[发明专利]一种三维模型体素化实体填充方法

说明书

本发明提供一种三维模型体素化实体填充方法，首先，输入边界体已经素化的三维模型，并选取三维模型边界的外接长方体以缩小填充空间；其次，选取外接长方体的角落点作为种子的填充点，然后对外接长方体空间中三维模型的外部体素化空间进行种子填充，得到三维模型的外部体素化空间；最后，提取外接长方体空间中未填充的空间，作为三维模型的内部实体空间，即为三维模型的实体体素化的目标填充对象；并对三维模型的内部实体空间进行填充。本发明三维模型体素化实体填充方法实用性强和适应性强，该三维模型体素化实体填充方法可有效避免因模型对象多和模型复杂而产生填充不完整和填充错误的问题，从而大大提高三维模型填充的效率和填充的准确性。

技术领域

本发明涉及计算机图形处理技术领域，更具体地说，涉及一种三维模型体素化实体填充方法。

背景技术

近年来，随着图形硬件技术和三维模型渲染技术的发展，计算机辅助设计(CAD)能利用计算机及其图形设计软件帮助设计人员快速设计。三维模型已成为了第四种多媒体数据类型，三维模型因其独特的空间特性，应用领域广泛，在工业制造、虚拟现实、医学成像、多媒体教学、影视动画和三维地理系统等领域中广泛应用。三维模型的建模方法复杂并且格式多样，针对不同的应用场景有不同存在的形式，而如何利用一种通用的建模方法去操作三维模型，成为了三维模型建模的基本问题，也是三维模型应用领域一个重要的研究课题。

目前多数三维模型建模费时费力和计算复杂度高，模型格式多样复杂。在三维模型的特征表达中通常要反映模型的空间结构信息，而常用的三角网格模型只能反映模型的外部结构信息，而点云模型通常结构散乱，点分布不均。现阶段，一种体素化的格式模型利用离散二值栅格表达三维模型，将三维模型实体化，包含了模型的内部结构信息。这样采用三维模型的内部结构信息可准确判断三维模型实体体素化的优劣情况。而在判断三维模型实体体素化的优劣情况时，体素化的速度和完整性是两个重要的因素。

因此，如何设计一种三维模型的体素化实体填充方法，以得到三维模型的内部结构信息来判断三维模型实体体素化的优劣情况，是现阶段三维模型建模领域中反映模型空间结构信息的重要手段之一。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的缺点与不足，提供一种实用性强和适应性强的三维模型体素化实体填充方法，该三维模型体素化实体填充方法可有效避免因模型对象多和模型复杂而产生填充不完整和填充错误的问题，从而大大提高三维模型填充的效率和填充的准确性。

为了达到上述目的，本发明通过下述技术方案予以实现：一种三维模型体素化实体填充方法，其特征在于：

首先，输入边界体已经素化的三维模型，并选取三维模型边界的外接长方体以缩小填充空间；

其次，选取外接长方体的角落点作为种子的填充点，然后对外接长方体空间中三维模型的外部体素化空间进行种子填充，得到三维模型的外部体素化空间；

最后，提取外接长方体空间中未填充的空间，作为三维模型的内部实体空间，即为三维模型的实体体素化的目标填充对象；并对三维模型的内部实体空间进行填充。

在上述方案中，本发明的三维模型体素化实体填充方法是采用对三维模型的外部体素化空间进行种子填充的填充模式，来得到内部实体空间的，从而避免了传统方法中直接采用在内部实体空间进行种子选取点导致不确定性的问题，本发明方法能够确定种子选取点一定在三维模型的外部体素化空间。通过对外部体素化空间进行种子填充方法则可得到已填充模型空间和未填充模型空间，这里的未填充模型空间即为目标填充模型，也为内部实体空间。该三维模型体素化实体填充方法可有效避免因模型对象多和模型复杂而产生填充不完整和填充错误的问题，从而大大提高三维模型填充的效率和填充的准确性。

具体地说，包括以下步骤：