[发明专利]一种边界分区的浮雕模型建模方法

说明书

技术领域

本发明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。

背景技术

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。

发明内容

本发明的目的在于提供一种边界分区的浮雕模型建模方法，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。

根据本发明的一个方面，提供了一种边界分区的浮雕模型建模方法，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。