[发明专利]一种三维模型的二维存储方法

摘要

本发明公开了一种三维模型的二维存储方法，利用二维平面图像存储三维模型的坐标数据。该方法读取三维模型，并进行空间变换，将其投影到坐标系平面上，每个面投影形成的模型深度信息即可转换为所对应二维平面的灰度信息。反之，利用生成的灰度图像，可以重新构建出原有模型。其生成的模型平面投影深度图在不进行复原的情况下也可以直观地获取原模型的三维特征，该方法可以运用在三维模型的保存上，也可以用在移动端和增强现实（AR）中应用，实现二维图像的三维可视化。

主权项

1.一种三维模型的二维存储方法，其特征在于，所述方法包括：步骤一：获取点云数据；步骤二：对点云数据进行预处理；所述预处理包括滤波去噪、采样、三维插值、拼接和分割操作；步骤三：将预处理后的点云数据投影至圆柱坐标系平面或正交坐标系平面；投影至圆柱坐标系平面具体为：以经过模型几何中心的轴线为z轴，以几何中心为原点构建圆柱坐标系，得到坐标系内任一点的圆柱坐标是在所得的模型外构建一个以z轴为轴线的最小圆柱体使之包围模型，该圆柱体ρ_max＝ρ₀，|z_max|＝z₀，然后，以其侧面及两底面构成三个投影面；其中侧面投影面上的像素点的灰度值为：该点与z轴上z＝z1的点的连线与模型最外侧相交，取该交点的ρ坐标值；其两底面上某像素点的灰度值为：过该点作与z轴平行线与模型外表面相交，上表面取z坐标最小的点作为投影点，下表面取z坐标最大的点作为投影点；由此形成三个投影面，其中侧面形成的投影面是一个曲面，然后将侧面展开为平面，形成的平面的任一点的x坐标为y坐标为y＝z；以上即将模型投影至圆柱表面的形成三个投影平面的过程；投影至正交坐标系平面具体为：将点云坐标原点移动到点云几何中心，然后将其投影到以三维正交坐标系的原点为中心的正方体的六个面上；步骤四：将垂直于投影平面的坐标轴的坐标值作为投影面形成的深度图的灰度值；步骤五：将各投影面所得的深度图按照顺序拼接至一张图像中，完成三维模型存储为二维图像的过程；所述的二维图像，可以使使用者在不进行计算机重新读取的情况下，直观获取该图像中保存的三维模型的信息特征，并且该图像可保存至平面介质；步骤六：对所得二维图像按照顺序进行分割；该图像在打开前可以直观的获取存储的模型的信息，其载体为普通图像，适合进行文件传输，也可以通过二维扫描的方式获取，在互联网使用不便的情况下进行模型交换，实现三维模型在平面上的存储；并且将模型以图像的方式存储，减小文件的数据量；步骤七：将分割得到的深度图转化为三维坐标；所述的深度图转化为三维坐标具体为：根据步骤三中的投影方式将深度图转化为由图像行列坐标值和灰度值作为三维空间坐标系中的坐标值的点云数据；步骤八：将得到的三维坐标分别进行空间变换，对完成空间变换的点云坐标进行拼接；步骤九：对拼接所得的点云数据进行滤波去噪、采样、修复、拼接处理；步骤十：对拼接完成的坐标进行封装，生成网格模型，完成深度图的重新读取。