基于三维模型的二次创作设计方法、装置和系统与流程

1.本发明属于三维创意设计技术领域，具体涉及一种基于三维模型的二次创作设计方法、装置和系统。


背景技术：

2.随着三维视觉逐渐向二维视觉领域渗透，视觉三维化已经成为当下非常热门的一种表现形式。现在市面上有以3d模型为主要对象，实现场景搭配，模型调整，材质编辑、打光等功能的3d创意设计工具，通过高效的渲染引擎技术，实现所见即所得，降低3d渲染工具的使用门槛。
3.专利文献cn 110489834 a公开了一种用于真实产品三维模型的设计系统，包括产品展示模块、产品设计模块和产品自动匹配模块。此系统通过产品展示模块、产品设计模块和产品自动匹配模块不仅呈现真实产品三维模型，提供客户端多种产品的设计样式，并且可以根据所挑选的样式进行变更或新增其样式，更拥有减小现有建模技术成像畸变的影响，使得三维模型具有较高的可靠性和鲁棒性。
4.以上3d创意设计的背景即场景一般指3d场景，其设计门槛较高，获取成本大，是3d创意设计工具做ugc模式的一大瓶颈。如果允许用户结合3d模型在2d普通图片上进行二次创意设计，这个模式门槛和成本会降至无限低，但是由于缺少深度信息会导致缺乏以3d场景作为背景的3d真实感。


技术实现要素：

5.鉴于上述，本发明的目的是提供一种基于三维模型的二次创作设计方法、装置和系统，通过与用户交互生成2d图片深度信息，实现2d图片遮挡3d模型，提供逼真的3d设计效果。
6.为实现上述发明目的，实施例提供的一种基于三维模型的二次创作设计方法，包括以下步骤：
7.选择三维模型，并调整三维模型的渲染相关参数；
8.选择二维图片作为背景置于调整后的三维模型之后，并确定二维图片的遮挡体对象；
9.计算遮挡体对象和三维模型的深度信息；
10.依据二维图片、遮挡体对象、深度信息和渲染相关参数对三维模型进行渲染，得到二次创造设计结果。
11.在一个实施例中，所述渲染相关参数包括三维模型的尺寸和位置、环境光、材质信息、渲染拍摄角度。
12.在一个实施例中，所述确定二维图片的遮挡体对象，包括：
13.识别二维图片中像素值；
14.依据像素之间的连接性和像素值进行聚类，得到内部连接且像素值差异小于像素
差异阈值的区域；
15.依据筛选阈值对区域进行过滤，过滤剩下的区域对应为遮挡体对象，形成遮挡体对象列表供用户选择；
16.依据用户从遮挡体对象列表中的选择来确定遮挡体对象。
17.在一个实施例中，所述筛选阈值为面积值范围，将不在面积值范围内的区域过滤掉。
18.在一个实施例中，所述确定二维图片的遮挡体对象，包括：
19.为用户提供多边形绘制工具，接收用户依据多边形绘制工具框选的区域，并将框选的区域对应为遮挡体对象。
20.在一个实施例中，所述方法还包括：
21.判断是否选择自动推荐遮挡体对象功能，选择是，则采用权利要求3所示的确定二维图片的遮挡体对象方式，选择否，则采用权利要求5所示的确定二维图片的遮挡体对象方式。
22.在一个实施例中，所述计算遮挡体对象和三维模型的深度信息，包括：
23.分别计算遮挡体对象、三维模型的两个二维包围盒，依据二维包围盒确定两个中心点像素坐标；
24.根据两个二维包围盒中心点的像素纵坐标，将两个中心点像素纵坐标映射并归一化，并将两个归一化值作为遮挡体对象和三维模型的深度信息；
25.将除遮挡体对象和三维模型外其他深度信息均置为1。
26.在一个实施例中，依据深度信息和渲染相关参数进行渲染时，深度值小的会遮挡深度值大的对象，实现二维图片合理遮挡三维模型，完成渲染。
27.为实现上述发明目的，实施例还提供了一种基于三维模型的二次创作设计装置，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并在所述处理器上执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述二次创作设计方法。
28.为实现上述发明目的，实施例还提供了一种基于三维模型的二次创作设计系统，包括客户端和服务器，所述客户端实现选择三维模型，并调整三维模型的渲染相关参数；选择二维图片作为背景置于调整后的三维模型之后，并确定二维图片的遮挡体对象；计算遮挡体对象和三维模型的深度信息；还传输三维模型、二维图片、遮挡体对象、深度信息和渲染相关参数至服务器；
29.所述服务器实现依据接收的二维图片、遮挡体对象、深度信息和渲染相关参数对三维模型进行渲染，得到二次创造设计结果。
30.与现有技术相比，本发明具有的有益效果至少包括：
31.通过确认二维图片中的遮挡体对象，并计算遮挡体对象和三维模型的深度信息，然后再依据深度信息进行具有遮挡关系的渲染，这样能够提供逼真的三维设计效果，提高设计结果的真实感。
附图说明
32.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本
发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
33.图1是一实施例提供的基于三维模型的二次创作设计方法的流程图；
34.图2是另一实施例提供的基于三维模型的二次创作设计方法的流程图。
具体实施方式
35.为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。
36.三维模型在三维普通图片与在三维场景二次创作对比，用户能直观感受到的最大区别就是三维图片没有深度信息，表现上就是模型一直浮于二维普通图片表面，显得不真实。为了实现在三维模型上依据二维图片进行二次创作设计以得到真实感设计效果，实施例提供了一种基于三维模型的二次创作设计方法、和装置和系统，通过与用户交互生成二维图片深度信息，实现二维图片遮挡三维模型，提供逼真的三维设计效果。
37.图1是一实施例提供的基于三维模型的二次创作设计方法的流程图。如图1所示，实施例提供的基于三维模型的二次创作设计方法包括以下步骤：
38.步骤1-1，选择三维模型，并调整三维模型的渲染相关参数。
39.用户通过上传接口上传任意二维图片，该二维图片用于二次创造设计，当然图片库也提供一些可用于二次创造的图片。
40.用户通过选择工具来选择三维模型，并调整三维模型的渲染相关参数，其中，渲染相关参数包括三维模型的尺寸和位置、环境光、材质信息、渲染拍摄角度。环境光可以为hdr环境光。通过对三维模型进行缩放来调整尺寸，通过对三维模型旋转来调整渲染拍摄角度，模型的位置、缩放信息以及旋转信息通过模型变换矩阵被记录。
41.步骤1-2，选择二维图片作为背景置于调整后的三维模型之后，并确定二维图片的遮挡体对象。
42.在完成三维模型的基础调整之后，选择二维图片作为背景添加到三维模型之后，这样会缺乏真实的三维层次感，为解决这个问题，本发明允许用户添加二维图片遮挡效果，即通过先确定二维图片的遮挡体对象并计算深度信息来确定遮挡情况。
43.实施例提供了二种确定遮挡体对象的方式，第一种是提供自动识别的遮挡体对象列表，供用户交互选择，具体包括：识别二维图片中像素值；依据像素之间的连接性和像素值进行聚类，得到内部连接且像素值差异小于像素差异阈值的区域；依据筛选阈值对区域进行过滤，过滤剩下的区域对应为遮挡体对象，形成遮挡体对象列表供用户选择；依据用户从遮挡体对象列表中的选择来确定遮挡体对象。
44.其中，像素值以rgb值表达。像素之间的相似性以rgb值空间的距离表达，距离越大，相似性越小，像素根据相似性聚类得到待选区域。
45.rgb值空间的距离计算：
46.筛选阈值为占整个画布的比例，例如20％，将不在面积值范围内的区域过滤掉，剩下的多个区域即为被三维模型遮挡的区域，作为遮挡体对象。
47.第二种是供用户更为精准和自定义的遮挡体绘制能力。具体包括：为用户提供多边形绘制工具，接收用户依据多边形绘制工具框选的区域，并将框选的区域对应为遮挡体对象。
48.以上两种方式确定的遮挡体对象均采用轮廓点集合表示。
49.步骤1-3，计算遮挡体对象和三维模型的深度信息。
50.实施例中，在确定特当体对象后，进一步计算遮挡体对象和三维模型的深度信息。具体计算过程包括：首先，分别计算遮挡体对象、三维模型的两个二维包围盒，依据两个二维包围盒确定两个中心点像素坐标；然后，根据两个二维包围盒中心点的像素纵坐标，将两个中心点像素纵坐标映射并归一化，并将两个处于0-1之间的归一化值作为遮挡体对象和三维模型的深度信息；最后，将除遮挡体对象和三维模型外其他深度信息均置为1。这样即获得了设计场景的所有深度信息。需要说的是，此处的二维包围盒为包围遮挡体对象和三维模型的最小包围盒。
51.步骤1-4，依据二维图片、遮挡体对象、深度信息和渲染相关参数对三维模型进行渲染，得到二次创造设计结果。
52.实施例中，在获得设计场景的所有深度信息后，可以依据二维图片、遮挡体对象、深度信息和渲染相关参数对三维模型进行渲染，得到二次创造设计结果。具体渲染时，依据深度信息和渲染相关参数进行渲染时，深度值小的会遮挡深度值大的对象，实现二维图片合理遮挡三维模型，完成渲染。具体渲染可以由后端渲染引擎实现。
53.基于同样的发明构思，实施例还提供了另外一种基于三维模型的二次创作设计方法，如图2所示，包括以下步骤：
54.步骤2-1，选择三维模型，并调整三维模型的渲染相关参数；
55.步骤2-2，选择二维图片作为背景置于调整后的三维模型之后；
56.步骤2-3，判断是否选择自动推荐遮挡体对象功能，选择是，执行步骤2-4，若否，执行步骤2-5；
57.步骤2-4，提供自动识别的遮挡体对象列表，供用户交互选择并确定遮挡体对象；
58.步骤2-5，为用户提供多边形绘制工具，接收用户依据多边形绘制工具框选的区域，并将框选的区域对应为遮挡体对象；
59.步骤2-6，计算遮挡体对象和三维模型的深度信息；
60.步骤2-7，依据二维图片、遮挡体对象、深度信息和渲染相关参数对三维模型进行渲染，得到二次创造设计结果。
61.需要说的是，与如图1所示的设计方法相比，增加了否选择自动推荐遮挡体对象的功能，并依据选择结果采用步骤2-4或2-5的方式确定遮挡体对象，其他所有步骤及具体实现过程均和上述步骤1-1到1-4相同。
62.基于同样的发明构思，实施例还提供了一种基于三维模型的二次创作设计装置，包括存储器、处理器以及存储在存储器中并在处理器上执行的计算机程序，处理器执行所述计算机程序时实现上述二次创作设计方法。
63.实际应用时，存储器可以为在近端的易失性存储器，如ram，还可以是非易失性存储器，如rom，flash，软盘，机械硬盘等，还可以是远端的存储云。处理器可以为中央处理器(cpu)、微处理器(mpu)、数字信号处理器(dsp)、或现场可编程门阵列(fpga)，即可以通过这
些处理器实现二次创作设计方法。
64.基于同样的发明构思，实施例还提供了一种基于三维模型的二次创作设计系统，包括客户端和服务器，其中，客户端实现上述步骤1-1到1-3的步骤，或实现上述步骤2-1到2-6的步骤；客户端还传输三维模型、二维图片、遮挡体对象、深度信息和渲染相关参数至服务器；服务器实现上述步骤1-4或2-7的步骤。也就是说，渲染部分再服务器完成，剩下的交互过程和计算深度信息过程在客户端完成。
65.上述实施例提供的二次创作设计方法、装置和系统，通过确认二维图片中的遮挡体对象，并计算遮挡体对象和三维模型的深度信息，然后再依据深度信息进行具有遮挡关系的渲染，许用户结合三维模型在二维普通图片上进行二次创意设计，且通过赋予深度信息实现二维遮挡，提供逼真的三维设计效果。
66.以上所述的具体实施方式对本发明的技术方案和有益效果进行了详细说明，应理解的是以上所述仅为本发明的最优选实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的原则范围内所做的任何修改、补充和等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。