一种边界分区的浮雕模型建模方法技术

本发明专利技术公开了一种边界分区的浮雕模型建模方法，包括：绘制或输入浮雕图形的二维曲线并对二维曲线进行离散处理，得到与二维曲线相应的首尾相接的直线段；对直线段所在平面进行网格化处理，得到网格曲面并形成多个网格曲线单元；在网格曲面上对多个网格曲线单元进行面片化处理，得到浮雕面片；在网格曲面上搜索直线段得到浮雕边界；利用浮雕边界对浮雕面片进行区域划分，并对划分得到的各区域进行相应操作生成浮雕模型。本发明专利技术通过对浮雕模型的二维曲线离散和网格化处理后得到的网格曲面进行面片化和区域化处理实现在浮雕建模时得到清晰的边界和直侧壁，提高了浮雕模型的边界质量，同时记录浮雕模型的建模操作，提高了浮雕建模和编辑的效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及计算机辅助设计领域的浮雕建模技术，特别涉及一种边界分区的浮雕 模型建模方法。
技术介绍
浮雕是在平面上雕刻出凹凸起伏形象的一种雕塑，是一种介于圆雕和绘画之间的 艺术表现形式。借助计算机进行浮雕建模，传统的方法就是在一张平面的矩形网格点阵上， 利用平面曲线或位图计算出各网格点的z值改变量，通过改变各网格点的z值，构造出浮雕 的形状。这种构造浮雕的方法，简单灵活。目前国外支持浮雕造型和加工的软件，如英国 的Artcam、美国的MasterCAM Art等都是通过修改矩形网格的z值来表示浮雕的。这种建 模方法，由于只修改网格点的z值，在陡峭处或边界处，会产生锯齿，导致边界不清晰，虽然 通过整体或局部减小网格间距，可以使边界效果好一些，但增加了数据量，并且锯齿始终是 存在的，满足不了边界和直侧壁效果要求较高的建模和加工需要。同时传统的浮雕建模方 法，大多没有记录每次造型的参数，建模后很难修改之前的任意一次操作，影响造型和编辑 的效率。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供，用于解决建模时不能 得到清晰的边界和直侧壁，以及很难修改之前的任意一次操作的问题。根据本专利技术的一个方面，提供了，包括以下步 骤A、绘制或输入浮雕模型的二维曲线并对二维曲线进行离散处理，得到与二维曲线 相应的首尾相接的直线段；B、对直线段所在平面进行网格化处理，得到网格曲面并形成多个网格曲线单元；C、在网格曲面上对多个网格曲线单元进行面片化处理，得到浮雕面片；D、在网格曲面上搜索直线段得到浮雕边界；E、利用浮雕边界对浮雕面片进行区域划分，并对划分得到的各区域进行相应操作 生成浮雕模型。优选的，步骤A包括设定弦高误差值，根据弦高误差值离散得到多条与二维曲线相应的多段线，每条 多段线由多条首尾相接的直线段构成；对多条多段线中相交的多段线求取交点，在交点处打断多段线并形成节点；当二维曲线存在交点，离散后其中一条多段线端点偏离其它多段线时，移动一条 多段线的端点使得该多段线的端点与距离最近的多段线相交，求取交点，在交点处打断距 离最近的多段线并形成节点；其中，各直线段相接的点为节点。优选的，步骤B包括设定步长；根据步长创建网格线，得到网格曲面；其中，网格线与直线段构成网格曲线单元。优选的，在步骤B和步骤C之间，还包括对于与网格线相交的直线段求取交点，在交点处打断直线段并形成节点。优选的，步骤C包括对包含直线段的网格曲线单元进行面片化处理，形成三角面片；对不包含直线段的网格曲线单元进行面片化处理，形成四边面片；其中，所述浮雕面片包括所述三角面片和所述四边面片。优选的，对包含直线段的网格曲线单元进行面片化处理，形成三角面片，包括若网格曲线单元的网格线与多段线有两个交点且网格曲线单元内部没有节点，则 两个交点间的直线段把网格曲线单元分成两个凸多边形，采用德劳内三角化规则对两个凸 多边形进行面片化；若网格曲线单元内有节点，则把网格曲线单元内的所有直线段作为约束边，根据 约束边采用二维带约束的德劳内三角化规则对该网格曲线单元进行面片化。优选的，利用浮雕边界对浮雕面片进行区域划分，包括对于网格曲面所有浮雕面片的边，属于浮雕边界的边是浮雕边，不属于浮雕边界 的边是普通边；遍历所有浮雕面片，给通过浮雕边相邻的浮雕面片设定不同的区域属性，给通过 普通边相邻的浮雕面片设定相同的区域属性，则所有浮雕面片被划分为多个区域。优选的，步骤E还包括在某个区域内的所有浮雕面片的浮雕边和普通边的中点处打断并形成节点；对于增加了中点的三角面片再次进行面片化，得到新三角面片；对于增加了中点的四边面片进行网格细分，得到新四边面片；根据加入了中点的浮雕边对浮雕边界进行局部更新。优选的，该方法还包括把对网格曲面的每一步骤操作记录在浮雕历史树上。与现有技术相比较，本专利技术的有益效果在于本专利技术通过对浮雕模型的二维曲线 离散和网格化处理后得到的网格曲面进行面片化和区域化处理实现在浮雕建模时得到清 晰的边界和直侧壁，提高了浮雕模型的边界质量，同时记录浮雕模型的建模操作，提高了浮 雕建模和编辑的效率。附图说明图1是本专利技术提供的边界分区的浮雕模型建模方法的流程示意图2是本专利技术实施例提供的边界分区的浮雕模型建模方法的实施流程图3是用来解释去除曲线的重叠部分的示意图4是用来解释根据弦高误差值进行离散处理的示意图5是用来解释曲线离散后对相交的直线段的处理的示意图6是用来解释对于原本相交的曲线离散后不相交的直线段处理的示意图7是用来解释根据给定步长创建网格线的示意图8是用来解释网格线与直线段求取交点的示意图9是用来解释直线段与一个网格曲线单元的网格线只有两个交点时三角化的 示意图10是用来解释一个网格曲线单元内部有多段直线段时面片化的示意图11是本专利技术实施例提供的对网格曲面的浮雕面片划分区域的流程图12是用来解释生成带有直侧壁效果的浮雕的示意图13是用来解释区域细分的示意图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的优选实施例进行详细说明，应当理解，以下所说明的优 选实施例仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。图1显示了本专利技术提供的边界分区的浮雕模型建模方法的流程示意，如图1所 示步骤S101，绘制或输入模型的二维曲线并对二维曲线进行离散处理，得到与二维 曲线相应的首尾相接的直线段。设定弦高误差值，根据弦高误差值离散得到多条与二维曲线相应的多段线，每条 多段线由多条首尾相接的直线段构成，其中，对二维曲线离散处理的精细程度用弦高误差 值来控制，弦高误差是曲线上的点到直线段的最大距离。对多条多段线中相交的多段线求取交点，在交点处打断多段线并形成节点，当二 维曲线存在交点，离散后其中一条多段线端点偏离其它多段线时，移动该多段线端点使得 该多段线端点与距离最近的多段线相交，求取交点，在交点处打断距离最近的多段线并形 成节点，其中，各直线段相接的点为节点。在离散处理之前，还应检查在绘制或输入二维曲线过程中是否有重线，若有重线 则删除曲线的重叠部分。步骤S102，对直线段所在平面进行网格化处理，得到网格曲面并形成多个网格曲 线单元。其中，网格化处理是对直线段所在平面创建网格线，得到网格曲面，网格线根据给 定步长创建，步长越小，则创建的网格线越密，创建网格线时，水平步长和竖直步长可以相 同也可以不同。网格线与直线段构成网格曲线单元。此外，对于与网格线相交的直线段求取交点，在交点处打断直线段并形成节点。步骤S103，在网格曲面上对多个网格曲线单元进行面片化处理，得到浮雕面片。对包含直线段的网格曲线单元进行面片化处理，形成三角面片。若网格曲线单元 的网格线与多段线有两个交点且网格曲线单元内部没有节点，则两个交点间的直线段把网 格曲线单元分成两个凸多边形，采用德劳内三角化规则对两个凸多边形进行面片化，若网 格曲线单元内有节点，则把网格曲线单元内的所有直线段作为约束边，根据约束边采用二 维带约束的德劳内三角化规则对该网格进行面片化。对不包含直线段的网格曲线单元进行面片化处理，形成四边面片。其中，三角面片和四边面片统称为浮雕面片。步骤S104，在网格曲面上搜索直线段得到浮雕边界。其中，浮雕边界为多条多段线 构成，每一多段线由多条首尾相接的直线段构成，构成浮雕边界的直线段为浮雕边。步骤S105，利用浮雕边界对浮雕面片进行区本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种边界分区的浮雕模型建模方法，其特征在于，包括以下步骤：A、绘制或输入浮雕图形的二维曲线并对所述二维曲线进行离散处理，得到与所述二维曲线相应的首尾相接的直线段；B、对所述直线段所在平面进行网格化处理，得到网格曲面并形成多个网格曲线单元；C、在所述网格曲面上对所述多个网格曲线单元进行面片化处理，得到浮雕面片；D、在网格曲面上搜索直线段得到浮雕边界；以及E、利用所述浮雕边界对所述浮雕面片进行区域划分，并对划分得到的各区域进行相应操作生成浮雕模型。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张保全，舒志，史金梅，
申请(专利权)人：北京进取者软件技术有限公司，
类型：发明
国别省市：