本发明专利技术涉及计算机图像领域，具体涉及一种3D骨曲面纹理贴图的方法、装置、设备及存储介质。本发明专利技术在使用VTK官方提供的接口函数TextureMapToPlane进行纹理贴图的基础上进行了改进与优化，使用微积分的思想，通过分割得到模型空间中由无数不规则平面组成的骨曲面；计算模型空间中不规则平面的边界范围，得到与边界范围对应的三维图像空间中的像素图像；使用TextureMapToPlane函数接口进行不规则平面纹理映射，在对所有不规则平面进行纹理贴图后通过运算组合得到骨曲面的3D纹理贴图。本发明专利技术可以实现在骨头任意曲面上进行纹理贴图，使得骨头模型表面覆盖真实的骨头像素图像，速度快且可视化效果好。且可视化效果好。且可视化效果好。
【技术实现步骤摘要】
一种3D骨曲面纹理贴图的方法、装置、设备及存储介质
[0001]本专利技术涉及计算机图像领域，具体涉及一种3D骨曲面纹理贴图的方法、装置、设备及存储介质。
技术介绍
[0002]在计算机图形学中，通常用三维模型来对物体建模，三维模型即对应空间实体中的实体，可以通过计算机或者其它视频设备进行显示，为了使模型更加细致并且看起来更加真实，许多三维模型需要使用纹理进行覆盖。将纹理排列放到模型表面的过程称作纹理贴图，纹理贴图是图形建模和造型设计中的关键技术之一，它能够显著增强三维模型的真实感，提高虚拟场景的逼真效果。
[0003]纹理贴图在VTK开源软件包中有多种函数接口可以实现，例如TextureMapToCylinder、TextureMapToSphere、TextureMapToPlane等。这些函数接口是将一张2D长方形平面图像张贴到模型上，速度很快。然而在医疗场景下，常常需要在骨头任意曲面上进行纹理贴图，这些函数接口并不能满足要求。另外基于光线追踪的vtkVolumeTextureMapper3D等是对3D体数据进行渲染，不是对模型进行贴图，且旋转或者变换实时性效果很差，因此也不满足要求。
[0004]因此亟需一种纹理贴图方法，能够实现不规则曲面的非长方形图像贴图，使得骨头模型表面覆盖真实的骨头像素图像。
技术实现思路
[0005]为了解决上述
技术介绍
中所述的问题，本专利技术提供了一种3D骨曲面纹理贴图的方法、装置、设备及存储介质，该专利技术在VTK官方提供的接口函数TextureMapToPlane进行纹理贴图的基础上进行了改进与优化，可以实现在骨头任意曲面上进行纹理贴图，使得骨头模型表面覆盖真实的骨头像素图像，速度快且可视化效果好。
[0006]第一方面，本专利技术提供了一种3D骨曲面纹理贴图的方法，该方法包括：获取三维图像空间体数据；通过分割得到模型空间中由无数不规则平面组成的骨曲面；计算模型空间中不规则平面的边界范围，得到与边界范围对应的三维图像空间中的像素图像；使用TextureMapToPlane函数接口进行不规则平面纹理映射；使用微积分方法得到模型空间中不规则骨曲面的3D纹理贴图。
[0007]其中，所述骨曲面位于所述模型空间中，待映射的图像位于所述三维图像空间中；所述三维图像空间与所述模型空间位置一一对应；所述骨曲面上每一个点的位置与待映射图像的位置像素一一对应。
[0008]进一步地，所述计算模型空间中不规则平面的边界范围，得到与边界范围对应的三维图像空间中的像素图像，包括：
建立模型空间坐标系和三维图像空间坐标系，用于表示各自空间中点的位置坐标；建立所述模型空间中不规则平面的坐标系，用于描述所述不规则平面的方向和平面上各个点的位置；计算所述不规则平面的边缘切点在所述不规则平面坐标系下的位置；根据所述边缘切点计算所述不规则平面的边界范围，并转换到所述模型空间坐标系下；得到与所述边界范围对应的所述三维图像空间坐标系下的像素图像。
[0009]进一步地，所述计算不规则平面边缘切点在不规则平面坐标系下的位置包括：遍历所述不规则平面轮廓线的所有点，组成集合m；计算集合m中各个点在所述不规则平面坐标系中的投影，组成集合n；遍历集合n中的投影，求得所有投影在坐标轴方向上的四个极值点，即为所述边缘切点。
[0010]进一步地，所述根据边缘切点计算不规则平面的边界范围，并转换到模型空间坐标系下包括：计算所述边缘切点的切线；四条切线的相交点即为所述不规则平面的边界范围极值点在所述不规则平面坐标系下的位置，四条切线围成的区域即为所述不规则平面的边界范围；将所述不规则平面的边界范围极值点转换到所述模型空间坐标系下。
[0011]进一步地，所述使用微积分方法得到模型空间中不规则曲面的3D纹理贴图包括：根据微积分的思想，曲面可以分解为无数个任意小空间不规则平面，相应地，在对所有不规则平面进行纹理贴图后通过运算组合得到骨曲面的3D纹理贴图。
[0012]第二方面，本专利技术还提供了一种3D骨曲面纹理贴图的装置，该装置包括：获取数据模块，用于获取三维图像空间体数据；分割模块，用于分割得到模型空间中由无数不规则平面组成的骨曲面；计算模块，用于计算模型空间中不规则平面的边界范围，并得到与边界范围对应的三维图像空间中的像素图像；纹理映射模块，用于通过使用TextureMapToPlane函数接口进行不规则平面纹理映射；运算组合模块，用于通过微积分方法将所有不规则平面纹理贴图后进行运算组合，得到模型空间中不规则骨曲面的3D纹理贴图。
[0013]第三方面，本专利技术还提供了一种3D骨曲面纹理贴图的设备，所述设备包括：处理器，以及存储有计算机程序指令的存储器；所述处理器读取并执行所述计算机程序指令，以实现如权利要求1
‑
6中的任意一项所述3D骨曲面纹理贴图的方法。
[0014]第四方面，本专利技术还提供了一种3D骨曲面纹理贴图的计算机存储介质，所述计算机存储介质上存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令被处理器执行时实现权利要求1
‑
7中的任意一项所述3D骨曲面纹理贴图的方法。
[0015]本专利技术提供了一种3D骨曲面纹理贴图的方法、装置、设备及存储介质，该专利技术在VTK官方提供的接口函数TextureMapToPlane进行纹理贴图的基础上进行了改进与优化，使
用微积分的思想，通过分割得到模型空间中由无数不规则平面组成的骨曲面，在对所有不规则平面进行纹理贴图后通过运算组合得到骨曲面的3D纹理贴图，可以实现在骨头任意曲面上进行纹理贴图，使得骨头模型表面覆盖真实的骨头像素图像，速度快且可视化效果好。
附图说明
[0016]下面将参考附图来描述本专利技术示例性实施例的特征、优点和技术效果。
[0017]图1是本专利技术实施例提供的3D骨曲面纹理贴图方法的流程示意图；图2是本专利技术实施例提供的计算不规则曲面的边界范围示意图；图3是本专利技术实施例提供的计算不规则平面边缘切点的示意图；图4是本专利技术实施例提供纹理贴图边界范围对应的图像获取示意图；图5是本专利技术实施例提供的3D骨曲面纹理贴图装置的示意图；图6是一种计算设备的结构示意图。
[0018]附图标记说明：1.模型空间；2.三维图像空间；3.不规则平面的边界范围；4.不规则平面；5.对应边界范围的图像像素。
具体实施方式
[0019]下面将详细描述本公开的各个方面的特征和示例性实施例，为了使本公开的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本公开进行进一步详细描述。应理解，此处所描述的具体实施例仅意在解释本公开，而不是限定本公开。对于本领域技术人员来说，本公开可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本公开的示例来提供对本公开更好的理解。
[0020]需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将 一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些 实体或本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种3D骨曲面纹理贴图的方法，其特征在于，包括：获取三维图像空间体数据；通过分割得到模型空间中由无数不规则平面组成的骨曲面；计算模型空间中不规则平面的边界范围，得到与边界范围对应的三维图像空间中的像素图像；使用TextureMapToPlane函数接口进行不规则平面纹理映射；使用微积分方法得到模型空间中不规则骨曲面的3D纹理贴图；其中，所述骨曲面位于所述模型空间中，待映射的图像位于所述三维图像空间中；所述三维图像空间与所述模型空间位置一一对应；所述骨曲面上每一个点的位置与待映射图像的位置像素一一对应。2.根据权利要求1所述的一种3D骨曲面纹理贴图的方法，其特征在于，所述计算模型空间中不规则平面的边界范围，得到与边界范围对应的三维图像空间中的像素图像，包括：建立模型空间坐标系和三维图像空间坐标系，用于表示各自空间中点的位置坐标；建立所述模型空间中不规则平面的坐标系，用于描述所述不规则平面的方向和平面上各个点的位置；计算所述不规则平面的边缘切点在所述不规则平面坐标系下的位置；根据所述边缘切点计算所述不规则平面的边界范围，并转换到所述模型空间坐标系下；得到与所述边界范围对应的所述三维图像空间坐标系下的像素图像。3.根据权利要求2所述的一种3D骨曲面纹理贴图的方法，其特征在于，所述计算不规则平面边缘切点在不规则平面坐标系下的位置包括：遍历所述不规则平面轮廓线的所有点，组成集合m；计算集合m中各个点在所述不规则平面坐标系中的投影，组成集合n；遍历集合n中的投影，求得所有投影在坐标轴方向上的四个极值点，即为所述边缘切点。4.根据权利要求2所述的一种3D骨曲面纹理贴图的方法，其特征在于，所述根据边缘切点计算不规则平面的边界范围，并转...
【专利技术属性】
技术研发人员：何宏炜，乔天，上官佳荣，
申请(专利权)人：杭州键嘉机器人有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。