三维浮雕模型生成装置及方法与流程

本发明涉及三维浮雕模型生成装置及方法。

背景技术：

最近，三维打印机广泛用于产业领域，随着低廉的三维打印机的上市，个人也可简单输出物品等。并且，得益于三维扫描仪的大众化，通过扫描个人的脸部和身体来生成三维模型，并向三维打印机输出上述三维模型的服务也受人瞩目。

但是，三维彩色打印机的价格达到数千万韩元，因此，大众化的大部分的三维打印机为使用相对价格低廉的单色材料的打印机。在利用使用上述单色材料的三维打印机来主要输出部件等形态的情况下不存在问题，但是，在需要脸部等仔细的颜色扫描的情况下，与观看原版画面时相反地，输出物的品质在输出之后会大为降低。因为使用单色材料，从而可表现的颜色受到了限制。

并且，使用人员需要制作用于三维打印机的三维模型，在制作三维模型的过程很困难，且以往的程序操作复杂，从而大众很难简单制作三维模型。

技术实现要素：

要解决的技术问题

本发明为了解决如上述问题而提出，本发明的目的在于，提供通过简单的操作来生成具有两种颜色效果的三维浮雕模型的装置及方法。

并且，本发明的目的在于，提供即使通过单色三维打印机进行输出，也能够生成具有两种颜色的效果的三维浮雕模型的装置及方法。

另一方面，本发明所要实现的技术问题并不局限于以上所提及的技术问题，本发明所述技术领域的普通技术人员可从以下的记载明确理解未提及的其他技术问题。

解决问题的技术方案

本发明可包括：图像获取部，用于获取二维图像及包含上述二维图像内对象的三维信息的三维模型；黑白图像生成部，基于上述二维图像来生成黑白图像；网格生成部，基于上述黑白图像生成网格；以及三维浮雕模型生成部，在上述网格适用上述三维信息来生成三维浮雕模型。

在一实施例中，上述二维图像可以为脸部图像。

在一实施例中，上述黑白图像生成部能够以上述二维图像的颜色值及亮度值为基础生成黑白图像。

在一实施例中，在上述黑白图像内的白色区域为多个的情况下，上述黑白图像生成部可以使得上述多个白色区域形成一个白色区域的方式连接上述多个白色区域。

在一实施例中，上述黑白图像生成部可将上述黑白图像的白色区域边缘形状设定成规定形状。

在一实施例中，上述网格生成部可使通过上述黑白图像的轮廓线形成的前景区域由网格构成。

在一实施例中，上述前景区域可以为上述黑白图像的白色区域。

另一方面，用于实现上述问题的本发明的一例相关的三维浮雕模型生成方法可包括：获取二维图像及包含二维图像内对象的三维信息的三维模型的步骤；基于上述二维图像生成黑白图像的步骤；基于上述黑白图像生成网格的步骤；以及在上述网格适用上述三维信息来生成三维浮雕模型的步骤。

在一实施例中，上述二维图像可以为脸部图像。

在一实施例中，在上述基于二维图像生成黑白图像的步骤中，能够以上述二维图像的颜色值及亮度值为基础生成上述黑白图像。

在一实施例中，上述基于上述二维图像生成黑白图像的步骤中，可在上述黑白图像内的白色区域为多个的情况下，上述黑白图像生成部可以使得上述多个白色区域形成一个白色区域的方式连接上述多个白色区域。

在一实施例中，在上述基于二维图像生成黑白图像的步骤之后，还可包括将上述黑白图像的白色区域的边缘设定成规定形状的步骤。

在一实施例中，在上述基于上述黑白图像生成网格的步骤中，可使通过上述黑白图像的轮廓线形成的前景区域由网格构成。

在一实施例中，上述前景区域可以为上述黑白图像的白色区域。

在一实施例中，通过上述网格生成三维浮雕模型的步骤中，根据脸部轮廓的高度，可将上述剖面浮雕模型生成为具有曲线的三维曲线浮雕模型。

发明的有益效果

本发明的实施例提供通过简单的操作生成三维浮雕模型的装置及方法。

并且，本发明实施例提供即使在三维打印机中进行输出，但是生成具有两种颜色效果的三维浮雕模型的装置及方法。

另一方面，可在本发明获得的效果并不局限于以上所提及的技术问题，本发明所述技术领域的普通技术人员可从以下的记载明确理解未提及的其他效果。

附图说明

本发明中的以下附图仅例示优选实施例，上述实施例起到与本发明的详细说明一同进一步理解本发明的技术的作用，因此，本发明并不局限于上述附图中记载的事项。

图1为本发明一实施例的三维浮雕模型生成装置的框图。

图2a为本发明一实施例的图像获取部所获取的二维图像。

图2b为本发明一实施例的图像获取部所获取的三维模型。

图3为本发明一实施例的黑白图像生成部所生成的黑白图像。

图4a为本发明一实施例的多个白色区域分离的黑白图像。

图4b为本发明一实施例的多个白色区域连接成一个区域的黑白图像。

图5a及图5b为设定本发明一实施例的不同形状的边缘的黑白图像。

图6a为基于图5a的黑白图像生成的轮廓线。

图6b为基于图5b的黑白图像生成的轮廓线。

图7a为基于图6a的轮廓线生成的网格。

图7b为基于图6b的轮廓线生成的网格。

图8为在根据本发明一实施例生成的网格整合三维模型的图。

图9a及图9b为根据本发明的一实施例生成的三维浮雕模型。

图10a及图10b示出图9a及图9b的三维浮雕模型所输出的实物。

图11为示出本发明一实施例的三维浮雕模型生成方法的流程图。

图12为示出执行本发明一实施例的三维浮雕模型生成方法的计算系统的框图。

附图标记的说明

100：三维浮雕模型生成装置

110：图像获取部

120：黑白图像生成部

130：网格生成部

140：三维浮雕模型生成部

1000：计算系统

1100：处理器

1200：系统总线

1300：存储器

1310：只读存储器

1320：随机存取存储器

1400：用户界面

具体实施方式

以下，参照附图，详细说明本发明的一部分实施例。在对各个图中的结构要素赋予副标记的过程中，即使呈现在不同附图中，尽可能对相同的结构要素赋予相同的附图标记。并且，在说明本发明的过程中，在判断为对于相关的公知结构或功能的具体说明使本发明不清楚的情况下，将省略对其的详细说明。

在说明本发明生死狐狸的结构要素的过程中，可以使用第一、第二、a、b、(a)、(b)等术语。上述术语仅用于区分两种结构要素，对应结构要素的本质或次序或顺序并不局限于上述术语。并且，只要未进行不同定义，上述术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员一般理解的术语相同的含义。一般使用的预先定义的术语具有与相关技术的文脉所具有相同含义，只要在本申请中并未明确定义，不能以异常或过度的形式解释。

以下，参照图1至图10b，说明三维浮雕模型生成装置。

图1为本发明一实施例的三维浮雕模型生成装置的框图。图2a为本发明一实施例的图像获取部所获取的二维图像。图2b为本发明一实施例的图像获取部所获取的三维模型。图3为本发明一实施例的黑白图像生成部所生成的黑白图像。图4a为本发明一实施例的多个白色区域分离的黑白图像。图4b为本发明一实施例的多个白色区域连接成一个区域的黑白图像。图5a及图5b为设定本发明一实施例的不同形状的边缘的黑白图像。图6a为基于图5a的黑白图像生成的轮廓线，图6b为基于图5b的黑白图像生成的轮廓线。图7a为基于图6a的轮廓线生成的网格，图7b为基于图6b的轮廓线生成的网格。图8为在根据本发明一实施例生成的网格整合三维模型的图。图9a及图9b为根据本发明的一实施例生成的三维浮雕模型。图10a及图10b示出图9a及图9b的三维浮雕模型所输出的实物。

参照图1，三维浮雕模型生成装置100可包括图像获取部110、黑白图像生成部120、网格生成部130及三维浮雕模型生成部140。

只是，图1所示的结构要素并非必要结构要素，也可体现为具有此外的结构要素或者更少结构要素的三维浮雕模型生成装置100。

图像获取部110可获取二维图像及包含二维图像内对象的三维信息的三维模型。即，图像获取部110所获取的二维图像和三维模型以相同对象为对象。

图像获取部110所获取的二维图像可以为以如图2a所示的人的脸部为对象的脸部图像，图像获取部110所获取的三维模型可以为以图2a的人的脸部为对象的三维模型。

黑白图像生成部120基于二维图像生成黑白图像。黑白图像生成部以二维图像的颜色值及亮度值为基础生成黑白图像。例如，利用像素的rgb值，根据规定范围，将像素变换为黑色或白色。变换的黑色像素的集合为黑色区域，白色像素的集合为白色区域。并且，黑白图像生成部120可在二维图像中将对象的前景区域变换为白色区域。

图3为黑白图像生成部120基于图2a的二维图像生成的黑白图像，参照图3，图2a的二维图像可由黑色区域和白色区域等两个区域构成。

但是，参照图4，在黑白图像存在多个白色区域，在多个白色区域存在分离的区域a1、a2、a3。黑白图像生成部120可连接多个白色区域，使得多个白色区域形成一个白色区域。从而，如图4b所示，可形成多个白色区域之间连接的区域b1、b2、b3。

白色区域为由三维打印机输出的部分，分离的白色区域在输出之后并单独分离，因此，上述分离的多个白色区域相连接，由此，生成的三维浮雕模型在一个三维打印机中被输出成一个对象。

黑白图像生成部120可将前景区域的边缘形状设定为规定形状。例如，黑白图像生成部120可将前景区域的边缘形状如图5a及图5b所示设定。只是，黑白图像生成部120可设定的前景区域的边缘形状并不局限于图5a及图5b。

网格生成部130基于黑白图像生成。黑白图像的白色区域与三维浮雕模型的前景区域(figurearea)相对应，因此，网格生成部130使与通过轮廓线形成的封闭区域中白色区域相对应的区域由网格构成。即，存在网格的区域可以与黑白图像的白色区域相对应。

图6a为基于图5a的黑白图像生成的轮廓线，通过图6a的轮廓线生成的各个封闭区域与图5a的黑色区域和白色区域相对应。图6b为基于图5b的黑色图像生成的轮廓线，通过图6b的轮廓线形成的各个封闭区域与图5b的黑色区域和白色区域相对应。

图7a为基于图6a的轮廓线生成的网格，是基于与通过图6a的轮廓线形成的封闭区域中白色区域相对应的区域的网格。图7b为基于图6b的轮廓线生成的网格，是基于与通过图6b的轮廓线生成的封闭区域中白色区域相对应的区域的网格。

三维浮雕模型生成部140在网格适用三维模型的立体信息来生成三维浮雕模型。如图8所示，三维浮雕模型生成部140在由网格生成部130生成的网格整合图像获取部110所获取的三维模型，向网格赋予与网格的各个位置相对应的三维模型的三维立体信息来生成三维浮雕模型。即，还向仅包含xy值的网格赋予z值。三维浮雕模型生成部140以赋予的三维立体信息为基础向三维浮雕模型赋予具有高度的曲线，从而最终可生成三维浮雕模型。

图9a及图9b为根据本发明的实施例向图7a的网格赋予三维立体信息而生成的三维浮雕模型。参照图9a及图9b，可确认在浮雕模型包含三维立体信息。图10a及图10b示出上述生成的三维浮雕模型通过三维打印机输出的实物。

根据上述三维浮雕模型生成装置100，可通过少量的运算生成三维浮雕模型，并可生成在单色三维打印机也能够输出的三维浮雕模型。

以下，参照图11，具体说明基于上述结构来生成三维浮雕模型的方法。

图11为示出本发明一实施例的三维浮雕模型生成方法的流程图。

参照图11，三维浮雕模型生成方法可包括：获取二维图像及包含二维图像内对象的三维信息的三维模型的步骤s110；基于上述二维图像生成黑白图像的步骤s120；基于上述黑白图像生成网格的步骤s130；以及在上述网格适用上述三维信息来生成三维浮雕模型的步骤s140。

以下，参照图1至图11，详细说明上述步骤s110至步骤s140。

在步骤s110中，图像获取部110可获取二维图像及包含二维图像内对象的三维信息的三维模型。即，图像获取部110所获取的二维图像和三维模型均以相同的对象为对象。

图像获取部110所获取的二维图像可以为以如图2a所示的人的脸部为对象的脸部图像，图像获取部110所获取的三维模型可以为以图2a的人的脸部为对象的三维模型。

在步骤s120中，黑白图像生成部120可基于二维图像生成黑白图像。

黑白图像生成部120以二维图像的颜色值及亮度值为基础生成如图3所示的黑白图像。并且，黑白图像生成部120可将二维图像中的对象的前景区域变换为白色区域。

图3为黑白图像生成部120基于图2a的二维图像生成的黑白图像，参照图3，图2a的二维图像可由黑色区域和白色区域等两个区域构成。

在步骤s130中，网格生成部130可基于黑白图像生成网格。黑白图像的白色区域可以与三维浮雕模型的前景区域(figurearea)相对应，因此，网格生成部130使与通过轮廓线形成的封闭区域中白色区域相对应的区域由网格构成。即，存在网格的区域可以与黑白图像的白色区域相对应。

在步骤s140中，三维浮雕模型生成部140可在网格适用三维模型的立体信息来生成三维浮雕模型。如图8所示，三维浮雕模型生成部140在由网格生成部130生成的网格整合图像获取部110所获取的三维模型，向网格赋予与网格的各个位置相对应的三维模型的三维立体信息来生成三维浮雕模型。即，还向仅包含xy值的网格赋予z值。

作为例示，如图8所示，三维浮雕模型生成部140在图7a的网格整合三维立体模型，并可生成如图9a所示的三维浮雕模型。

另一方面，在本发明实施例的步骤s120中，在生成的黑白图像内的白色区域为多个的情况下，黑白图像生成部120可连接多个白色区域，使得多个白色区域变成一个白色区域。

参照图4a，在黑白图像存在多个白色区域，在多个白色区域存在分离的区域a1、a2、a3。黑白图像生成部120可连接多个白色区域，使得多个白色区域形成一个白色区域。从而，如图4b所示，可形成多个白色区域之间连接的区域b1、b2、b3。

图4a的a1为多个白色区域分离的区域，在进行输出后，为了维持输出物的形态，在a1分离的多个白色区域可相互连接。

如上所述，多个白色区域由一个白色区域形成，由此，生成的三维浮雕模型可在三维打印机中输出成一个对象。

并且，在本发明一实施例的步骤120中，黑白图像生成部120可将黑白图像的前景区域的边缘形状设定成规定形状。前景区域为在黑白图像中设定对象的白色区域，前景区域的边缘形状可如图5a及图5b设定。只是，黑白图像设定部120可设定的前景区域的边缘形状并不局限于图5a及图5b。

图12为示出执行本发明一实施例的三维浮雕模型生成方法的计算系统的框图。

参照图12，计算系统1000可包括通过总线1200连接的至少一个处理器1100、存储器1300、用户界面输入装置1400、用户界面输出装置1500、寄存器1600及网络接口1700。

处理器1100可以为执行存储于中央处理器(cpu)或存储器1300和/或寄存器1600的指令的半导体装置。存储器1300及寄存器1600可包括多种易失性或非易失性存储介质。例如，存储器1300可包括只读存储器(readonlymemory)及随机存取存储器(randomaccessmemory)。

因此，以与在本说明书中提出的实施例相关的方式说明的方法或算法的步骤可直接体现为通过处理器1100执行的硬件、软件模块或其两个的结合。软件模块可形成于如随机存取存储器、闪存、只读存储器、可擦可编程只读存储器、电可擦除只读存储器、寄存器、硬盘、可移动盘、只读光盘等存储介质(即，存储器1300和/或寄存器1600)。例示性存储介质与处理器1100耦合，上述处理器1100可从存储介质读取信息，并可在存储介质记入信息。作为另一方法，存储介质可以与处理器1100形成为一体。处理器及存储介质可形成于特定用途集成电路(asic)。特定用途集成电路可形成于用户终端。作为另一方法，处理器及存储介质可以为用户终端内的个别组件。

如上所述的三维浮雕模型生成装置及方法并不局限于上述说明的实施例的结构和方法，各个实施例的全部或一部分可以选择性组合，以便上述实施例可具有多种变形。