一種3d空間取點(diǎn)方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種3D空間取點(diǎn)方法，在2D平面內(nèi)以用戶選取的位置點(diǎn)為中心圈定2D范圍的前端可視平面，并沿Z軸進(jìn)行擴(kuò)散形成3D透視柱，對3D透視柱上的候選點(diǎn)進(jìn)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(diǎn)的Z值，最終確定用戶選取的3D空間點(diǎn)。本發(fā)明針對用戶選取點(diǎn)的意圖，在可視范圍內(nèi)取點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了選點(diǎn)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(jìn)行選點(diǎn)，排除點(diǎn)群之中的干擾點(diǎn)，進(jìn)一步提高了選點(diǎn)的準(zhǔn)確性，同時(shí)也使得用戶在進(jìn)行3D取點(diǎn)的過程中更加省時(shí)、方便，實(shí)現(xiàn)了選點(diǎn)的自動(dòng)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(diǎn)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于3D空間建模【技術(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(diǎn)方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 目前，在3D動(dòng)畫技術(shù)、影視制作以及3D模型重建當(dāng)中經(jīng)常需要選取空間特定位置 的點(diǎn)，但是，在空間點(diǎn)數(shù)目較多時(shí)通常會存在相互干擾的情況，使得拾取點(diǎn)的操作過程比較 繁瑣復(fù)雜，主要有以下幾點(diǎn)原因：
[0003] (I) 2D拾取點(diǎn)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(gè)點(diǎn)上都有不同深 度上各層景物的重疊，當(dāng)進(jìn)行拾取其中某一點(diǎn)時(shí)，深度上重疊的點(diǎn)太多，用戶無法精確的選 取其中想要的點(diǎn)；
[0004] (2)由于2D拾取點(diǎn)的過程中，其深度上重疊的點(diǎn)太多，不同深度的點(diǎn)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(jìn)行選點(diǎn)過程中，眼睛發(fā)射出的視線成體狀，選取點(diǎn)與其他點(diǎn)之間會存 在一定間隙，屬于空白處，而在體狀里面進(jìn)行選點(diǎn)時(shí)，當(dāng)定位在空白處時(shí)，無法很難準(zhǔn)確的 進(jìn)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(diǎn)，達(dá)到精準(zhǔn)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(jìn)行選點(diǎn)，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(diǎn)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(jìn)行選點(diǎn)，不僅提高了選點(diǎn)的準(zhǔn)確性，而且使得用戶在 選點(diǎn)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(diǎn)方法，所述方法包括：
[0010] 步驟Al:在2D平面內(nèi)，用戶選取一個(gè)位置點(diǎn)S。，記錄點(diǎn)擊點(diǎn)平面坐標(biāo)（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(diǎn)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(jìn)行擴(kuò)散，形成3D透 視柱，并去除透視柱之外的點(diǎn)，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(yuǎn)的Z值記為Zfarast ;
[0013] 步驟A4:對3D透視柱上的候選點(diǎn)進(jìn)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(diǎn)平均深度值Zmean作為3D空間選取點(diǎn)的Z值；
[0016] 步驟A7:最終確定用戶選取的3D空間點(diǎn)S，S坐標(biāo)記錄為（Xtl,Ytl,ZmeJ。
[0017] 基于上述方案，本發(fā)明還進(jìn)行如下改進(jìn)：
[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??；
[0021] 步驟C2 :根據(jù)設(shè)定的閾值對候選點(diǎn)按照其深度Z值采用升序或降序排序；
[0022] 步驟C3 :對相鄰點(diǎn)間距進(jìn)行判定，若相鄰點(diǎn)Z間距大于閾值，則判定為不同群，若 相鄰點(diǎn)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(diǎn)聚類分群的一種通行方法，其分割 成的每一個(gè)子群可選出一個(gè)中心點(diǎn)或代表點(diǎn)；本發(fā)明應(yīng)用K-means方法，針對透視柱內(nèi)所 有候選點(diǎn)的一維向量Z值或三維向量XYZ值進(jìn)行分群；其中X、Y、Z值分別為在三維空間中 三個(gè)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(diǎn)群、離透視柱中心 軸較近的點(diǎn)群或所屬點(diǎn)群密度較大的點(diǎn)群中的一種；其中，離觀察者前方較近處的點(diǎn)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(diǎn)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(gè)位置點(diǎn)Stl，記錄點(diǎn)擊點(diǎn)平面坐標(biāo)（Xtl, Ytl); 步驟A2 :以選取的位置點(diǎn)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(jìn)行擴(kuò)散，形成3D透視 柱，并去除透視柱之外的點(diǎn)； 步驟A4 :對3D透視柱上的候選點(diǎn)進(jìn)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(diǎn)平均深度值Zmean作為3D空間選取點(diǎn)的Z值； 步驟A7 :最終確定用戶選取的3D空間點(diǎn)S，S坐標(biāo)記錄為（Xtl, Ytl, ZmeJ。
2. 如權(quán)利要求1所述的3D空間取點(diǎn)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(diǎn)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??； 步驟C2 :根據(jù)設(shè)定的閾值對候選點(diǎn)按照其深度Z值采用升序或降序排序； 步驟C3 :對相鄰點(diǎn)間距進(jìn)行判定，若相鄰點(diǎn)Z間距大于閾值，則判定為不同群，若相鄰 點(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)群、離透視柱中心軸較近的點(diǎn)群和所屬點(diǎn)群密度較大的點(diǎn) 群中的一種。
5. 如權(quán)利要求4所述的3D空間取點(diǎn)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(diǎn)方法，其特征在于：所述擴(kuò)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