一種三維模型生成系統(tǒng)及生成方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種三維模型生成系統(tǒng)及生成方法，屬于模型制作【技術(shù)領(lǐng)域】，系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)獲取單元；存儲單元，保存有多個用于進(jìn)行三維模型變換的標(biāo)準(zhǔn)模型數(shù)據(jù)；處理單元，分別連接數(shù)據(jù)獲取單元和存儲單元；文件生成單元，連接處理單元；模型生成單元，連接文件生成單元；方法包括：步驟1，獲取外部輸入的平面圖像數(shù)據(jù)；步驟2，根據(jù)平面圖像數(shù)據(jù)，對相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)模型數(shù)據(jù)進(jìn)行三維模型變換，以形成相應(yīng)的三維模型數(shù)據(jù)；步驟3，將三維模型數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成為三維模型文件；步驟4，根據(jù)三維模型文件，形成相應(yīng)的實物模型。上述技術(shù)方案的有益效果是：將平面圖像轉(zhuǎn)換為三維圖像并形成三維模型，操作簡單，適于推廣，且制作成本較低，實現(xiàn)較為簡單。
【專利說明】一種三維模型生成系統(tǒng)及生成方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及模型制作【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種三維模型生成系統(tǒng)及生成方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們的視覺欣賞水平逐漸提升，開始不滿足于在屏幕上觀看普通的平面圖像(即2D圖像)，而更傾向于觀看立體感和真實感更強(qiáng)烈的三維圖像(即3D圖像)。傳統(tǒng)的生成三維圖像的方法可以包括采用三維圖像制作軟件生成，以及采用特制的三維掃描儀生成等。第一種方法(即采用三維圖像制作軟件生成)需要專業(yè)人員操作，難度頗大，不容易推廣；第二種方法(即采用特制的三維掃描儀生成)的制作成本較高，且同樣需要專業(yè)人員操作，且操作步驟較為繁瑣，不容易推廣。進(jìn)一步地，現(xiàn)有技術(shù)也無法實現(xiàn)方便快捷地制作出三維模型，或者制作三維模型的成本較高，操作繁瑣，同樣不容易得到推廣。
[0003]中國專利(CN103358552A)公開了一種三維造型打印方法，首先建立計算機(jī)實體模型及得到切片信息，并使成型室的溫度保持在大于0°c，小于60°C之間；然后通過計算機(jī)控制用普通噴墨打印機(jī)噴頭改裝的打印噴頭打印UV液態(tài)材料和支撐材料；接著提升打印噴頭使其與打印面保持固定距離步驟；其中，支撐材料為蒸餾水、去離子水或無色墨水；再次，在第一層上面打印第二呈UV層片和第二層支撐材料的步驟；重復(fù)上述步驟，制作出每一層，最終制造出三維物體及支撐；成型完成后，從支撐材料直接取出成型件。上述技術(shù)方案僅涉及一般的三維模型打印技術(shù)，并沒有涉及三維模型的建立或者獲得，以及根據(jù)獲得的三維模型制作出實物模型的整個過程，因此無法解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題。
[0004]中國專利(CN103465636A)公開了一種組合成品功能零部件的3D打印，包括:在欲打印工件數(shù)字模型及其數(shù)字切片里標(biāo)識3D打印可打出的功能零部件空間和不能打印的功能零部件空間，依據(jù)上述標(biāo)識數(shù)據(jù)，3D打印以適當(dāng)工藝、材料，將可打的功能零部件打出，將不能打出的功能零部件的空間，以非成型粉材、光敏樹脂液體或支撐物填充，或打印成假模(替身模)；其后，清除非成型粉材、光敏樹脂、支撐物和假模(替身模)，將3D打印的功能零部件，與3D打印無法打出的傳統(tǒng)制造的功能零部件，依數(shù)字設(shè)計模型準(zhǔn)確組合、連接，得到數(shù)字模型預(yù)期的、具全部功能的物理實體。上述技術(shù)方案同樣沒有涉及如何獲取待打印的3D模型，無法解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，現(xiàn)提供一種三維模型生成系統(tǒng)及生成方法，具體包括:
[0006]一種三維模型生成系統(tǒng)，其中，包括:
[0007]數(shù)據(jù)獲取單元，用于捕捉外部輸入的平面圖像數(shù)據(jù)；
[0008]存儲單元，保存有多個用于進(jìn)行三維模型變換的標(biāo)準(zhǔn)模型數(shù)據(jù)；
[0009]處理單元，分別連接所述數(shù)據(jù)獲取單元和所述存儲單元，用于根據(jù)所述平面圖像數(shù)據(jù)，提取保存于所述存儲單元中的相應(yīng)的所述標(biāo)準(zhǔn)模型數(shù)據(jù)并進(jìn)行變換，以形成相應(yīng)的三維模型數(shù)據(jù)；
[0010]文件生成單元，連接所述處理單元，用于將所述處理單元形成的所述三維模型數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成為相應(yīng)的三維模型文件，并輸出所述三維模型文件；
[0011]模型生成單元，連接所述文件生成單元，用于根據(jù)所述文件生成單元輸出的所述三維模型文件形成相應(yīng)的實物模型。
[0012]優(yōu)選的，該三維模型生成系統(tǒng)，其中，還包括:
[0013]模具生成單元，連接所述模型生成單元，用于根據(jù)所述模型生成單元生成的所述實物模型生成相應(yīng)的模型模具。
[0014]優(yōu)選的，該三維模型生成系統(tǒng)，其中，所述模型模具為蠟?zāi)Ｄ＞摺?br> [0015]優(yōu)選的，該三維模型生成系統(tǒng)，其中，所述模型生成單元采用快速成型方法生成所述實物模型。
[0016]優(yōu)選的，該三維模型生成系統(tǒng)，其中，所述處理單元中包括:
[0017]特征獲取模塊，用于獲取所述平面圖像數(shù)據(jù)中的特征信息；
[0018]模型變換模塊，用于根據(jù)獲得的所述特征信息，提取保存于所述存儲單元中的所述標(biāo)準(zhǔn)模型數(shù)據(jù)并進(jìn)行相應(yīng)的變換，以形成相應(yīng)的所述三維模型數(shù)據(jù)。
[0019]一種三維模型生成方法，其中，包括一存儲單元，所述存儲單元中保存有多個用于進(jìn)行三維模型變換的標(biāo)準(zhǔn)模型數(shù)據(jù)；
[0020]步驟具體包括:
[0021]步驟1，獲取外部輸入的平面圖像數(shù)據(jù)；
[0022]步驟2，根據(jù)所述平面圖像數(shù)據(jù)，對相應(yīng)的所述標(biāo)準(zhǔn)模型數(shù)據(jù)進(jìn)行三維模型變換，以形成相應(yīng)的三維模型數(shù)據(jù)；
[0023]步驟3，將所述三維模型數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成為三維模型文件；
[0024]步驟4，根據(jù)所述三維模型文件，形成相應(yīng)的實物模型。
[0025]優(yōu)選的，該三維模型生成方法，其中，所述步驟2具體包括:
[0026]步驟21，提取所述平面圖像數(shù)據(jù)的特征信息；
[0027]步驟22，根據(jù)所述特征信息，對相應(yīng)的所述標(biāo)準(zhǔn)模型數(shù)據(jù)進(jìn)行變換；
[0028]步驟23，獲得經(jīng)過三維模型變換的所述三維模型數(shù)據(jù)。
[0029]優(yōu)選的，該三維模型生成方法，其中，所述步驟4中，采用快速成型方法生成所述實物模型。
[0030]優(yōu)選的，該三維模型生成方法，其中，所述步驟4中，在生成所述實物模型后，根據(jù)所述實物模型生成相應(yīng)的模型模具。
[0031]優(yōu)選的，該三維模型生成方法，其中，所述模型模具為蠟?zāi)Ｄ＞摺?br> [0032]上述技術(shù)方案的有益效果是:直接將平面圖像轉(zhuǎn)換為三維圖像并形成相應(yīng)的三維模型，操作簡單容易上手，適于推廣，且制作成本較低，實現(xiàn)較為簡單。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0033]圖1是本發(fā)明的較佳的實施例中，一種三維模型生成系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034]圖2-3是本發(fā)明的較佳的實施例中，一種三維模型生成方法的流程示意圖?！揪唧w實施方式】
[0035]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但不作為本發(fā)明的限定。
[0036]如圖1所示，本發(fā)明的較佳的實施例中，一種三維模型生成系統(tǒng)，具體包括:
[0037]數(shù)據(jù)獲取單元1，連接外部的輸入設(shè)備(未示出)，用于獲取外部輸入的平面圖像數(shù)據(jù)。具體而言，本發(fā)明的較佳的實施例中，上述來自外部輸入設(shè)備的平面圖像數(shù)據(jù)可以來自外部的掃描儀或照相機(jī)，也可以是移動設(shè)備或者臺式計算機(jī)中已經(jīng)保存的平面圖像數(shù)據(jù)。
[0038]存儲單元2，其中保存有用于進(jìn)行三維模型變換的標(biāo)準(zhǔn)模型數(shù)據(jù)。本發(fā)明的較佳的實施例中，上述存儲單元2中保存的標(biāo)準(zhǔn)模型數(shù)據(jù)，實際為構(gòu)造一個特定的三維模型圖像所需要用到的基本數(shù)據(jù)，即通常意義上所述的三維模型的基本素材。
[0039]處理單元3，連接上述數(shù)據(jù)獲取單元I和存儲單元2。本發(fā)明的較佳的實施例中，上述處理單元3中包括特征獲取模塊31和模型變換模塊32。特征獲取模塊31用于提取上述平面圖像數(shù)據(jù)中的一些特征信息，例如平面圖像數(shù)據(jù)的各部分之間的間距，每部分的尺寸和顏色，以及各部分的亮度和對比度等。
[0040]本發(fā)明的較佳的實施例中，上述模型變換模塊32連接特征獲取模塊31，用于獲取特征獲取模塊31提取的對應(yīng)于一個平面圖像數(shù)據(jù)的多個特征信息，并從存儲單元2中提取相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)模型數(shù)據(jù)。模型變換模塊32根據(jù)特征信息，對標(biāo)準(zhǔn)模型數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)變換，從而得到對應(yīng)于上述平面圖像數(shù)據(jù)的三維模型數(shù)據(jù)。
[0041]本發(fā)明的較佳的實施例中，上述模型變換模塊32輸出的為經(jīng)過變換后的三維模型數(shù)據(jù)。
[0042]文件生成單元4，連接上述處理單元3。本發(fā)明的較佳的實施例中，上述文件生成單元4用于將處理單元3輸出的三維模型數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的三維模型文件。
[0043]本發(fā)明的較佳的實施例中，上述三維模型文件的文件格式包括3DS和STL等。本發(fā)明的其他實施例中，三維模型文件的文件格式并不限于上述格式。
[0044]模型生成單元5，連接上述文件生成單元4，用于根據(jù)文件生成單元4轉(zhuǎn)換生成的三維模型文件形成相應(yīng)的實物模型。本發(fā)明的較佳的實施例中，模型生成單元5通過快速成型技術(shù)，根據(jù)三維模型文件形成相應(yīng)的實物模型。進(jìn)一步地，上述快速成型技術(shù)可以包括最常見的3D打印技術(shù)，或者激光成型技術(shù)，因此，對應(yīng)地，上述模型生成單元5可以為一 3D打印機(jī)(使用3D打印技術(shù)形成上述實物模型)，或者一激光快速成型機(jī)(使用激光成型技術(shù)形成上述實物模型)。本發(fā)明的其他實施例中，上述快速成型技術(shù)還包括其他一些能夠根據(jù)輸入的三維模型文件形成相應(yīng)的實物模型的快速成型技術(shù)，相應(yīng)地，模型生成單元5為實現(xiàn)特定的快速成型技術(shù)而準(zhǔn)備的硬件設(shè)備。
[0045]本發(fā)明的較佳的實施例中，上述數(shù)據(jù)獲取單元1、存儲單元2、處理單元3和文件生成單元4可以包括在一計算機(jī)設(shè)備內(nèi)，模型生成單元5可以為一獨(dú)立的快速成型機(jī)，并通過數(shù)據(jù)線或者網(wǎng)絡(luò)連接至計算機(jī)設(shè)備，以獲取計算機(jī)設(shè)備發(fā)送的三維模型文件，并根據(jù)該三維模型文件形成相應(yīng)的三維模型。
[0046]本發(fā)明的較佳的實施例中，在上述模型生成單元5之后還連接一模具生成單元6，該模具生成單元6根據(jù)模型生成單元5形成的實物模型，制作出相應(yīng)的模型模具，以供制備成品。
[0047]本發(fā)明的較佳的實施例中，模具生成單元6可以為一獨(dú)立于上述模型生成單元5(可以為一快速成型機(jī))的模具生產(chǎn)流水線。
[0048]本發(fā)明的較佳的實施例中，模具生成單元6根據(jù)上述實物模型制作一蜂蠟蠟?zāi)＃杂糜谶M(jìn)行失蠟澆鑄流程。進(jìn)一步地，本發(fā)明的較佳的實施例中，上述制作蜂蠟蠟?zāi)５倪^程，以及失蠟澆鑄的流程與現(xiàn)有技術(shù)中類似，因此需要配備相應(yīng)的制作設(shè)備。上述流程在此不再贅述。
[0049]本發(fā)明的其他實施例中，上述模具生成單元6根據(jù)實物模型所制作的模型模具并不限于上述蜂蠟蠟?zāi)?，還可以是硅膠模具或者石膏模具，或者其他任意適合材料制成的模具。
[0050]本發(fā)明的較佳的實施例中，直接以蜂蠟作為模型生成單元5的快速成型原材料時，由于在模型生成單元5中形成的即為由蜂蠟制成的實物模型，可以直接將其作為模型模具使用，因此在這種情況下，無需在模型生成單元5之后再連接上述模具生成單元6。
[0051]本發(fā)明的其他實施例中，上述模型生成單元5中的快速成型原材料同樣可以為硅膠或者石膏，或者其他適合生成模具的材料，相應(yīng)地在模型生成單元5中形成的為采用上述原材料制成的實物模型，并可以直接作為模型模具使用。
[0052]本發(fā)明的較佳的實施例中，直接以制作成品的原材料(例如金屬等)作為模型生成單元5的快速成型原材料時，由于此時在模型生成單元5中直接形成相應(yīng)的成品模型，例如一些體積較小的金屬零件等，因此在這種情況下，同樣無需在模型生成單元5之后再連接上述模具生成單元6。
[0053]因此，綜上所述，本發(fā)明的發(fā)明目的在于通過外部的輸入設(shè)備獲取平面圖像數(shù)據(jù)(即2D圖像)，并通過三維轉(zhuǎn)換將平面圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成三維圖像(即3D圖像)；隨后通過快速成型技術(shù)，根據(jù)三維圖像制作出相應(yīng)的實物模型，或者蠟?zāi)Ｄ＞?；根?jù)模具制成金屬成品，從而達(dá)到輸入平面圖像(例如照片、圖片等)即能制作成相應(yīng)的成品物體的目的。
[0054]本發(fā)明的較佳的實施例中，如圖2所示，為一種采用上述模型生成系統(tǒng)實現(xiàn)的一種模型生成方法，具體包括:
[0055]步驟1，獲取外部輸入的平面圖像數(shù)據(jù)；
[0056]本發(fā)明的較佳的實施例中，通?？梢酝ㄟ^外部的設(shè)備例如移動存儲設(shè)備、手機(jī)或者照相機(jī)等輸入平面圖像數(shù)據(jù)，也可以調(diào)取計算機(jī)設(shè)備中預(yù)先保存的平面圖像數(shù)據(jù)。
[0057]步驟2，根據(jù)平面圖像數(shù)據(jù)，對相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)模型數(shù)據(jù)進(jìn)行三維模型變換，以形成相應(yīng)的三維模型數(shù)據(jù)；
[0058]本發(fā)明的較佳的實施例中，上述標(biāo)準(zhǔn)模型數(shù)據(jù)預(yù)設(shè)于模型生成系統(tǒng)中。首先提取平面圖像數(shù)據(jù)中的一些特征信息，例如平面圖像數(shù)據(jù)中各部分之間的間距，每部分的尺寸、顏色和形狀大小等，隨后提取對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)模型數(shù)據(jù)，將上述特征信息應(yīng)用于標(biāo)準(zhǔn)模型數(shù)據(jù)中并進(jìn)行相應(yīng)的變換，以得到相應(yīng)的三維模型數(shù)據(jù)，從而將平面的圖像轉(zhuǎn)換成三維的圖像。
[0059]步驟3，將三維模型數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成為三維模型文件；
[0060]步驟4，根據(jù)三維模型文件，形成相應(yīng)的實物模型。
[0061]本發(fā)明的較佳的實施例中，采用快速成型技術(shù)，例如3D打印技術(shù)和激光成型技術(shù)等，根據(jù)三維模型文件形成相應(yīng)的實物模型。
[0062]本發(fā)明的較佳的實施例中，上述步驟4中，在形成相應(yīng)的實物模型之后，采用模具制作工藝根據(jù)實物模型制作出相應(yīng)的蜂蠟蠟?zāi)?。該蜂蠟蠟?zāi)？梢灾苯佑糜谑灊茶T流程，以做出相應(yīng)的金屬制品。
[0063]本發(fā)明的較佳的實施例中，當(dāng)步驟4中采用快速成型技術(shù)直接形成蜂蠟蠟?zāi)?例如3D打印的原材料就是蜂蠟)時，無需在其后增加蜂蠟蠟?zāi)５男纬晒に嚒?br> [0064]本發(fā)明的較佳的實施例中，當(dāng)步驟4中采用快速成型技術(shù)直接形成金屬制品(例如3D打印的原材料就是金屬)時，無需在其后增加蜂蠟蠟?zāi)５男纬晒に嚒?br> [0065]本發(fā)明的較佳的實施例中，上述通過模具制作工藝形成的或者直接通過快速成型技術(shù)生成的模型模具還可以為硅膠或者石膏模具，或者其他以合適材料制成的模型模具。
[0066]如圖3所示，本發(fā)明的較佳的實施例中，上述步驟2具體包括:
[0067]步驟21，提取平面圖像數(shù)據(jù)的特征信息；
[0068]本發(fā)明的較佳的實施例中，平面圖像數(shù)據(jù)的特征信息是指能夠描繪該平面圖像的一些特定數(shù)據(jù)，包括平面圖像數(shù)據(jù)的各部分之間的間距、位置關(guān)系、形狀大小以及縮放比例等，以及圖像中的每個像素值(包括顏色、亮度、對比度等)。
[0069]步驟22，根據(jù)特征信息，對相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)模型數(shù)據(jù)進(jìn)行變換；
[0070]步驟23，獲得經(jīng)過三維模型變換的三維模型數(shù)據(jù)。
[0071]以上所述僅為本發(fā)明較佳的實施例，并非因此限制本發(fā)明的實施方式及保護(hù)范圍，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，應(yīng)當(dāng)能夠意識到凡運(yùn)用本發(fā)明說明書及圖示內(nèi)容所作出的等同替換和顯而易見的變化所得到的方案，均應(yīng)當(dāng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種三維模型生成系統(tǒng)，其特征在于，包括: 數(shù)據(jù)獲取單元，用于獲取外部輸入的平面圖像數(shù)據(jù)； 存儲單元，保存有多個用于進(jìn)行三維模型變換的標(biāo)準(zhǔn)模型數(shù)據(jù)； 處理單元，分別連接所述數(shù)據(jù)獲取單元和所述存儲單元，用于根據(jù)所述平面圖像數(shù)據(jù)，提取保存于所述存儲單元中的相應(yīng)的所述標(biāo)準(zhǔn)模型數(shù)據(jù)并進(jìn)行變換，以形成相應(yīng)的三維模型數(shù)據(jù)； 文件生成單元，連接所述處理單元，用于將所述處理單元形成的所述三維模型數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成為相應(yīng)的三維模型文件，并輸出所述三維模型文件； 模型生成單元，連接所述文件生成單元，用于根據(jù)所述文件生成單元輸出的所述三維模型文件形成相應(yīng)的實物模型。
2.如權(quán)利要求1所述的三維模型生成系統(tǒng)，其特征在于，還包括: 模具生成單元，連接所述模型生成單元，用于根據(jù)所述模型生成單元生成的所述實物模型生成相應(yīng)的模型模具。
3.如權(quán)利要求2所述的三維模型生成系統(tǒng)，其特征在于，所述模型模具為蠟?zāi)Ｄ＞摺?br> 4.如權(quán)利要求1所述的三維模型生成系統(tǒng)，其特征在于，所述模型生成單元采用快速成型方法生成所述實物模型。
5.如權(quán)利要求1所述的三維模型生成系統(tǒng)，其特征在于，所述處理單元中包括: 特征獲取模塊，用于獲取所述平面圖像數(shù)據(jù)中的特征信息； 模型變換模塊，用于根據(jù)獲得的所述特征信息，提取保存于所述存儲單元中的所述標(biāo)準(zhǔn)模型數(shù)據(jù)并進(jìn)行相應(yīng)的變換，以形成相應(yīng)的所述三維模型數(shù)據(jù)。
6.一種三維模型生成方法，其特征在于，包括一存儲單元，所述存儲單元中保存有多個用于進(jìn)行三維模型變換的標(biāo)準(zhǔn)模型數(shù)據(jù)； 步驟具體包括: 步驟1，獲取外部輸入的平面圖像數(shù)據(jù)； 步驟2，根據(jù)所述平面圖像數(shù)據(jù)，對相應(yīng)的所述標(biāo)準(zhǔn)模型數(shù)據(jù)進(jìn)行三維模型變換，以形成相應(yīng)的三維模型數(shù)據(jù)； 步驟3，將所述三維模型數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成為三維模型文件； 步驟4，根據(jù)所述三維模型文件，形成相應(yīng)的實物模型。
7.如權(quán)利要求6所述的三維模型生成方法，其特征在于，所述步驟2具體包括: 步驟21，提取所述平面圖像數(shù)據(jù)的特征信息； 步驟22，根據(jù)所述特征信息，對相應(yīng)的所述標(biāo)準(zhǔn)模型數(shù)據(jù)進(jìn)行變換； 步驟23，獲得經(jīng)過三維模型變換的所述三維模型數(shù)據(jù)。
8.如權(quán)利要求6所述的三維模型生成方法，其特征在于，所述步驟4中，采用快速成型方法生成所述實物模型。
9.如權(quán)利要求6所述的三維模型生成方法，其特征在于，所述步驟4中，在生成所述實物模型后，根據(jù)所述實物模型生成相應(yīng)的模型模具。
10.如權(quán)利要求9所述的三維模型生成方法，其特征在于，所述模型模具為蠟?zāi)Ｄ＞摺?br> 【文檔編號】G06T17/00GK103854304SQ201410081270
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2014年3月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月6日
【發(fā)明者】王治魁 申請人:王治魁