用于三维图像的跟随方法技术

一种基于计算机方法，其使得能够穿过三维图像跟随屏幕上的三维图像中的所选择部件。在一个实施例中，所述方法包括在图像中选择部件，去除包括在所述图像中的阻碍观察所述部件的任何障碍物，沿着所述部件移动光标，同时将所述光标的移动限制在所选择部件上，并且在移动所述光标的同时，在所述观察屏的所选择区域中自动地去除在移动所述光标期间出现的阻碍观察所述部件的任何进一步的障碍，使得所述光标能够跟随所述部件的几何形状。因此，在跟随所述部件的几何形状时，在所选择区域将未受阻碍的视图提供给用户。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及三维计算机模型领域，更具体地说，涉及使得用户能够与三维图像进 行交互的基于计算机的方法和软件。
技术介绍
当然，有很多不同的操作三维模型或图像以执行各种任务的计算机应用程序所使 用的工具。在一些应用程序中，可以使用指针来跟随表面。例如，在由共同受让人Seemage 公司研发的应用程序中，“顶尖(toy top)”形状的指针或光标表示在其上指针正在移动的 表面的法向。该“顶”指针可以用来对将垂直于指针的轴放置的工具(例如，割面)进行定 位，或者沿着指针的轴对观察点进行定位。尽管这些方法是与三维计算机模型和图像进行交互的非常有用的方法，但是这些 应用程序假设对指针停留其上的部件的观察不受位于用户希望跟随或者交互的部件前面 的其他部件或组件的阻碍或妨碍。更具体地说，在如上所述的方法中，当所述“顶尖”指针遇 到指针位于其上的所选择部件的前面或者阻挡所选择部件的另一部件的表面时，所述指针 “跳”至妨碍观察最初所选择部件的部件或组件的表面，并且不保留在原来部件的表面上。对诸如管道的三维对象进行观察的当前方法还包括使用二维图形以试图跟随整 个管线。然而，当存在很多线或者有其他障碍时，跟随特定的线将不再具有现实可能性。Matsui等人在专利号为5，182，775的美国专利中公开了一定程度上相关的另一 种方法，该方法包括对管道的放射影像进行差别分析以检测管道焊接中的缺陷。然而，在许 多其他差别中，该方法不是交互式的并且使用差别分析以产生缺陷的图片。其他可能相关的专利包括专利号为5，467，441 ；5，617，114 ；5，729，704以及 5，818，455的美国专利以及号码为EP 0 636 971 Bl的欧洲专利说明书。例如，这些专利中 的第一个公开了一种用于操作从其已经产生了第一图像的基于对象的模型数据结构的方 法，其中所述基于对象的模型数据结构用来产生具有被添加、被取代或被删除对象的第二 图像。在后面的例子中，能够删除对象以另外显示被隐藏的对象。第二个专利涉及具有能 够由其他工具组成的点进(click-through)工具的用户界面。所述工具包括具有可视过滤 器(visual filter)的点进按钮。还参考了系列号为10/532，305的共同受让的待审的申请，出于所有的目的通过 引用的方式将其合并于此。该专利申请公开了一种使得新定义的属性能够“被锁定”的设 备，以使得这些属性在随后的相机位置改变期间被保持。所述设备有利地装备有“跟随模 式”，当改变相机位置时利用该“跟随模式”使得二维范围内的影响区域跟随被锁定的对象。
技术实现思路
根据本专利技术的一个方面，提供了一种方法，所述方法为用户提供了交互式地在整 体中观察所选择部件或者观察部件的零件的能力，尤其当其他对象、部件或者组件已经妨 碍了这种观察时以及在穿过所述部件的区域的一部分或者全部而跟随所述部件时。应理解，仅提取所述部件并且使得所述部件的周围物体不可见不是这里要解决的基本问题的合 适的方法。关于这一点，通常需要提供与所选择部件相关的环境或者背景以便使得能够马 上识别并且立刻知道组件中的所选择部件的位置。此外，在尝试穿过部件的区域而跟随部 件时将出现特殊问题，因为可能遇到新的妨碍观察的对象，另外，可能到达了屏幕边界，阻 止了进一步跟随所述部件。如下所述，本专利技术的实施例能够用在许多类型的领域和平台中。对于表面型三 维模型来说，实施例能够用于AEC中所有类型的模型(例如，NURBS、其他b-rep定义的 表面、多边型模型等)，实施例用来例如使得用户能够跟随建筑物中的管道、水管、通气管 道以及布线。对于航天技术和离散型制造应用来说，实施例使得用户能够跟随作为装备 (harnesses)部件的水压导管和气动导管、水管、电缆、电布线等。在石油勘探、石油开发、化 工生产中以及对于诸如炼油厂和化工厂的应用来说，本专利技术的实施例使得能够跟随被其他 管道、处理单元或者其他结构挡住的管道。对于体模型来说，本专利技术的实施例能够用于挖掘应用，其中使得用户能够跟随竖 井、通风孔以及岩脉；在如上提到的石油勘探和油田开发中，其中使得用户能够跟随钻井轨 迹、岩层以及地质构造的边界；在医疗应用中，其中实施例使得用户能够跟随例如静脉、动 脉、淋巴、胆管、神经系统以及器官的表面。其他使用是在使用标量场或者向量场的应用中跟随流体(例如，液体流等)。而另 一种使用是跟随诸如一系列的焊接点或者焊接线的系列。本专利技术的实施例还使得能够结合物理对象观察三维模型或者图像，所述物理对象 由所述模型制成或者由某个物理对象衍生出来的模型制成。这能够通过现场直接观察或者 通过远程观察来完成。实施例还使得用户能够观察所述物理对象以及模型，并且决定将采 取的任何行动。这种特征在包括例如消防、化工、安全应用、维护与修理以及内科和外科手 术的许多领域中非常有用。简单的示例包括确定从建筑物的外部在墙的什么位置打孔以观 察到特定对象(管道、电器盒等)，或者确定在什么位置进行挖掘以观察到被埋对象。根据本专利技术的一个方面，提供一种用于在包括部件的三维计算机模型中跟随所选 部件的几何特征的方法，所述模型显示在计算机屏幕上，并且所述方法包括下列步骤从三维计算机模型中选择部件；以及沿着所述部件的几何特征跟随所述部件，同时(i)同时地并且自动地去除在所述三维模型中阻碍观察所述部件的任何障碍物，以便在跟随所述部件时允许观察所述部 件，并且(ii)在所述计算机屏幕上重新定位所述模型，以便显示先前没有被显示并且位于 所述部件正在被跟随的方向上的所述模型的另一部分，从而使得沿着所述方向能够进一步 跟随所述特征。优选地，所述部件的选择包括最初自动地从所述三维模型中去除阻碍观察所选 择部件的任何障碍物。在一个优选实施例中，从所述三维模型中选择所述部件包括使用光 标选择所述部件。在另一优选实施例中，从所述三维模型中选择所述部件包括从目录树结 构中选择所述部件。在另一优选实施例中，从所述三维模型中选择所述部件包括过滤出所 述三维模型的除了包含所述部件的层之外的所有层。在有利的实现中，所述跟随所述部件 的步骤包括以用户选择的预定速度自动地跟随所述部件。优选地，所述跟随所述部件的步骤包括在显示所述三维图像的屏幕上使用光标跟随所选择部件。在一个优选实施例中，其中通过参数化曲线模型来表示所述部件，在与所述曲线 模型相切的直线垂直的观察平面中设置用于观察所述曲线模型的观察点。有利地，针对所 述曲线模型的几何形状的每个改变，设立新的切线。在另一优选实施例中，计算与所选择部件的所选表面垂直的平面，并且相对于所 述垂直平面定义从其观察在所述三维计算机模型中的所选择部件的观察点。优选地，所述跟随所选择部件的步骤包括沿着所选择部件移动光标，同时将所述 光标的移动限制在所选择部件上。有利地，在将所述光标的移动限制在所选择部件上的期 间，只要所述光标的所述移动的分量在所选择部件的范围以内，用于控制所述光标的输入 设备的移动就会造成所述光标的移动。在一个优选实施例中，所选择部件包括由多个子部件构成的组件。 有利地，在一个 实现中，通过合并操作来定义由多个子部件构成的组件。在另一有利实现中，由多个子部件 构成的组件基于所述多个子部件的共有属性。在另一优选实施例中，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于在包括部件的三维计算机模型中跟随所选择部件的几何特征的方法，所述模型显示在计算机屏幕上，并且所述方法包括下列步骤：从三维计算机模型中选择部件；以及沿着所述部件的几何特征跟随所述部件，而且同时地且自动地去除在所述三维模型中阻碍观察所述部件的任何障碍物，以便在跟随所述部件时允许观察所述部件。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：Jj格里莫，J杜格拉斯，E皮秋祖，
申请(专利权)人：达索系统公司，
类型：发明
国别省市：FR[法国]