[发明专利]一种生成旋转多边形的方法

说明书

本发明提供了一种生成旋转多边形的方法，属于建模技术领域，包括：给定模型轮廓，计算给定模型的内部轮廓，计算所述给定模型的内部轮廓，计算所述模型内部轮廓，将所述模型计行分层，所述分层的形状为多边形，所述分层在绕轴旋转时产的生扫掠面多边形判断与所述模型碰撞，所述扫掠面多边形为原多边形与其关于轴对称的多边形的并集，优化后的分层模型进行上色，对优化后的模型进行处理，可以达到不同的模型效果，打印优化后的分层模型，打印机根据所处理后的路径进行打印，得到目的模型。本发明提供的一种生成旋转多边形的方法，解决了在三维建模以及打印时建模成本地增加以及建模场景不够广泛的问题。

技术领域

本发明属于建模技术领域，更具体地说，是涉及一种生成旋转多边形的方法。

背景技术

3D打印是一种通过将材料逐层堆叠积累的方式构造物体的新型制造技术，带来了生产方式和制造工艺上的变革。相对于传统的减材制造，这种自下而上累加材料的制造工艺有力的推动了数字化3D技术的研宄与发展。3D打印的基本要素和前提是3D模型。随着3D打印技术的运用越来越普遍，对模型进行实例化制作也变得更加方便和快捷：同时，对于模型本身的优化问题也开始引起研宄人员的注意。一般来说我们建模的方式有两种：一种是借助计算机辅助设计工具直接建模，比如3DMax，Maya等专业的建模软件。但是在大多数情况下，建模软件得到的模型并不能直接输出到打印机进行打印。在实际应用场景中，绝大部分的模型都是由非计算机专业的工程师，建筑师，设计师直接设计建模，他们在设计模型时通常不会考虑到3D打印机的参数和限制。第二种方法是通过扫描和重建的方法获得模型。如果此类模型不加处理直接输出到打印机进行制造，往往会遇到诸如尺寸超出打印范围，打印机精度达不到模型要求和模型受到支撑影响等问题。由于上述两种方法建模的代价很高，所以一种轻量级的建模方式尤为重要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种生成旋转多边形的方法，旨在解决在三维建模以及打印时建模成本地增加以及建模场景不够广泛的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种生成旋转多边形的方法，包括：

步骤1：给定模型轮廓；

步骤2：计算所述给定模型的内部轮廓，计算所述模型内部轮廓，将所述模型计行分层，所述分层的形状为多边形，所述分层在绕轴旋转时产的生扫掠面多边形判断与所述模型碰撞，所述扫掠面多边形为原多边形与其关于轴对称的多边形的并集；

步骤3：优化分层的位置，通过旋转、平移和缩放当前所述分层，使之能够在上层空间内自由旋转而不发生碰撞；

步骤4：优化后的所述分层模型进行上色，对优化后的所述模型进行处理，可以达到不同的所述模型效果；

步骤5：打印优化后的所述分层模型，打印机根据所处理后的路径进行打印，得到所述目的模型。

优选地，所述原多边形与其关于轴对称的方法为，若干所述多边形轮廓上的点组成决定对称轴的点对，并预先对所述点对进行筛选来简化计算，然后找到使得多边形对应的扫掠面多边形最小的对称轴。

优选地，所述步骤3优化分层的位置，通过旋转、平移和缩放分层，使之能够在上层空间内自由旋转而不发生碰撞，包括：步骤3.1旋转、平移和缩放分层和步骤3.2绕轴旋转时产生的扫掠面的算法。

优选地，所述步骤3.1旋转、平移和缩放分层的步骤为：

步骤3.1.1：求扫掠面多边形的有向包围盒，并用此包围盒代替原扫掠面多边形进行计算，同时简化上层多边形，并在上层多边形内随机撒点作为中心点，定住旋转角度优化中心点的位置，

步骤3.1.2：不断的优化旋转角度，缩放包围盒，最终得到最大的包围盒。包围盒盒处于初始状态时，矩形的长边水平，其旋转范围为[-90，90]度；