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专利号: 2024118069005
申请人: 浙江工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-08-19
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种生成三维模型文字雕刻和浮雕的方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤1:通过输入的文字模型、起始位置和旋转角度信息,建立局部坐标系并获得文字模型中各个顶点的位置偏移;

步骤2:通过文字模型顶点信息确定包围盒大小,利用包围盒对原模型进行初次探测,判断哪些顶点处于包围盒内;

步骤3:将文字模型的三角面片添加到原模型中,并通过将初步探测的顶点抬升至与文字面片相同的平面判断是否处于文字面片范围内;

步骤4:将文字模型的三角面片向下投影,并移动至原模型的表面;

步骤5:获得文字区域的轮廓环,判断内外环关系,并更改内外环顶点数组顺序,外环为逆时针,内环为顺时针;

步骤6:将初始的内外环关系顶点数组,构建边‑点关系数组;

步骤7:使用Delaunay三角剖分算法对空洞区域进行补洞操作,形成完整的模型表面;

步骤8:根据设定的Distance变量,调整文字表面向内外延伸的距离,形成文字雕刻或者浮雕。

2.根据权利要求1所述的一种生成三维模型文字雕刻和浮雕方法,所述步骤1具体包括:建立文字区域局部坐标系;

计算文字模型中各个顶点的位置偏移;

所述文字区域局部坐标系的建立,利用三角面片的顶点和法向量构建处局部坐标系,将三角面片的一边作为坐标系的Y轴,法向量作为Z轴,通过Y和Z轴叉乘求出X轴;随后通过固定Z轴的方式进行旋转,通过旋转矩阵R与Y轴向量相乘得到旋转后的 轴,新的 轴和轴作为文字绘制时的X和Y轴;

所述文字模型中各个顶点的位置偏移,通过将所有顶点的x、y和z的值进行相加求得一个平均值,即为TextMesh顶点的中心点,再通过每个顶点与中心点位置进行相减得出每个顶点的位置偏移。

3.根据权利要求1所述的一种生成三维模型文字雕刻和浮雕方法,所述步骤2具体包括:确定包围盒大小;

利用包围盒进行初步探测;

所述包围盒由为所述文字模型的四个包围顶点,再将四个顶点根据输入的三角面片对应的法向量往上和往下移动获得八个顶点,连线八个顶点的矩形体形成包围盒;

所述利用包围盒进行初步探测包括:使用包围盒的最大顶点坐标XMax,YMax,ZMax和最小顶点坐标XMin,YMin,ZMin作为进行广度搜索时的限制范围,探测哪些顶点处于包围盒内。

4.根据权利要求1所述的一种生成三维模型文字雕刻和浮雕方法,所述步骤3具体包括:将文字模型的三角面片添加到原模型中;

判断初步探测的顶点是否处于文字面片范围内;

将所述文字模型的三角面片添加到所述原模型中包括:利用所述步骤1中获得的所述文字模型的各个顶点的位置偏移,将顶点加入到所述原模型中;

判断所述初步探测的顶点是否处于所述文字面片范围内,存在两种情况:1. 三角面片的顶点直接位于文字模型中的三角面片内部;2. 文字模型中的顶点在原模型的三角面片内部;

使用向量叉乘法和三角形面积法进行判断。

5.根据权利要求1所述的一种生成三维模型文字雕刻和浮雕方法,所述步骤4具体包括:所述计算所述文字模型各个顶点到所述原模型表面的距离;

所述将所述文字模型移动至所述原模型的表面;

计算所述文字模型各个顶点到所述原模型表面的距离包括:将所述初始三角面片的法向量取反,并将所述文字模型的各个顶点作为起点,沿着法向量方向延伸,求出与所述原模型表面的交点;通过文字模型的顶点与原模型的交点求出文字模型的顶点与原模型表面的距离;

将所述文字模型移动至所述原模型的表面,即使用上述计算得出的距离,沿着法向量相反方向移动对应距离。

6.根据权利要求1所述的一种生成三维模型文字雕刻和浮雕方法,所述步骤5具体包括:获得所述文字区域的轮廓环;

判断所述文字区域中各个环是否处于其他环内及数目;

根据内外环更改所述内外环顶点数组顺序;

获得所述文字区域的轮廓环,沿着边界边遍历即获得完整的边界环;

判断所述文字区域内外环关系,通过夹角之和进行判断;如果夹角和 等于 ,则说明所述顶点在环内;如果夹角和 等于 ,则说明所述顶点在环外;如果所述顶点位于其他环内,说明顶点所在的环处于所述其他环内;

7.根据权利要求1所述的一种生成三维模型文字雕刻和浮雕方法,所述步骤6所述的将初始的内外环关系顶点数组,构建边‑点关系数组,包括:采用两个二维数组和一个一维数组进行存储,三个数组长度对应了内外环对,表示需要进行空洞区域的填补操作的次数。

8.根据权利要求1所述的一种生成三维模型文字雕刻和浮雕方法,所述步骤7具体包括:根据所述步骤6中建立的数据结构,遍历每一对内外环;

使用Delaunay三角剖分算法对所述空洞区域进行补洞操作。

9.根据权利要求1所述的一种生成三维模型文字雕刻和浮雕方法,所述步骤8所述的设定的Distance变量,调整文字表面向内外延伸的距离,形成文字雕刻或者浮雕,包括:所述文字内部三角面片向内或向外按照设定的值进行延伸;

将所述延伸后的三角面片与原模型表面进行连接。

10.一种生成三维模型文字雕刻和浮雕的装置,包括存储器和一个或多个处理器,所述存储器中存储可执行代码,所示一个或多个处理器执行所述可执行代码时,用以实现权利

1‑9中任一所述的一种生成三维模型文字雕刻和浮雕的方法。