用于辅助3D场景中的3D对象的定位的计算机实现方法技术

本发明专利技术涉及一种用于辅助数字建模的3D对象的定位的计算机实现的方法，包括以下步骤：S1：提供在3D场景中具有3D位置的第一数字建模的3D对象(OBJ1)；S2：根据第一轴(AX1)和第一视点来渲染所述第一数字建模的3D对象(OBJ1)在屏幕上的投影；S3：在根据用户动作修改第一数字建模的3D对象(OBJ1)沿第一轴(AX1)的3D位置的同时，自动缩放第一3D对象(OBJ1)，以使移动后的对象在屏幕上的投影保持恒定。

【技术实现步骤摘要】
用于辅助3D场景中的3D对象的定位的计算机实现方法
本专利技术涉及一种用于辅助3D场景中的数字建模的3D对象的定位的计算机实现的方法。例如，本专利技术使得能够拍摄诸如家具之类的对象的照片，创建对象的3D模型，或者从对象的现有图像开始，存储图像和/或共享图像以用于进一步的CAD操作。
技术介绍
基于单个图像创建复杂的3D物理对象(例如，由平坦顶部和一条或多条腿组成的桌子)的数字模型是一项复杂的任务。实际上，图像具有角度，该角度由相机的视角和位置确定，并且在对对象的所有部件进行建模时，必须考虑到该角度。否则，3D模型将无法表达物理对象的现实布置。在下文中，除非明确声明相反的情况，否则对3D对象的任何引用都将指代数字建模的3D对象，而不是物理对象。类似地，除非明确声明相反的情况，否则对3D场景的任何引用都将指代计算机生成的数字3D场景，而不是物理世界中的场景。在计算机辅助设计(CAD)系统中，例如由达索系统(DassaultSystèmes)提供的商标为CATIA的系统，用户可以基于单个图像创建包括若干3D部件的复杂的3D对象。为此，他通过在2D图像上绘制3D部件(例如，通过在桌子的平坦顶部上绘制第一平行六面体，并且在脚板上绘制另一平行六面体)来创建3D部件。替代地，他可以从现有3D部件开始。由于仅根据CAD系统的虚拟相机的一个视点组装3D部件这一事实，从该视点来看，3D部件的相对位置可能不与期望的相对位置相对应。例如，从第一视点看，用户看到代表桌子的平坦顶部的3D部件和代表桌子腿的3D部件是对齐的。从另一视点看，两个3D部件可能是未对齐的。为了纠正3D部件的错误的相对定位，用户可以操纵图形操纵器，例如CATIA中的3D指南针。3D指南针体现了多种功能的紧凑表示，这些功能可以关联到将在其上执行功能(例如旋转、平移、缩放)的对象。用户将3D指南针朝向3D部件之一(例如，代表平坦顶部的3D部件)拖动，然后释放3D部件上的指针，这将3D指南针锚定在该3D部件上。当改变虚拟相机的视点时，用户通过拖动3D指南针的箭头之一来平移在其上锚定了3D指南针的3D部件。然而，一旦用户再次改变视点并返回到最初的视点，则由于平移，已经平移的3D部件在屏幕上的投影的尺寸看起来已经改变。平移后的3D部件与其初始尺寸相比更大或更小。因此，用户将3D指南针拖动到平移后的3D部件上；然后他不释放地按住3D指南针的缩放按钮，并且移动指针直到他认为3D部件已经被正确地重新缩放。因此，使用用户分两个步骤进行，即一步用于平移，另一步用于重新缩放，这很费时。此外，可以重复这两个步骤，以迭代地获得期望的相对定位，这进一步增加了设计时间。使用摄影测量技术的解决方案可以实现非常精确的3D重建，例如在应用“CatiaPhotoToShape”(由达索系统销售的)中实现的。然而，该技术要求以两个不同视点从至少两个图像开始。因此，对于从物理3D对象的单个图像开始对该物理3D对象进行建模来说，这不是令人满意的解决方案。学术研究最近也集中在3D姿态估计上，例如在文章“3DHumanPoseMachineswithSelf-supervisedLearning(具有自监督学习的3D人体姿态机器)”(KezeWang等人，IEEETransactionsonpatter,analysisandmachineintelligence，2019年)中所公开的。在这种情况下，从人体的2D姿态开始，可以通过使用深度学习来重建3D姿态。然而，该篇文章特定于特定类别，即人体，并且不能扩展到其他类别的对象。更一般而言，每个神经网络都适用于特定类别的对象。因此，需要基于对象的单个图像来帮助用户快速地将3D对象定位在3D场景中，并且不要求组件的先前知识。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是一种用于辅助数字建模的3D对象的定位的计算机实现的方法，包括以下步骤：-S1：提供在3D场景中具有3D位置的第一数字建模的3D对象；-S2：根据第一轴和第一视点来渲染所述第一数字建模的3D对象在屏幕上的投影；-S3：在根据用户动作修改第一数字建模的3D对象沿第一轴的3D位置的同时，自动缩放第一3D对象，以使移动后的对象在屏幕上的投影保持恒定。在优选实施例中，步骤S3包括根据第二轴从第二视点显示所述第一数字建模的3D对象，所述第二视点和所述第二轴分别不同于第一视点和第一轴。在优选实施例中，第一轴和第二轴相互正交。在优选实施例中，第一轴由虚线或实线表示，所述虚线或实线与第一轴重合。在优选实施例中：-步骤S1包括提供具有预定尺寸并且在3D场景中具有3D位置的第二数字建模的3D对象；-步骤S3包括使第二数字建模的3D对象的3D位置和尺寸保持固定。在优选实施例中，步骤S3包括在第一轴上显示相对于第二数字建模的3D对象的至少一个捕捉点，以实现第一数字建模的3D对象相对于第二数字建模的3D对象的快速定位。在优选实施例中，捕捉点对应于：-包围第二数字建模的3D对象的最小边界框的中心在第一轴上的投影，或者-包围第二数字建模的3D对象的最小边界框的边在第一轴上的投影。在优选实施例中，步骤S3包括：突出显示第一数字建模的3D对象。在优选实施例中，步骤S1包括：接收用于将所述第一数字建模的3D对象至少部分地与屏幕上的2D图像的一部分拟合的用户输入。本专利技术还涉及一种存储在计算机可读数据存储介质上的计算机程序产品，其包括用于使计算机系统执行上述方法的计算机可执行指令。本专利技术还涉及一种计算机可读数据存储介质，其包含用于使计算机系统执行上述方法的计算机可执行指令。本专利技术还涉及一种计算机系统，其包括耦合到存储器、屏幕的处理器，该存储器存储用于使计算机系统执行上述方法的计算机可执行指令。附图说明通过结合附图的随后描述，本专利技术的附加特征和优点将变得显而易见，附图示出：-图1，根据本专利技术的方法的流程图；-图2，根据第一视点，包括要在三个维度上建模的组件的图像，在这种情况下是桌子的平坦顶部和桌子的脚板，3D形状的选择；-图3，对象的重新缩放的示意图；-图4，从第二视点显示第一和第二3D对象的3D场景；-图5，沿着虚拟相机的第一轴的拖动的图；-图6，捕捉点的图；-图7，包括3D对象的校正后位置的3D组件。-图8，适合于执行根据本专利技术的方法的计算机系统的框图。具体实施方式在该方法的第一步骤(图1的流程图的步骤S1)中，提供了第一(数字建模的)3D对象OBJ1。根据3D位置，第一对象OBJ1位于(计算机生成的)3D场景中。它是由用户创建的，或者在用户开始操纵之前可能已经位于3D场景中。在第二步骤(图1的流程图的步骤S2)中，第一3D对象OBJ1的投影被渲染在用户的电子计算设备(计算机、膝上型计算机、平板电脑、智能手机)的屏幕上，如图2所示。图像IM包含要在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于辅助数字建模的3D对象的定位的计算机实现的方法，包括以下步骤：/n-S1：提供在3D场景中具有3D位置的第一数字建模的3D对象(OBJ1)；/n-S2：根据第一轴(AX1)和第一视点来渲染所述第一数字建模的3D对象(OBJ1)在屏幕上的投影；/n-S3：在根据用户动作修改所述第一数字建模的3D对象(OBJ1)沿所述第一轴(AX1)的所述3D位置的同时，自动缩放所述第一3D对象(OBJ1)，以使移动后的对象在所述屏幕上的投影保持恒定。/n

【技术特征摘要】
20190923 EP 19306172.81.一种用于辅助数字建模的3D对象的定位的计算机实现的方法，包括以下步骤：
-S1：提供在3D场景中具有3D位置的第一数字建模的3D对象(OBJ1)；
-S2：根据第一轴(AX1)和第一视点来渲染所述第一数字建模的3D对象(OBJ1)在屏幕上的投影；
-S3：在根据用户动作修改所述第一数字建模的3D对象(OBJ1)沿所述第一轴(AX1)的所述3D位置的同时，自动缩放所述第一3D对象(OBJ1)，以使移动后的对象在所述屏幕上的投影保持恒定。


2.根据权利要求1所述的计算机实现的方法，其中，步骤S3包括：根据第二轴从第二视点显示所述第一数字建模的3D对象(OBJ1)，所述第二视点和所述第二轴分别不同于所述第一视点和所述第一轴。


3.根据权利要求2所述的计算机实现的方法，其中，所述第一轴和所述第二轴相互正交。


4.根据前述权利要求中的任一项所述的计算机实现的方法，其中，所述第一轴(AX1)由虚线或实线表示，所述虚线或实线与所述第一轴重合。


5.根据前述权利要求中的任一项所述的计算机实现的方法，其中：
-步骤S1包括提供具有预定尺寸并且在所述3D场景中具有3D位置的第二数字建模的3D对象(OBJ2)；
-步骤S3包括使所述第二数字建模的3D对象(OBJ2)的所述3D位置和所述尺寸保持固定。


6.根据权利要求5所述的计算机实现的方法，其中，步骤S3包括：在所述第一轴...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·兰伯利，C·德尔菲诺，R·佩龙，C·贝洛，F·夸卡，
申请(专利权)人：达索系统公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR