[发明专利]一种基于凹凸贴图的浮雕网格表示及3D打印切片方法和系统

权利要求书

1.一种基于凹凸贴图的浮雕网格表示及3D打印切片方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、获取三维基本网格模型，根据网格的拓扑规则对三维基本网格模型中与Z平面相交的三角形进行自适应中点细分处理；

S2、获取自适应中点细分处理后的三维基本网格模型初始顶点，根据凹凸贴图原理更新所述初始顶点的几何位置；

S3、将三维基本网格模型中三角形与Z平面进行求交计算，得到求交计算后的交线段并释放所述三角形几何信息；

S4、根据求交计算后的交线段的法线方向，将同一层Z平面上的交线段重组成闭合多边形，生成打印路径并转化成G-code代码；

在S2中，所述获取自适应中点细分处理后的三维基本网格模型初始顶点坐标，根据凹凸贴图原理更新所述初始顶点坐标的几何位置，具体包括：

S21、获取所述三维基本网格模型网格初始顶点P(u,v)；

S22、根据凸贴图的灰度值与网格的高度值存在线性关系计算初始顶点P的高度值H_P＝a×h_P，其中a为常数，h_P为初始顶点P对应凹凸图上的灰度值；

S23、将初始顶点P按照P点法向量移位d，则移位后初始顶点P的移位法向量N_P＝N+d_uN×P_u+d_vN×P_v，其中|d(u,v)|＜＜1，N为初始顶点P初始向量值；

S24、通过下述公式计算三维基本网格模型网格更新后顶点几何位置：

P'＝P+H_p×N_p，其中P'表示更新后顶点的几何位置。

2.根据权利要求1所述的基于凹凸贴图的浮雕网格表示及3D打印切片方法，其特征在于，在S1中，根据网格的拓扑规则对三维基本网格模型中与Z平面相交的三角形进行自适应中点细分处理，具体包括，通过相交测试算法判断三维基本网格模型中三角形是否与Z平面相交，其中所述相交测试算法包括：

获取三维基本网格模型中三角形q；

计算所述三角形q的包围盒，其中所述包围盒Z轴最小值为zmin，所述包围盒Z轴最大值为zmax；

计算tmin和tmax,并判断tmin是否小于tmax，当判断结果为是时，则所述三角形与Z平面相交，当判断结果为否时，则所述三角形与Z平面不相交，其中zHeight表示两个Z平面之间的距离。

3.根据权利要求1所述的基于凹凸贴图的浮雕网格表示及3D打印切片方法，其特征在于，在S1中，所述根据网格的拓扑规则对三维基本网格模型中与Z平面相交的三角形进行自适应中点细分处理，还包括：分别在三维基本网格模型中Z平面相交的三角形每条边的中点插入新的网格点，将所述三角形划分成四个三角形。

4.根据权利要求1所述的基于凹凸贴图的浮雕网格表示及3D打印切片方法，其特征在于，在S3中，所述Z平面为平行于X-Y平面的横截面。