[发明专利]从三角形网格生成风格化的四边形网格的技术

说明书

在不同实施例中，风格化子系统自动修改三维(3D)对象设计。在操作中，风格化子系统基于表示3D对象设计的输入三角形网格、与输入三角形网格的至少部分相关联的优选方位以及一个或更多个网格复杂度约束来生成简化的四边形网格。然后，风格化子系统将简化的四边形网格转换成简化的T样条。随后，风格化子系统使包括在简化的T样条中的一个或更多个边产生折痕以生成风格化的T样条。值得注意的是，风格化的T样条表示比3D对象设计更收敛于一个或更多个优选方位的风格化设计。有利地，相对于现有技术方法，风格化子系统可更有效地修改3D对象设计以改进总体美观性和可制造性。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年8月9日提交的、序列号为62/716,842的、标题为“用于风格化和改善三维形状的制造的工艺”的美国临时专利申请的优先权权益，以及要求于2019年8月8日提交的、序列号为16/536,241的、标题为“用于从三角形网格生成风格化的四边形网格的技术”的美国专利申请的优先权权益。这些相关申请的主题在此通过引用并入本文。

背景技术

各种实施例的领域

实施例总体上涉及计算机辅助设计和计算机辅助设计软件，并且更具体地，涉及用于从三角形网格生成风格化的四边形网格的技术。

相关技术说明

用于三维(“3D”)对象的生成式设计是计算机辅助设计(“CAD”)过程，该过程自动地合成用于满足任何数量和类型的高级目标和设计约束的3D对象的设计。在典型的生成式设计流程中，用户指定功能目标和设计约束，并且生成式设计应用然后执行各种多目标优化算法以基于功能目标和设计约束来优化潜在的解决方案。这种类型的设计过程是可以产生大量(例如，数千个)满足功能目标和设计约束的复杂几何设计的进化过程。生成式设计应用在设计空间的上下文中向用户呈现这些设计。用户可以随后探索设计空间，手动地查看和评估不同的设计并且选择用于附加的设计和/或制造活动的一个或更多个设计。

使用生成式设计过程的一个缺点是得到的设计通常不反映非功能偏好。具体地，所得到的设计经常具有“有机”形状，意味着所得到的设计可以具有波浪起伏的形状，该波浪起伏的形状反映了不同力可以影响构成所得到的设计的3D对象的形状的最佳方式。实质上，通过关于一组功能目标和设计约束的生成式设计过程来优化有机形状的性能，但是不考虑有机形状的总体外观。由于有机形状在典型的生成式设计空间中的流行，所以通常经由生成式设计过程生成的设计都不是设计者在审美上可接受的。此外，即使经由生成式设计过程生成的特定设计是设计者在美观性上可接受的，制造包括在设计中的有机形状也可能是低效的。例如，为了再现表征有机形状的团块，计算机数控(“CNC”)铣床可能不得不沿着若干不同的工具路径移动，同时执行许多耗时的研磨操作。

将以上缺点复合起来的事实是：修改从生成式设计空间选择的给定设计以反映非功能性的美观性偏好通常涉及手动过程，该手动过程可能是繁琐的且过于耗时的。因此，如果为设计活动分配的时间有限，则设计者可以决定在感兴趣的时间不对所选设计进行某些修改。在这样的情况下，设计的整体质量可能受损，并且制造时间可能增加。例如，如果设计者要平滑掉包括在所选设计中的更少的有机形状以便节省时间，则设计的可制造性可能是次优的，从而导致更耗时且昂贵的后端制造工艺。

如前所述，本领域需要更有效的技术来修改3D对象设计(如通过生成式设计过程产生的那些)以反映非功能性偏好。

发明内容

一个实施例阐述一种用于自动修改三维(3D)对象的设计的计算机实现的方法。所述方法包括：基于表示所述3D对象设计的输入三角形网格、与所述输入三角形网格的至少部分相关联的优选方位以及至少一个网格复杂度约束来生成简化的四边形网格；执行一个或更多个操作以将所述简化的四边形网格转换成简化的T样条；以及执行一个或更多个操作以使包括在所述简化的T样条中的一个或更多个边产生折痕，以生成风格化的T样条，其中所述风格化的T样条表示比所述3D对象设计更收敛于所述优选方位的风格化设计。