[发明专利]一种3D模型快速生成方法

说明书

技术领域

本发明涉及3D造型领域模型生成计算，具体地说，涉及一种3D模型快速生成方法。

背景技术

在3D领域，经常需要构建模型用于显示。目前国内该领域的研究比较欠缺，常用的3D模型采用的是loft放样方法，这样的方法只能生成3D放样点，没有贴图uv计算和法线计算，只能生成白模型，这样的3D模型在显示效果尤其是光照阴影部分是缺失的，无法直接满足现在3D模型的效果要求，还需要进行后续的贴图和法线处理，使用不方便。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种造型灵活一次成型的3D模型快速生成方法。

本发明的一种3D模型快速生成方法，包括如下步骤：

s1、设定组成初始放样路径的一系列3D点，每一个3D点代表放样路径点，同时指定每个3D点上的放样切平面信息；所述每一3D点的放样切平面信息包括该切平面的X轴矢量、Y轴矢量、所述X轴矢量和Y轴矢量叉乘获得的Z轴矢量、以及该切平面对应的3D点对应的放样线；

s2、根据指定的3D点组成的放样路径和每一3D点对应的切平面X轴、Y轴矢量，计算出每一个3D点对应的放样切平面的空间平面信息；

s3、根据每一3D点对应的放样线计算实际3D空间中的放样结果点，并根据前后3D点的位置关系，计算出前后3D点的切线矢量；如果当前计算点与前点相同，则切线矢量记为0矢量，将前后切线矢量合并，同时，根据起点到当前计算点的连续线段和，折算出贴图坐标u值；

s4、按照指定的3D放样点组成的放样路径的先后顺序，把每个放样切平面计算好的3D放样结果点信息排列起来，依照点序将相邻两个路径点生成的放样结果点彼此链接起来，形成多面体网络；

s5、根据相邻两个路径点直线方向，生成路径方向矢量，并根据路径点前后关系计算路径矢量和，将计算出的路径矢量和与切线矢量叉乘并进行单位化，得到每一放样点的法线值；

s6、根据当前路径长度，按照放样切平面的路径偏差，计算出贴图坐标的v值，并将贴图坐标v值更新到每个放样结果点中；

s7、根据放样结果点的贴图坐标u值和v值，将所有放样结果点依次组成三角面，形成具有法线和贴图uv值信息的模型。

其中，放样线由一系列的2D点来指定，放样线是描述模型在该放样切平面上的刨面线，放样线由一系列连续点组成，这些点的XY值是基于当前放样切平面X、Y轴的分量，点与点之间在放样切平面上是法线连续的，同时根据放样线长度换算贴图坐标u值。当组成放样线的相邻点为相同点时，则法线在此点出不连续。每一3D放样结果点的法线沿放样线平滑过度，如果当前点与下一点为相同点，则法线将不进行平滑过度，同时根据放样路径长度换算贴图v值。

采用本发明的3D模型快速生成方法，造型灵活，可以一次成型，同时完成法线光滑和贴图坐标生成，无需进行后续模型处理即可生成满足效果需求的3D模型。

具体实施方式

为了更好的理解本发明，下面详细说明本发明。

本发明主要通过设置放样截面和放样路线，按照一定规则生成模型数据，然后一次性生成可用3D模型，其中，模型数据包括3D放样点、法线信息和贴图坐标的纵横值，v代表纵值，u代表横值。

具体地说，本发明的一种3D模型快速生成方法，包括如下步骤：

s1、设定组成初始放样路径的一系列3D点，每一个3D点代表放样路径点，同时指定每个3D点上的放样切平面信息；所述每一3D点的放样切平面信息包括该切平面的X轴矢量、Y轴矢量、所述X轴矢量和Y轴矢量叉乘获得的Z轴矢量、以及该切平面对应的3D点对应的放样线；

s2、根据指定的3D点组成的放样路径和每一3D点对应的切平面X轴、Y轴矢量，计算出每一个3D点对应的放样切平面的空间平面信息；

s3、根据每一3D点对应的放样线计算实际3D空间中的放样结果点，并根据前后3D点的位置关系，计算出前后3D点的切线矢量；如果当前计算点与前点相同，则切线矢量记为0矢量，将前后切线矢量合并，同时，根据起点到当前计算点的连续线段和，折算出贴图坐标u值；

s4、按照指定的3D放样点组成的放样路径的先后顺序，把每个放样切平面计算好的3D放样结果点信息排列起来，依照点序将相邻两个路径点生成的放样结果点彼此链接起来，形成多面体网络；

s5、根据相邻两个路径点直线方向，生成路径方向矢量，并根据路径点前后关系计算路径矢量和，将计算出的路径矢量和与切线矢量叉乘并进行单位化，得到每一放样点的法线值；