[发明专利]基于等高线骨架的三维网格变形方法及相关装置

权利要求书

1.一种基于等高线骨架的三维网格变形方法，其特征在于，包括：

构造三维网格模型的拉普拉斯矩阵；

运用所述拉普拉斯矩阵的特征向量重构获得所述三维网格模型的特征骨架；

基于所述三维网络模型的等高线对所述特征骨架进行分组和优化，得到所述三维网络模型的等高线骨架，其中所述等高线上的某个特征值相等；

对所述等高线骨架进行交互式编辑，基于所述三维网格模型与所述等高线骨架的差值对所述等高线骨架进行优化得到目标三维网格模型。

2.如权利要求1所述的基于等高线骨架的三维网格变形方法，其特征在于，所述运用所述拉普拉斯矩阵的特征向量重构所述三维网格模型的特征骨架包括：

对所述拉普拉斯矩阵进行特征分解，得到所述三维网格模型的特征向量；

提取所述三维网格模型的特征向量，得到前k个向量；

基于所述前k个特征向量对所述三维网格模型进行重构，得到重构的三维网格模型顶点的坐标。

3.如权利要求1所述的基于等高线骨架的三维网格模型变形方法，其特征在于，所述等高线上的某个特征值为所述三维网格模型顶点的坐标的x轴分量、y轴分量或z轴分量中的一种。

4.如权利要求1所述的基于等高线骨架的三维网格模型变形方法，其特征在于，所述基于所述三维网络模型的等高线对所述特征骨架进行分组和优化，得到所述三维网络模型的等高线骨架包括：

基于等高线生成算法在所述三维网格模型上生成一组等高线；

获取所述三维网格模型中的三角面片的一个顶点；

确定所述三维网格模型的三角面片的一条边上的一个插值点；

进一步确定所述三角面片的另外两条边上的另一个等值点，其中所述等高线为一闭合的曲线，所述等高线与所述三角面片存在两个交点。

5.如权利要求4所述的基于等高线骨架的三维网格模型变形方法，其特征在于，所述基于所述三维网络模型的等高线对所述特征骨架进行分组和优化，得到所述三维网络模型的等高线骨架还包括：

将所述三维网格模型的拉普拉斯矩阵的第一个非零向量作为等值标量；

根据所述三维网格模型的拉普拉斯矩阵的等值标量计算出所述三维网格模型的等高线图像；

将所述等高线图形中的等高线和所述三角面片的顶点相对应，得到基于等高线分组的三维网格模型的顶点；

根据所述分组对所述三维网格模型的拉普拉斯矩阵的特征向量的分量进行平均化。

6.如权利要求5所述的基于等高线骨架的三维网格模型变形方法，其特征在于，所述将所述三维网格模型的等高线和所述三角面片的顶点相对应，得到基于等高线分组的三维网格模型的顶点，包括：

任取一组等高线上的一个等高点；

判断所述等高点是否在所述三角面片的边上；

若所述等高点在所述三角面片的边上，则将所述顶点添加到Group_n；

取所述等高点的下一个临界点，并将所述临界点所在的边的顶点添加到Group_n，直到遍历完所述等高线上的所有等高点。

7.如权利要求6所述的基于等高线骨架的三维网格模型变形方法，其特征在于，所述将所述三维网格模型的等高线和所述三角面片的顶点相对应，得到基于等高线分组的三维网格模型的顶点，还包括：

另取一组等高线，添加所述顶点时判断所述顶点是否已经存在对应的等高线；

若所述顶点已经存在对应的等高线，则判断所述顶点与两条所述等高线的距离；

若所述顶点与所述另取一组等高线的距离更近，则将所述顶点从Group_n中删除，添加到所述另取一组等高线对应的Group_n+1中。