CN112848312B - 三维模型对象的检测方法、装置、计算机设备及存储介质 - Google Patents

三维模型对象的检测方法、装置、计算机设备及存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明实施例公开了一种三维模型对象的检测方法、装置、计算机设备及存储介质。该方法包括：获取用户在当前显示画面中选取的像素点；确定像素点的目标颜色标识；根据场景中三维模型的三角片与颜色标识之间的映射关系确定目标颜色标识对应的目标三角片；根据目标三角片确定用户选取的三维模型对象。本发明实施例提供的技术方案，通过采用将三角片进行颜色编码的方式，可以直接确定用户当前选中的对象，并直接确定选中了对象中具体哪个三角片，对象检测过程具有很高的实时性，很大的提高了三维模型对象检测的效率，并占用更小的内存，为进一步的场景交互提供了更好的支持。

Description

三维模型对象的检测方法、装置、计算机设备及存储介质
技术领域
本发明实施例涉及三维打印技术领域，尤其涉及一种三维模型对象的检测方法、装置、计算机设备及存储介质。
背景技术
3D打印软件是处理3D模型的软件，场景的管理和交互是最基本的需求。在包含多个对象的场景中，如何快速确定用户操作的是哪个对象，甚至是对象的哪一个部分是一项基本的技术。对场景中的对象一般是使用八叉树等空间数据结构来管理，一般是由鼠标产生的射线与场景中所有对象进行碰撞检测来产生交互动作。
但是在大场景和大模型下，这种检测方法有时很难达到实时的效果。而且一般的检测都会分层次，首先利用八叉树和包围盒来确认用户选中哪个对象，然后针对该对象使用射线与KD树进行检测，以进一步检测碰撞的三角片，该过程效率有限，也需要很大的额外内存。
发明内容
本发明实施例提供一种三维模型对象的检测方法、装置、计算机设备及存储介质，以提高三维模型对象检测的效率，并减小内存的占用。
第一方面，本发明实施例提供了一种三维模型对象的检测方法，该方法包括：
获取用户在当前显示画面中选取的像素点；
确定所述像素点的目标颜色标识；
根据场景中三维模型的三角片与颜色标识之间的映射关系确定所述目标颜色标识对应的目标三角片；
根据所述目标三角片确定用户选取的三维模型对象。
可选的，在所述获取用户在当前显示画面中选取的像素点之前，还包括：
确定所述映射关系；
根据所述映射关系实时对当前显示画面进行渲染。
可选的，所述颜色标识的类型为RGBA。
可选的，所述确定所述映射关系，包括：
对场景中所有的三角片进行编码；
根据编码结果和映射公式确定所述映射关系；
所述映射公式为：
r＝ti/(0x1000000)
g＝(ti-r*0x1000000)/0x10000
b＝(ti-r*0x1000000-g*0x10000)/0x100
a＝ti-r*0x1000000-g*0x10000-b*0x100
其中，ti表示所述编码结果，(r,g,b,a)表示所述颜色标识，r、g、b和a分别为RGBA四个通道的值，0x表示十六进制。
第二方面，本发明实施例还提供了一种三维模型对象的检测装置，该装置包括：
像素点获取模块，用于获取用户在当前显示画面中选取的像素点；
颜色标识确定模块，用于确定所述像素点的目标颜色标识；
三角片确定模块，用于根据场景中三维模型的三角片与颜色标识之间的映射关系确定所述目标颜色标识对应的目标三角片；
模型对象确定模块，用于根据所述目标三角片确定用户选取的三维模型对象。
可选的，所述装置还包括：
映射关系确定模块，用于在所述获取用户在当前显示画面中选取的像素点之前，确定所述映射关系；
画面渲染模块，用于根据所述映射关系实时对当前显示画面进行渲染。
可选的，所述颜色标识的类型为RGBA。
可选的，所述映射关系确定模块，包括：
编码单元，用于对场景中所有的三角片进行编码；
映射关系确定单元，用于根据编码结果和映射公式确定所述映射关系；
所述映射公式为：
r＝ti/(0x1000000)
g＝(ti-r*0x1000000)/0x10000
b＝(ti-r*0x1000000-g*0x10000)/0x100
a＝ti-r*0x1000000-g*0x10000-b*0x100
其中，ti表示所述编码结果，(r,g,b,a)表示所述颜色标识，r、g、b和a分别为RGBA四个通道的值，0x表示十六进制。
第三方面，本发明实施例还提供了一种计算机设备，该计算机设备包括：
一个或多个处理器；
存储器，用于存储一个或多个程序；
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现本发明任意实施例所提供的三维模型对象的检测方法。
第四方面，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现本发明任意实施例所提供的三维模型对象的检测方法。
本发明实施例提供了一种三维模型对象的检测方法，首先获取用户在当前显示画面中选取的像素点，然后确定该像素点的目标颜色标识，再根据场景中三维模型的三角片与颜色标识之间的映射关系确定与目标颜色标识对应的目标三角片，从而可以根据目标三角片确定用户选取的三维模型对象。通过采用将三角片进行颜色编码的方式，可以直接确定用户当前选中的对象，并直接确定选中了对象中具体哪个三角片，对象检测过程具有很高的实时性，很大的提高了三维模型对象检测的效率，并占用更小的内存，为进一步的场景交互提供了更好的支持。
进一步的，在获取用户选取的像素点之前，首先可以采取某种方式确定所需的映射关系，并根据该映射关系实时对当前显示画面进行渲染，从而得到在当前显示画面中每个像素点的颜色标识，以便于根据用户选取的像素点确定对应的目标颜色标识，进而确定目标三角片。
进一步的，颜色标识的类型可以是RGBA，从而可以获得大量的颜色标识组合，以实现描述更多的三角片以及三维模型对象，更好的满足当前3D打印的需求。
进一步的，提供了一种具体的映射关系的获得方法，通过对三角片进行编码，再通过设计的映射公式直接获得每个编码结果对应的颜色标识，从而实现了自动简便的生成三角片与颜色标识之间的一一映射关系，以便于实现后续确定目标三角片的过程。
附图说明
图1为本发明实施例一提供的三维模型对象的检测方法的流程图；
图2为本发明实施例二提供的三维模型对象的检测装置的结构示意图；
图3为本发明实施例三提供的计算机设备的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
在更加详细地讨论示例性实施例之前应当提到的是，一些示例性实施例被描述成作为流程图描绘的处理或方法。虽然流程图将各步骤描述成顺序的处理，但是其中的许多步骤可以被并行地、并发地或者同时实施。此外，各步骤的顺序可以被重新安排。当其操作完成时所述处理可以被终止，但是还可以具有未包括在附图中的附加步骤。所述处理可以对应于方法、函数、规程、子例程、子程序等等。
实施例一
图1为本发明实施例一提供的三维模型对象的检测方法的流程图。本实施例可适用于在打印三维模型之前的设计过程中，根据用户行为确定用户选取的对象，以与用户之间实现场景交互的情况，该方法可以由本发明实施例所提供的三维模型对象的检测装置来执行，该装置可以由硬件和/或软件的方式来实现，一般可集成于计算机设备中。如图1所示，具体包括如下步骤：
S11、获取用户在当前显示画面中选取的像素点。
具体的，在使用一些处理三维模型的软件的过程中，计算机设备可以通过屏幕将某一时刻模型所在的场景以当前显示画面显示给用户。其中，当前显示画面是由众多的像素点构成，除了模型所在的场景，还可能包括一些如软件功能区等场景以外图像的像素点，则在获取用户选取的像素点之后，可以首先确定用户所选取的像素点是否属于场景内，若不属于，则可以不再进行后续的操作，并可以采用原有的方式实现原本的功能，如触发软件功能区中的某一功能键，并执行相应的功能等等。其中，获取用户选取的像素点可以是根据用户使用鼠标点击的具体坐标来确定。
S12、确定像素点的目标颜色标识。
具体的，在一般的处理3D模型的软件中，都具备GPU的显示渲染管线，则经过渲染后所显示的像素点，均具有对应的颜色标识，该颜色标识可以表明对应的像素点所要显示的颜色。在确定了用户所选取的像素点之后，可以通过渲染应用程序接口提供的glReadPixel函数返回该像素点的目标颜色标识，glReadPixel函数可以实现将已经绘制好的指定坐标位置的像素读取到内存中，进而对像素的信息加以利用。
S13、根据场景中三维模型的三角片与颜色标识之间的映射关系确定目标颜色标识对应的目标三角片。
具体的，可以预先设置好三角片与颜色标识之间的映射关系，则在确定了用户所选取的像素点的目标颜色标识之后，即可根据该映射关系确定对应的目标三角片。其中，三角片用于构成三维模型的外部轮廓，可以通过耳切法等方法将三维模型进行三角化来获得。
S14、根据目标三角片确定用户选取的三维模型对象。
具体的，场景中每一个三角片均只属于一个三维模型对象，则在确定了用户选中的目标三角片之后，即可确定目标三角片所属的三维模型对象，也即用户所要选取的三维模型对象。
在上述技术方案的基础上，可选的，在获取用户在当前显示画面中选取的像素点之前，还包括：确定映射关系；根据映射关系实时对当前显示画面进行渲染。具体的，首先可以采取某种方式自动生成所需的映射关系，从而进一步提高三维模型对象检测的效率，节约人工的使用。然后根据所确定的映射关系实时的对当前显示画面进行渲染，以保证每个三角片对应显示各自的颜色，从而可以通过颜色选取反向映射到指定的三角片。随着用户的操作，场景中的图像会实时变化，如三维模型的角度和大小的变化等等，则需要对当前显示画面进行实时的渲染，以时刻保持三角片与显示颜色之间的映射关系。
进一步可选的，颜色标识的类型为RGBA。具体的，当像素由RGBA组成时，即由4个8位的字符组成，则可以表示232＝4294967296种颜色标识的组合，在比较极端的情况下可以描述400个对象，每个对象可以包括5000000个三角片，从而可以描述更多的三角片以及三维模型对象，以更好的满足当前3D打印的需求。
进一步可选的，确定映射关系，包括：对场景中所有的三角片进行编码；根据编码结果和映射公式确定映射关系；映射公式为：
r＝ti/(0x1000000)
g＝(ti-r*0x1000000)/0x10000
b＝(ti-r*0x1000000-g*0x10000)/0x100
a＝ti-r*0x1000000-g*0x10000-b*0x100
其中，ti表示编码结果，(r,g,b,a)表示颜色标识，r、g、b和a分别为RGBA四个通道的值，0x表示十六进制。
具体的，首先可以对场景中所有的三角片进行编码，假设场景中的第i个三维模型对象包含三角片的个数为Ti，则可以使用累加的方式计算出第i个三维模型对象的基础编码为
Figure BDA0002928005590000081
然后针对第i个三维模型，其中的第j个三角片的编码为
Figure BDA0002928005590000082
从而获得了与场景中每个三角片一一对应的编码结果，以便于后续通过映射公式确定映射关系。然后根据上述映射公式以及所确定的编码结果即可计算得到与每个编码的三角片一一对应的颜色标识，从而形成三角片与颜色标识之间的映射关系。在得到该映射关系之后，在渲染的时候每个三角片即可得到唯一的颜色标识，从而更好的实现通过颜色选取反向映射到模型的三角片。通过对三角片进行编码，再通过上述的映射公式直接获得每个编码结果对应的颜色标识，实现了自动简便的生成所需的映射关系，以便于实现后续确定目标三角片的过程。
本发明实施例所提供的技术方案，首先获取用户在当前显示画面中选取的像素点，然后确定该像素点的目标颜色标识，再根据场景中三维模型的三角片与颜色标识之间的映射关系确定与目标颜色标识对应的目标三角片，从而可以根据目标三角片确定用户选取的三维模型对象。通过采用将三角片进行颜色编码的方式，可以直接确定用户当前选中的对象，并直接确定选中了对象中具体哪个三角片，对象检测过程具有很高的实时性，很大的提高了三维模型对象检测的效率，并占用更小的内存，为进一步的场景交互提供了更好的支持。
实施例二
图2为本发明实施例二提供的三维模型对象的检测装置的结构示意图，该装置可以由硬件和/或软件的方式来实现，一般可集成于计算机设备中。如图2所示，该装置包括：
像素点获取模块21，用于获取用户在当前显示画面中选取的像素点；
颜色标识确定模块22，用于确定像素点的目标颜色标识；
三角片确定模块23，用于根据场景中三维模型的三角片与颜色标识之间的映射关系确定目标颜色标识对应的目标三角片；
模型对象确定模块24，用于根据目标三角片确定用户选取的三维模型对象。
本发明实施例所提供的技术方案，首先获取用户在当前显示画面中选取的像素点，然后确定该像素点的目标颜色标识，再根据场景中三维模型的三角片与颜色标识之间的映射关系确定与目标颜色标识对应的目标三角片，从而可以根据目标三角片确定用户选取的三维模型对象。通过采用将三角片进行颜色编码的方式，可以直接确定用户当前选中的对象，并直接确定选中了对象中具体哪个三角片，对象检测过程具有很高的实时性，很大的提高了三维模型对象检测的效率，并占用更小的内存，为进一步的场景交互提供了更好的支持。
在上述技术方案的基础上，可选的，该三维模型对象的检测装置，还包括：
映射关系确定模块，用于在获取用户在当前显示画面中选取的像素点之前，确定映射关系；
画面渲染模块，用于根据映射关系实时对当前显示画面进行渲染。
在上述技术方案的基础上，可选的，颜色标识的类型为RGBA。
在上述技术方案的基础上，可选的，映射关系确定模块，包括：
编码单元，用于对场景中所有的三角片进行编码；
映射关系确定单元，用于根据编码结果和映射公式确定映射关系；
映射公式为：
r＝ti/(0x1000000)
g＝(ti-r*0x1000000)/0x10000
b＝(ti-r*0x1000000-g*0x10000)/0x100
a＝ti-r*0x1000000-g*0x10000-b*0x100
其中，ti表示编码结果，(r,g,b,a)表示颜色标识，r、g、b和a分别为RGBA四个通道的值，0x表示十六进制。
本发明实施例所提供的三维模型对象的检测装置可执行本发明任意实施例所提供的三维模型对象的检测方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。
值得注意的是，在上述三维模型对象的检测装置的实施例中，所包括的各个单元和模块只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。
实施例三
图3为本发明实施例三提供的计算机设备的结构示意图，示出了适于用来实现本发明实施方式的示例性计算机设备的框图。图3显示的计算机设备仅仅是一个示例，不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。如图3所示，该计算机设备包括处理器31、存储器32、输入装置33及输出装置34；计算机设备中处理器31的数量可以是一个或多个，图3中以一个处理器31为例，计算机设备中的处理器31、存储器32、输入装置33及输出装置34可以通过总线或其他方式连接，图3中以通过总线连接为例。
存储器32作为一种计算机可读存储介质，可用于存储软件程序、计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的三维模型对象的检测方法对应的程序指令/模块(例如，三维模型对象的检测装置中的像素点获取模块21、颜色标识确定模块22、三角片确定模块23及模型对象确定模块24)。处理器31通过运行存储在存储器32中的软件程序、指令以及模块，从而执行计算机设备的各种功能应用以及数据处理，即实现上述的三维模型对象的检测方法。
存储器32可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作***、至少一个功能所需的应用程序；存储数据区可存储根据计算机设备的使用所创建的数据等。此外，存储器32可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实例中，存储器32可进一步包括相对于处理器31远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至计算机设备。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
输入装置33可用于获取用户所选取的像素点以及产生与计算机设备的用户设置和功能控制有关的键信号输入等。输出装置34可包括显示屏等设备，可用于向用户提供显示画面以及进行场景交互等等。
实施例四
本发明实施例四还提供一种包含计算机可执行指令的存储介质，该计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行一种三维模型对象的检测方法，该方法包括：
获取用户在当前显示画面中选取的像素点；
确定像素点的目标颜色标识；
根据场景中三维模型的三角片与颜色标识之间的映射关系确定目标颜色标识对应的目标三角片；
根据目标三角片确定用户选取的三维模型对象。
存储介质可以是任何的各种类型的存储器设备或存储设备。术语“存储介质”旨在包括：安装介质，例如CD-ROM、软盘或磁带装置；计算机***存储器或随机存取存储器，诸如DRAM、DDR RAM、SRAM、EDO RAM，兰巴斯(Rambus)RAM等；非易失性存储器，诸如闪存、磁介质(例如硬盘或光存储)；寄存器或其它相似类型的存储器元件等。存储介质可以还包括其它类型的存储器或其组合。另外，存储介质可以位于程序在其中被执行的计算机***中，或者可以位于不同的第二计算机***中，第二计算机***通过网络(诸如因特网)连接到计算机***。第二计算机***可以提供程序指令给计算机用于执行。术语“存储介质”可以包括可以驻留在不同位置中(例如在通过网络连接的不同计算机***中)的两个或更多存储介质。存储介质可以存储可由一个或多个处理器执行的程序指令(例如具体实现为计算机程序)。
当然，本发明实施例所提供的一种包含计算机可执行指令的存储介质，其计算机可执行指令不限于如上所述的方法操作，还可以执行本发明任意实施例所提供的三维模型对象的检测方法中的相关操作。
计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行***、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。
计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于无线、电线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。
通过以上关于实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，本发明可借助软件及必需的通用硬件来实现，当然也可以通过硬件实现，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如计算机的软盘、只读存储器(Read-Only Memory,ROM)、随机存取存储器(RandomAccess Memory,RAM)、闪存(FLASH)、硬盘或光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (8)

1.一种三维模型对象的检测方法，其特征在于，包括：
获取用户在当前显示画面中选取的像素点；
确定所述像素点的目标颜色标识；
根据场景中三维模型的三角片与颜色标识之间的映射关系确定所述目标颜色标识对应的目标三角片；
根据所述目标三角片确定用户选取的三维模型对象；
在所述获取用户在当前显示画面中选取的像素点之前，还包括：
确定所述映射关系；
根据所述映射关系实时对当前显示画面进行渲染；
所述根据所述映射关系实时对当前显示画面进行渲染，包括：
根据所述用户选取的三维模型对象的实时变化，对所述当前显示画面进行实时渲染，以保持三角片与所述颜色标识之间的映射关系。
2.根据权利要求1所述的三维模型对象的检测方法，其特征在于，所述颜色标识的类型为RGBA。
3.根据权利要求2所述的三维模型对象的检测方法，其特征在于，所述确定所述映射关系，包括：
对场景中所有的三角片进行编码；
根据编码结果和映射公式确定所述映射关系；
所述映射公式为：
r＝ti/(0x1000000)
g＝(ti-r*0x1000000)/0x10000
b＝(ti-r*0x1000000-g*0x10000)/0x100
a＝ti-r*0x1000000-g*0x10000-b*0x100
其中，ti表示所述编码结果，(r，g，b，a)表示所述颜色标识，r、g、b和a分别为RGBA四个通道的值，0x表示十六进制。
4.一种三维模型对象的检测装置，其特征在于，包括：
像素点获取模块，用于获取用户在当前显示画面中选取的像素点；
颜色标识确定模块，用于确定所述像素点的目标颜色标识；
三角片确定模块，用于根据场景中三维模型的三角片与颜色标识之间的映射关系确定所述目标颜色标识对应的目标三角片；
模型对象确定模块，用于根据所述目标三角片确定用户选取的三维模型对象；
所述装置还包括：
映射关系确定模块，用于在所述获取用户在当前显示画面中选取的像素点之前，确定所述映射关系；
画面渲染模块，用于根据所述映射关系实时对当前显示画面进行渲染；
所述根据所述映射关系实时对当前显示画面进行渲染，包括：
根据所述用户选取的三维模型对象的实时变化，对所述当前显示画面进行实时渲染，以保持三角片与所述颜色标识之间的映射关系。
5.根据权利要求4所述的三维模型对象的检测装置，其特征在于，所述颜色标识的类型为RGBA。
6.根据权利要求5所述的三维模型对象的检测装置，其特征在于，所述映射关系确定模块，包括：
编码单元，用于对场景中所有的三角片进行编码；
映射关系确定单元，用于根据编码结果和映射公式确定所述映射关系；
所述映射公式为：
r＝ti/(0x1000000)
g＝(ti-r*0x1000000)/0x10000
b＝(ti-r*0x1000000-g*0x10000)/0x100
a＝ti-r*0x1000000-g*0x10000-b*0x100
其中，ti表示所述编码结果，(r，g，b，a)表示所述颜色标识，r、g、b和a分别为RGBA四个通道的值，0x表示十六进制。
7.一种计算机设备，其特征在于，包括：
一个或多个处理器；
存储器，用于存储一个或多个程序；
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1-3中任一所述的三维模型对象的检测方法。
8.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-3中任一所述的三维模型对象的检测方法。
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