CN116468825A - 曲线剪切方法和装置、设备及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种曲线剪切方法和装置、设备及存储介质。其中,曲线剪切方法包括:获取待剪切曲线的第一端和第二端,沿第一端至第二端在待剪切曲线上依次获取两个以上的查询点,其中,相邻两个查询点在待剪切曲线上的曲线距离,沿第一端至第二端方向依次减小;在依次得到两个以上的查询点时,获取当前查询点与模型表面之间的最小距离,当该最小距离小于等于预设精度参数时,该查询点为剪切点;以剪切点作为剪切基准,对待剪切曲线进行剪切处理。相较于传统的将待剪切曲线等分为及若干段,在依次对比与模型表面之间进行距离得到剪切点的方法,本申请通过依次获取查询点,且所获取的查询点之间精度逐渐提高,有效的减少了运算次数,提高处理效率。
Description
技术领域
本申请涉及三维建模技术领域,尤其涉及一种曲线剪切方法和装置、设备及存储介质。
背景技术
在三维动画毛发制作的过程中,头皮和毛发交界处,即三维模型中用于表征毛发的曲线与用于表征头皮的模型表面的交界处,需要将多余的曲线剪切掉。一般的剪切方式是将曲线均分为若干等份再去进行剪切精度对比。
但是,这种方式在对大量曲线进行剪切,且需要精确度较高的情况下,处理速度较慢。
发明内容
有鉴于此,本申请提出了一种曲线剪切方法和装置、设备及存储介质。
根据本申请的一方面,提供了一种曲线剪切方法,用于对三维动画制作中的模型中的曲线进行剪切,包括:
获取所述模型中待剪切曲线的第一端和第二端,沿所述第一端至所述第二端在所述待剪切曲线上依次获取两个以上的查询点;
其中,相邻两个所述查询点在所述待剪切曲线上的曲线距离,沿所述第一端至所述第二端方向依次减小;
在依次得到两个以上的所述查询点时,获取当前所述查询点与模型表面之间的最小距离,当该最小距离小于等于预设精度参数时,该所述查询点为剪切点;
以所述剪切点作为剪切基准,对所述待剪切曲线进行剪切处理。
在一种可能的实现方式中,在所述待剪切曲线上依次得到两个以上的所述查询点时,基于所述第一端至所述模型表面的最小距离与所述查询点至所述模型表面的最小距离得到。
在一种可能的实现方式中,获取所述第一端至所述模型表面的最小距离,基于该最小距离在所述待剪切曲线上获取第一个所述查询点;
获取第一个所述查询点与所述模型表面的最小距离,当该最小距离小于等于所述预设精度参数时,第一个所述查询点为剪切点;
当第一个所述查询点与所述模型表面的最小距离大于所述预设精度参数时,基于该所述查询点与所述模型表面的最小距离,在所述待剪切曲线上获取下一个所述查询点,直至所获取的所述查询点与所述模型表面的最小距离小于等于所述预设精度参数。
在一种可能的实现方式中,当所述查询点与所述模型表面之间的最小距离大于所述预设精度参数时,获取下一个所述查询点时,下一个所述查询点与该所述查询点在所述曲线上的曲线距离,等于该所述查询点与所述模型表面之间的最小距离。
在一种可能的实现方式中,还包括当所述待剪切曲线穿过两个以上的所述模型表面时,基于两个以上的所述模型表面获取两个以上的所述剪切点。
根据本申请的另一方面,提供一种曲线剪切装置,包括:获取查询点模块和剪切模块;
所述获取查询点模块,被配置为获取所述模型中待剪切曲线的第一端和第二端,沿所述第一端至所述第二端在所述待剪切曲线上依次获取两个以上的查询点;其中,相邻两个所述查询点在所述待剪切曲线上的曲线距离,沿所述第一端至所述第二端方向依次减小;在依次得到两个以上的所述查询点时,获取当前所述查询点与模型表面之间的最小距离,当该最小距离小于等于预设精度参数时,该所述查询点为剪切点;
所述剪切模块,被配置为以所述剪切点作为剪切基准,对所述待剪切曲线进行剪切处理。
根据本申请的另一方面,提供一种曲线剪切设备,包括:
处理器;
用于存储处理器可执行指令的存储器;
其中,所述处理器被配置为执行所述可执行指令时实现上述任一的方法。
根据本申请的另一方面,提供一种非易失性计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序指令,其特征在于,所述计算机程序指令被处理器执行时实现上述任意一项所述的方法。
本申请适用于在三维建模中,对穿过模型表面的曲线进行剪切,其中,模型即三维模型,是物体的多边形表,如三维动画制作中用于表征头部的实体模型,头皮部分即模型的部分表面,用于表征毛发的模型需要根据各自的引导线控制其形状走向,引导线即曲线,因此,在三维动画毛发制作的过程中,头皮和毛发交界处,即模型表面会有大量曲线穿插,需要将曲线的多余部分进行剪切,只保留用于表征头皮外部毛发的引导线。获取待剪切曲线的第一端和第二端,基于第一端,沿第一端至第二端在待剪切曲线上依次获取两个以上的查询点,其中,第一端和第二端分别为待剪切曲线的相对两端,本领域技术人员可根据个人喜好或实际情况选定待剪切曲线的任意一端作为第一端,相邻两个查询点在待剪切曲线上的曲线距离,沿第一端至第二端方向依次减小,即在待剪切曲线上依次获取的两个以上查询点逐渐靠近模型表面,且相邻两查询点之间的最小距离逐渐减小。在依次得到两个以上的查询点时,获取当前查询点与模型表面之间的最小距离,当该最小距离小于等于预设精度参数时,该查询点为剪切点,根据实际情况,待剪切曲线以剪切点作为基准进行剪切,即剪切掉待剪切曲线的剪切点至第二端部分或剪切点至第一端部分。相较于传统的将待剪切曲线等分为及若干段,在依次对比与模型表面之间进行距离得到剪切点的方法,本申请通过依次获取查询点,且所获取的查询点之间精度逐渐提高,有效的减少了运算次数,提高处理效率。
根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明,本申请的其它特征及方面将变得清楚。
附图说明
包含在说明书中并且构成说明书的一部分的附图与说明书一起示出了本申请的示例性实施例、特征和方面,并且用于解释本申请的原理。
图1示出本申请实施例的曲线剪切方法的流程图;
图2示出本申请实施例的曲线剪切方法实现示意图;
图3示出待剪切曲线穿过两个以上模型表面的示意图;
图4示出本申请实施例的曲线剪切方法在待剪切曲线穿过两个以上模型表面时的实现示意图;
图5示出本申请实施例的曲线剪切装置的主体结构图;
图6示出本申请实施例的曲线剪切设备的主体结构图。
具体实施方式
以下将参考附图详细说明本申请的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面,但是除非特别指出,不必按比例绘制附图。
在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。
另外,为了更好的说明本申请,在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解,没有某些具体细节,本申请同样可以实施。在一些实例中,对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述,以便于凸显本申请的主旨。
为便于本申请的技术方案的理解,首先对本申请中的名词进行相应的解释说明。
图1示出本申请实施例的曲线剪切方法的流程图。如图1所示,该曲线剪切方法包括:步骤S100:获取待剪切曲线的第一端和第二端,沿第一端至第二端在待剪切曲线上依次获取两个以上的查询点,其中,相邻两个查询点在待剪切曲线上的曲线距离,沿第一端至第二端方向依次减小;步骤S200:在依次得到两个以上的查询点时,获取当前查询点与模型表面之间的最小距离,当该最小距离小于等于预设精度参数时,该查询点为剪切点;步骤S300:以剪切点作为剪切基准,对待剪切曲线进行剪切处理。
本申请适用于在三维建模中,对穿过模型表面的曲线进行剪切,其中,模型即三维模型,是物体的多边形表,如三维动画制作中用于表征头部的实体模型,头皮部分即模型的部分表面,用于表征毛发的模型需要根据各自的引导线控制其形状走向,引导线即曲线,因此,在三维动画毛发制作的过程中,头皮和毛发交界处,即模型表面会有大量曲线穿插,需要将曲线的多余部分进行剪切,只保留用于表征头皮外部毛发的引导线。获取待剪切曲线的第一端和第二端,基于第一端,沿第一端至第二端在待剪切曲线上依次获取两个以上的查询点,其中,第一端和第二端分别为待剪切曲线的相对两端,本领域技术人员可根据个人喜好或实际情况选定待剪切曲线的任意一端作为第一端,相邻两个查询点在待剪切曲线上的曲线距离,沿第一端至第二端方向依次减小,即在待剪切曲线上依次获取的两个以上查询点逐渐靠近模型表面,且相邻两查询点之间的距离逐渐减小。在依次得到两个以上的查询点时,获取当前查询点与模型表面之间的最小距离,当该最小距离小于等于预设精度参数时,该查询点为剪切点,根据实际情况,待剪切曲线以剪切点作为基准进行剪切,即剪切掉待剪切曲线的剪切点至第二端部分或剪切点至第一端部分。相较于传统的将待剪切曲线等分为及若干段,在依次对比与模型表面之间进行距离得到剪切点的方法,本申请通过依次获取查询点,且所获取的查询点之间精度逐渐提高,有效的减少了运算次数,提高处理效率。
其中,在待剪切曲线上依次得到两个以上的查询点时,基于第一端至模型表面的最小距离与查询点至模型表面的最小距离得到。第一端至模型表面的最小距离即待剪切曲线上用于表征第一端的点到模型表面上所有点的距离中最短的距离,查询点至模型表面的最小距离即待剪切曲线上用于表征查询点的点到模型表面上所有点的距离中最短的距离。
进一步的,获取第一端至模型表面的最小距离,基于该距离在待剪切曲线上获取第一个查询点;获取第一个查询点与模型表面的最小距离,当该最小距离小于等于预设精度参数时,第一个查询点为剪切点;当第一个查询点与模型表面的最小距离大于预设精度参数时,基于该查询点与模型表面的最小距离,在待剪切曲线上获取下一个查询点,直至所获取的查询点与模型表面的最小距离小于等于预设精度参数。
其中,在获取第一端至模型表面的最小距离,基于该距离在待剪切曲线上获取第一个查询点时,以第一端为起点,获取待剪切曲线上与第一端之间长度与该最小距离相等的点,作为第一个查询点。
同理,当第一个查询点与模型表面的最小距离大于预设精度参数,基于该查询点与模型表面的最小距离,在待剪切曲线上获取下一个查询点时,以第一个查询点为起点,获取待剪切曲线上与第一个查询点之间长度与该最小距离相等的点,作为下一个查询点。
其中,在判断第一端或查询点与模型表面之间的最小距离是否小于等于预设精度参数时,可通过以下方法:
推导判断公式如下:
P1:曲线上点的位置
P2:P1与模型最近点的位置
P1=(x1,y1,z1)
P2=(x2,y2,z2)
ɤ为精度参数
第一端或查询点与模型表面之间的最小距离=<= ɤ
利用上述方法,依次在待剪切曲线上获取查询点,直至所获取的查询点与模型表面之间的最小距离小于等于预设精度参数,将该查询点作为剪切点。
举例来说,图2示出本申请实施例的曲线剪切方法实现示意图,如图2所示,左侧为模型表面,指定点A作为待剪切曲线的第一端,获取点A与模型表面之间的最小距离,该距离为3.735527,该最小距离大于预设精度参数,则以A点为起点,在待剪切曲线上向第二端移动长度3.735527,得到点B,作为第一个查询点。获取点B与模型表面之间的最小距离,该最小距离为1.074505,该最小距离大于预设精度参数,则以B点为起点,在待剪切曲线上向第二端移动长度1.074505,得到点C,作为下一个查询点。获取点C与模型表面之间的最小距离,该最小距离为0.419809,该最小距离大于预设精度参数,则以C点为起点,在待剪切曲线上向第二端移动长度0.419809,所得到的点,作为下一个查询点。以此类推,直至所获取的查询点与模型表面之间的最小距离小于等于预设精度参数,如预设精度参数为0.009,当查询点与模型表面之间的最小距离小于等于0.009时,将该查询点作为剪切点,该剪切点近似为曲线与模型之间的交点。
在实际使用场景中,当待剪切曲线在穿过两个以上的模型表面时,如图3所示,此时需要对待剪切曲线进行多次剪切,由此,本申请还包括当待剪切曲线穿过两个以上的模型表面时,基于两个以上的模型表面获取两个以上的剪切点。
进一步的,利用前述任一所述的方法,基于两个以上的模型表面,分别在待剪切曲线上获取两个以上的剪切点,基于两个以上的剪切点对待剪切曲线进行剪。
也就是说,获取待剪切曲线的第一端和第二端,获取第一端至第一个模型表面的最小距离,基于该距离在待剪切曲线上获取第一个查询点;获取第一个查询点与模型表面的最小距离,当该距离小于等于预设精度参数时,第一个查询点为剪切点;当第一个查询点与模型表面的最小距离大于预设精度参数时,基于该查询点与模型表面的最小距离,在待剪切曲线上获取下一个查询点,直至所获取的查询点与第一个模型表面的最小距离小于等于预设精度参数,该查询点作为第一个模型表面所对应的第一剪切点。
进一步的,利用上述方法,获取第二个模型表面所对应的第二剪切点,以此类推,依次获取各模型表面对应各剪切点。
以图4为例,待剪切曲线依次穿过两个以上的模型表面,以该待剪切曲线左侧端点作为第一端,利用前述任一所述的方法,得到第一个模型表面所对应的第一剪切点,即点D,然后继续以该第一端和第二个模型表面为基础,利用前述任一所述的方法,得到第二个模型表面所对应的第二剪切点,即点E,以此类推,分别得到第三模型表面、第四模型表面、第五模型表面和第六模型表面所对应的剪切点,即点F、点G、点H和点I。得到各剪切点后,根据实际使用需求,以第一端、第二端和各剪切点为基础,对待剪切曲线进行剪切,即根据实际使用需求对第一端至点D部分、点D至点E部分、点E至点F部分、点F至点G部分、点G至点H部分、点H至点I部分、点I至第二端部分进行剪切删除,或自定义需要进行剪切的部分,如对点D至第二端部分进行整体剪切删除。
上述方法适用于当待剪切曲线与较为规则的两个以上的模型表面相交时对待剪切曲线进行进剪切,即与待剪切曲线相交的两个以上的模型表面之间不相交,或相连接的两个模型表面之间有相交线,可基于相交线对模型表面进行划分,例如上述方法中第一模型表面至第六模型表面,待剪切曲线分别基于相交线所划分的两个以上的模型表面分别得到所对应的两个以上剪切点。
进一步的,当待剪切曲线与不规则连续曲面相交两次以上时,如带剪切曲线贯穿球体模型,此时需要获取待剪切曲线球体模型表面的两个交点,即两个剪切点,由于球体模型表面为连续曲线,此时利用上述方法,基于第一端与模型表面的最小距离只能够获取到一个剪切点,有鉴于此,本申请还包括确定模型表面的步骤,基于待剪切曲线与模型表面相交处,通过人为指定的方式,确定剪切区域,其中,剪切区域为模型表面的一部分,且剪切区域仅包含一个待剪切曲线的相交处。
具体的,通过人为指定的方式,在模型表面上划定剪切区域,在人为指定剪切区域时,一个剪切区域中仅包含待剪切曲线与模型表面的一个交点,当待剪切曲线与模型表面相交两处以上时,基于这两个以上的相交处分别划定剪切区域,利用上述任一所述的方法,基于待剪切曲线的第一端与当前剪切区域之间的最小距离,得到待剪切曲线在该剪切区域的剪切点,由此,依次获取各剪切区域所对应的剪切点,根据实际情况,基于待剪切曲线的第一端和第二端以及这些剪切点,自定义需要进行剪切的部分,对待剪切曲线进行剪切。
更进一步地,参阅图5,根据本申请的另一方面,还提供一种曲线剪切装置100,包括:获取查询点模块110和剪切模块120;获取查询点模块,被配置为获取待剪切曲线的第一端和第二端,沿第一端至第二端在待剪切曲线上依次获取两个以上的查询点;其中,相邻两个查询点在待剪切曲线上的曲线距离,沿第一端至第二端方向依次减小;在依次得到两个以上的查询点时,获取当前查询点与模型表面之间的最小距离,当该最小距离小于等于预设精度参数时,该查询点为剪切点。剪切模块,被配置为以剪切点作为剪切基准,对待剪切曲线进行剪切处理。
更进一步地,根据本申请的另一方面,还提供了一种曲线剪切设备200。参阅图6,本申请实施例曲线剪切设备200包括处理器210以及用于存储处理器210可执行指令的存储器220。其中,处理器210被配置为执行可执行指令时实现前面任一所述的曲线剪切方法。
此处,应当指出的是,处理器210的个数可以为一个或多个。同时,在本申请实施例的用于图像的外参校准设备200中,还可以包括输入装置230和输出装置240。其中,处理器210、存储器220、输入装置230和输出装置240之间可以通过总线连接,也可以通过其他方式连接,此处不进行具体限定。
存储器220作为一种计算机可读存储介质,可用于存储软件程序、计算机可执行程序和各种模块,如:本申请实施例的曲线剪切方法所对应的程序或模块。处理器210通过运行存储在存储器220中的软件程序或模块,从而执行曲线剪切设备200的各种功能应用及数据处理。
输入装置230可用于接收输入的数字或信号。其中,信号可以为产生与设备/终端/服务器的用户设置以及功能控制有关的键信号。输出装置240可以包括显示屏等显示设备。
根据本申请的另一方面,还提供了一种非易失性计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序指令,计算机程序指令被处理器210执行时实现前面任一所述的曲线剪切方法。
以上已经描述了本申请的各实施例,上述说明是示例性的,并非穷尽性的,并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下,对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择,旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术改进,或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。
Claims (8)
1.一种曲线剪切方法,其特征在于,用于对三维动画制作中的模型中的曲线进行剪切,包括:
获取所述模型中待剪切曲线的第一端和第二端,沿所述第一端至所述第二端在所述待剪切曲线上依次获取两个以上的查询点;
其中,相邻两个所述查询点在所述待剪切曲线上的曲线距离,沿所述第一端至所述第二端方向依次减小;
在依次得到两个以上的所述查询点时,获取当前所述查询点与模型表面之间的最小距离,当该最小距离小于等于预设精度参数时,该所述查询点为剪切点;
以所述剪切点作为剪切基准,对所述待剪切曲线进行剪切处理。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在所述待剪切曲线上依次得到两个以上的所述查询点时,基于所述第一端至所述模型表面的最小距离与所述查询点至所述模型表面的最小距离得到。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,获取所述第一端至所述模型表面的最小距离,基于该最小距离在所述待剪切曲线上获取第一个所述查询点;
获取第一个所述查询点与所述模型表面的最小距离,当该最小距离小于等于所述预设精度参数时,第一个所述查询点为剪切点;
当第一个所述查询点与所述模型表面的最小距离大于所述预设精度参数时,基于该所述查询点与所述模型表面的最小距离,在所述待剪切曲线上获取下一个所述查询点,直至所获取的所述查询点与所述模型表面的最小距离小于等于所述预设精度参数。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,当所述查询点与所述模型表面之间的最小距离大于所述预设精度参数时,获取下一个所述查询点时,下一个所述查询点与该所述查询点在所述曲线上的曲线距离,等于该所述查询点与所述模型表面之间的最小距离。
5.根据权利要求1至4任一所述的方法,其特征在于,还包括当所述待剪切曲线穿过两个以上的所述模型表面时,基于两个以上的所述模型表面获取两个以上的所述剪切点。
6.一种曲线剪切装置,其特征在于,包括:获取查询点模块和剪切模块;
所述获取查询点模块,被配置为获取所述模型中待剪切曲线的第一端和第二端,沿所述第一端至所述第二端在所述待剪切曲线上依次获取两个以上的查询点;其中,相邻两个所述查询点在所述待剪切曲线上的曲线距离,沿所述第一端至所述第二端方向依次减小;在依次得到两个以上的所述查询点时,获取当前所述查询点与模型表面之间的最小距离,当该最小距离小于等于预设精度参数时,该所述查询点为剪切点;
所述剪切模块,被配置为以所述剪切点作为剪切基准,对所述待剪切曲线进行剪切处理。
7.一种曲线剪切设备,其特征在于,包括:
处理器;
用于存储处理器可执行指令的存储器;
其中,所述处理器被配置为执行所述可执行指令时实现权利要求1至5中任意一项所述的方法。
8.一种非易失性计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序指令,其特征在于,所述计算机程序指令被处理器执行时实现权利要求1至5中任意一项所述的方法。
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陈小雕等: "Bézier曲线/曲面间最近距离的几何裁剪算法", 计算机辅助设计与图形学学报 * |
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