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【技術領域】，系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)獲取單元；存儲單元，保存有多個用于進行三維模型變換的標準模型數(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)，對相應的標準模型數(shù)據(jù)進行三維模型變換，以形成相應的三維模型數(shù)據(jù)；步驟3，將三維模型數(shù)據(jù)轉換成為三維模型文件；步驟4，根據(jù)三維模型文件，形成相應的實物模型。上述技術方案的有益效果是：將平面圖像轉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
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及模型制作【技術領域】，尤其涉及一種三維模型生成系統(tǒng)及生成方法。
【背景技術】
[0002]隨著科學技術的發(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。進一步地，現(xiàn)有技術也無法實現(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；然后通過計算機控制用普通噴墨打印機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。上述技術方案僅涉及一般的三維模型打印技術，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)上述標識數(shù)據(jù)，3D打印以適當工藝、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)字設計模型準確組合、連接，得到數(shù)字模型預期的、具全部功能的物理實體。上述技術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)有技術中存在的問題。

【發(fā)明內容】

[0005]根據(jù)現(xiàn)有技術中存在的問題，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，保存有多個用于進行三維模型變換的標準模型數(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的所述標準模型數(shù)據(jù)并進行變換，以形成相應的三維模型數(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)轉換成為相應的三維模型文件，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，所述模型模具為蠟模模具。
[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準模型數(shù)據(jù)并進行相應的變換，以形成相應的所述三維模型數(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行三維模型變換的標準模型數(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)，對相應的所述標準模型數(shù)據(jù)進行三維模型變換，以形成相應的三維模型數(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，對相應的所述標準模型數(shù)據(jù)進行變換；
[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，所述模型模具為蠟模模具。
[0032]上述技術方案的有益效果是:直接將平面圖像轉換為三維圖像并形成相應的三維模型，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)的結構示意圖；
[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。【具體實施方式】
[0035]下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步說明，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備的平面圖像數(shù)據(jù)可以來自外部的掃描儀或照相機，也可以是移動設備或者臺式計算機中已經(jīng)保存的平面圖像數(shù)據(jù)。
[0038]存儲單元2，其中保存有用于進行三維模型變換的標準模型數(shù)據(jù)。本發(fā)明的較佳的實施例中，上述存儲單元2中保存的標準模型數(shù)據(jù)，實際為構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中提取相應的標準模型數(shù)據(jù)。模型變換模塊32根據(jù)特征信息，對標準模型數(shù)據(jù)進行相應變換，從而得到對應于上述平面圖像數(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)轉換成相應的三維模型文件。
[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轉換生成的三維模型文件形成相應的實物模型。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，根據(jù)三維模型文件形成相應的實物模型。進一步地，上述快速成型技術可以包括最常見的3D打印技術，或者激光成型技術，因此，對應地，上述模型生成單元5可以為一 3D打印機(使用3D打印技術形成上述實物模型)，或者一激光快速成型機(使用激光成型技術形成上述實物模型)。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的實物模型的快速成型技術，相應地，模型生成單元5為實現(xiàn)特定的快速成型技術而準備的硬件設備。
[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設備內，模型生成單元5可以為一獨立的快速成型機，并通過數(shù)據(jù)線或者網(wǎng)絡連接至計算機設備，以獲取計算機設備發(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可以為一獨立于上述模型生成單元5(可以為一快速成型機)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模，以用于進行失蠟澆鑄流程。進一步地，本發(fā)明的較佳的實施例中，上述制作蜂蠟蠟模的過程，以及失蠟澆鑄的流程與現(xiàn)有技術中類似，因此需要配備相應的制作設備。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模，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備獲取平面圖像數(shù)據(jù)(即2D圖像)，并通過三維轉換將平面圖像數(shù)據(jù)轉換成三維圖像(即3D圖像)；隨后通過快速成型技術，根據(jù)三維圖像制作出相應的實物模型，或者蠟模模具；根據(jù)模具制成金屬成品，從而達到輸入平面圖像(例如照片、圖片等)即能制作成相應的成品物體的目的。
[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^外部的設備例如移動存儲設備、手機或者照相機等輸入平面圖像數(shù)據(jù)，也可以調取計算機設備中預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)，對相應的標準模型數(shù)據(jù)進行三維模型變換，以形成相應的三維模型數(shù)據(jù)；
[0058]本發(fā)明的較佳的實施例中，上述標準模型數(shù)據(jù)預設于模型生成系統(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，隨后提取對應的標準模型數(shù)據(jù)，將上述特征信息應用于標準模型數(shù)據(jù)中并進行相應的變換，以得到相應的三維模型數(shù)據(jù)，從而將平面的圖像轉換成三維的圖像。
[0059]步驟3，將三維模型數(shù)據(jù)轉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，例如3D打印技術和激光成型技術等，根據(jù)三維模型文件形成相應的實物模型。
[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的蜂蠟蠟模。該蜂蠟蠟?？梢灾苯佑糜谑灊茶T流程，以做出相應的金屬制品。
[0063]本發(fā)明的較佳的實施例中，當步驟4中采用快速成型技術直接形成蜂蠟蠟模(例如3D打印的原材料就是蜂蠟)時，無需在其后增加蜂蠟蠟模的形成工藝。
[0064]本發(fā)明的較佳的實施例中，當步驟4中采用快速成型技術直接形成金屬制品(例如3D打印的原材料就是金屬)時，無需在其后增加蜂蠟蠟模的形成工藝。
[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，對相應的標準模型數(shù)據(jù)進行變換；
[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范圍，對于本領域技術人員而言，應當能夠意識到凡運用本發(fā)明說明書及圖示內容所作出的等同替換和顯而易見的變化所得到的方案，均應當包含在本發(fā)明的保護范圍內。
【權利要求】
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，保存有多個用于進行三維模型變換的標準模型數(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的所述標準模型數(shù)據(jù)并進行變換，以形成相應的三維模型數(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)轉換成為相應的三維模型文件，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的實物模型。
2.如權利要求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的模型模具。
3.如權利要求2所述的三維模型生成系統(tǒng)，其特征在于，所述模型模具為蠟模模具。
4.如權利要求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準模型數(shù)據(jù)并進行相應的變換，以形成相應的所述三維模型數(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行三維模型變換的標準模型數(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)，對相應的所述標準模型數(shù)據(jù)進行三維模型變換，以形成相應的三維模型數(shù)據(jù)； 步驟3，將所述三維模型數(shù)據(jù)轉換成為三維模型文件； 步驟4，根據(jù)所述三維模型文件，形成相應的實物模型。
7.如權利要求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，對相應的所述標準模型數(shù)據(jù)進行變換； 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的模型模具。
10.如權利要求9所述的三維模型生成方法，其特征在于，所述模型模具為蠟模模具。
【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)先權日:2014年3月6日
【發(fā)明者】王治魁 申請人:王治魁