一个基于三维模型进行N阶长方体分割的方法与流程

一个基于三维模型进行n阶长方体分割的方法
技术领域
1.本发明涉及三维模型处理领域，具体涉及一个基于三维模型进行 n阶长方体分割的方法。


背景技术：

2.在三维模型设计、展示或仿真时，很多情况下，不必显示三维模型的全貌，只需显示需要的局部模型，其他部分进行隐藏，比如设计一辆汽车三维模型的过程中，当设计汽车车轮时，为了不对视觉和设计造成干扰，我们只需把跟设计车轮相关的模型保留，其他非相关模型则隐藏,另外，某些三维模型设计比较复杂，由于计算机显卡的局限性，显示或操作此类模型会非常卡，不得不把非必要的部分隐藏掉，这样才能解决模型卡顿的问题。现有的显示或隐藏三维模型局部的方法，是让用户选择手动选择模型，然后对这些模型进行显示或隐藏，这种方法有如下几个缺点和不足：
3.1、用户选择的模型是以零件为最小选择单位，无法选择零件的一部分进行显示或隐藏。
4.2、基于用户选择进行显示或隐藏，操作非常繁琐，自动化程度低。
5.3、显示或隐藏的模型都是基于用户的选择，无法建立关联关系，关联性差
6.4、显示或隐藏的模型无法进行深层次的规则定义，可扩展性差。
7.5、如果三维模型比较复杂，超出了显卡的上限，用户操作将非常卡，用户手动选择的方法将进行不下去。


技术实现要素：

8.本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一个基于三维模型进行n阶长方体分割的方法。
9.为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：所述方法包括以下步骤：
10.s1：打开三维模型：
11.所述三维模型为计算机或其他显示设备呈现出的立体视觉效果的图形；
12.所述三维模型可以从数据库中读取或者是工程师通过三位软件绘制得到；
13.打开该三维模型的软件为常见的工业系统设计和仿真软件；如 solidworks、swood、vc、ug等软件；
14.s2：分割三维模型：
15.根据实际需要，选择阶数(n阶)后，把s1中的三维模型进行n 阶长方体分割，分成n立方个小长方体，每个小长方体控制其内分割后的三维模型；
16.所述阶数为数学中阶乘的意思，例如3阶指3x3x3，3阶长方体，就是由长、宽、高三个方向上数量都是3个的小长方体组成的大长方体；
17.所述n阶长方体分割，就是构建一个虚拟的长方体空壳把三维模型包起来，然后把这个长方体长宽高进行n等分，分成n立方个小长方体，每个小长方体包含了三维模型的一
部分；
18.小长方体的区域是由八个顶点控制的，在n阶分割的过程中计算出每个小长方体的八个顶点，三维模型的数据是通过获取三维模型的实体几何面，然后把这些面通过有限元分割法分割成众多三角形，可以理解为三维模型都是由众多小三角形构成的，三角形的三个顶点中如有2个或2个以上顶点处于小长方体范围内，那么这个三角形就划分到此小长方体中，每个小长方体中都包含了一堆三角形，这样就建立了小长方体和三维模型几何数据的匹配关系。
19.有限元分割法是三维几何领域已有和常用的方法。
20.s3：标识分割后小长方体：
21.所述标识为给每个小长方体标识一个唯一的字符串，这个字符串和标识的小长方体是一一对应的关系；例如每个人的身份证号码，这个人的身份证号码就可以称为这个人的标识；
22.所述字符串是一个包含数字、字母、符号等的组合；
23.s4：自定义控制；
24.所述自定义控制就是通过定义一些规则对小长方体内的三维模型进行控制；
25.所述规则是指逻辑规则，包括比如范围匹配或者模糊搜索；
26.所述范围匹配是指通过标识指定特定字符串之间的小长方体进行显示或者隐藏；
27.所述模糊搜索是指通过标识指定包含某个特征的小长方体进行显示或者隐藏。
28.较佳的，用户通过单独控制标识来控制该标识对应模型的显示或隐藏。
29.较佳的，所述小长方体可以按行、列、纵三个维度显示或隐藏；还可以进行对角线显示或隐藏。
30.较佳的，所述行为小长方体的长度方向，列为小长方体的宽度方向，纵为小长方体的高度方向；可以通过行、列、纵三个维度来控制模型的显示和隐藏，既可以精准控制某个小长方体内模型的显示和隐藏，也可以整行、整列、整纵的控制小长方体内模型的显示和隐藏。
31.较佳的，还能控制对角线小长方体内模型的显示和隐藏等。
32.较佳的，属于合范围的小长方体的显示和隐藏状态保持一致。
33.较佳的，所述步骤s3中标识分割后小长方体采用自动标识。
34.较佳的，所述步骤s2中阶数的选择由使用者指定或由计算所得。
35.与现有技术相比，本发明的有益效果为：
36.(1)依据本发明的三维模型分割方法，在原来以零件为最小单位进行显示或隐藏的基础上，新增了一种以长方体为最小单位进行显示和隐藏的方法，弥补了零件不能一部分显示另一部分不显示的缺点。
37.(2)通过对三维模型进行n阶长方体分割，实现了模型分割的自动化，简化了操作流程，提高了分割效率和用户体验。
38.(3)同时由于本发明所述的长方体分割是一个n阶阵列，可以利用阵列规则来构建小长方体之间的关联关系，并结合打标识的方式，还能扩展更多三维模型显示和隐藏的方法，可以满足客户更深层次的需求。
39.(4)本发明为超大模型的设计和展示提供了一个基于三维模型进行n阶长方体分
割方法，解决了原有方法在超大模型的设计和展示时会非常卡顿，导致无法进行下去。
附图说明
40.图1为本发明所述方法流程图；
41.图2为标识具体示意图。
具体实施方式
42.为使对本发明的目的、构造、特征、及其功能有进一步的了解，兹配合实施例详细说明如下。
43.请参照图1，本发明提供了一个基于三维模型进行n阶长方体分割的方法，包括如下步骤，
44.s1：打开三维模型：
45.所述三维模型是指计算机或其他显示设备呈现出的立体视觉效果的图形；
46.所述三维模型可以从数据库中读取或者是工程师通过三位软件绘制得到；
47.打开该三维模型的软件为常见的工业系统设计和仿真软件；如 solidworks、swood、vc、ug等软件；
48.s2：分割三维模型：
49.根据实际需要，选择阶数(n阶)后，把s1中的三位模型进行n 阶长方体分割，分成n立方个小长方体，每个小长方体控制其内分割后的三维模型；
50.所述阶数为数学中阶乘的意思，例如3阶指3x3x3，3阶长方体，就是由长、宽、高三个方向上数量都是3个的小长方体组成的大长方体；
51.所述n阶长方体分割，就是构建一个虚拟的长方体空壳把三维模型包起来，然后把这个长方体长宽高进行n等分，分成n立方个小长方体，每个小长方体包含了三维模型的一部分；
52.小长方体的区域是由八个顶点控制的，在n阶分割的过程中计算出每个小长方体的八个顶点，三维模型的数据是通过获取三维模型的实体几何面，然后把这些面通过有限元分割法分割成众多三角形，可以理解为三维模型都是由众多小三角形构成的，三角形的三个顶点中如有2个或2个以上顶点处于小长方体范围内，那么这个三角形就划分到此小长方体中，每个小长方体中都包含了一堆三角形，这样就建立了小长方体和三维模型几何数据的匹配关系。
53.有限元分割法是三维几何领域已有和常用的方法。
54.s3：标识分割后小长方体：
55.所述标识就是给每个小长方体标识一个唯一的字符串，这个字符串和标识的小长方体是一一对应的关系；例如每个人的身份证号码，这个人的身份证号码就可以称为这个人的标识；
56.所述字符串是一个包含数字、字母、符号等的组合；
57.s4：自定义控制；
58.所述自定义控制就是通过定义一些规则对小长方体内的三维模型进行控制；
59.所述规则是指逻辑规则，包括比如范围匹配或者模糊搜索；
60.所述范围匹配是指通过标识指定特定字符串之间的小长方体进行显示或者隐藏；
61.所述模糊搜索是指通过标识指定包含某个特征的小长方体进行显示或者隐藏。
62.较佳的，用户通过单独控制标识来控制该标识对应模型的显示或隐藏。
63.较佳的，所述小长方体可以按行、列、纵三个维度显示或隐藏；还可以进行对角线显示或隐藏。
64.较佳的，所述行为小长方体的长度方向，列为小长方体的宽度方向，纵为小长方体的高度方向；可以通过行、列、纵三个维度来控制模型的显示和隐藏，既可以精准控制某个小长方体内模型的显示和隐藏，也可以整行、整列、整纵的控制小长方体内模型的显示和隐藏。
65.较佳的，还能控制对角线小长方体内模型的显示和隐藏等。
66.对角线控制是通过长度体对角点的连线控制的，通过n阶长方体分割形成了众多的小长方体，这些小长方体中，对角点连线在同一条直线上的小长方体可以关联控制显示或隐藏
67.较佳的，属于合范围的小长方体的显示和隐藏状态保持一致。
68.合并范围的小长方体，是指用户通过标签的合并使多个标签产生合并关系，参与合并的标签就会形成一个联合体，这个标签联合体内各标签对应的小长方体所控制的三维模型显示和隐藏状态保持一致。
69.参照图2，较佳的，所述步骤s3中标识分割后小长方体采用自动标识。
70.给每个小长方体打标识是自动完成的，以长方体的英文cuboid 的首字母c为第一个字符，然后接上行、列、纵号形成长方体的标识。举个例子，，一个经过2阶分割形成的8个小长方体，这8个长方体的标识分别为c111，c112，c121，c122，c211，c212，c221，c222。
71.较佳的，所述步骤s2中阶数的选择由使用者指定或由计算所得。
72.n阶长方体分割中的n是一个大于等于2的整数值，由使用者指定或由计算所得；如果使用者指定了这个整数，那么就按照使用者指定的值进行阶层分割，如果使用者没有指定该整数值，就自动分配一个合适的整数值，该值的计算方法为：
73.先获取完整三维模型的包围盒，即x、y、z三个方向上最大和最小的两个点为包围盒的对角点，再计算完整三维模型包围盒在x、y、 z三个方向上最长长度maxl，以100mm为基准长度basel，最终算得阶数n＝2 maxl/basel。
74.本发明已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本发明的范例。必需指出的是，已揭露的实施例并未限制本发明的范围。相反地，在不脱离本发明的精神和范围内所作的更动与润饰，均属本发明的专利保护范围。