[发明专利]一种基于三角网格模型的壳体生成方法

说明书

本发明涉及三角网格模型技术领域，具体涉及一种基于三角网格模型的壳体生成方法，包括四个步骤：首先通过计算机人机交互界面，用户在原始的三维模型上选择一块联通的区域，所选择的区域为最终抽壳后需要删除的区域；然后将原始的三维模型上需要删除的区域朝原始的三维模型外部进行偏置若干距离，从而得到偏移后的三维模型；而后对得到的偏移后的三维模型，以给定的模型抽壳壁厚和精度进行内部的传统抽壳，得到抽壳后的壳体；最后对原始的三维模型进行布尔减操作，去除抽壳后的壳体，得到结果模型；本发明使用时，能准确快速的生成壳体，生成的壳体是开轮廓，为后续生成支撑结构后的去除支撑结构提供了便捷，生成的壳体的精度灵活可调。

技术领域

本发明涉及三角网格模型技术领域，具体涉及一种基于三角网格模型的壳体生成方法。

背景技术

在传统的国内以及国外的三维CAD建模软件中，模型壳体生成，指的是模型抽壳。抽壳是从三维实体对象中以指定的厚度创建壳体或者中空体的墙体。即把一个实心的东西，中间挖空，变成有壁厚的壳体。详细的说，对于传统CAD文件格式的模型，有相应的基于边界表达的数据结构的模型抽壳算法；对于用三角网格表示的模型(如.stl文件格式)，有基于三角网格的数据结构的抽壳算法。还有一些三维建模软件、三维数据处理软件，具有简单的模型壳体生成方法。他们是把三角网格模型或者CAD模型的每个面片，分别按照此面片的法向，朝模型内部或者外部，偏置给定的距离。形成封闭壳体。这样做，生成的模型容易产生自相交情况。有的三维建模软件、三维数据处理软件或者科研论文中，具有自支撑的抽壳功能。详细的说，这种抽壳方法适用于三维打印。抽出来的壳体能起到自支撑的功能，用户无需在后续模型处理中，对模型添加支撑。有的三维数据处理软件或者科研论文中，有基于切片的抽壳算法或者功能。这种功能适用于三维打印。他们先对三维模型执行切片操作，把三维模型转换成一系列Z轴高度不一样的多边形轮廓。再对这些多边形轮廓执行偏置操作。最后，把执行偏置后的多边形轮廓送至三维打印机，进行三维打印。打印出来的模型即是抽壳后的模型。

以上四种模型壳体生成的方法，最终的结果都是模型产生封闭的腔体。用不透明的打印材料三维打印模型之后，很难从外部通过肉眼观察出模型是实心的还是抽过壳、空心的模型。

基于此，本发明设计了一种基于三角网格模型的壳体生成方法，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于解决上述背景技术中提出的问题，提供了一种基于三角网格模型的壳体生成方法。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于三角网格模型的壳体生成方法，包括以下步骤：

步骤一：通过计算机人机交互界面，用户在原始的三维模型上选择一块联通的区域，所选择的区域为最终抽壳后需要删除的区域；

步骤二：将原始的三维模型上需要删除的区域朝原始的三维模型外部进行偏置若干距离，从而得到偏移后的三维模型；

步骤三：对得到的偏移后的三维模型，以给定的模型抽壳壁厚和精度进行内部的传统抽壳，得到抽壳后的壳体；

步骤四：对原始的三维模型进行布尔减操作，去除抽壳后的壳体，得到结果模型。

进一步地，所述步骤一中原始的三维模型标记为model_original，需要删除的区域标记为region_deleted。

进一步地，所述步骤二中偏置若干距离标记为offset value，偏移后的三维模型标记为model_offset。

进一步地，所述步骤二中偏置若干距离大于模型抽壳的距离。

进一步地，所述步骤三中抽壳后的壳体标记为 model_offset_innershell。

进一步地，所述步骤四中结果模型标记为model_result。