CN113724401A - 一种三维模型切割方法、装置、计算机设备和存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种三维模型切割方法、装置、计算机设备和存储介质，该方法包括：获取组成三维模型的三角形坐标和组成切割平面的第二空间坐标和方向坐标；通过第二空间坐标与方向坐标之间第一距离，以及三角形坐标与方向坐标之间的第二距离的关系确定切割平面与各三维模型的位置为上侧、下侧关系或相交关系；在相交关系中获取交点坐标并连接，生成切割平面在三维模型上的横截面；存储位于上侧、下侧关系中的三角形坐标为上下侧三维模型空间网格坐标；根据上下侧三维模型空间网格坐标以及横切面，将三维模型重新存储为上侧三维模型和下侧三维模型。实现了非专业三维模型建模人员也可到对模型任一平面切割分离目的，避免了切割模型人工成本过高的问题。
Description
技术领域
本发明实施例涉及信息处理的技术领域，尤其涉及一种三维模型切割方法、装置、计算机设备和存储介质。
背景技术
在3D建模软件中进行三维模型创建的场景中，三维模型的点和面是以很多不重叠的三角形的点和面所构成的,比如一个立方体，就是有各种各样的三角形组成的点和面堆叠而成。三维模型中包含了所有上述点和面以及纹理的坐标，修改和分解模型只需要基于上述三角形点及面对应的参数即可完成。
现有技术中，如果需要达到对模型修改和分解的效果，需要在3Dmax等工具软件中提前对模型处理，过程繁琐，且在建模工作人员处理完成后，其他非专业人员由于技术性限制，使用时不能随心所欲对该三维模型进行个性化修改和分解，存在限制诸多。
所以，提出一种有效且非专业人员也可执行的三维模型切割方法是目前亟待解决的问题。
发明内容
本发明实施例提出了一种三维模型切割方法、装置、计算机设备和存储介质，以解决在三维模型修改场景中，非专业技术人员对三维模型无法任意修改的问题。
第一方面，本发明实施例提供了一种三维模型切割方法，包括：
获取三维模型第一空间网格坐标；所述三维模型由多边形平行切面组成；所述多边形平行切面由多个不重叠三角形组成；所述第一空间网格坐标包括位于空间坐标系中所述各不重叠的三角形坐标；
接收对所述三维模型的切割指令，获取所述切割指令中切割平面相对于所述第一空间网格坐标的第二空间坐标和方向坐标；
通过计算所述第二空间坐标与所述方向坐标之间点乘值，获取所述第二空间坐标与所述方向坐标之间第一距离；
获取所述三角形坐标与所述方向坐标之间的第二距离；
根据所述第一距离与所述第二距离之间的大小关系，确定各三角形与所述切割平面的位置关系；所述位置关系包括上侧关系、下侧关系和相交关系；
在所述相交关系中，获取所述三角形与所述切割平面的交点坐标；
利用凸包算法依序连接各所述交点坐标，生成所述切割平面在所述三维模型上的横截面；
获取位于所述上侧关系中的三角形坐标，存储为上侧三维模型空间网格坐标；
获取位于所述下侧关系中的三角形坐标，存储为下侧三维模型空间网格坐标；
根据所述上侧三维模型空间网格坐标、所述下侧三维模型空间网格坐标以及所述横截面，将所述三维模型重新存储为上侧三维模型和下侧三维模型。
第二方面，本发明实施例还提供了一种三维模型切割装置，所述三维模型切割装置，包括：
第一空间网格坐标获取模块，用于获取三维模型第一空间网格坐标；所述三维模型由多边形平行切面组成；所述多边形平行切面由多个不重叠三角形组成；所述第一空间网格坐标包括位于空间坐标系中所述各不重叠的三角形坐标；
第二空间网格坐标获取模块，用于接收对所述三维模型的切割指令，获取所述切割指令中切割平面相对于所述第一空间网格坐标的第二空间坐标和方向坐标；
第一距离获取模块，用于通过计算所述第二空间坐标与所述方向坐标之间点乘值，获取所述第二空间坐标与所述方向坐标之间第一距离；
第二距离获取模块，用于获取所述三角形坐标与所述方向坐标之间的第二距离；
位置关系获取模块，用于根据所述第一距离与所述第二距离之间的大小关系，确定各三角形与所述切割平面的位置关系；所述位置关系包括上侧关系、下侧关系和相交关系；
交点坐标获取模块，用于在所述相交关系中，获取所述三角形与所述切割平面的交点坐标；
横截面生成模块，用于利用凸包算法依序连接各所述交点坐标，生成所述切割平面在所述三维模型上的横截面；
上侧三维模型空间网格坐标获取模块，用于获取位于所述上侧关系中的三角形坐标，存储为上侧三维模型空间网格坐标；
下侧三维模型空间网格坐标获取模块，用于获取位于所述下侧关系中的三角形坐标，存储为下侧三维模型空间网格坐标；
重新存储模块，用于根据所述上侧三维模型空间网格坐标、所述下侧三维模型空间网格坐标以及所述横截面，将所述三维模型重新存储为上侧三维模型和下侧三维模型。
第三方面，本发明实施例还提供了一种计算机设备，所述计算机设备包括：
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如第一方面中任一项所述的三维模型切割方法。
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，所述计算机可读存储介质上存储计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如第一方面中任一项所述的三维模型切割方法。
在本实施例中，获取三维模型第一空间网格坐标；所述三维模型由多边形平行切面组成；所述多边形平行切面由多个不重叠三角形组成；所述第一空间网格坐标包括位于空间坐标系中所述各不重叠的三角形坐标；接收对所述三维模型的切割指令，获取所述切割指令中切割平面相对于所述第一空间网格坐标的第二空间坐标和方向坐标；通过计算所述第二空间坐标与所述方向坐标之间点乘值，获取所述第二空间坐标与所述方向坐标之间第一距离；获取所述三角形坐标与所述方向坐标之间的第二距离；根据所述第一距离与所述第二距离之间的大小关系，确定各三角形与所述切割平面的位置关系；所述位置关系包括上侧关系、下侧关系和相交关系；在所述相交关系中，获取所述三角形与所述切割平面的交点坐标；利用凸包算法依序连接各所述交点坐标，生成所述切割平面在所述三维模型上的横截面；获取位于所述上侧关系中的三角形坐标，存储为上侧三维模型空间网格坐标；获取位于所述下侧关系中的三角形坐标，存储为下侧三维模型空间网格坐标；根据所述上侧三维模型空间网格坐标、所述下侧三维模型空间网格坐标以及所述横截面，将所述三维模型重新存储为上侧三维模型和下侧三维模型。通过在三维建模引擎中利用网格坐标标记三维模型，在Unity3d场景中对模型进行修改,实现了非专业三维模型建模人员也可到对模型任一平面切割分离的目的，有效避免了建模人员在建模完成后修改模型过程繁琐且限制诸多的问题。
附图说明
图1为本发明实施例一提供的一种三维模型切割方法的流程图；
图2A为本发明实施例一提供的三维模型切割方法流程示例图；
图2B为本发明实施例一提供的三维模型切割原理示例图；
图2C为本发明实施例一提供的三维模型切割原理示例图；
图3为本发明实施例二提供的一种三维模型切割装置的结构示意图；
图4为本发明实施例三提供的一种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。
名词解释：
Unity3D
一个跨平台的游戏引擎，是由Unity Technologies开发的一个让玩家轻松创建诸如三维视频游戏、建筑可视化、实时三维动画等类型互动内容的多平台的综合型游戏开发工具，是一个全面整合的专业游戏引擎。
凸包算法
由凸包点集的性质我们可知凸包算法的思想，按顺序构建凸包点集，并且维护它，直到完成点的遍历。其中，首先在凸包点集中加入排序后的前两个点，接下来我们在凸包点集中取出末尾两个点，以这两点构成的边对接下来的点进行处理。每次处理通过向量判断是否在边的内侧，若在内侧则跳过这个点，视为已处理，若在外侧则说明我们所用的边并不是凸包所要的边，故抛弃当前凸包点集的最后一个点，然后再取末尾两个点，进行迭代判断，直到将该点加入。由此遍历完即产生凸包点集。
实施例一
图1为本发明实施例一提供的一种三维模型切割方法的流程图，该方法可以由三维模型切割装置来执行，该三维模型切割装置可以由软件和/或硬件实现，可配置在计算机设备中，例如，服务器、工作站、个人电脑，等等，具体包括如下步骤：
步骤101、获取三维模型第一空间网格坐标；所述三维模型由多边形平行切面组成；所述多边形平行切面由多个不重叠三角形组成；所述第一空间网格坐标包括位于空间坐标系中所述各不重叠的三角形坐标。
本发明实施例中，在实际三维模型建模：1)构造型立体几何表达法(ConstructiveSolid Geometry，简称CSG法)它采用布尔运算法则(并、交、减)，将一些简单的三维几何基元(如立方体、圆柱体、环、锥体)加以组合、变化成复杂的三维模型实体，这种方法的优点是，易于控制存储的信息量，所得到的实体真实有效，并且能方便地修改它的形状。此方法的缺点是、可用于产生和修改实体的算法有限，构成图形的计算量很大，比较费时。2)边界表达法(Boundary/Representation，简称Brep)它根据顶点、边和面构成的表面来精确地描述三维模型实体。这种方法的优点是，能快速地绘制立体或线框模型。此方法的缺点是、它的数据是以表格形式出现的，空间占用量大，修改设计不如CGS法简单，例如，要修改实心立方体上的一个简单孔的尺勺，必须先用填实来删除这个孔，然后才能绘制一个新孔；所得到的实体不一定总是真实有效，可能出现错误的孔洞和颠倒现象，描述缺乏唯一性。3)参数表达法(Parameter Representation对于自由曲面，难于用传统的几何基元来进行描述，可用参数表达法。这些方法借助参数化样条、贝塞尔b(ezier)曲线和B样条来描述自由曲面，它的每一个X、Y、Z坐标都呈参数化形式。各种参数表达格式的差别仅在于对曲线的控制水平，即局部修改曲线而不影响临近部分的能力，以及建立几何体模型的能力。4)单元表达法(Cell Representation)单元表达法起源于分析(如有限元分析)软件，在这些软件中，要求将表面离散成单元。典型的单元有三角形、正方形或多边形，在快速成型技术中采用的三角形近似(将三维模型转化成STL格式文件)，就是一种单元表达法在三维面的应用形式。
如图2A所示，针对简单修改三维模型，在3D建模软件(Unity3D)中采用单元表达法点和面来表达三维模型比较具有优势，并且以三角形为主的点和面更加简单直观。比如一个立方体，就是由各种各种的三角形组成的点和面，最终构成一个三维模型。也就是说，在表达一个三维模型时，在空间向量中使用平行切面表达该三维模型，而其中每个切面又是由不同的不重叠三角形构成的，而每个三角形的空间坐标被定义为该三维模型的空间网格坐标，来准确表达该三维模型。所以，获取三维模型的空间网格坐标，最终获取的就是组成三维模型面的不重叠三角形的空间坐标。
具体应用中，如图2A所示，三维模型中包含了点和面以及纹理的坐标，而Unity3d会把模型的信息存到Mesh(网格类)中。其中，Unity3d提供了一个Mesh类，允许脚本来创建和修改，因此能通过Mesh类存储三维模型空间网格坐标，便于修改。
步骤102、接收对所述三维模型的切割指令，获取所述切割指令中切割平面相对于所述第一空间网格坐标的第二空间坐标和方向坐标。
本发明实施例中，如果希望对一三维模型进行切割操作，则在Unity3D场景中，创建一个点，过这个点作一个切割面。
具体地，获取被切割的三维模型在unity世界坐标系下的的坐标信息，标记为pos1，获取切片slice在unity世界坐标系下的坐标信息，标记为pos2以及切割方向(切片坐标只是一个点，所以会有相对于这个点的前后切、上下切或者左右切)。
其中，pos1对应三角形坐标系，pos2为切片(切割平面)在unity世界坐标系下空间坐标。
进一步地，以三维模型作为中心点，构建新的坐标系，获取切片相对于新的坐标系下的位置以及切割方向信息，其中为得到以pos1为原点的矩阵，对齐进行转置求逆操作，得到新的矩阵，通过新矩阵对切割方向进行变换得到新的切割方向的单位向量normal，通过unity中的点逆变换函数Transform.InverseTransformPoint得到切割面(切片)物体在三维模型坐标系下的坐标pos3。其中pos3为切片相对于三维模型的第二坐标和方向坐标。
其中，获取三维模型下Mesh类中的所有顶点、纹理坐标、法线以及网格切线信息，其中每个数据均为一维数组。
步骤103、通过计算所述第二空间坐标与所述方向坐标之间点乘值，获取所述第二空间坐标与所述方向坐标之间第一距离。
本发明实施例中，利用上面步骤得到的切片方向normal与切片位置信息pos3，通过公式(1)点乘得到pos3到normal的第一距离：
distance1＝Vector3.Dot(normal,pos3) (1)
步骤104、获取所述三角形坐标与所述方向坐标之间的第二距离。
优选地，在本发明另一实施例中，所述三角形坐标包括顶点坐标，则步骤104可以包括：
子步骤A1、通过计算所述三角形顶点坐标与所述方向坐标之间的点乘值，得到第二距离。
本发明实施例中，获取三角形顶点坐标pos4，通过公式(2)利用点乘计算每个顶点坐标pos4到normal的第二距离distance2，通过判断distance2与distance1的大小关系可以得到该顶点坐标在切片的哪一侧或者在切片上。
distance2＝Vector3.Dot(m_normal,pos4) (2)
步骤105、根据所述第一距离与所述第二距离之间的大小关系，确定各三角形与所述切割平面的位置关系；所述位置关系包括上侧关系、下侧关系和相交关系。
具体地，如图2A所示，如果三角形出现三个点都落在切割面的同一边，或者切割面平行于三角形的一条边，或者一个点都不与切割面相交，则直接根据在切割面的哪一面将三角形的所有信息保存下来。
优选地，在本发明另一实施例中，所述三角形坐标包括顶点坐标，则步骤105可以包括：
子步骤B1、如果所述第一距离大于所述第二距离，则所述三角形顶点与所述切割平面为上侧关系或下侧关系。
具体地，获取每个三角形的顶点坐标pos4，利用点乘获取每个顶点坐标到normal的第二距离，如果distance2小于distance1，则三角形没有被切割平面切割，在切割平面的上侧或下侧。
优选地，在本发明另一实施例中，所述三角形坐标包括顶点坐标，则子步骤B1可以包括：
子步骤B11、如果所述第一距离大于所述第二距离，则判断所述三角形的三个顶点分别与所述切割平面的关系。
具体地，在三角形不被切割平面切割时，判断三角形三个顶点与切割平面的相对位置。
子步骤B12、如果所述三角形的三个顶点都在所述切割平面上，则所述三角形顶点与所述切割平面为上侧关系。
具体地，如图2A所示，如果三角形的三个点都落在切割面的同一侧，则该三角形在切割平面的上侧。
子步骤B13、如果所述三角形的一个顶点落在所述切割平面上，且另外两个顶点在所述切割平面的上侧或下侧，则所述三角形顶点与所述切割平面为上侧关系或下侧关系。
具体地，如图2A所示，如果三角形一个顶点在切割面上，另外两个顶点在同一侧，那么这个三角形在该切割面的上侧或下侧。
子步骤B14、如果所述三角形的两个顶点都在所述切割平面上，且另外一个顶点在所述切割平面的上侧或下侧，则所述三角形顶点与所述切割平面为上侧关系或下侧关系。
具体地，如图2A所示，如果三角形的两个顶点在切割面上，一个点在某一侧，那么这个三角形在该切割面的某一侧，即上侧或下侧。
子步骤B2、如果所述第一距离小于所述第二距离，则所述三角形顶点与所述切割平面为相交关系。
具体地，如果distance2大于distance1，那么三角形与切割平面为相交关系。
步骤106、在所述相交关系中，获取所述三角形与所述切割平面的交点坐标。
本发明实施例中，在相交关系中，一部分三角形与一部分新的三角形之间产生交集，获取交集产生的交点坐标。
可以理解地，如图2B所示，三角形坐标存储在Unity的Mesh类中，不止包含每个三角形的顶点坐标，还可以包含三角形的基于三维模型的纹理坐标、法线坐标和Unity常见的网格切线坐标，通过上述坐标可以准确的定位到切割面和三维模型每个切面的三角形的点、线、面。
优选地，在本发明另一实施例中，所述三角形坐标还包括三角形边线坐标，则步骤106可以包括：
如图2B,根据三维数学知识，如果一直线上，三角形和平面的交点为P，那么切割平面上的一个点P0和切割平面的法线normal可以得到：
(P-P0)·normal＝0 (3)
对于这条交线P-P0，如果知道交线上面的某一点L0和直线的方向L，那么：
P＝L0+dL (4)
其中，d是L0到交点P的距离，那么把公式(4)代入公式(3)可以得到：
(L0+dL-P0)·normal＝0 (5)
变换后得到：
dL·normal+(L0-P0)·normal＝0 (6)
通过求出d带入公式(6)可以求出交点P的坐标，对应C#核心代码为：
从代码中可以看出，变量a与b为直线上任意两点坐标，q为最终得到的交点坐标，pl是我们构建出来的切割面，包含了切割方向、切割方向到切面的距离，得到交点坐标后将交点与切片两侧的顶点分别重新构造三角形，并根据在切割面的那一侧保存下来。
步骤107、利用凸包算法依序连接各所述交点坐标，生成所述切割平面在所述三维模型上的横截面。
本发明实施例中，将交点坐标利用凸包算法按次序连接后，所在的平面即为切割平面在所述三维模型上的横截面。
优选地，在本发明另一实施例中，所述三角形坐标还包括纹理坐标和法线坐标，则步骤107可以包括：
子步骤D1，在所述切割平面上用凸包算法依序连接各所述交点坐标，生成所述三维模型上的新切面坐标。
具体地，如图2A所示，当对三角形所有线段进行相交测试得到的交点坐标后，即切割面将原三维模型上的三角形切割为新的三角形，而利用凸包算法连接各交点坐标，生产新的横切面，新的横切面即由新切割而成的三角形组成。
子步骤D2，根据所述新切面坐标和所述三角形的纹理坐标、法线坐标，生成所述切割平面在所述三维模型上的上下横截面和平面法线。
具体地，将新的横切面，即新切面坐标与新的三角形上的纹理坐标和法线坐标，存储为新的上下横切面和横切面法线。
可以理解地，新的上下横切面是一个平面，但是在对三维模型分割后的两个部分进行移动时，上下横切面是单独的上横切面和下横切面，它们具备相同的三角形坐标(平面平行)、法线坐标和纹理坐标。
步骤108、获取位于所述上侧关系中的三角形坐标，存储为上侧三维模型空间网格坐标。
本发明实施例中，如图2B所示，在相交关系以外的三角形，可能在切割面的上侧，也可能在切割面的下侧，通过保存在Unitiy中三角形Mesh中的子类SlicedSubmesh列表中的三角形坐标，判断三角形在切割面的上侧或者下侧。
其中，将位于切割面上侧的三角形，新建Mesh类存储上侧三角形坐标为上侧三维模型空间网格坐标。
步骤109、获取位于所述下侧关系中的三角形坐标，存储为下侧三维模型空间网格坐标。
本发明实施例中，同样地，将位于切割面下侧的三角形，新建Mesh类存储下侧三角形坐标为下侧三维模型空间网格坐标。
步骤110、根据所述上侧三维模型空间网格坐标、所述下侧三维模型空间网格坐标以及所述横截面，将所述三维模型重新存储为上侧三维模型和下侧三维模型。
本发明实施例中，通过上侧三维模型空间网格坐标和下侧三维模型空间网格坐标，将三维模型分割为上下两个部分，以切割剖面为新的表面，其中包含切新表面的纹理坐标。至此完成了三角形的切割操作。
在本实施例中，获取三维模型第一空间网格坐标；所述三维模型由多边形平行切面组成；所述多边形平行切面由多个不重叠三角形组成；所述第一空间网格坐标包括位于空间坐标系中所述各不重叠的三角形坐标；接收对所述三维模型的切割指令，获取所述切割指令中切割平面相对于所述第一空间网格坐标的第二空间坐标和方向坐标；通过计算所述第二空间坐标与所述方向坐标之间点乘值，获取所述第二空间坐标与所述方向坐标之间第一距离；获取所述三角形坐标与所述方向坐标之间的第二距离；根据所述第一距离与所述第二距离之间的大小关系，确定各三角形与所述切割平面的位置关系；在所述相交关系中，获取所述三角形与所述切割平面的交点坐标；利用凸包算法依序连接各所述交点坐标，生成所述切割平面在所述三维模型上的横截面；获取位于所述上侧关系中的三角形坐标，存储为上侧三维模型空间网格坐标；获取位于所述下侧关系中的三角形坐标，存储为下侧三维模型空间网格坐标；根据所述上侧三维模型空间网格坐标、所述下侧三维模型空间网格坐标以及所述横截面，将所述三维模型重新存储为上侧三维模型和下侧三维模型。通过在三维建模引擎中利用网格坐标标记三维模型，在Unity3d场景中对模型进行修改,实现了非专业三维模型建模人员也可到对模型任一平面切割分离的目的，有效避免了建模人员在建模完成后修改模型过程繁琐且限制诸多的问题。
需要说明的是，对于方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明实施例并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明实施例，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作并不一定是本发明实施例所必须的。
实施例二
图3为本发明实施例二提供的一种三维模型切割装置的结构框图，具体可以包括如下模块：
第一空间网格坐标获取模块201，用于获取三维模型第一空间网格坐标；所述三维模型由多边形平行切面组成；所述多边形平行切面由多个不重叠三角形组成；所述第一空间网格坐标包括位于空间坐标系中所述各不重叠的三角形坐标。
第二空间网格坐标获取模块202，用于接收对所述三维模型的切割指令，获取所述切割指令中切割平面相对于所述第一空间网格坐标的第二空间坐标和方向坐标。
第一距离获取模块203，用于通过计算所述第二空间坐标与所述方向坐标之间点乘值，获取所述第二空间坐标与所述方向坐标之间第一距离。
第二距离获取模块204，用于获取所述三角形坐标与所述方向坐标之间的第二距离。
位置关系获取模块205，用于根据所述第一距离与所述第二距离之间的大小关系，确定各三角形与所述切割平面的位置关系；所述位置关系包括上侧关系、下侧关系和相交关系。
优选地，在本发明另一实施例中，所述三角形坐标包括顶点坐标，则所述位置关系获取模块205还用于：如果所述第一距离大于所述第二距离，则所述三角形顶点与所述切割平面为上侧关系或下侧关系；如果所述第一距离小于所述第二距离，则所述三角形顶点与所述切割平面为相交关系。
优选地，在本发明另一实施例中，所述三角形坐标包括顶点坐标，则所述位置关系获取模块205还用于：如果所述第一距离大于所述第二距离，则判断所述三角形的三个顶点分别与所述切割平面的关系；如果所述三角形的三个顶点都在所述切割平面上，则所述三角形顶点与所述切割平面为上侧关系；如果所述三角形的一个顶点都在所述切割平面上，且另外两个顶点在所述切割平面的上侧或下侧，则所述三角形顶点与所述切割平面为上侧关系或下侧关系；如果所述三角形的两个顶点都在所述切割平面上，且另外一个顶点在所述切割平面的上侧或下侧，则所述三角形顶点与所述切割平面为上侧关系或下侧关系。
交点坐标获取模块206，用于在所述相交关系中，获取所述三角形与所述切割平面的交点坐标。
横截面生成模块207，用于利用凸包算法依序连接各所述交点坐标，生成所述切割平面在所述三维模型上的横截面。
优选地，在本发明另一实施例中，所述三角形坐标还包括纹理坐标和法线坐标，则所述横截面生成模块207还用于：在所述切割平面上用凸包算法依序连接各所述交点坐标，生成所述三维模型上的新切面坐标；根据所述新切面坐标和所述三角形的纹理坐标、法线坐标，生成所述切割平面在所述三维模型上的上下横截面和平面法线。
上侧三维模型空间网格坐标获取模块208，用于获取位于所述上侧关系中的三角形坐标，存储为上侧三维模型空间网格坐标；
下侧三维模型空间网格坐标获取模块209，用于获取位于所述下侧关系中的三角形坐标，存储为下侧三维模型空间网格坐标；
重新存储模块210，用于根据所述上侧三维模型空间网格坐标、所述下侧三维模型空间网格坐标以及所述横截面，将所述三维模型重新存储为上侧三维模型和下侧三维模型。
本发明实施例所提供的三维模型切割装置可执行本发明任意实施例所提供的三维模型切割方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。
实施例三
图4为本发明实施例三提供的一种计算机设备的结构示意图。图4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12的框图。图4显示的计算机设备12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4所示，计算机设备12以通用计算设备的形式表现。计算机设备12的组件可以包括但不限于：一个或者多个处理器或者处理单元16，***存储器28，连接不同***组件(包括***存储器28和处理单元16)的总线18。
总线18表示几类总线结构中的一种或多种，包括存储器总线或者存储器控制器，***总线，图形加速端口，处理器或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。举例来说，这些体系结构包括但不限于工业标准体系结构(ISA)总线，微通道体系结构(MAC)总线，增强型ISA总线、视频电子标准协会(VESA)局域总线以及***组件互连(PCI)总线。
计算机设备12典型地包括多种计算机***可读介质。这些介质可以是任何能够被计算机设备12访问的可用介质，包括易失性和非易失性介质，可移动的和不可移动的介质。
***存储器28可以包括易失性存储器形式的计算机***可读介质，例如随机存取存储器(RAM)30和/或高速缓存存储器32。计算机设备12可以进一步包括其它可移动/不可移动的、易失性/非易失性计算机***存储介质。仅作为举例，存储***34可以用于读写不可移动的、非易失性磁介质(图4未显示，通常称为“硬盘驱动器”)。尽管图4中未示出，可以提供用于对可移动非易失性磁盘(例如“软盘”)读写的磁盘驱动器，以及对可移动非易失性光盘(例如CD-ROM,DVD-ROM或者其它光介质)读写的光盘驱动器。在这些情况下，每个驱动器可以通过一个或者多个数据介质接口与总线18相连。存储器28可以包括至少一个程序产品，该程序产品具有一组(例如至少一个)程序模块，这些程序模块被配置以执行本发明各实施例的功能。
具有一组(至少一个)程序模块42的程序/实用工具40，可以存储在例如存储器28中，这样的程序模块42包括但不限于操作***、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。程序模块42通常执行本发明所描述的实施例中的功能和/或方法。
计算机设备12也可以与一个或多个外部设备14(例如键盘、指向设备、显示器24等)通信，还可与一个或者多个使得用户能与该计算机设备12交互的设备通信，和/或与使得该计算机设备12能与一个或多个其它计算设备进行通信的任何设备(例如网卡，调制解调器等等)通信。这种通信可以通过输入/输出(I/O)接口22进行。并且，计算机设备12还可以通过网络适配器20与一个或者多个网络(例如局域网(LAN)，广域网(WAN)和/或公共网络，例如因特网)通信。如图所示，网络适配器20通过总线18与计算机设备12的其它模块通信。应当明白，尽管图中未示出，可以结合计算机设备12使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理单元、外部磁盘驱动阵列、RAID***、磁带驱动器以及数据备份存储***等。
处理单元16通过运行存储在***存储器28中的程序，从而执行各种功能应用以及数据处理，例如实现本发明实施例所提供的三维模型切割方法。
实施例四
本发明实施例四还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述三维模型切割方法的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。
其中，计算机可读存储介质例如可以包括但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的***、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本文件中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行***、装置或者器件使用或者与其结合使用。
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 (10)
1.一种三维模型切割方法，其特征在于，包括：
获取三维模型第一空间网格坐标；所述三维模型由多边形平行切面组成；所述多边形平行切面由多个不重叠三角形组成；所述第一空间网格坐标包括位于空间坐标系中所述各不重叠的三角形坐标；
接收对所述三维模型的切割指令，获取所述切割指令中切割平面相对于所述第一空间网格坐标的第二空间坐标和方向坐标；
通过计算所述第二空间坐标与所述方向坐标之间点乘值，获取所述第二空间坐标与所述方向坐标之间第一距离；
获取所述三角形坐标与所述方向坐标之间的第二距离；
根据所述第一距离与所述第二距离之间的大小关系，确定各三角形与所述切割平面的位置关系；所述位置关系包括上侧关系、下侧关系和相交关系；
在所述相交关系中，获取所述三角形与所述切割平面的交点坐标；
利用凸包算法依序连接各所述交点坐标，生成所述切割平面在所述三维模型上的横截面；
获取位于所述上侧关系中的三角形坐标，存储为上侧三维模型空间网格坐标；
获取位于所述下侧关系中的三角形坐标，存储为下侧三维模型空间网格坐标；
根据所述上侧三维模型空间网格坐标、所述下侧三维模型空间网格坐标以及所述横截面，将所述三维模型重新存储为上侧三维模型和下侧三维模型。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述三角形坐标包括顶点坐标，则所述获取所述三角形坐标与所述方向坐标之间的第二距离，包括：
通过计算所述三角形顶点坐标与所述方向坐标之间的点乘值，得到第二距离。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一距离与所述第二距离之间的大小关系，确定各三角形与所述切割平面的位置关系，包括：
如果所述第一距离大于所述第二距离，则所述三角形顶点与所述切割平面为上侧关系或下侧关系；
如果所述第一距离小于所述第二距离，则所述三角形顶点与所述切割平面为相交关系。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述三角形坐标还包括纹理坐标和法线坐标，则所述利用凸包算法依序连接各所述交点坐标，生成所述切割平面在所述三维模型上的横截面，包括：
在所述切割平面上用凸包算法依序连接各所述交点坐标，生成所述三维模型上的新切面坐标；
根据所述新切面坐标和所述三角形的纹理坐标、法线坐标，生成所述切割平面在所述三维模型上的上下横截面和平面法线。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述如果所述第一距离大于所述第二距离，则所述三角形顶点与所述切割平面为上侧关系或下侧关系，包括：
如果所述第一距离大于所述第二距离，则判断所述三角形的三个顶点分别与所述切割平面的关系；
如果所述三角形的三个顶点都在所述切割平面上，则所述三角形顶点与所述切割平面为上侧关系；
如果所述三角形的一个顶点都在所述切割平面上，且另外两个顶点在所述切割平面的上侧或下侧，则所述三角形顶点与所述切割平面为上侧关系或下侧关系；
如果所述三角形的两个顶点都在所述切割平面上，且另外一个顶点在所述切割平面的上侧或下侧，则所述三角形顶点与所述切割平面为上侧关系或下侧关系。
6.一种三维模型切割装置，其特征在于，包括：
第一空间网格坐标获取模块，用于获取三维模型第一空间网格坐标；所述三维模型由多边形平行切面组成；所述多边形平行切面由多个不重叠三角形组成；所述第一空间网格坐标包括位于空间坐标系中所述各不重叠的三角形坐标；
第二空间网格坐标获取模块，用于接收对所述三维模型的切割指令，获取所述切割指令中切割平面相对于所述第一空间网格坐标的第二空间坐标和方向坐标；
第一距离获取模块，用于通过计算所述第二空间坐标与所述方向坐标之间点乘值，获取所述第二空间坐标与所述方向坐标之间第一距离；
第二距离获取模块，用于获取所述三角形坐标与所述方向坐标之间的第二距离；
位置关系获取模块，用于根据所述第一距离与所述第二距离之间的大小关系，确定各三角形与所述切割平面的位置关系；所述位置关系包括上侧关系、下侧关系和相交关系；
交点坐标获取模块，用于在所述相交关系中，获取所述三角形与所述切割平面的交点坐标；
横截面生成模块，用于利用凸包算法依序连接各所述交点坐标，生成所述切割平面在所述三维模型上的横截面；
上侧三维模型空间网格坐标获取模块，用于获取位于所述上侧关系中的三角形坐标，存储为上侧三维模型空间网格坐标；
下侧三维模型空间网格坐标获取模块，用于获取位于所述下侧关系中的三角形坐标，存储为下侧三维模型空间网格坐标；
重新存储模块，用于根据所述上侧三维模型空间网格坐标、所述下侧三维模型空间网格坐标以及所述横截面，将所述三维模型重新存储为上侧三维模型和下侧三维模型。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述三角形坐标包括顶点坐标，则所述第二距离获取模块包括：
第二距离获取子模块，用于通过计算所述三角形顶点坐标与所述方向坐标之间的点乘值，得到第二距离。
8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述位置关系获取模块还用于：
如果所述第一距离大于所述第二距离，则所述三角形顶点与所述切割平面为上侧关系或下侧关系；
如果所述第一距离小于所述第二距离，则所述三角形顶点与所述切割平面为相交关系。
9.一种计算机设备，其特征在于，所述计算机设备包括：
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如权利要求1-5中任一项所述的三维模型切割方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-5中任一项所述的三维模型切割方法。
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