[发明专利]三维模型的拆分方法、装置、计算机设备和存储介质

说明书

本发明公开了一种三维模型的拆分方法、装置、计算机设备和存储介质，包括：基于模型组件的顶点连通关系将模型组件拆分为多个拓扑不相连的子组件，该过程实现了对不同语义的物体进行分割，同时为了解决对模型组件进行过度分割的情况，通过依据属于不同子组件的顶点之间的最短距离构建子组件之间的关联矩阵后，并根据子组件之间的关联矩阵和预设聚类距离对各子组件进行聚类，这样通过聚类方式将过度分割的相同语义物体进行合并，使得得到的聚类簇作为新模型组件，其更接近于每个组件包含单语义的单物体数据，准确率高，适用于对三维模型的应用转化。再者，该拆分过程方法简单，运行耗时短，节省计算开销成本。

技术领域

本发明属于三维模型的拆分领域，具体涉及一种三维模型的拆分方法、装置、计算机设备和存储介质。

背景技术

在研究和生产中，常常会遇到需要将三维模型数据根据语义进行拆分与聚类的情况。针对有多个模型组件组成的三维模型，由于设计师的疏忽或者失误，导致不同语义的物体对应的子组件被包含在同个模型组件内，使模型组件的语义不清晰。

专利申请文献CN104794316 A公开了一种3D模型拆分与组合的方法，针对可拆分的三维模型，手动通过鼠标操作将三维模型拆分成子模块，然后根据各子模块间的碰撞检测以及在原始三维模型中的相邻关系进行组合。但其方法仅涉及对模型子模块间的拆分与组合，且子模块为预先定义而非计算得出，其实无法真正将原为一体的三维模型进行拆分；同时组合的依据为包围盒级碰撞，粒度较粗，且需要人工通过鼠标进行操作。因此该方法难以拆分上述不同语义物体并存的模型组件。

专利申请文献CN113450464 A公开了一种三维模型自动拆分的方法，包括：将STL模型或SLC模型根据拓扑转化为不同的壳体，再根据相近壳体间的距离及其分离、相交和包含关系判断是否合并壳体，最后将各壳体输出为模型。但该方法在合并壳体时采用最小包围盒间距判断位置关系，难以精确描述两壳体间距离；特别是以包围盒判断壳体相交和包含关系非常不准确，容易出现包围盒相交或包含但壳体本身相离的情况，如衣柜和衣柜中的衣服、器皿和其盛放的东西，导致拆分结果较差。因此该方法难以通用地对上述不同语义物体并存的模型组件进行高质量的拆分。

发明内容

鉴于上述，本发明的目的是提供一种三维模型的拆分方法、装置、计算机设备和存储介质，以解决不同语义的物体被包含在同个模型组件内导致的模型组件语义不清晰，而引起的三维模型拆分不准确的问题。

第一方面，实施例提供了一种三维模型的拆分方法，包括以下步骤：

获取由模型组件构成的三维模型，基于模型组件的顶点连通关系将模型组件拆分为多个拓扑不相连的子组件；

依据属于不同子组件的顶点之间的距离构建子组件之间的关联矩阵；

依据子组件之间的关联矩阵和预设聚类距离，对各子组件进行聚类，将每个聚类簇作为拆分结果并输出。

在一个实施例中，所述基于模型组件的顶点连通关系将模型组件拆分为多个拓扑不相连的子组件，包括：

将模型组件的拓扑关系抽象为描述顶点邻接关系的邻接矩阵，并依据两个顶点之间是否连接填充邻接矩阵，将邻接矩阵转换成无向图后，对无向图进行连通区域搜索，将得到的表示顶点连通关系的每个连通分量对应一个子组件，实现子组件的划分。

在一个实施例中，所述依据两个顶点之间是否连接填充邻接矩阵，包括：

判断两个顶点之间存在一个面片数据的一条边进行连接时，则在邻接矩阵中赋值这两个顶点对应的行列交点值为第一单值，否则，在邻接矩阵中赋值这两个顶点对应的行列交点值为第二单值，其中，第一单值不等于第二单值；

在邻接矩阵中赋予同一顶点对应的行列交点值为第一单值。

在一个实施例中，采用非递归的深度优先搜索对无向图进行连通区域搜索。