一種基于旋轉角度模型庫的3D模型旋轉角度自匹配系統及方法技術方案

本發明專利技術公開了一種基于旋轉角度模型庫的3D模型旋轉角度自匹配系統及方法，屬于3D設計領域。所述的系統包括5個模塊，即3D模型建立器、旋轉角度模型庫建立器、3D模型旋轉角度計算器、3D模型節點坐標計算器、3D模型渲染器。所述的方法包括步驟1，初始化3D模型的對象信息；步驟2，計算各參考面的角度；步驟3，計算3D模型旋轉角度；步驟4，旋轉3D模型；步驟5，繪制3D模型；通過各模塊間的協作解決了對于3D模型加載或旋轉時需要人工對其設置旋轉角度，操作困難、精度差的問題。

Rotation angle self matching system and method of 3D model based on rotation angle model library

The invention discloses a 3D model rotation angle self matching system and a method based on a rotation angle model library, belonging to the field of 3D design. The system consists of 5 modules, that is, 3D model builder, rotation angle model library builder, 3D model, rotating angle calculator, 3D model node coordinate calculator, and 3D model renderer. The method comprises the following steps 1, information object 3D model initialization; step 2, calculate the angle of each reference surface; step 3, the 3D model calculation of rotation angle; step 4, the rotating 3D model; step 5, draw the 3D model; through collaboration between the various modules to solve the 3D model loading or rotating manual set the rotation angle of the operating difficulties, the problem of poor precision.

【技術實現步驟摘要】
一種基于旋轉角度模型庫的3D模型旋轉角度自匹配系統及方法
本專利技術屬于建模設計領域，具體地說，涉及一種基于旋轉角度模型庫的3D模型旋轉角度自匹配系統及方法。
技術介紹
隨著人們追求更加逼真的虛擬現實的體驗欲望的強烈，3D的虛擬現實技術也隨之普及。但在現有的居室3D模型建模技術中，常常涉及對家具的安裝或旋轉等操作，這些操作都需要人工介入對其設置旋轉角度，但人為設置旋轉角度的既不方便也不準確，因此大大增加了用戶對3D建模的操作成本。
技術實現思路
1、要解決的問題針對現有居室3D模型建模時人工介入設置家具旋轉角度困難且不準確的問題，本專利技術提供一種基于旋轉角度模型庫的3D模型旋轉角度自匹配系統，以及根據該系統進行3D模型旋轉角度自匹配的方法，能有效降低3D建模難度，提高3D建模中3D模型旋轉角度的精度。2、技術方案為解決上述問題，本專利技術采用如下的技術方案。一種基于旋轉角度模型庫的3D模型旋轉角度自匹配系統，包括3D模型建立器、旋轉角度模型庫建立器、3D模型旋轉角度計算器、3D模型節點坐標計算器和3D模型渲染器；所述的3D模型建立器與所述的3D模型旋轉角度計算器單向連接；所述的3D模型旋轉角度計算器與所述的3D模型節點坐標計算器單向連接；所述的3D模型節點坐標計算器與所述的3D模型建立器雙向連接；所述的3D模型建立器與所述的3D模型渲染器單向連接；所述的旋轉角度模型庫建立器與所述的3D模型旋轉角度計算器單向連接。優選地，所述的3D模型建立器用于記錄3D模型的對象信息。優選地，所述的對象信息包括3D模型各節點的坐標、3D模型的OBB包圍盒的偏移角度和3D模型的OBB包圍盒中的旋轉參考點坐標。一種基于旋轉角度模型庫的3D模型旋轉角度自匹配方法，包括如下步驟：步驟1.初始化3D模型的對象信息；通過3D模型建立器將所述的對象信息分別傳輸給3D模型旋轉角度計算器和3D模型節點坐標計算器；步驟2.計算各參考面的角度；通過旋轉角度模型庫建立器將所述的參考面的角度傳遞給所述的3D模型旋轉角度計算器；步驟3.計算3D模型旋轉角度；包括依附參考面的3D模型旋轉角度的計算和脫離參考面的3D模型旋轉角度的計算；通過3D模型旋轉角度計算器將所述的3D模型旋轉角度傳輸給3D模型節點坐標計算器；步驟4.旋轉3D模型；以所述的對象信息中的所述的參考點坐標為中心對所述的3D模型各節點坐標按步驟3中所述的3D模型旋轉角度進行旋轉；將旋轉后的3D模型的對象信息傳輸給所述的3D模型建立器，由所述的3D模型建立器更新對應的3D模型的對象信息；步驟5.繪制3D模型；3D模型渲染器從3D模型建立器中獲取步驟4中經更新后的3D模型的對象信息，并根據該對象信息繪制3D模型。優選地，步驟1中所述的對象信息包括：3D模型各節點的坐標、3D模型的OBB包圍盒的偏移角度和3D模型的OBB包圍盒中的旋轉參考點坐標。優選地，所述的OBB包圍盒的偏移角度的獲取方法是：根據所述的3D模型各節點坐標測量得出OBB包圍盒的各節點坐標，再將OBB包圍盒背面各節點坐標向地面進行投影以形成投影線段，測量此線段在地面上所形成的角度記錄為所述的3D模型的OBB包圍盒的偏移角度。優選地，步驟2中首先通過旋轉角度模型庫建立器獲取參考面上各節點的坐標，再向地面進行垂直投影以形成投影線段，記錄此投影線段在地面上所形成的角度得到參考面的角度。優選地，步驟3中所述的依附參考面的3D模型旋轉角度的獲取方法是：通過3D模型旋轉角度計算器提取所述的對象信息中的3D模型的OBB包圍盒的偏移角度、提取步驟2中所述的參考面的角度中目標參考面的角度；并將所述的目標參考面的角度減去所述的3D模型的OBB包圍盒的偏移角度所得差值記錄為所述的3D模型旋轉角度；所述的目標參考面是3D模型所要依附的參考面。優選地，步驟3中所述的脫離參考面的3D模型旋轉角度的獲取方法是：通過3D模型旋轉角度計算器提取所述的對象信息中的所述的OBB包圍盒的偏移角度；將所述的各參考面的角度逐個減去所述的OBB包圍盒的偏移角度所得差值記錄為角度組angle_group_1；再將所述的角度組angle_group_1中的角度挨個加上90度后形成垂直于所述的角度組angle_group_1的角度組angle_group_2；然后對所述的角度組angle_group_1和所述的角度組angle_group_2中的所有角度分別重新映射為從0度到360度之間范圍的角度，得到角度組angle_group_3；再將所述的角度組angle_group_3按角度值以升序或降序進行重新排序，形成角度組angle_group_4；取角度組angle_group_4中的大于0的最小角度值記錄為3D模型的旋轉角度。3、有益效果相比于現有技術，本專利技術的有益效果為：(1)本專利技術提供了旋轉角度模型庫建立器和3D模型旋轉角度計算器，即專利技術了一種根據參考面自動建立旋轉角度模型庫，并基于已建立的旋轉角度模型庫自動匹配需要旋轉的角度的方法，最終得到3D模型的OBB包圍盒的背面平行于參考面或者垂直于參考面，其旋轉角度都是系統自動計算，不再需要人工參與設置，解決了現有建模技術中3D模型旋轉角度都需要人工設置的問題；(2)本專利技術在居室3D模型中對家具3D模型安裝或旋轉時，其根據已建立的旋轉角度模型庫自動匹配需要旋轉的角度的方法，整個角度旋轉過程不再需要人工設置角度，通過這種角度自動匹配的方法得到的旋轉角度精度非常高，解決了3D模型旋轉角度不精確的問題。附圖說明圖1為本專利技術的3D模型角度旋轉示意圖；圖中：1、地面；2、參考面；3、在參考面外側移動；4、在參考面內側移動；5、脫離參考面旋轉；6、OBB包圍盒背面。圖2為本專利技術系統各模塊連接關系圖；圖3為本專利技術的算法流程圖。具體實施方式下面結合附圖對本專利技術進行詳細描述。一種基于旋轉角度模型庫的3D模型旋轉角度自匹配系統，包括3D模型建立器、旋轉角度模型庫建立器、3D模型旋轉角度計算器、3D模型節點坐標計算器和3D模型渲染器；如圖2所示，所述的3D模型建立器與所述的3D模型旋轉角度計算器單向連接；所述的3D模型旋轉角度計算器與所述的3D模型節點坐標計算器單向連接；所述的3D模型節點坐標計算器與所述的3D模型建立器雙向連接；所述的3D模型建立器與所述的3D模型渲染器單向連接；所述的旋轉角度模型庫建立器與所述的3D模型旋轉角度計算器單向連接；所述的3D模型建立器是一種如下模塊：用于記錄3D模型的對象信息，對象信息包括：3D模型各節點的坐標、3D模型的OBB包圍盒的偏移角度和3D模型的OBB包圍盒中的旋轉參考點坐標；并將此對象的相關信息分別傳輸給3D模型旋轉角度計算器，再經3D模型旋轉角度計算器傳輸給3D模型節點坐標計算器；所述的旋轉角度模型庫建立器是一種如下模塊：用于收集各參考面的節點坐標，并根據節點坐標計算各參考面的角度，并將各參考面的角度傳輸給3D模型旋轉角度計算器；所謂參考面就是垂直于地面的面；如圖1展示了一種垂直于地面1的參考面2的情況；所述的3D模型旋轉角度計算器是一種如下模塊：根據從旋轉角度模型庫建立器中獲取的各參考面的角度以及從3D模型建立器中獲取的3D模型的OBB包圍盒的偏移角度計算3D模型所需的旋轉角度，并將此3D模型的旋轉角度本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于旋轉角度模型庫的3D模型旋轉角度自匹配系統，其特征在于：包括3D模型建立器、旋轉角度模型庫建立器、3D模型旋轉角度計算器、3D模型節點坐標計算器和3D模型渲染器；所述的3D模型建立器與所述的3D模型旋轉角度計算器單向連接；所述的3D模型旋轉角度計算器與所述的3D模型節點坐標計算器單向連接；所述的3D模型節點坐標計算器與所述的3D模型建立器雙向連接；所述的3D模型建立器與所述的3D模型渲染器單向連接；所述的旋轉角度模型庫建立器與所述的3D模型旋轉角度計算器單向連接。

【技術特征摘要】
1.一種基于旋轉角度模型庫的3D模型旋轉角度自匹配系統，其特征在于：包括3D模型建立器、旋轉角度模型庫建立器、3D模型旋轉角度計算器、3D模型節點坐標計算器和3D模型渲染器；所述的3D模型建立器與所述的3D模型旋轉角度計算器單向連接；所述的3D模型旋轉角度計算器與所述的3D模型節點坐標計算器單向連接；所述的3D模型節點坐標計算器與所述的3D模型建立器雙向連接；所述的3D模型建立器與所述的3D模型渲染器單向連接；所述的旋轉角度模型庫建立器與所述的3D模型旋轉角度計算器單向連接。2.根據權利要求1所述的一種基于旋轉角度模型庫的3D模型旋轉角度自匹配系統，其特征在于：所述的3D模型建立器是一種用于記錄3D模型的對象信息的模塊。3.根據權利要求2所述的一種基于旋轉角度模型庫的3D模型旋轉角度自匹配系統，其特征在于：所述的對象信息包括3D模型各節點的坐標、3D模型的OBB包圍盒的偏移角度和3D模型的OBB包圍盒中的旋轉參考點坐標。4.一種基于旋轉角度模型庫的3D模型旋轉角度自匹配方法，包括如下步驟：步驟1.初始化3D模型的對象信息；通過3D模型建立器將所述的對象信息分別傳輸給3D模型旋轉角度計算器和3D模型節點坐標計算器；步驟2.計算各參考面的角度；通過旋轉角度模型庫建立器將所述的參考面的角度傳遞給所述的3D模型旋轉角度計算器；步驟3.計算3D模型旋轉角度；包括依附參考面的3D模型旋轉角度的計算和脫離參考面的3D模型旋轉角度的計算；通過3D模型旋轉角度計算器將所述的3D模型旋轉角度傳輸給3D模型節點坐標計算器；步驟4.旋轉3D模型；以所述的對象信息中的所述的參考點坐標為中心對所述的3D模型各節點坐標按步驟3中所述的3D模型旋轉角度進行旋轉；將旋轉后的3D模型的對象信息傳輸給所述的3D模型建立器，由所述的3D模型建立器更新對應的3D模型的對象信息；步驟5.繪制3D模型；3D模型渲染器從3D模型建立器中獲取步驟4中經更新后的3D模型的對象信息，并根據該對象信息繪制3D模型。5.根據權利要求4所述的一種基于旋轉角度模型庫的3D模型旋轉角度自匹配方法，其特征在于：步驟1中所述的對象信息包括：3D模型各節點的坐標、3D模型的OBB包圍盒的偏移角度和3D模型的OB...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王征，
申請(專利權)人：王征，
類型：發明
國別省市：江蘇,32