述初步植物模型中选中的枝段，并获取用户在VR手柄的触摸板上滑动前和滑动后的位置；基于所述滑动前和滑动后的位置计算旋转角度；根据所述旋转角度控制所述选中的枝段旋转。5.根据权利要求1所述的三维交互式植物建模方法，其特征在于，所述利用用户输入的绘制参数在所述初步植物模型上绘制新的枝段的步骤，包括：通过六自由度手柄获取用户在所述初步植物模型中设定的起始枝段位置，并获取用户在三维空间中的移动轨迹；分析所述移动轨迹得到绘制参数；利用所述绘制参数从所述起始枝段位置绘制三维枝段。...

【专利技术属性】
技术研发人员：程章林，刘志浩，奥利夫，
申请(专利权)人：中国科学院深圳先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：