本发明公开了广告字3D模型生成方法，包括如下步骤：(1)对文字轮廓进行Delaunay轮廓三角化；(2)生成文字轮廓中心线；(3)用中心线对轮廓3D进行剖分网格，得到对称的轮廓三角网格BaseMesh，BaseMesh为外壁基础网格；(4)对基础网格进行细分，得到外壁网格OutMesh；(5)拉伸网格，生成3D网格；(6)平滑网格；(7)内壁基础网格的生成；(8)重复上述步骤(4)‑(6)生成内壁3D网格。轮廓三角网格BaseMesh以中心线为对称分布在文字轮廓内，OutMesh进一步细化BaseMesh，提高拉伸后3D模型的精度，以中心线为基准拉伸OutMesh后，对3D网格进行平滑，得到外壁3D网格。以相同的BaseMesh作为内壁的基础网格，并重复步骤(4)‑(6)生成内壁3D网格，从而完成广告字3D模型生成。
1.广告字3D模型生成方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)对文字轮廓进行Delaunay轮廓三角化；
(3)根据中心线对文字轮廓进行网格化处理，生成外壁网格；
(4)拉伸网格，生成外壁3D网格：p0为边界点，p1为中心点，计算分割点位置：如果拉伸成直线，新的顶点P(x,y,z)：x坐标：P(x)＝p0(x)+[p1(x)‑p0(x)]*r1；
y坐标：P(y)＝p0(y)+[p1(y)‑p0(y)]*r1；
其中，r1为当前点的比例，h为设定高度；记录每个新生成的点对应的边界点；
如果拉伸成圆弧，新的顶点按椭圆计算，新的顶点P(x,y,z)：x坐标：
其中，r1为当前点的比例，a为边界点和中心点距离，b为拉伸高度，记录每个新生成的点对应的边界点；
1)计算边界轮廓的上每个顶点的角度，当角度大于160度时，对应的新生成的点需要平滑处理；
2)按z坐标值，搜索网格的等高线，得到一系列的等高线；
3)对每一条等高线的点，搜索其左右邻接点，邻接的点的条件是对应的边界边上的原始边界点不相同；
4)得到其左右邻接点后，计算每个点到原始轮廓线的距离，然后根据其左右邻接点到原始轮廓线距离，沿着顶点边方向调整顶点位置：p＝p+(ori‑p)*λ*[len‑newLen]/len；
newLen＝(left*w1+right*w2)/(w1+w2)；
其中p为当前点，ori为其原始点，len为当前点到轮廓的距离，left，right分别为左右点到轮廓的距离，λ为系数，w1为p和左边邻接点距离的倒数，w2为p和右边邻接点距离的倒数；当p的左右邻接点有一个不需要调整时，直接将p点调整调整到p与左右邻接点的连线上；
(7)重复上述步骤(4)‑(5)生成内壁3D网格。
2.根据权利要求1所述广告字3D模型生成方法，其特征在于：所述步骤(3)具体步骤为：用中心线对轮廓进行网格剖分，得到对称的轮廓三角网格BaseMesh，BaseMesh为外壁基础网格。
3.根据权利要求2所述广告字3D模型生成方法，其特征在于：所述步骤(3)还包括对BaseMesh进行细分，得到外壁网格OutMesh。
4.根据权利要求3所述广告字3D模型生成方法，其特征在于：步骤(3)中，在生成BaseMesh时，顶点被分成边界点和中心点，对每个三角形的非边界边按照比例r1分成大于2及以上的段数，分成的段数根据网格边平均长度除以一个设定的长度得到，然后依次连接点，得到新的网格作为外壁网格OutMesh。
5.根据权利要求4所述广告字3D模型生成方法，其特征在于：步骤(3)中，若不平均分割非边界边，中间间距大于两头间距。
6.根据权利要求1所述广告字3D模型生成方法，其特征在于：步骤(5)还包括：
5)将等高线上的点，根据左右邻接点再次进行多次迭代，计算当前点和原始点与左右邻接点的交点inter，计算当前点和左右点角度：p＝p+(inter‑p)*γ，γ＝(当前角度‑原始角度)/(180‑原始角度)；
在迭代调整时如果当前点的角度已经大于原始点角度就不需要调整。
7.根据权利要求1所述广告字3D模型生成方法，其特征在于：步骤(6)中，内壁基础网格的生成具体方法为：内壁的网格采用同一个基础网格，对轮廓进行向内偏移，偏移的距离为壁厚，将偏移后的轮廓线与基础网格进行切割，得到内壁的基础网格。
广告字3D模型生成方法
技术领域
[0001] 本发明属于3D文字领域，具体涉及广告字3D模型生成方法。
背景技术
[0002] 广告字通常为立体的薄壁等高字，中间为空心，可用于安装发光装置。这种薄壁等高字的3D模型没有专门的软件和生成方法，一般来说有以下两种方式：
[0003] 1、先使用绘图软件设计广告字，再通过3D软件对文字分片建模然后拼接。
[0004] 2、将雕刻路径转换成3D模型。
[0005] 第一种方法较为繁琐，设计复杂字体时需要消耗较多人力，提高广告字的制作成本，且分片建模精度不够，最后生成的3D模型不够光滑。第二种方法同样具有精度不足的问
题。因此需要一种简单高效的广告字3D模型生成方法。
发明内容
[0006] 本发明的目的在于提供广告字3D模型生成方法，可一键生成3D模型，简单高效，降低人工费用，且3D模型平滑。
[0007] 为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
[0008] 广告字3D模型生成方法，其特征在于，包括如下步骤：
[0009] (1)对文字轮廓进行Delaunay轮廓三角化；
[0010] (2)生成文字轮廓中心线；
[0011] (3)根据中心线对文字轮廓进行网格化处理，生成外壁网格；
[0012] (4)拉伸网格，生成外壁3D网格；
[0013] (5)调整网格；
[0014] (6)生成内壁网格；
[0015] (7)重复上述步骤(4)‑(5)生成内壁3D网格。
[0016] 在文字轮廓内沿着中心线生成对称网格，再将网格向上拉伸后进行适当调整平滑形成外壁3D网格，接着通过相同步骤生成对应的内壁3D网格，从而生成3D模型。这种方法可
一键生成3D模型，简单高效，降低人工费用，且3D模型平滑。
[0017] 优选的，步骤(3)具体步骤为：用中心线对轮廓进行网格剖分，得到对称的轮廓三角网格BaseMesh，BaseMesh为外壁基础网格。轮廓三角网格BaseMesh以中心线为对称分布
在文字轮廓内，使拉伸后3D文字的形状规则。
[0018] 优选的，步骤(3)还包括对BaseMesh进行细分，得到外壁网格OutMesh。OutMesh进一步细化BaseMesh，提高拉伸后3D模型的精度和光滑度。
[0019] 优选的，步骤(3)中，在生成BaseMesh时，顶点被分成边界点和中心点，对每个三角形的非边界边按照比例r1分成若干段，分成的段数根据网格边平均长度除以一个设定的长
度得到，然后依次连接点，得到新的网格作为外壁网格OutMesh。这种方法可以较为均匀地
精细切割文字轮廓，形成细化的Outmesh，从而提高3D模型的精度，便于拉伸和后续的平滑。
[0020] 优选的，步骤(3)中，若不平均分割非边界边，中间间距大于两头间距。拉伸后形成的3D模型两头可以更加光滑而且顶点数可以更少。
[0021] 优选的，步骤(4)中，p0为边界点，p1为中心点，计算分割点位置:
[0022] 如果拉伸成直线，新的顶点P(x,y,z)：
[0023] x坐标：P(x)＝p0(x)+[p1(x)‑p0(x)]*r1；
[0024] y坐标：P(y)＝p0(y)+[p1(y)‑p0(y)]*r1；
[0025] z坐标：P(z)＝h*r1；
[0026] 其中，r1为当前点的比例，h为设定高度。通过方程计算出新的顶点P的坐标并记载每个顶点坐标。
[0027] 优选的，步骤(4)中，如果拉伸成圆弧，新的顶点按椭圆计算，新的顶点P(x,y,z)：
[0028] x坐标：
[0029] y坐标：
[0030] z坐标：P(z)＝b*r1；
[0031] 其中，r1为当前点的比例，a为椭圆的边界点和中心点距离，b为椭圆的拉伸高度，记录每个新生成的点对应的边界点，用于后期的调整。
[0032] 优选的，步骤(5)中，具体平滑网格的方法为：
[0033] 1)计算边界轮廓的上每个顶点的角度，当角度大于160度时，对应的新生成的点需要平滑处理；
[0034] 2)按z坐标值，搜索网格的等高线，得到一系列的等高线；
[0035] 3)对每一条等高线的点，搜索其左右邻接点，邻接的点的条件是对应的边界边上的原始边界点不相同；
[0036] 4)得到其左右邻接点后，计算每个点到原始轮廓线的距离，然后根据其左右邻接点到原始轮廓线距离，沿着顶点边方向调整顶点位置：
[0037] p＝p+(ori‑p)*λ*[len‑newLen]/len；
[0038] newLen＝(left*w1+right*w2)/(w1+w2)；
[0039] 其中p为当前点，ori为其原始点，len为当前点到轮廓的距离，left,right分别为左右点到轮廓的距离，λ为系数，w1为p和左边邻接点距离的倒数，w2为p和右边邻接点距离
的倒数；当p的左右邻接点有一个不需要调整时，直接将p点调整调整到p与左右邻接点的连
线上。
[0040] 拉伸后有些曲面会向内凹，为了将这些内凹曲面向外平滑，根据该方程调整内凹曲面上顶点的位置，实现网格的平滑。
[0041] 优选的，步骤(5)还包括：
[0042] 5)将等高线上的点，根据上一个和下一个邻接点再次进行多次迭代，计算当前点和原始点与左右邻接点的交点inter，计算当前点和左右点角度：
[0043] p＝p+(inter‑p)*γ，γ＝(当前角度‑原始角度)/(180‑原始角度)；在迭代调整时如果当前点的角度已经大于原始点角度就不需要调整。
[0044] 迭代平滑进一步平滑网格，使3D文字更加光滑。
[0045] 优选的，步骤(6)中，内壁基础网格的生成具体方法为：内壁的网格采用同一个基础网格，对轮廓进行向内偏移，偏移的距离为壁厚，将偏移后的轮廓线与基础网格进行切
割，得到内壁的基础网格。使用同一个基础网格使内外壁尽可能的均匀，也节省了重新生成
基础网格的步骤。
[0046] 由于采用上述技术方案，本发明具有以下有益效果：
[0047] 轮廓三角网格BaseMesh以中心线为对称分布在文字轮廓内，OutMesh进一步细化BaseMesh，提高拉伸后3D模型的精度，以中心线为基准拉伸OutMesh后，对3D网格进行平滑，
得到外壁3D网格。以相同的BaseMesh作为内壁的基础网格，并重复步骤生成内壁3D网格，从
而完成薄壁等高字3D模型生成。只要倒入广告字的轮廓，就可以自动生成薄壁等高字3D模
型，该方法简单高效，无需人工设计字体，减少人工成本，且3D模型平滑。
附图说明
[0048] 下面根据附图对本发明作进一步说明。
[0049] 图1为本发明中外壁的BaseMesh的示意图；
[0050] 图2为本发明中BaseMesh中具有一个中心点和两个边界点的三角形的示意图；
[0051] 图3为本发明中BaseMesh中具有一个边界点和两个中心点的三角形的示意图；
[0052] 图4为本发明中OutMesh的示意图；
[0053] 图5为本发明中拉伸OutMesh后形成的3D文字的示意图；
[0054] 图6为本发明中3D文字平滑前的示意图；
[0055] 图7为本发明中3D文字平滑后的示意图；
[0056] 图8为本发明中内壁基础网格的示意图；
[0057] 图9为本发明中最终生成3D文字的示意图。
具体实施方式
[0058] 广告字3D模型生成方法，其特征在于，包括如下步骤：
[0059] (1)对文字轮廓进行Delaunay轮廓三角化。
[0060] (2)生成文字轮廓中心线。
[0061] (3)用中心线对轮廓进行网格剖分，得到对称的轮廓三角网格BaseMesh，BaseMesh为外壁基础网格，如图1所示。
[0062] (4)对基础网格进行细分，得到外壁网格OutMesh：
[0063] 如图2和图3所示，在生成基础网格时，顶点被分成边界点1和中心点2，对每个三角形的非边界边按照比例r1分成若干段，分成的段数根据网格边平均长度除以一个设定的长
度得到，然后依次连接点，得到新的网格作为外壁网格OutMesh，如图4所示。这种方法可以
较为均匀地精细切割文字轮廓，形成细化的Outmesh，从而提高3D模型的精度和光滑度。若
不平均分割非边界边，中间间距大于两头间距。拉伸后形成的3D模型两头可以更加光滑而
且顶点数可以更少。
[0064] (5)拉伸网格，生成3D网格：
[0065] p0为边界点1，p1为中心点2，计算分割点位置:
[0066] 如果拉伸成直线，新的顶点P(x,y,z)：
[0067] x坐标：P(x)＝p0(x)+[p1(x)‑p0(x)]*r1；
[0068] y坐标：P(y)＝p0(y)+[p1(y)‑p0(y)]*r1；
[0069] z坐标：P(z)＝h*r1；
[0070] 其中，r1为当前点的比例，h为设定高度。通过方程计算出新的顶点P的坐标并记载每个顶点坐标。
[0071] 如果拉伸成圆弧，新的顶点按椭圆计算，新的顶点P(x,y,z)：
[0072] x坐标：
[0073] y坐标：
[0074] z坐标：P(z)＝b*r1；
[0075] 其中，r1为当前点的比例，a为椭圆的边界点和中心点距离，b为椭圆的拉伸高度，记录每个新生成的点对应的边界点1，用于后期的平滑。拉伸后3D文字如图5所示。
[0076] (6)平滑网格：
[0077] 1)计算边界轮廓的上每个顶点的角度，当角度大于160度时，对应的新生成的点需要平滑处理；
[0078] 2)按z坐标值，搜索网格的等高线，得到一系列的等高线；
[0079] 3)对每一条等高线的点，搜索其左右邻接点，邻接的点的条件是对应的边界边上的原始边界点1不相同；
[0080] 4)得到其左右邻接点后，计算每个点到原始轮廓线的距离，然后根据其左右邻接点到原始轮廓线距离，沿着顶点边方向调整顶点位置：
[0081] p＝p+(ori‑p)*λ*[len‑newLen]/len；
[0082] newLen＝(left*w1+right*w2)/(w1+w2)；
[0083] 其中p为当前点，ori为其原始点，len为当前点到轮廓的距离，left,right分别为左右点到轮廓的距离，λ为系数，w1为p和左边邻接点距离的倒数，w2为p和右边邻接点距离
的倒数；当p的左右邻接点有一个不需要调整时，直接将p点调整调整到p与左右邻接点的连
线上。
[0084] 5)将等高线上的点，根据上一个和下一个邻接点再次进行多次迭代，计算当前点和原始点与左右邻接点的交点inter，计算当前点和左右点角度：
[0085] p＝p+(inter‑p)*γ，γ＝(当前角度‑原始角度)/(180‑原始角度)；在迭代调整时如果当前点的角度已经大于原始点角度就不需要调整。
[0086] 迭代平滑进一步平滑网格，使3D文字更加光滑。
[0087] 如图6所示，拉伸后有些曲面会向内凹，为了将这些内凹曲面向外平滑，根据该方程调整内凹曲面上顶点的位置，实现网格的平滑，迭代平滑进一步平滑网格，使3D文字没有
向内凹陷的曲面，平滑后的3D文字如图7所示。
[0088] (7)内壁基础网格的生成：
[0089] 如图8所示，内壁基础网格的生成具体方法为：内壁的网格采用同一个基础网格，对轮廓进行向内偏移，偏移的距离为壁厚，将偏移后的轮廓线与基础网格进行切割，得到内
壁的基础网格。使用同一个基础网格使内外壁尽可能的均匀，也节省了重新生成基础网格
的步骤。
[0090] (8)重复上述步骤(4)‑(6)生成内壁3D网格。
[0091] 轮廓三角网格BaseMesh以中心线为对称分布在文字轮廓内，OutMesh进一步细化BaseMesh，提高拉伸后3D模型的精度，以中心线为基准拉伸OutMesh后，对3D网格进行平滑，
得到外壁3D网格。以相同的BaseMesh作为内壁的基础网格，并重复步骤(4)‑(6)生成内壁3D
网格，从而完成广告字3D模型生成，最终得到的3D字体如图9所示。
[0092] 以上仅为本发明的具体实施例，但本发明的技术特征并不局限于此。任何以本发明为基础，为解决基本相同的技术问题，实现基本相同的技术效果，所作出地简单变化、等
同替换或者修饰等，皆涵盖于本发明的保护范围之中。
