[发明专利]一种基于多视几何概念设计的三维建模方法

说明书

一种基于多视几何概念设计的三维建模方法，包括如下步骤：构建多视几何场景；在多视几何场景中手绘二维草图：识别二维草图，获得图像空间的草图元素；基于多视几何场景将草图元素映射到三维空间，形成相应的三维建模元素；以三维建模元素为输入，完成基本体素及复杂三维模型的构建；将生成的三维模型融入到多视几何场景；重复上述步骤，并为多视几何场景添加新图像，本方案将人脑海中的概念设计场景抽象成一个多视几何场景，在多视几何场景中构建三维模型就转化为在一幅幅图像上绘制草图的过程，这与设计师的思维习惯更加吻合，可以提高设计的效率，为概念设计阶段的三维建模提供方便、高效的支持手段。

技术背景

本发明涉及图像建模技术领域，尤其涉及一种基于多视几何概念设计的三维建模方法。

背景技术

目前，随着经济的全球化和市场竞争的日益激烈，产品的创新设计能力日渐成为企业生存的关键。由于不确定因素多、自由度大、创造力要求高，概念设计已经成为创新设计的核心阶段，先进的概念设计方法对提升企业的核心竞争力和占据市场先机等具有重要的应用价值。不仅如此，在计算机影视动画、建筑学、城市规划等领域，先进的概念设计方法和手段也有着非常广阔的应用前景。

图像是最接近人类思维和推理方式的模型表示方法，在概念设计阶段，设计师脑海中往往先生成一个由多幅图像构成的场景，设计师心目中的产品往往以图像的形式融合到场景中的图像之中，概念设计过程中的三维建模可以看作一个设计师将其脑海中产品对象雏形的图像在图纸或计算机屏幕上重现的过程。在图纸上通过手绘草图的方式进行概念设计符合人类思维习惯，是目前最为常用的概念设计方式。

CAD系统是一个精确的几何建模系统，要求用户输入准确的位置、尺寸和约束关系并按照一定的规则生成三维模型。然而在概念设计阶段，设计师更关心产品的功能形态和结构，很难给出准确的位置、尺寸和约束，因此现在的CAD系统并不适用于概念设计阶段，而是更加适用于在拟定了产品概念设计方案之后进行的几何设计。

解决设计师在概念形状设计时期信息残缺的情况下，对概念形状的描述、表达和操作，以及如何按设计师的设计习惯实现几何图形的快速输入和计算机草图识别，使设计师可以集中精力关注产品设计本身，而不用关心三维建模过程。这些技术与当今概念设计的最新发展趋势密切吻合。

发明内容

本发明的目的就是要提供一种符合人脑思维习惯的概念设计方式，一种基于多视几何概念设计的三维建模方法。

为实现上述发明目的，本发明所采取的技术方案为：

一种基于多视几何概念设计的三维建模方法，将概念设计场景转化成多视几何场景，在多视几何场景中构建三维模型，包括如下步骤：

（1）构建多视几何场景；

（2）在多视几何场景中手绘二维草图：

在支持多点触控的交互式屏幕上，设计师直接在构建好的多视几何场景上根据脑海中的产品模型绘制草图；

（3）识别二维草图，获得图像空间的草图元素；

所述的草图元素是在多视几何场景中的某一幅图像上定义的，为二维图像坐标下的草图元素，本案中草图元素包括绘制模型的截面线，给截面线增加第三维坐标，将其看作一个三维截面线；然后旋转三维截面线至某一角度，投影三维截面线形成多视几何场景中的第二幅图像，在第二幅图像上绘制一个拉伸向量。

（4）基于多视几何场景将草图元素映射到三维空间，形成相应的三维建模元素；

（5）以三维建模元素为输入，完成基本体素及复杂三维模型的构建；

（6）将生成的三维模型融入到多视几何场景；

（7）重复上述步骤（2)-(6)，并为多视几何场景添加新图像。