[发明专利]一种基于部件模板的三维玩具模型开版方法

权利要求书

1.一种基于部件模板的三维玩具模型开版方法，其特征在于,该方法针对的是采用部件组合式造型方法设计的三维玩具模型，方法包括下列步骤：

1)选择常用的玩具部件模型，针对每个部件，在其表面绘制分割线，计算其形状描述子，并对模型做球面参数化，建立玩具部件模板库；

2)读入一个基于部件组合而成的三维玩具模型；

3)针对三维玩具模型每个部件，从模板库中搜索形状最相似的部件，对三维玩具模型部件做球面参数化，并将部件模板的分割线映射到三维部件模型表面上，生成分割线；

4)自动生成三维玩具部件之间的相交线；

5)用交互的方式调整三维部件模型表面的分割线；

6)分割线将三维玩具模型表面划分为若干个区域，每个区域即为一个三维纸样，将所有的三维纸样展开，既获得三维玩具模型的二维纸样。

2.根据权利要求1所述的基于部件模板的三维玩具模型开版方法，其特征在于,在步骤1)中，将常用的三维玩具部件模型按形状与类型进行分类，建立部件模板库，进行设计知识的重用，需要在三维部件表面绘制分割线，然后计算三维部件的形状描绘子，最后进行球面参数化处理；其中，采用可编辑的带控制点的三次样条曲线在三维部件模型表面生成分割线，并记录分割线的信息，包括分割线与三维部件模型网格边界的相交信息、分割线之间的连接与相交关系。

3.根据权利要求1所述的基于部件模板的三维玩具模型开版方法，其特征在于,在步骤3)中，自动在三维玩具模型的每个部件上生成分割线，分为三个步骤，具体如下：

第一步，对每个部件，首先计算其形状描述子，然后比较该部件与部件库中所有部件的相似性，通过形状描述子的距离计算比较模型之间的相似度，按相似度进行排序，取最相似的部件作为玩具部件匹配的模型，获通过交互的方式从部件库中挑选一个部件作为匹配的模型；

第二步，对三维部件模型做球面参数化，获得三维部件模型所有网格点的球面坐标参数；

第三步，根据三维部件的形状描述子，计算出三维部件的坐标变换参数，使得它与部件库中匹配模型的方位一致，将部件模板上的分割线映射到三维部件模型表面上，自动在三维部件模型上生成分割线。

4.根据权利要求1所述的基于部件模板的三维玩具模型开版方法，其特征在于,在步骤4)中，通过三维模型网格面的求交方法获得其相交线，即对于两个相交的三维部件，通过计算两个部件模型的所有三角网格面之间的相交线段，将相交线段按顺序连接成一个多边形，就得到两个部件模型之间的相交线，将其作为分割线。

5.根据权利要求1所述的基于部件模板的三维玩具模型开版方法，其特征在于,在步骤6中，三维玩具表面的分割线将三维玩具模型表面划分为若干个区域，每个区域即为一个三维纸样，展开纸样之前，选择三维纸样，生成与该三维纸样相对应的三维网格，然后将三维网格转化为二维玩具纸样，将所有的三维曲面展开后，获得该玩具的全部纸样。