[发明专利]一种轮廓线指导的三维模型重构造方法

说明书

本发明提供一种轮廓线指导的三维模型重构造方法，步骤如下：1、从图像中提取对象轮廓线，选取轮廓线或主干骨架线构造二维轮廓线数据库；2、提取三维的编辑线并从二维轮廓线数据库中检索推荐出合适的二维线条；3、匹配出二维线条和三维编辑线的点‑点对应关系，利用参数化变形方得到模型重构造结果。本发明提出的方法，从多类别对象的二维轮廓线数据库中，自动推荐出与三维模型编辑线合适的二维轮廓线，从而指导三维模型重构造；利用少量的用户交互，从输入三维模型中提取出轴线、切面轮廓线、侧面轮廓线等编辑线，通过参数化变形方法，产生多种形态各异的模型重构造结果，帮助用户快速便捷地设计出满足需求的三维模型。

技术领域

本发明是一种新型的基于二维轮廓指导的三维模型重构造方法，属于计算机图形学领域。

背景技术

随着三维建模、计算机辅助设计技术的发展，基于轮廓线指导的三维建模技术近年来受到了越来越多的关注。然而，现有方法主要集中于利用同类别对象的二维轮廓对三维模型进行建模和重构造，这些对轮廓线的限制使得现有方法只能产生有限的重构造模型。在艺术设计领域，大量的跨类别元素被用于模型的设计和构造中。因此只能依靠同类别对象的轮廓线进行模型重构造的方法，不能完全满足行业需求。

轮廓线指导的三维模型重构造方法是指，在二维轮廓线的指导下，对输入三维模型整体或局部进行约束变形，得到重构造后的三维模型。

基于轮廓线约束的三维模型构建方法近年来已经有较多的研究。2011年，Xu等人利用图像中提取的同类别对象轮廓线，对三维模型进行编辑和重构造。2013年，Xie等人利用手绘轮廓线推荐出合适的部件进行模型组合构建。2013年，Chen等人利用图像中对象的轮廓线构建三维模型，并用以进行图像编辑。2013年，Shtof等人利用手绘轮廓线直接构造三维模型的部件并进行组合建模。本发明的方法，可以利用多类对象的轮廓线，对输入三维模型进行重构造，产生出大量的模型演化结果。为普通用户提供了一个，利用任意图像轮廓线，对已有三维模型重构造的模型设计系统。

发明内容

本发明的目的是提出一种轮廓线指导的三维模型重构造方法。为完成本发明的目的，本发明采用的技术方案是：首先，从图像中提取对象轮廓线，并根据对象的对称性信息选取轮廓线或主干骨架线构造二维轮廓线数据库；然后，对于输入三维模型中的用户选定区域，提取三维的编辑线并从二维轮廓线数据库中检索推荐出合适的二维线条；最后，匹配出二维线条和三维编辑线的点-点对于关系，利用参数化变形方法对输入模型中用户选定区域进行变形，得到模型重构造结果。其具体步骤如下所述。

本发明一种轮廓线指导的三维模型重构造方法，包括如下步骤：

步骤S100，构造二维轮廓线数据库：通过含有单一对象的互联网图像，利用图像分割算法提取对象轮廓线，并根据对象的对称性选取轮廓线或主干骨架线构建二维轮廓线数据库；

步骤S200，二维轮廓线检索推荐：用户选取三维模型中的编辑区域，提取三维编辑线，并利用形状上下文描述符和外形特征从二维轮廓线数据库中推荐出相应的轮廓线；

步骤S300，轮廓匹配和参数化变形：构建二维轮廓线和三维编辑线的点-点对应关系，并利用参数化变形算法对输入模型进行重构造。

其中，在步骤S100中所述的“构造二维轮廓线数据库”，其作法包含以下步骤：

步骤S110，对含有单一对象的互联网图像，利用视觉显著性检测，并通过图割算法分割得到图像中对象的轮廓线；