一种基于部件组合与变形的草图式三维卡通模型造型方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109741454A(43)申请公布日2019.05.10(21)申请号201811381051.8(22)申请日2018.11.20(71)申请人浙江大学地址310058浙江省杭州市西湖区余杭塘路866号(72)发明人张东亮(74)专利代理机构杭州宇信知识产权代理事务所(普通合伙)33231代理人黄铁军(51)Int.Cl.G06T17/20(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图4页(54)发明名称一种基于部件组合与变形的草图式三维卡通模型造型方法(57)摘要一种基于部件组合与变形的草图式三维卡通模型造型方法，先构建一个三维卡通模型的部件库，在部件库中保存各个部件及其轮廓信息；在计算机屏幕上绘制一根封闭的二维草图轮廓线；将二维草图轮廓线与部件库中每个模型的轮廓线进行匹配，并按相似度进行排序；选择模型，在二维草图轮廓线的位置自动生成相应的三维模型；获得三维模型的轮廓线，将它转化为三次样条曲线；通过增加、删除和移动三次样条曲线的控制顶点改变曲线的形状，三维模型的形状会随曲线形状而改变，获得期望的三维部件模型。依次对卡通形象的各个部件进行造型，最终组合成一个完整的三维卡通模型。该方法使三维模型的设计更加智能、简便，能够快速地设计出三维模型。CN109741454ACN109741454A权利要求书1/1页1.一种基于部件组合与变形的草图式三维卡通模型造型方法，其特征在于：包括以下步骤：1)构建一个三维卡通模型的部件库，在部件库中保存各个部件及其轮廓信息；2)用鼠标、绘图笔或手指在计算机屏幕上绘制一根封闭的二维草图轮廓线；3)将二维草图轮廓线与部件库中每个模型的轮廓线进行匹配，并按相似度进行排序；4)选择一个用户希望设计的模型，在二维草图轮廓线的位置自动生成相应的三维模型；5)获得三维模型的轮廓线，将它转化为三次样条曲线；6)通过增加、删除和移动三次样条曲线的控制顶点改变曲线的形状，三维模型的形状会随曲线形状而改变，获得期望的三维部件模型；7)重复步骤2～6，依次对卡通形象的各个部件进行造型，最终组合成一个完整的三维卡通模型。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在步骤1)中，采用草图式造型方法，设计三维卡通模型的部件库，设计一个部件的三维模型后，提取该模型的正视图、左视图、右视图、后视图、俯视图和仰视图等六个视图的二维边界轮廓线，用于后续的三维模型搜索，然后对二维轮廓边界线进行整合处理，对轮廓线按顺序进行均匀取样，形成一根连续的轮廓线段，轮廓线段用折线表示，同时，采用形状描述子表示二维轮廓线，依次处理三维模型的六个视图，获得各个视图对应的二维轮廓线，最后，将三维模型及其二维轮廓线的信息保存到部件库中。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在步骤2)中绘制一根封闭的二维草图轮廓线后，从二维草图轮廓线的起点开始，对二维草图轮廓线按顺序进行均匀取样，将二维草图轮廓线转化为多边形。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在步骤3)中，模型匹配采用轮廓线匹配的方法，对于每个模型，依次比较六个视图的轮廓线，并将轮廓线相似度最高的视图作为该模型最匹配的视图。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在步骤4)中，三维模型的大小、角度和位置将根据二维草图轮廓线的形状和位置自动确定。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在步骤5)中，由于部件库中模型的轮廓线是已知的，将选中的模型放置到合适的位置后，它的轮廓线可以被自动获得，由于轮廓线是由连续的折线组成的，可以将折线转化为三次样条曲线，将轮廓线转化为三次样条曲线的目的是为了编辑轮廓线以便于改变三维模型的形状，所述三次样条曲线是用三次方程生成通过控制顶点的曲线。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在步骤6)中，采用正均值坐标的方法实现轮廓线控制三维模型的变形，当增加、删除或移动样条曲线的控制顶点时，三次样条曲线首先会被转化为多边形，然后，根据三维模型网格点的均值坐标与变形后的多边形计算三维模型网格点的位置，得到变形后的三维模型。2CN109741454A说明书1/4页一种基于部件组合与变形的草图式三维卡通模型造型方法技术领域[0001]本发明涉及一种三维造型方法，特别涉及一种基于部件组合与变形的草图式三维卡通模型造型方法。背景技术[0002]三维造型是卡通形象设计中的一个重要工具。现有的三维造型方法一般是从一个简单的基本几何体如：球或立方体开始的，通过编辑三维模型的点、边、面等几何元素获得最终的三维模型。该方法操作比较复杂、对空间想象能力要求比较高。要掌握这种造型方法，需要大量的学习与培训。对新用户来说，是一项艰巨的挑战。[0003]近年来，出现了一个草图式的造型方法。草图式造型方法通过绘制二维草