一种平面设计与三维空间设计的转换系统的制作方法

本发明涉及空间图形处理技术领域，具体为一种平面设计与三维空间设计的转换系统。

背景技术：

在现有图形设计应用中，三维图形比二维图形更能清楚体现物体的结构特征，通过三维图形的建立使人更加直观的了解产品，但通常设计师或施工人员均采用二维图纸进行设计或施工，这就需要在后期预览时将二维图形转化成三维图形，但是现有的转化系统只能实现比较简单的图形，对于复杂图形的转化效率较低，而且在转化过程中，参数转化的偏差较大，严重影响转化效率，导致三维图形展示不够精确，后期需要大量的时间和精力去修正，由此一来就会造成人力和时间的浪费。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明提供了一种平面设计与三维空间设计的转换系统，解决了转化效率较低，参数转化的偏差较大，导致三维图形展示不够精确的问题。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种平面设计与三维空间设计的转换系统，该系统包括二维图形获取单元、三维图形转换单元、参数转换校正模块、应用于转换系统的中央处理系统以及图形显示模块；

二维图形获取单元，用于获取二维图形数据信息，包括：

数据录入模块，用于输入二维图形数据信息；

图形识别模块，用于识别记录二维图形的全部信息；

图形参数采集模块，用于采集获取二维图形参数数据；

三维图形转换单元，用于将二维图形转化为三维空间模型，包括：

图形参数输入模块，用于输入校正后的图形转换参数；

图形转化模块，用于对校正提出的图形转换参数进行三维转化；

图形编码模块，用于将转化后的三维图形数据进行编码处理；

其中，参数转化校正模块，用于将采集获取的二维图形参数校正转化生成三维图形参数。

作为本发明再进一步的方案：所述参数转化校正模块包括图形参数修正模块和转换参数提取模块；

其中所述转换参数提取模块用于根据二维图形参数数据进行参数转换，获取三维图形参数；

所述图形参数修正模块用于将获取的三维图形参数进行审核修正。

作为本发明再进一步的方案：所述转换参数提取模块对于参数转换过程中还包括平移参数、尺寸参数以及旋转角参数，其转换公式如下：

其中，为三维图形的平面坐标，为二维图形的平面坐标，为平移参数，α为旋转角参数，m为尺度参数；

通过上述两个公共点配合最小二乘法，即可得出四个转换参数为：(δx，δy，α，m)。

作为本发明再进一步的方案：根据上述转换公式的应用，在二维空间与三维空间的坐标变换公式为：

其中，(x0，y0，z0)为二维空间坐标到三维空间坐标的平移参数；

(εx，εy，εz)为二维空间坐标到三维空间坐标的旋转角参数，m为尺度参数；

利用上述三个公共点，通过最小二乘法即可得出三维图形七个转换参数(x0，y0，z0，εx，εy，εz，m)。

作为本发明再进一步的方案：所述图形参数修正模块通过计算转换差数值进行修正处理；

通过计算二维图形坐标转换至三维图形坐标对应的坐标点，设二维空间坐标值为(x，y)；

则其转换后平移对应的第一对应坐标值为(x，y)＝(x×f1，y×f2)。

作为本发明再进一步的方案：根据所述图形参数修正模块将转换差数值标记为δk，即δk代表二维图形参数转化三维图形参数之间对应的差异数值，假设第一对应数值为f1，第二对应数值为f2，则参数转化偏差公式为：

若f1小于f2，则，

若f1大于f2，则f2＝f1(1-f1×δk)。

作为本发明再进一步的方案：所述图形转化模块包括：

转换参数整合模块，用于对所获取校正后的三维图形参数数据进行整合处理；

图形数据生成模块，用于将整合后的三维图形数据生成三维图形；

三维图形预览模块，用于将生成的三维图形进行展示预览；

图形数据修正模块，用于根据三维图形预览结果对三维图形数据进行修正调整。

作为本发明再进一步的方案：所述三维图形转换单元还包括图形数据导出模块，用于将转换编码后的三维图形导出；

所述图形显示模块用于显示转换后的三维图形数据。

所述三维图形转换单元还包括，获取二维图形获取单元中获取的二维图形标识信息，所述二维图形标识信息包括二维图形的类型和位置坐标，根据所述类型和位置坐标构件所述二维图形对应的三维模型，所述三维模型包括多个顶点坐标，以及标识各个顶点坐标是否位于同一平面的平面位置标记信息；根据所述二维图形类型、位置坐标以及所述平面位置标记信息，将二维图形在初始化后的三维场景中进行渲染。

对于旋转体类型的二维图形，所述三维图形转换单元还包括，所述二维图形的类型为旋转体类型，提取所述二维图形的轮廓函数线，将提取得到的所述轮廓函数线以一定的间距取值获得一串二维坐标序列，并且根据所述二维图形标识信息中记录的所述旋转体的旋转角度进行坐标变化，得到构成所述旋转体的点的三维坐标序列；对所述旋转体的点的三维坐标序列进行拟合得到所述旋转体的法线；利用所述法线绘制曲面，形成三维图形。

有益效果

本发明提供了一种平面设计与三维空间设计的转换系统，与现有技术相比具备以下有益效果：

该转换系统通过参数转化校正模块将二维图形参数转换成三维图形参数，通过转化公式对参数转换过程中的平移参数、尺寸参数以及旋转角参数进行转化，由此可提高转化的精确性，并且配合参数转化偏差公式对参数转化偏差进行计算，由此来降低二维图形参数在转化三维图形参数时的偏差值，从而提高转化效率，进一步的提高了平面设计与三维空间设计的转换效率以及精确性。

附图说明

图1为一种平面设计与三维空间设计的转换系统的原理示意图；

图2为一种平面设计与三维空间设计的转换系统中图形转化模块的框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-2，本发明提供一种平面设计与三维空间设计的转换系统技术方案：一种平面设计与三维空间设计的转换系统，该系统包括二维图形获取单元、三维图形转换单元、参数转换校正模块、应用于转换系统的中央处理系统以及图形显示模块；

其中，二维图形获取单元，用于获取二维图形数据信息，包括：

数据录入模块，用于输入二维图形数据信息；

图形识别模块，用于识别记录二维图形的全部信息；

图形参数采集模块，用于采集获取二维图形参数数据；

进一步的，三维图形转换单元，用于将二维图形转化为三维空间模型，包括：

图形参数输入模块，用于输入校正后的图形转换参数；

图形转化模块，用于对校正提出的图形转换参数进行三维转化；

其中，图形转化模块包括：

转换参数整合模块，用于对所获取校正后的三维图形参数数据进行整合处理；

图形数据生成模块，用于将整合后的三维图形数据生成三维图形；

三维图形预览模块，用于将生成的三维图形进行展示预览；

图形数据修正模块，用于根据三维图形预览结果对三维图形数据进行修正调整；

图形编码模块，用于将转化后的三维图形数据进行编码处理；

图形数据导出模块，用于将转换编码后的三维图形导出；

图形显示模块用于显示转换后的三维图形数据；

其中，参数转化校正模块，用于将采集获取的二维图形参数校正转化生成三维图形参数；参数转化校正模块包括图形参数修正模块和转换参数提取模块；

其中转换参数提取模块用于根据二维图形参数数据进行参数转换，获取三维图形参数；

进一步的，转换参数提取模块对于参数转换过程中还包括平移参数、尺寸参数以及旋转角参数，其转换公式如下：

其中，为三维图形的平面坐标，为二维图形的平面坐标，为平移参数，α为旋转角参数，m为尺度参数；

通过上述两个公共点配合最小二乘法，即可得出四个转换参数为：(δx，δy，α，m)；

再进一步的，根据上述转换公式的应用，在二维空间与三维空间的坐标变换公式为：

其中，(x0，y0，z0)为二维空间坐标到三维空间坐标的平移参数；

(εx，εy，εz)为二维空间坐标到三维空间坐标的旋转角参数，m为尺度参数；

利用上述三个公共点，通过最小二乘法即可得出三维图形七个转换参数(x0，y0，z0，εx，εy，εz，m)；

图形参数修正模块用于将获取的三维图形参数进行审核修正；图形参数修正模块通过计算转换差数值进行修正处理；

通过计算二维图形坐标转换至三维图形坐标对应的坐标点，设二维空间坐标值为(x，y)；

则其转换后平移对应的第一对应坐标值为(x，y)＝(x×f1，y×f2)；

进一步的，根据图形参数修正模块将转换差数值标记为δk，即δk代表二维图形参数转化三维图形参数之间对应的差异数值，假设第一对应数值为f1，第二对应数值为f2，则参数转化偏差公式为：

若f1小于f2，则，

若f1大于f2，则f2＝f1(1-f1×δk)。

由上述可知，通过二维图形参数与三维图形参数转换差值，即可判断转换成三维图形参数的误差值，即平面设计与三维空间设计的转换效率以及精确性。

三维图形转换单元还包括，获取二维图形获取单元中获取的二维图形标识信息，所述二维图形标识信息包括二维图形的类型和位置坐标，根据所述类型和位置坐标构件所述二维图形对应的三维模型，所述三维模型包括多个顶点坐标，以及标识各个顶点坐标是否位于同一平面的平面位置标记信息；根据所述二维图形类型、位置坐标以及所述平面位置标记信息，将二维图形在初始化后的三维场景中进行渲染。

对于旋转体类型的二维图形，所述三维图形转换单元还包括，所述二维图形的类型为旋转体类型，提取所述二维图形的轮廓函数线，将提取得到的所述轮廓函数线以一定的间距取值获得一串二维坐标序列，并且根据所述二维图形标识信息中记录的所述旋转体的旋转角度进行坐标变化，得到构成所述旋转体的点的三维坐标序列；对所述旋转体的点的三维坐标序列进行拟合得到所述旋转体的法线；利用所述法线绘制曲面，形成三维图形。本系统在应用过程中，通过二维图形获取单元获取二维图形数据，具体是，将二维图形信息通过数据录入模块录入，通过图形识别模块识别二维图形的全部数据，通过图形参数采集模块采集获取二维图形参数数据；

当二维图形获取单元采集到二维图形参数信息后，由参数转换校正模块参数信息进行校正转换，先是利用转换参数提取模块根据二维图形参数数据进行参数转换，获取三维图形参数，再通过图形参数修正模块对获取的三维图形参数进行修正处理，降低参数转化误差；

最后将修正处理后的三维图形参数信息通过图形参数输入模块输入至三维图形转换单元，经过图形转化模块将三维图形参数生成三维空间模型，在转换过程中，需要利用转换参数整合模块将待生成的三维图形参数进行整合，整合后，通过图形数据生成模块生成三维空间模型，并通过三维图形预览模块对生成的三维空间模型进行展示预览，并通过图形数据修正模块对其进行修正处理，从而即可完成二维图形与三维空间图形的转换，转换后的三维数据可以通过图形数据导出模块导出，经过图形显示模块显示出来，操作简单，而且利用参数转换校正模块对二维参数进行转化修正，再对其参数转化误差进行处理，从而可以降低参数转化误差值，提高转化效率。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。