一種3d空間取點方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種3D空間取點方法,在2D平面內(nèi)以用戶選取的位置點為中心圈定2D范圍的前端可視平面,并沿Z軸進行擴散形成3D透視柱,對3D透視柱上的候選點進行分群,選取符合用戶意圖的最優(yōu)群并取其均值作為3D空間點的Z值,最終確定用戶選取的3D空間點。本發(fā)明針對用戶選取點的意圖,在可視范圍內(nèi)取點,實現(xiàn)了選點的可視化,而且該方法能夠使不同行業(yè)的用戶可以根據(jù)行業(yè)或者自身需要進行選點,排除點群之中的干擾點,進一步提高了選點的準確性,同時也使得用戶在進行3D取點的過程中更加省時、方便,實現(xiàn)了選點的自動化與智能化,從而大大提高了用戶的工作效率。
【專利說明】一種3D空間取點方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于3D空間建?!炯夹g(shù)領(lǐng)域】,特別是涉及一種在3D空間建模過程中的3D空 間取點方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前,在3D動畫技術(shù)、影視制作以及3D模型重建當中經(jīng)常需要選取空間特定位置 的點,但是,在空間點數(shù)目較多時通常會存在相互干擾的情況,使得拾取點的操作過程比較 繁瑣復(fù)雜,主要有以下幾點原因:
[0003] (I) 2D拾取點存在內(nèi)在歧義性:目前使用的各種顯示設(shè)備,例如等離子顯示屏、液 晶顯示、背投電視等全部為平面顯示,既顯示畫面為2D圖像,因此,在每個點上都有不同深 度上各層景物的重疊,當進行拾取其中某一點時,深度上重疊的點太多,用戶無法精確的選 取其中想要的點;
[0004] (2)由于2D拾取點的過程中,其深度上重疊的點太多,不同深度的點對用戶的視 線將會造成干擾,用戶很難去除干擾;
[0005] (3)用戶在進行選點過程中,眼睛發(fā)射出的視線成體狀,選取點與其他點之間會存 在一定間隙,屬于空白處,而在體狀里面進行選點時,當定位在空白處時,無法很難準確的 進行選取。
[0006] 因此,如何在3D空間中方便快捷的選取空間特定位置的點,達到精準建模的目 的,并使不同行業(yè)的用戶可以根據(jù)行業(yè)或者自身需要進行選點,已成為亟待解決的問題。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0007] 本發(fā)明針對上述技術(shù)問題,提出了一種3D空間取點方法,該方法能夠使不同行業(yè) 的用戶可以根據(jù)行業(yè)或者自身需要進行選點,不僅提高了選點的準確性,而且使得用戶在 選點過程中更加快捷方便,大大提高了工作效率。
[0008] 本發(fā)明的技術(shù)方案為:
[0009] 和現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明提供了一種3D空間取點方法,所述方法包括:
[0010] 步驟Al:在2D平面內(nèi),用戶選取一個位置點S。,記錄點擊點平面坐標(X。,Ytl),其 中,Xtl是指在水平X軸上的用戶所處位置的數(shù)值,Ytl是指在垂直方向上的用戶所處位置的 數(shù)值;
[0011] 步驟A2 :以選取的位置點Stl為中心圈定2D范圍的前端可視平面;
[0012] 步驟A3 :將2D范圍的前端可視平面按照透視關(guān)系沿Z軸方向進行擴散,形成3D透 視柱,并去除透視柱之外的點,為了便于觀察透視柱,將透視柱可視化,在3D透視柱圈定用 戶觀察到的3D透視柱范圍,Z軸上的可見范圍之中距離用戶最近的Z值記為Znemest,距離用 戶最遠的Z值記為Zfarast ;
[0013] 步驟A4:對3D透視柱上的候選點進行分群,劃分群的方法可采用、但不限于相鄰 間距閾值判定法或K-means分群方法;
[0014] 步驟A5:判定符合用戶選取意圖的最優(yōu)群;
[0015] 步驟A6:選取最優(yōu)群的成員點平均深度值Zmean作為3D空間選取點的Z值;
[0016] 步驟A7:最終確定用戶選取的3D空間點S,S坐標記錄為(Xtl,Ytl,ZmeJ。
[0017] 基于上述方案,本發(fā)明還進行如下改進:
[0018] 所述的分群方法采用相鄰間距閾值判定方法或K-Hieans分群方法;
[0019] 所述的相鄰間距閾值判定方法包括以下步驟:
[0020] 步驟Cl:設(shè)定一深度間隔距離的閾值,根據(jù)具體情況確定閾值大小;
[0021] 步驟C2 :根據(jù)設(shè)定的閾值對候選點按照其深度Z值采用升序或降序排序;
[0022] 步驟C3 :對相鄰點間距進行判定,若相鄰點Z間距大于閾值,則判定為不同群,若 相鄰點Z間距小于閾值,則判定為同一群。
[0023] 所述K-means分群方法是將大量高維的資料點聚類分群的一種通行方法,其分割 成的每一個子群可選出一個中心點或代表點;本發(fā)明應(yīng)用K-means方法,針對透視柱內(nèi)所 有候選點的一維向量Z值或三維向量XYZ值進行分群;其中X、Y、Z值分別為在三維空間中 三個軸向上的偏移量,其中,水平方向-X軸,垂直方向-Y軸,深度方向-Z軸。
[0024] 所述用戶選取意圖的判定條件至少為離觀察者前方較近處的點群、離透視柱中心 軸較近的點群或所屬點群密度較大的點群中的一種;其中,離觀察者前方較近處的點群,即 深度Z值最貼近觀察者的群,根據(jù)
【權(quán)利要求】
1. 一種3D空間取點方法,其特征在于,所述方法包括: 步驟Al :在2D平面內(nèi),用戶選取一個位置點Stl,記錄點擊點平面坐標(Xtl, Ytl); 步驟A2 :以選取的位置點Stl為中心圈定2D范圍的前端可視平面; 步驟A3 :將2D范圍的前端可視平面按照透視關(guān)系沿Z軸方向進行擴散,形成3D透視 柱,并去除透視柱之外的點; 步驟A4 :對3D透視柱上的候選點進行分群; 步驟A5 :判定符合用戶選取意圖的最優(yōu)群; 步驟A6 :選取最優(yōu)群的成員點平均深度值Zmean作為3D空間選取點的Z值; 步驟A7 :最終確定用戶選取的3D空間點S,S坐標記錄為(Xtl, Ytl, ZmeJ。
2. 如權(quán)利要求1所述的3D空間取點方法,其特征在于:所述的分群方法采用相鄰間距 閾值判定方法或K-means分群方法。
3. 如權(quán)利要求2所述的3D空間取點方法,其特征在于:所述的相鄰間距閾值判定方法 包括以下步驟: 步驟Cl :設(shè)定一深度間隔距離的閾值,根據(jù)具體情況確定閾值大小; 步驟C2 :根據(jù)設(shè)定的閾值對候選點按照其深度Z值采用升序或降序排序; 步驟C3 :對相鄰點間距進行判定,若相鄰點Z間距大于閾值,則判定為不同群,若相鄰 點Z間距小于閾值,則判定為同一群。
4. 如權(quán)利要求1所述的3D空間取點方法,其特征在于:所述用戶選取意圖的判定條件 至少為離觀察者前方較近處的點群、離透視柱中心軸較近的點群和所屬點群密度較大的點 群中的一種。
5. 如權(quán)利要求4所述的3D空間取點方法,其特征在于:若所述用戶選取意圖的判定條 件為一種以上,則采用線性加權(quán)綜合判定或非線性加權(quán)為代表的綜合判定方法。
6. 如權(quán)利要求1所述的3D空間取點方法,其特征在于:所述擴散的形狀為圓形或方 形。
【文檔編號】G06T17/00GK104318612SQ201410583018
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年10月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月27日
【發(fā)明者】祁海江 申請人:祁海江