[发明专利]一种基于透视变换的3D画施工图自动生成方法

说明书

本发明提出一种基于透视变换的3D画施工图自动生成方法，本发明方法适应于地画、墙地画、墙角画等各种类型的3D画艺术形式，包括：对3D画各种类型进行建模，对3D画模型进行透视变换，对输入的3D画效果图进行裁剪，根据模型透视投影结果和绘制场地信息求变换矩阵；对裁剪后的3D画效果图使用变换矩阵进行透视变换，最后输出基于场地信息的3D画施工图。本发明使用方便，可以批量处理和自动生成，缓解了传统彩绘创作和施工中设计周期长的行业痛点，同时可以让经验较少的画师快速掌握3D画的设计技巧，从而促进彩绘制作行业的繁荣。

技术领域

本发明涉及图像处理领域，特别涉及一种基于透视变换的3D画施工图自动生成方法。

背景技术

近年来，裸眼3D画以其特殊的艺术表现、超强的视觉震撼力以及极具趣味的互动性受到越来越多的关注与追捧，覆盖了装修，广告，展会，家居等多个领域，具有广阔的发展前景。3D画艺术可以分成墙画、地画、墙地画、凹墙角画等。其中3D地画以地面做为创作的载体，利用平面透视的原理在二维平面上制造出三维虚拟立体效果。3D地画绘制时需要遵循反透视“近小远大”这种视错觉技术将不同距离的图像在人眼视网膜中重叠在一个平面中，从而产生立体的错觉。因此裸眼3D立体画要求观赏者必须站在特定的角度才能达到最佳的视觉效果，若从其他角度观看便体会不到对比强烈的视觉震撼效果。然而3D画的施工图设计是非常费时费力的，对画家的经验和水平也有着一定的要求。在传统模式下，画家需要熟练运用绘画中的各种透视关系，在地上或墙上画出网格，在指定位置和视角上进行模拟透视，标记处关键点在网格上的位置，需要非常强的空间感才能绘制出一副好的3D画。这种手工设计施工图方式效率低下、技术门槛高、大大提高了创作成本。一些较低成本的新人画师也因为缺乏经验无法独立设计3D画，成为3D画绘制行业的一个痛点。如何快速的基于用户所需要的位置和视角以及可用的施工范围设计出3D画施工图是目前急需解决的问题。

发明内容

本发明提出一种基于透视变换的3D画施工图自动生成方法，所述方法能够针对一幅3D画效果图一键生成对应的施工图，与传统方法相比具有省时省力，节约设计时间和用户成本等优点，提高了市场效率。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种基于透视变换的3D画施工图自动生成方法，包括：

步骤1，接收用户输入的待处理3D画图像Src、用户选择的3D画种类和所需参数；所述3D画种类包括地画、墙地画和墙角画，所需参数包括可绘制场地的范围、最佳观测距离d和最佳观测高度b；所述可绘制场地的范围指各个方向的平面S的长H和宽W；

步骤2，基于预设的三种3D画示意图在三维空间中的任一标准顶点坐标(x⁰,y⁰,z⁰)、其所在平面S的长H和宽W，计算得到用户绘制场地的对应点实际坐标(x,y,z)；计算完所有的顶点后，将结果存入集合T₁；

步骤3，遍历顶点坐标集T₁中y轴上值最小的点，结合最佳观测距离d和最佳观测高度b，确定观赏者视点的三维坐标以及视觉感知平面P；

步骤4，计算坐标集T₁中的各顶点在视觉感知平面P上的投影坐标集T₂；

步骤5，将T₂中的点变换成二维平面坐标点，得到集合T₃，对T₃进行归一化处理获得新的坐标点构成集合T₄；

步骤6，对输入的3D画图像Src进行剪裁得到裁剪效果图E，并将T₄中的点的范围映射到图像E的像素坐标范围，处理完成后将所得到的点存入集合T₅；

步骤7，根据所述3D画种类创建用于容纳处理后的图像的空白图像集合Dst；