专利名称：用于创建模型数据的方法及系统的制作方法
技术领域：
本发明总体上涉及信息处理技术领域，特别地，涉及一种用于创建模型数据的方法及系统
背景技术：
在表现物体的各种形体的应用中，据统计，类似于衣服、贝壳、电脑椅、花瓶、三维地图等“壳体”的表现要占50%以上。目前生成3D模型数据的方法有基于传统的网格模型的方法，有基于参数曲面的连续表示方法(比如Bezier曲面，样条曲面)，细分曲面，隐函数曲面等，还有基于实体模型的方法。对于上述“壳体”的表现方法，例如采用传统的三角面片的方式，需要用上下两层的面片，才能来表示这些有厚度的模型。两层之间没有约束关系， 调整形状很困难，操作一层的时候，另一层不会做自动的相应改变，在这两层之间我们必须记录一个正确的对应关系，在模型形状需要修改时，必须对两层分别做一次修改，这对用户而言，显然很不方便，另一方面这需要占用大量的存储空间。如果采用实体模型，则会为建模和可视化过程带来很大的计算复杂度。同时，对于多数应用来说，实体模型的表示包含了相当一部分多余的信息(如模型的内部数据)，这显然带来很大的存储负担。因此需要一种用于创建模型数据的方法及系统，可以方便用户创建或者存储模型数据。
发明内容
本发明提供一种用于创建模型数据的方法及系统。本发明一方面提供一种用于创建模型数据的方法，包括获取基于厚度模型的初始模型数据；响应于用户输入所述初始模型数据的至少部分顶点的厚度值，分别调整所述至少部分顶点的厚度；响应于用户输入所述初始模型数据的至少部分顶点的位置值，分别调整所述至少部分顶点的位置；以及基于所述初始模型数据以及调整后的所述至少部分顶点，获得基于厚度模型的模型数据。本发明另一方面提供一种用于创建模型数据的系统，包括初始模型数据获取装置，用于获取基于厚度模型的初始模型数据；顶点厚度调整装置，用于响应于用户输入所述初始模型数据的至少部分顶点的厚度值，分别调整所述至少部分顶点的厚度；顶点位置调整装置，响应于用户输入所述初始模型数据的至少部分顶点的位置值，分别调整所述部分顶点的位置；以及模型数据生成装置，用于基于所述初始模型数据以及调整后的所述至少部分顶点，获得基于厚度模型的模型数据。本发明另一方面还提供一种厚度模型，其中该厚度模型包括顶点三维空间坐标以及顶点厚度，并且在基于厚度模型的模型数据文件中指定所述顶点的厚度方向。本发明的基于厚度模型的模型数据生成方法或系统使得基于厚度模型的模型数据非常容易被维护和修改，用户只需要调整模型数据的顶点的位置和它附带的厚度，就可以对模型进行编辑，而不需考虑两个表面之间的对应关系.这极大的方便了建模的过程，提高了建模的效率。而且存储这样的模型数据也大大地节省了存储空间。
为了对本发明实施例的特征和优点进行详细说明，将参照以下附图。如果可能的话，在附图和描述中使用相同或者类似的参考标号以指代相同或者类似的部分。其中图1示出了对基于厚度模型的模型数据的基本操作；图2示出了本发明用于创建模式数据的第一具体实施方式
；图3示出了本发明用于创建模式数据的第二具体实施方式
；图4示出了本发明获得基于厚度模型的初始模型数据的第一具体实施方式
；图5示出了本发明获得基于厚度模型的初始模型数据的第二具体实施方式
；图6示出了本发明获得基于厚度模型的初始模型数据的第三具体实施方式
；图7、8示出了本发明用于将基于厚度模型的模式数据转换为基于现有网格模型的模型数据的具体实施方式
；图9示出了本发明用于创建模式数据的系统框架图。
具体实施例方式现在将参考本发明的示例性实施例进行详细的描述，在附图中图解说明了所述实施例的示例，其中相同的参考数字始终指示相同的元件。应当理解，本发明并不限于所公开的示例实施例。还应当理解，并非所述方法和设备的每个特征对于实施任一权利要求所要求保护的本发明都是必要的。此外，在整个公开中，当显示或描述处理或方法时，方法的步骤可以以任何顺序或者同时执行，除非从上下文中能清楚一个步骤依赖于先执行的另一步骤。此外，步骤之间可以有显著的时间间隔。正如在背景技术部分所指出的，基于现有的网格模型的造型方法或者基于实体模型的造型方法存在诸多的缺陷，无法满足现在或者将来应用的需求。而本发明则另辟蹊径地提出厚度模型以克服现有技术中的一个或者多个缺陷。如表1所示，厚度模型包括了模型数据的顶点的三维空间坐标Χ、γ、ζ以及该顶点对应的厚度值τ。而厚度的方向则可以有灵活的安排，比如统一在模型数据文件中规定所有的厚度方向都沿顶点的法向，或者统一规定厚度方向指向同一个方向(比如一个具有厚度的球面，其上的顶点都指向球心)，同一个轴(假设轴以X = ^CcpY = YC1来表示，那么厚度模型上任意一点O^YpZi)的厚度方向为 ((Xi-Xo)，(Yi-Ytl)，0)，其中i为自然数)等。则基于厚度模型的模型数据的一个顶点ν就可以表示为Vi (Xi, Yi, Zi, Ti)。当然本领域技术人员理解，也可以对模型数据的各个顶点分别单独地定义其厚度方向，如此基于厚度模型的模型数据的一个顶点V就可以表示为Vi (Xi, Yi, Zi, Ti, Dix，Diy，Diz)。将基于厚度模型的模型数据的各个相邻顶点以边相连，则可以构成了厚度模型的模型数据的具有厚度的面，具体如表2所示。模型文件由顶点列表(表1)和面列表(表幻组成。下面是一个简单的基于厚度模型的模型数据文件的实例总顶点数；总面数；厚度方向(比如法向，指向固定点，指向固定轴等)；点列表(如表1)；
面列表(如表2)。表 权利要求
1.一种用于创建模型数据的方法，包括 获取基于厚度模型的初始模型数据；响应于用户输入所述初始模型数据的至少部分顶点的厚度值，分别调整所述至少部分顶点的厚度；响应于用户输入所述初始模型数据的至少部分顶点的位置值，分别调整所述至少部分顶点的位置；以及基于所述初始模型数据以及调整后的所述至少部分顶点，获得基于厚度模型的模型数据。
2.如权利要求1所述的方法，还包括响应于用户选定所述初始模型数据的部分顶点，确定所述部分顶点所构成的区域；以及进一步细分所述部分顶点所构成的区域，以形成更多基于厚度模型的顶点。
3.如权利要求1所述的方法，其中获取基于厚度模型的初始模型数据包括 获取基本体素；接收用户输入的基本体素的相关几何尺寸以及厚度值； 确定基本体素的基本面以获得初始模型数据的各个顶点； 对各个顶点赋予厚度值从而形成基于厚度模型的初始模型数据。
4.如权利要求1所述的方法，其中获取基于厚度模型的初始模型数据包括 将基于网格模型的模型数据转换为基于厚度模型的初始模型数据。
5.如权利要求4所述的方法，所述将基于网格模型的模型数据转换为基于厚度模型的初始模型数据包括构造一个基于基本体素的基于厚度模型的初始模型数据，指定初始模型数据的顶点的厚度方向，并将初始模型数据的顶点位置和厚度作为未知数；求解所述未知数以获得一个优化的初始模型数据，该优化的初始模型数据使得基于网格模型的模型数据中的每个点到初始模型数据的距离之和最小；计算基于网格模型的模型数据中的每个点到初始模型数据的距离； 如果所有的距离都已经小于等于预设阈值，则将所述初始模型数据作为基于厚度模型的模型数据；如果网格模型的模型数据中存在顶点到初始模型数据的距离大于预设阈值，则在离该顶点最近的初始模型数据的面上添加一个新的基于厚度模型的顶点，并且返回到上述计算步骤。
6.如权利要求4或5所述的方法，还包括将所述基于网格模型的模型数据根据语义分为多个部分； 分别将各个部分转换为基于厚度模型的初始模型数据；以及组合所述各个部分对应的基于厚度模型的初始模型数据。
7.如权利要求1所述的方法，还包括沿基于厚度模型的模型数据的每一个顶点的厚度方向分别生成一个新的顶点，所述每一个顶点与新的顶点之间距离为原来每一个顶点的厚度值；以及在相邻的新的顶点之间连接一条边，从而形成新的基于网格模型的模型数据。
8.如权利要求7所述的方法，还包括如果一个顶点原来在所述基于厚度模型的模型数据的边界上，则在该顶点与其对应的新的顶点之间连接一条边。
9.如权利要求1所述的方法，其中所述厚度模型包括顶点三维空间坐标以及顶点厚度。
10.如权利要求9所述的方法，其中在基于厚度模型的模型数据文件中指定所述顶点的厚度方向。
11.如权利要求1所述的方法，所述基于所述初始模型数据以及调整后的部分顶点，获得基于厚度模型的模型数据还包括至少平滑所述初始模型数据的部分顶点。
12.一种用于创建模型数据的系统，包括初始模型数据获取装置，用于获取基于厚度模型的初始模型数据； 顶点厚度调整装置，用于响应于用户输入所述初始模型数据的至少部分顶点的厚度值，分别调整所述至少部分顶点的厚度；顶点位置调整装置，响应于用户输入所述初始模型数据的至少部分顶点的位置值，分别调整所述至少部分顶点的位置；以及模型数据生成装置，用于基于所述初始模型数据以及调整后的所述至少部分顶点，获得基于厚度模型的模型数据。
13.如权利要求12所述的系统，还包括用于响应于用户选定所述初始模型数据的部分顶点，确定所述部分顶点所构成的区域的装置；以及用于进一步细分所述部分顶点所构成的区域，以形成更多基于厚度模型的顶点的装置。
14.如权利要求12所述的系统，其中所述初始模型数据获取装置包括 用于获取基本体素的装置；用于接收用户输入的基本体素的相关几何尺寸以及厚度值的装置； 用于确定基本体素的基本面以获得初始模型数据的各个顶点的装置； 用于对各个顶点赋予厚度值从而形成基于厚度模型的初始模型数据的装置。
15.如权利要求12所述的系统，其中所述初始模型数据获取装置包括用于将基于网格模型的模型数据转换为基于厚度模型的初始模型数据的装置。
16.如权利要求15所述的系统，所述用于将基于网格模型的模型数据转换为基于厚度模型的初始模型数据的装置包括用于构造一个基于基本体素的基于厚度模型的初始模型数据，指定初始模型数据的顶点的厚度方向，并将初始模型数据的顶点位置和厚度作为未知数的装置；用于求解所述未知数以获得一个优化的初始模型数据，该优化的初始模型数据使得基于网格模型的模型数据中的每个点到初始模型数据的距离之和最小的装置；用于计算基于网格模型的模型数据中的每个点到初始模型数据的距离的装置； 用于如果所有的距离都已经小于等于预设阈值，则将所述初始模型数据作为基于厚度模型的模型数据的装置；用于如果网格模型的模型数据中存在顶点到初始模型数据的距离大于预设阈值，则在离该顶点最近的初始模型数据的面上添加一个新的基于厚度模型的顶点的装置。
17.如权利要求15或16所述的系统，还包括用于将所述基于网格模型的模型数据根据语义分为多个部分的装置； 用于分别将各个部分转换为基于厚度模型的初始模型数据的装置；以及用于组合所述各个部分对应的基于厚度模型的初始模型数据的装置。
18.如权利要求12所述的系统，还包括用于沿基于厚度模型的模型数据的每一个顶点的厚度方向分别生成一个新的顶点，所述每一个顶点与新的顶点之间距离为原来每一个顶点的厚度值的装置；以及用于在相邻的新的顶点之间连接一条边，从而形成新的基于网格模型的模型数据的装置。
19.如权利要求18所述的系统，还包括用于如果一个顶点原来在所述基于厚度模型的模型数据的边界上，则在该顶点与其对应的新的顶点之间连接一条边的装置。
20.如权利要求12所述的系统，其中所述厚度模型包括顶点三维空间坐标以及顶点厚度。
21.如权利要求20所述的系统，其中在基于厚度模型的模型数据文件中指定所述顶点的厚度方向。
22.一种厚度模型，其中该厚度模型包括顶点三维空间坐标以及顶点厚度，并且在基于厚度模型的模型数据文件中指定所述顶点的厚度方向。
全文摘要
本发明提供一种用于创建模型数据的方法及其系统。该方法包括获取基于厚度模型的初始模型数据；响应于用户输入部分顶点的厚度值，分别调整所述初始模型数据的部分顶点的厚度；响应于用户输入部分顶点的位置值，分别调整所述初始模型数据的部分顶点的位置；以及基于所述初始模型数据以及调整后的部分顶点，获得基于厚度模型的模型数据。通过采用本发明的方法或者系统，将方便用户编辑模型数据而且节省存储空间。
文档编号G06T17/00GK102436674SQ201010506180
公开日2012年5月2日 申请日期2010年9月29日 优先权日2010年9月29日
发明者朱子玉, 李起成, 杨顺祥, 王健, 王宜敏, 陈昊 申请人:国际商业机器公司