一种基于曲线离散的绘制方法及相关装置与流程

本技术涉及数控加工及图像绘制，特别涉及一种基于曲线离散的绘制方法及相关装置。

背景技术：

1、在数控加工或在cad制图中进行绘制时，会先获取待绘制对象的对象数据，然后根据对象数据制作对象图纸。很多待绘制对象是采用曲线来表征其几何形状，例如，刀具的中心轨迹，飞机机翼的曲线条等。那么在绘制待绘制对象对应的绘制图像时，需要先将用于表征待绘制对象的曲线进行离散化，再基于离散得到的离散点集来进行绘制。

2、nurbs（non-uniform rational b-spline）曲线凭借其本身所具有的良好性质，被广泛用于构造复杂的几何形体。然而，现有的nurbs离散方法普遍是采用均匀参数离散化方法，通过在nurbs曲线的参数域中均匀地选择一组参数值来对nurbs曲线进行离散化。这种方法虽然可以将nurbs曲线离散化，但是对于具有非均匀特性或者具备曲率变化大的曲线，其无法很好地表达曲线细节和弯曲部分，从而导致nurbs曲线离散在精度上存在缺少，这就会影响基于离散后的离散点集绘制的绘制图像与待绘制图像的匹配度，从而影响绘制得到的绘制图像的图像精确性，进而使得基于绘制图像进行显示或加工得到的加工对象无法满足要求。

技术实现思路

1、本技术要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足，提供一种基于曲线离散的绘制方法及相关装置。

2、为了解决上述技术问题，本技术实施例第一方面提供了一种基于曲线离散的绘制方法，所述方法包括：

3、获取用于表征待绘制对象的几何形态的nurbs曲线，并将所述nurbs曲线分割为若干贝塞尔曲线；

4、基于各贝塞尔曲线的控制顶点合集，通过累积弦长方式确定所述nurbs曲线的离散参数集；

5、遍历离散参数集中的离散参数区间，对每个离散参数区间进行离散，以得到所述待绘制对象对应的离散点集；

6、基于所述离散点集对所述待绘制对象进行绘制，以得到所述待绘制对象对应的绘制图像。

7、所述的基于曲线离散的绘制方法，其中，所述将所述nurbs曲线分割为若干贝塞尔曲线具体包括：

8、通过插入节点方式将所述nurbs曲线细化为若干第一贝塞尔曲线，并将各第一贝塞尔曲线作为目标贝塞尔曲线；

9、获取各目标贝塞尔曲线的控制多边形类型；

10、根据各目标贝塞尔曲线的控制多边形类型对各目标贝塞尔曲线进行二分分割，以得到若干贝塞尔曲线。

11、所述的基于曲线离散的绘制方法，其中，所述控制多边形类型包括凸类型和凹类型；所述根据各目标贝塞尔曲线的控制多边形类型对各目标贝塞尔曲线进行二分分割，以得到若干贝塞尔曲线具体包括：

12、对于控制多边形类型为凸类型的目标贝塞尔曲线，将所述目标贝塞尔曲线作为所述nurbs曲线分割得到的贝塞尔曲线；

13、对于控制多边形类型为凹类型的目标贝塞尔曲线，将所述目标贝塞尔曲线进行二分分割以得到两条第二贝塞尔曲线；

14、将所述两条第二贝塞尔曲线作为目标贝塞尔曲线，重新获取各目标贝塞尔曲线的控制多边形类型。

15、所述的基于曲线离散的绘制方法，其中，所述将所述两条第二贝塞尔曲线作为目标贝塞尔曲线，重新获取各目标贝塞尔曲线的控制多边形类型具体包括：

16、将所述两条第二贝塞尔曲线作为目标贝塞尔曲线，并获取所述目标贝塞尔曲线所属的第一贝塞尔曲线的分割次数；

17、当所述分割次数小于预设次数时，重新获取各目标贝塞尔曲线的控制多边形类型。

18、所述的基于曲线离散的绘制方法，其中，所述将所述两条第二贝塞尔曲线作为目标贝塞尔曲线，重新获取各目标贝塞尔曲线的控制多边形类型还包括：

19、当所述分割次数大于或者等于小于预设次数时，舍弃所述目标贝塞尔曲线中的目标曲线点，重新获取各目标贝塞尔曲线的控制多边形类型，其中，所述目标曲线点为目标贝塞尔曲线中曲率为零的曲线点。

20、所述的基于曲线离散的绘制方法，其中，所述基于各贝塞尔曲线的控制顶点合集，通过累积弦长方式确定所述nurbs曲线的离散参数集具体包括：

21、对于每段贝塞尔曲线，选取所述贝塞尔曲线的起始控制顶点；

22、对于所述贝塞尔曲线的每个非起始控制顶点，获取所述非起始控制顶点与其前一控制顶点间的弦线矢量长度，并根据所述弦线矢量长度和所述前一控制顶点的临时离散参数，计算所述非起始控制顶点的临时离散参数，以得到所述贝塞尔曲线的临时离散参数集；

23、将所述临时离散参数集转换至所述贝塞尔曲线对应的参数域，以得到所述贝塞尔曲线对应的目标离散参数集；

24、将所有贝塞尔曲线对应的目标离散参数集的并集作为所述nurbs曲线的离散参数集。

25、所述的基于曲线离散的绘制方法，其中，所述对每个离散参数区间进行离散，以得到所述待绘制对象对应的离散点集具体包括：

26、对于每个离散参数区间，将所述离散参数区间作为目标离散参数区间；

27、获取所述目标离散参数区间对应的贝塞尔曲线的次数；

28、基于所述目标离散参数区间和所述次数生成参考贝塞尔曲线，并获取所述参考贝塞尔曲线的曲线特征；

29、若所述曲线特征满足预设条件，则将所述目标离散参数区间的上限参数、下限参数以及中间参数在贝塞尔曲线上对应的点作为所述nurbs曲线对应的离散点；

30、若所述曲线特征不满足预设条件，则将所述离散参数区间等分为两个子离散参数区间，将各子离散参数区间作为目标离散参数区间，重新基于所述目标离散参数区间和所述次数生成参考贝塞尔曲线，得到所述nurbs曲线对应的离散点；

31、将所有离散点作为所述nurbs曲线的离散点，以得到所述待绘制对象对应的离散点集。

32、所述的基于曲线离散的绘制方法，其中，所述曲线特征包括弓高、弦长和切向量夹角中的一种或者多种，其中，所述切向量夹角以所述离散参数区间的中间参数对应的曲线点为切点的切向量和以离散参数区间的上限参数对应的曲线点为切点的切向量的夹角。

33、所述的基于曲线离散的绘制方法，其中，所述基于所述离散点集对所述待绘制对象进行绘制，以得到所述待绘制对象对应的绘制图像之后，所述方法还包括：

34、对所述绘制图像进行下游操作，其中，所述下游操作包括显示所述绘制图像，向加工设备输出所述绘制图像，将仿真模型输出所述绘制图像以及向采样设备输出所述绘制图像中一种或者多种。

35、本技术实施例第二方面提供了一种基于曲线离散的绘制装置，所述装置包括：

36、获取模块，用于获取用于表征待绘制对象的几何形态的nurbs曲线，并将所述nurbs曲线分割为若干贝塞尔曲线；

37、确定模块，用于基于各贝塞尔曲线的控制顶点合集，通过累积弦长方式确定所述nurbs曲线的离散参数集；

38、离散模块，用于遍历离散参数集中的离散参数区间，对每个离散参数区间进行离散，以得到所述待绘制对象对应的离散点集；

39、绘制模型，用于基于所述离散点集对所述待绘制对象进行绘制，以得到所述待绘制对象对应的绘制图像。

40、本技术实施例第三方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有一个或者多个程序，所述一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现如上任一所述的基于曲线离散的绘制方法中的步骤。

41、本技术实施例第四方面提供了一种终端设备，其包括：处理器和存储器；

42、所述存储器上存储有可被所述处理器执行的计算机可读程序；

43、所述处理器执行所述计算机可读程序时实现如上任一所述的基于曲线离散的绘制方法中的步骤。

44、有益效果：与现有技术相比，本技术提供了一种基于曲线离散的绘制方法及相关装置，方法包括获取用于表征待绘制对象的几何形态的nurbs曲线，将nurbs曲线分割为若干贝塞尔曲线；基于各贝塞尔曲线的控制顶点合集，通过累积弦长方式确定nurbs曲线的离散参数集；遍历离散参数集中的离散参数区间，对每个离散参数区间进行离散以得到所述待绘制对象对应的离散点集；基于离散点集对待绘制对象进行绘制。本技术通过将nurbs曲线划分为若干贝塞尔曲线，并通过贝塞尔曲线的控制多边形来确定离散参数集，保留nurbs曲线的非均匀特性和曲率变化大的曲线部分，提高了绘制图像和待绘制对象的匹配度，从而可以提高绘制图像的精确度，进而可以保证基于绘制图像加工或者显示的绘制对象的精确度。