本發(fā)明實(shí)施例涉及圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于光線投射算法的三維網(wǎng)格生成方法及裝置。

背景技術(shù)：

三維(3-dimension，3D)打印技術(shù)是快速成型領(lǐng)域的一種新興技術(shù)，它是一種與數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，利用各種可粘合材料通過逐層疊加方式構(gòu)造三維模型的技術(shù)。3D打印與傳統(tǒng)的制造相比有明顯的優(yōu)點(diǎn)，3D打印可以直接以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)制造幾乎任意形狀三維實(shí)體，而不像傳統(tǒng)的機(jī)械加工技術(shù)通過切削或鉆孔等工藝或模具等完成制造過程。

目前3D打印的數(shù)字模型獲取主要通過三維建模軟件的編輯得到三維網(wǎng)格，然后由3D打印機(jī)進(jìn)行打印，醫(yī)學(xué)上主要依靠彩色超聲機(jī)器對體數(shù)據(jù)進(jìn)行網(wǎng)格化編碼，然后倒入到支持網(wǎng)格編輯的第三方軟件，如3D Studio Max，通過第三方軟件對體數(shù)據(jù)進(jìn)行剪裁，生成三維網(wǎng)格，然后使用3D打印機(jī)進(jìn)行打印。

這類解決方案的缺陷在于目標(biāo)物體的網(wǎng)格化呈現(xiàn)是由通過第三方軟件的編輯來實(shí)現(xiàn)的，這樣最終輸出的三維網(wǎng)格與超聲機(jī)器上所呈現(xiàn)的三維重建圖像之間是存在差異的，且差異不可控。同時(shí)現(xiàn)有技術(shù)中第三方軟件的三維網(wǎng)格化是通過繪制等值面的方式實(shí)現(xiàn)的，這樣產(chǎn)生的三維網(wǎng)格質(zhì)量不高，與超聲機(jī)器上所呈現(xiàn)的三維重建圖像之間存在較大誤差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明實(shí)施例提供一種基于光線投射算法的三維網(wǎng)格生成方法及裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)中通過第三方軟件生成的三維網(wǎng)格與掃查儀器上呈現(xiàn)的三維重建圖像之間存在差異的技術(shù)問題。

第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種三維網(wǎng)格生成方法，包括：

獲取目標(biāo)物體的三維掃查數(shù)據(jù)，根據(jù)所述三維掃查數(shù)據(jù)建立所述目標(biāo)物體的三維模型；

確定投射光線在所述三維模型上的終止點(diǎn)位置；

根據(jù)所述終止點(diǎn)位置，生成所述目標(biāo)物體的三維網(wǎng)格。

可選的，所述確定投射光線在所述三維模型上的終止點(diǎn)位置，包括：

預(yù)設(shè)透射曲線，根據(jù)所述透射曲線的特征參數(shù)，確定投射光線在所述三維模型上的終止點(diǎn)位置，所述特征參數(shù)包括閾值參數(shù)和斜率參數(shù)。

可選的，所述確定投射光線在所述三維模型上的終止點(diǎn)位置，包括：

記錄所述投射光線在所述三維模型上的入射點(diǎn)位置和出射點(diǎn)位置；

根據(jù)所述入射點(diǎn)位置、出射點(diǎn)位置和所述透射曲線的特征參數(shù)，計(jì)算所述投射光線在所述三維模型上的終止點(diǎn)位置。

可選的，所述確定投射光線在所述三維模型上的終止點(diǎn)位置之后，還包括：

去除所述終止點(diǎn)位置中的奇異點(diǎn)位置，得到平滑終止點(diǎn)位置；

根據(jù)所述終止點(diǎn)位置，生成所述目標(biāo)物體的三維網(wǎng)格，包括：

根據(jù)所述平滑終止點(diǎn)位置，利用網(wǎng)格生成算法生成所述目標(biāo)物體的三維網(wǎng)格。

可選的，根據(jù)所述終止點(diǎn)位置，生成所述目標(biāo)物體的三維網(wǎng)格之后，還包括：

根據(jù)所述三維網(wǎng)格生成所述目標(biāo)物體的表面網(wǎng)格模型；

將所述表面網(wǎng)格模型存儲(chǔ)為預(yù)設(shè)格式；

按照所述預(yù)設(shè)格式讀取所述表面網(wǎng)格模型，進(jìn)行三維打印。

第二方面，本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種三維網(wǎng)格生成裝置，包括：

數(shù)據(jù)獲取模塊，用于獲取目標(biāo)物體的三維掃查數(shù)據(jù)，根據(jù)所述三維掃查數(shù)據(jù)建立所述目標(biāo)物體的三維模型；

位置確定模塊，用于確定投射光線在所述三維模型上的終止點(diǎn)位置；

網(wǎng)格生成模塊，用于根據(jù)所述終止點(diǎn)位置，生成所述目標(biāo)物體的三維網(wǎng)格。

可選的，所述位置確定模塊，具體用于預(yù)設(shè)透射曲線，根據(jù)所述透射曲線的特征參數(shù)，確定投射光線在所述三維模型上的終止點(diǎn)位置，所述特征參數(shù)包括閾值參數(shù)和斜率參數(shù)。

可選的，所述位置確定模塊包括：

記錄單元，用于記錄所述投射光線在所述三維模型上的入射點(diǎn)位置和出射點(diǎn)位置；

計(jì)算單元，用于根據(jù)所述入射點(diǎn)位置、出射點(diǎn)位置和所述透射曲線的特征參數(shù)，計(jì)算所述投射光線在所述三維模型上的終止點(diǎn)位置。

可選的，所述裝置還包括

去除模塊，用于去除所述終止點(diǎn)位置中的奇異點(diǎn)位置，得到平滑終止點(diǎn)位置；

所述網(wǎng)格生成模塊具體用于根據(jù)所述平滑終止點(diǎn)位置，利用網(wǎng)格生成算法生成所述目標(biāo)物體的三維網(wǎng)格。

可選的，所述裝置還包括：

網(wǎng)格模型生成模塊，用于根據(jù)所述三維網(wǎng)格生成所述目標(biāo)物體的表面網(wǎng)格模型；

存儲(chǔ)模塊，用于將所述表面網(wǎng)格模型存儲(chǔ)為預(yù)設(shè)格式；

三維打印模塊，用于按照所述預(yù)設(shè)格式讀取所述表面網(wǎng)格模型，進(jìn)行三維打印。

本發(fā)明實(shí)施例提供的基于光線投射算法的三維網(wǎng)格生成方法和裝置，通過獲取目標(biāo)物體的三維掃查數(shù)據(jù)，根據(jù)三維掃查數(shù)據(jù)建立目標(biāo)物體的三維模型，利用光線投射算法，確定投射光線在三維模型上的終止點(diǎn)位置，根據(jù)所述終止點(diǎn)位置，生成目標(biāo)物體的三維網(wǎng)格。采用上述技術(shù)方案，目標(biāo)物體的三維網(wǎng)格是在掃查儀器上直接生成，最大程度的還原了掃查儀器上呈現(xiàn)的三維重建圖像，滿足所見即所得，可以避免現(xiàn)有技術(shù)中通過第三方軟件生成的三維網(wǎng)格與掃查儀器上呈現(xiàn)的三維重建圖像之間存在差異的技術(shù)問題。

附圖說明

通過閱讀參照以下附圖所作的對非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更明顯：

圖1是本發(fā)明實(shí)施例一提供的一種基于光線投射算法的三維網(wǎng)格生成方法的流程示意圖；

圖2是本發(fā)明實(shí)施例二提供的一種基于光線投射算法的三維網(wǎng)格生成方法的流程示意圖；

圖3是本發(fā)明實(shí)施例二提供的透射曲線的示意圖；

圖4a是本發(fā)明實(shí)施例二提供的透射曲線低閾值和斜率時(shí)投射光線在體數(shù)據(jù)中傳輸?shù)氖疽鈭D；

圖4b是本發(fā)明實(shí)施例二提供的透射曲線高閾值和斜率時(shí)投射光線在體數(shù)據(jù)中傳輸?shù)氖疽鈭D；

圖5是本發(fā)明實(shí)施例二提供的確定投射光線在三維模型上的終止點(diǎn)位置的方法的流程示意圖；

圖6是本發(fā)明實(shí)施例二提供的外包圍盒概念的示意圖；

圖7是本發(fā)明實(shí)施例三提供的一種基于光線投射算法的三維網(wǎng)格生成方法的流程示意圖；

圖8是本發(fā)明實(shí)施例四提供的一種基于光線投射算法的三維網(wǎng)格生成裝置的結(jié)構(gòu)框圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明?？梢岳斫獾氖?，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用于解釋本發(fā)明，而非對本發(fā)明的限定。另外還需要說明的是，為了便于描述，附圖中僅示出了與本發(fā)明相關(guān)的部分而非全部結(jié)構(gòu)。

在更加詳細(xì)地討論示例性實(shí)施例之前應(yīng)當(dāng)提到的是，一些示例性實(shí)施例被描述成作為流程圖描繪的處理或方法。雖然流程圖將各步驟描述成順序的處理，但是其中的許多步驟可以被并行地、并發(fā)地或者同時(shí)實(shí)施。此外，各步驟的順序可以被重新安排。當(dāng)其操作完成時(shí)所述處理可以被終止，但是還可以具有未包括在附圖中的附加步驟。所述處理可以對應(yīng)于方法、函數(shù)、規(guī)程、子例程、子程序等等。

實(shí)施例一

圖1是本發(fā)明實(shí)施例一提供的一種基于光線投射算法的三維網(wǎng)格生成方法的流程示意圖，該方法可以由基于光線投射算法的三維網(wǎng)格生成裝置執(zhí)行，其中該裝置可由軟件和/或硬件實(shí)現(xiàn)。如圖1所示，該方法可以包括：

S110、獲取目標(biāo)物體的三維掃查數(shù)據(jù)，根據(jù)所述三維掃查數(shù)據(jù)建立所述目標(biāo)物體的三維模型。

示例性的，對目標(biāo)物體進(jìn)行三維掃查，獲取目標(biāo)物體的三維掃查數(shù)據(jù)，具體的，可以使用超聲掃查儀器對目標(biāo)物體進(jìn)行掃查，也可以使用紅外線掃查儀器對目標(biāo)物體進(jìn)行掃查，還可以使用激光掃查儀器對目標(biāo)物體進(jìn)行掃查，這里對使用的掃查儀器不進(jìn)行限定，只需滿足可以對目標(biāo)物體進(jìn)行三維掃查即可。進(jìn)一步的，獲取目標(biāo)物體的三維掃查數(shù)據(jù)時(shí)，可以使用平行掃查法、扇形掃查法和旋轉(zhuǎn)掃查法中的至少一種掃查目標(biāo)物體，獲取目標(biāo)物體的三維掃查數(shù)據(jù)，然后根據(jù)獲取的三維掃查數(shù)據(jù)建立目標(biāo)物體的三維模型。

S120、確定投射光線在所述三維模型上的終止點(diǎn)位置。

示例性的，基于光線投射算法，確定投射光線在三維模型上的終止點(diǎn)位置，光線投射算法是一種基于圖像序列的直接體繪制算法，可以理解為從圖像的每一個(gè)像素，沿著固定方向(通常是視線方向)發(fā)射一條光線，光線穿越整個(gè)圖像序列，并在這個(gè)過程中，對圖像序列進(jìn)行采樣獲取顏色序列，最后得到的顏色值就是渲染圖像的顏色，這里的顏色值可以理解為三維模型的灰度值。在三維模型中，不同體元的灰度值不相同，不同體元對投射光線的衰減有不同的影響，因此，投射光線在三維模型中終止點(diǎn)位置不同，因此需要確定不同的投射光線在三維模型上的終止點(diǎn)位置。

S130、根據(jù)所述終止點(diǎn)位置，生成所述目標(biāo)物體的三維網(wǎng)格。

示例性的，根據(jù)得到的終止點(diǎn)位置，生成目標(biāo)物體的三維網(wǎng)格，所述三維網(wǎng)格中包括所述終止點(diǎn)位置。具體的，可以使用網(wǎng)格生成算法生成目標(biāo)物體的三維網(wǎng)格，即可以通過使用網(wǎng)格生成算法，尋找一個(gè)最小光滑曲面生成目標(biāo)物體的三維網(wǎng)格。

本發(fā)明實(shí)施例一提供的基于光線投射算法的三維網(wǎng)格生成方法，通過獲取目標(biāo)物體的三維掃查數(shù)據(jù)，根據(jù)三維掃查數(shù)據(jù)建立目標(biāo)物體的三維模型，基于光線投射算法，確定投射光線在三維模型上的終止點(diǎn)位置，最后根據(jù)終止點(diǎn)位置，生成目標(biāo)物體的三維網(wǎng)格。采用上述技術(shù)方案，目標(biāo)物體的三維網(wǎng)格直接在掃查儀器上生成，最大程度的還原了掃查儀器上呈現(xiàn)的三維重建圖像，滿足所見即所得，可以實(shí)時(shí)地生成與掃查儀器上所顯示的三維重建圖像一致的三維網(wǎng)格表面，避免因?yàn)樵诘谌杰浖仙赡繕?biāo)物體的三維網(wǎng)格時(shí)，由于操作精度不高造成的三維網(wǎng)格與三維重建圖像之間存在差異的技術(shù)問題。

實(shí)施例二

圖2是本發(fā)明實(shí)施例二提供的一種基于光線投射算法的三維網(wǎng)格生成方法的流程示意圖，本實(shí)施例以實(shí)施例一為基礎(chǔ)進(jìn)行優(yōu)化。在本實(shí)施例中，將確定投射光線在三維模型上的終止點(diǎn)位置進(jìn)行解釋說明。具體的，參考圖2，基于光線投射算法的三維網(wǎng)格生成方法，可以包括：

S210、獲取目標(biāo)物體的三維掃查數(shù)據(jù)，根據(jù)所述三維掃查數(shù)據(jù)建立所述目標(biāo)物體的三維模型。

示例性的，對目標(biāo)物體進(jìn)行三維掃查，獲取目標(biāo)物體的三維掃查數(shù)據(jù)，然后根據(jù)獲取的三維掃查數(shù)據(jù)建立目標(biāo)物體的三維模型。

S220、預(yù)設(shè)透射曲線，根據(jù)所述透射曲線的特征參數(shù)，確定投射光線在所述三維模型上的終止點(diǎn)位置，所述特征參數(shù)包括閾值參數(shù)和斜率參數(shù)。

示例性的，對于每一條投射光線來說，它所對應(yīng)的入射出射區(qū)間內(nèi)的體元會(huì)對光線的衰減有不同的影響，這種影響可以用透射曲線來表示。在醫(yī)學(xué)上，透射曲線可以用于對不同的組織特性進(jìn)分類。透射曲線函數(shù)主要由閾值和斜率來決定，如圖3所示，圖3中橫坐標(biāo)可以表示體元的灰度值，坐標(biāo)范圍為0-255，縱坐標(biāo)可以表示不透明度，坐標(biāo)范圍為0-1，體元灰度值越大，體元對應(yīng)的不透明度越大，也即對投射光線的衰減作用越大。當(dāng)設(shè)置透射曲線的閾值和斜率不同時(shí)，投射光線在三維模型中的終止點(diǎn)位置不相同，圖4a和圖4b為不同的透射曲線對投射光線在體數(shù)據(jù)中傳輸?shù)挠绊懯疽鈭D，圖4a表示選取低閾值平坦透射曲線時(shí)，光線在體數(shù)據(jù)中的傳輸情況；圖4b表示選取高閾值陡峭透射曲線時(shí)，光線在體數(shù)據(jù)中的傳輸情況。如圖4a和圖4b所示，圖4a中，投射光線可以穿過對應(yīng)的體元，而圖4b中，投射光線終止在體元的表面。因此，通過調(diào)節(jié)透射曲線的閾值和斜率，可以控制投射光線在三維模型中的衰減，確定投射光線的終止點(diǎn)位置，因此，利用光線投射算法繪制三維模型的三維網(wǎng)格時(shí)，透射曲線要盡可能設(shè)置較高的斜率，保證投射光線終止在三維模型的表面。因此，建立目標(biāo)物理的三維模型之后，預(yù)設(shè)透射曲線，根據(jù)投射曲線的特征參數(shù)，即根據(jù)透射曲線的閾值參數(shù)和斜率參數(shù)，確定投射光線在三維模型上的終止點(diǎn)位置。

S230、根據(jù)所述終止點(diǎn)位置，生成所述目標(biāo)物體的三維網(wǎng)格。

示例性的，根據(jù)上述S220中得到的終止點(diǎn)位置，利用網(wǎng)格生成算法生成目標(biāo)物體的三維網(wǎng)格。

本發(fā)明實(shí)施例二提供的基于光線投射算法的三維網(wǎng)格生成方法，獲取目標(biāo)物體的三維掃查數(shù)據(jù)，根據(jù)三維掃查數(shù)據(jù)建立目標(biāo)物體的三維模型，預(yù)設(shè)透射曲線，根據(jù)透射曲線的特征參數(shù)，確定投射光線在所述三維模型上的終止點(diǎn)位置，根據(jù)終止點(diǎn)位置，生成所述目標(biāo)物體的三維網(wǎng)格。采用上述技術(shù)方案，通過預(yù)設(shè)透射曲線，保證投射光線可以終止在三維模型的表面，得到的終止點(diǎn)的位置比較準(zhǔn)確，因此可以得到高質(zhì)量的三維網(wǎng)格，避免現(xiàn)有技術(shù)中采用等值面繪制網(wǎng)格時(shí)產(chǎn)生誤差、網(wǎng)格繪制質(zhì)量不高的技術(shù)問題。

進(jìn)一步的，圖5是本發(fā)明實(shí)施例二提供的在S220中確定投射光線在所述三維模型上的終止點(diǎn)位置，可以包括：

S221、記錄所述投射光線在所述三維模型上的入射點(diǎn)位置和出射點(diǎn)位置。

示例性的，基于光線投射算法，投射光線投射到三維模型的過程可以形象地理解為使用相機(jī)對物體進(jìn)行拍照的過程，投射光線可以理解為相機(jī)拍照時(shí)發(fā)出的光線。對于投射光線在三維模型上的入射點(diǎn)和出射點(diǎn)位置，可以使用外包圍盒的概念進(jìn)行描述，外包圍盒可以理解為一個(gè)比待測物體體積大的規(guī)格的長方體，使用外包圍盒包圍待測物體，其中，外包圍盒內(nèi)中空的位置可以理解為體元灰度值為0的地方，即中空的區(qū)域?qū)ν渡涔饩€的阻擋率為0，這里，待測物體即三維模型。如圖6所示，投射光線投射到外包圍盒上，并進(jìn)一步投射到三維模型上。通過設(shè)置透射曲線的閾值和斜率，保證投射光線終止在三維模型的表面。具體的，假設(shè)投射光線發(fā)出的平面為投射面，則投射面的大小可以表示為[ImageWidth*ImageHeight]，對于某一條確定的投射光線[i，j]，其在三維模型上的入射點(diǎn)位置可以表示為Inpos_ij，出射點(diǎn)位置可以表示為Outpos_ij，其中i∈(1，ImageWidth)，j∈(1，ImageHeight)。

S222、根據(jù)所述入射點(diǎn)位置、出射點(diǎn)位置和所述透射曲線的特征參數(shù)，計(jì)算所述投射光線在所述三維模型上的終止點(diǎn)位置。

示例性的，基于光線投射算法生成三維網(wǎng)格時(shí)，每一條投射光線Ray_ij在三維模型上只有一個(gè)終止點(diǎn)位置，投射光線終止點(diǎn)位置可以表示為PayStopPos[i][j]，并且投射光線終止點(diǎn)位置與入射點(diǎn)位置和出射點(diǎn)位置有關(guān)系，因此，終止點(diǎn)位置、入射點(diǎn)位置和出射點(diǎn)位置之間的關(guān)系用函數(shù)表達(dá)式的形式可以表示為：PayStopPos[i][j]＝f(Inpos_ij，Outpos_ij)。可以理解的是，投射光線終止點(diǎn)位置可以理解為投射光線衰減到0的位置，當(dāng)投射光線的積分到達(dá)1時(shí)，可以計(jì)算投射光線在三維模型上的終止點(diǎn)位置，即其中，x表示投射光線的當(dāng)前位置，具體的，x可以表示從投射面位置作為起始位置，沿投射光線傳播方向的變量，T(x)表示x位置處的不透明度，Inpos_ij表示投射光線入射點(diǎn)位置，StopPos_ij表示投射光線終止點(diǎn)位置。進(jìn)一步的，當(dāng)光線能穿透物體時(shí)，StopPos_ij≥Outpos_ij；當(dāng)光線不能穿透物體時(shí)，StopPos_ij≤Outpos_ij；因此，一個(gè)簡單的選取光線終止點(diǎn)的方式為PayStopPos[i][j]＝min(Outpos_ij，StopPos_ij)。或者，我們也可以采用利用透射曲線來計(jì)算的投射光線終止點(diǎn)位置，其基本思想是利用透射曲線的值作為距離的權(quán)重做積分運(yùn)算，其中，x表示當(dāng)前光線的位置，I(x)表示在x處的體元灰度值。T(I(x))表示對應(yīng)的透射曲線上的取值。這樣，就得到了投射光線投射光線在所述三維模型上的終止點(diǎn)位置Vertex_ij＝(i，j，PayStopPos[i][j])。

基于上述技術(shù)方案，通過透射曲線進(jìn)一步計(jì)算得到終止點(diǎn)位置坐標(biāo)，結(jié)果更加精確

實(shí)施例三

圖7是本發(fā)明實(shí)施例三提供的一種基于光線投射算法的三維網(wǎng)格生成方法的流程示意圖，本實(shí)施例以上述實(shí)施例為基礎(chǔ)進(jìn)行優(yōu)化。在本實(shí)施例中，將根據(jù)所述終止點(diǎn)位置，生成所述目標(biāo)物體的三維網(wǎng)格進(jìn)行解釋說明。具體的，參考圖7，基于光線投射算法的三維網(wǎng)格生成方法，可以包括：

S310、獲取目標(biāo)物體的三維掃查數(shù)據(jù)，根據(jù)所述三維掃查數(shù)據(jù)建立所述目標(biāo)物體的三維模型。

示例性的，對目標(biāo)物體進(jìn)行三維掃查，獲取目標(biāo)物體的三維掃查數(shù)據(jù)，然后根據(jù)獲取的三維掃查數(shù)據(jù)建立目標(biāo)物體的三維模型。

S320、確定投射光線在所述三維模型上的終止點(diǎn)位置。

示例性的，基于光線投射算法，確定投射光線在三維模型上的終止點(diǎn)位置，具體可以是預(yù)設(shè)透射曲線，根據(jù)所述透射曲線的特征參數(shù)，確定投射光線在所述三維模型上的終止點(diǎn)位置。

S330、去除所述終止點(diǎn)位置中的奇異點(diǎn)位置，得到平滑終止點(diǎn)位置。

示例性的，由于噪聲或者其他組織的遮擋的原因，通過上述方法得到的終止點(diǎn)位置中可能會(huì)有噪聲干擾?？梢岳闷交瑸V波器或者中值濾波器對得到的終止點(diǎn)位置進(jìn)行濾波處理。具體的，平滑濾波器是一種低通濾波器，可以通過縮小高頻，擴(kuò)大低頻取出終止點(diǎn)位置中的奇異點(diǎn)位置，得到平滑的終止點(diǎn)位置，例如，一個(gè)簡單的三階平滑濾波器可以表示如下：中值濾波器是一種非線性數(shù)字濾波器，中值濾波器通過使用奇數(shù)個(gè)采樣組成的觀察窗實(shí)現(xiàn)對終止點(diǎn)位置中的奇異點(diǎn)進(jìn)行去除。

S340、根據(jù)所述平滑終止點(diǎn)位置，利用網(wǎng)格生成算法生成所述目標(biāo)物體的三維網(wǎng)格。

示例性的，根據(jù)得到的平滑終止點(diǎn)位置，利用網(wǎng)格生成算法生成目標(biāo)物體的三維網(wǎng)格，所述網(wǎng)格生成算法可以為薄板樣條(Thin-Plate Spline，TPS)算法。TPS算法是一種插值算法，通過尋找一個(gè)通過所有的控制點(diǎn)的彎曲最小的光滑面，即通過TPS算法，尋找一個(gè)通過所有平滑終止點(diǎn)位置的彎曲程度最小的光滑面作為三維網(wǎng)格所在的面。具體的，可以是尋找一個(gè)函數(shù)，例如F(x,y)，使其滿足以下條件：F(x,y)＝RayStopPos[x][y]，其中，P≥2。上述函數(shù)可以通過最小化如下公式獲得

本發(fā)明實(shí)施例三提供的基于光線投射算法的三維網(wǎng)格生成方法，獲取目標(biāo)物體的三維掃查數(shù)據(jù)，根據(jù)三維掃查數(shù)據(jù)建立目標(biāo)物體的三維模型，確定投射光線在所述三維模型上的終止點(diǎn)位置，去除所述終止點(diǎn)位置中的奇異點(diǎn)位置，得到平滑終止點(diǎn)位置，根據(jù)所述平滑終止點(diǎn)位置，利用網(wǎng)格生成算法生成所述目標(biāo)物體的三維網(wǎng)格。采用上述技術(shù)方案，根據(jù)平滑終止點(diǎn)位置，利用網(wǎng)格生成算法生成目標(biāo)物體的三維網(wǎng)格，通過去除奇異點(diǎn)，可以保證生成的三維網(wǎng)格更加準(zhǔn)確。

進(jìn)一步的，在生成所述目標(biāo)物體的三維網(wǎng)格之后，所述基于光線投射算法的三維網(wǎng)格生成方法還可以包括：

根據(jù)所述三維網(wǎng)格生成所述目標(biāo)物體的表面網(wǎng)格模型；

將所述表面網(wǎng)格模型存儲(chǔ)為預(yù)設(shè)格式。

按照所述預(yù)設(shè)格式讀取所述表面網(wǎng)格模型，進(jìn)行三維打印。

示例性的，將得到的三維網(wǎng)格進(jìn)行合并，生成所述目標(biāo)物體的表面網(wǎng)格模型，并將生成的表面網(wǎng)格模型存儲(chǔ)為預(yù)設(shè)格式，具體可以是STL格式，STL格式是在計(jì)算機(jī)圖形應(yīng)用系統(tǒng)中，用于表示三角形網(wǎng)格的一種文件格式，按照預(yù)設(shè)的格式，即STL格式，讀取所述表面網(wǎng)格模型，對所述目標(biāo)物體進(jìn)行打印。

實(shí)施例四

圖8是本發(fā)明實(shí)施例四提供的一種基于光線投射算法的三維網(wǎng)格生成裝置的流程示意圖，該裝置可由軟件和/或硬件實(shí)現(xiàn)。如圖8所示，該裝置可以包括：數(shù)據(jù)獲取模塊801，位置確定模塊802和網(wǎng)格生成模塊803；

其中，數(shù)據(jù)獲取模塊801，用于獲取目標(biāo)物體的三維掃查數(shù)據(jù)，根據(jù)所述三維掃查數(shù)據(jù)建立所述目標(biāo)物體的三維模型；位置確定模塊802，用于確定投射光線在所述三維模型上的終止點(diǎn)位置；網(wǎng)格生成模塊803，用于根據(jù)所述終止點(diǎn)位置，生成所述目標(biāo)物體的三維網(wǎng)格。

可選的，位置確定模塊802，具體可以用于預(yù)設(shè)透射曲線，根據(jù)所述透射曲線的特征參數(shù)，確定投射光線在所述三維模型上的終止點(diǎn)位置，所述特征參數(shù)包括閾值參數(shù)和斜率參數(shù)。

可選的，所述位置確定模塊802可以包括：

記錄單元，用于記錄所述投射光線在所述三維模型上的入射點(diǎn)位置和出射點(diǎn)位置；

計(jì)算單元，用于根據(jù)所述入射點(diǎn)位置、出射點(diǎn)位置和所述透射曲線的特征參數(shù)，計(jì)算所述投射光線在所述三維模型上的終止點(diǎn)位置。

可選的，所述裝置還可以包括

去除模塊，用于去除所述終止點(diǎn)位置中的奇異點(diǎn)位置，得到平滑終止點(diǎn)位置；

所述網(wǎng)格生成模塊具體用于根據(jù)所述平滑終止點(diǎn)位置，利用網(wǎng)格生成算法生成所述目標(biāo)物體的三維網(wǎng)格。

可選的，所述裝置還可以包括：

網(wǎng)格模型生成模塊，用于根據(jù)所述三維網(wǎng)格生成所述目標(biāo)物體的表面網(wǎng)格模型；

存儲(chǔ)模塊，用于將所述表面網(wǎng)格模型存儲(chǔ)為預(yù)設(shè)格式；

三維打印模塊，用于按照所述預(yù)設(shè)格式讀取所述表面網(wǎng)格模型，進(jìn)行三維打印。

本發(fā)明實(shí)施例四提供的基于光線投射算法的三維網(wǎng)格生成裝置，與本發(fā)明任意實(shí)施例所提供的基于光線投射算法的三維網(wǎng)格生成方法屬于同一發(fā)明構(gòu)思，可執(zhí)行本發(fā)明任意實(shí)施例所提供的基于光線投射算法的三維網(wǎng)格生成方法，具備執(zhí)行基于光線投射算法的三維網(wǎng)格生成方法相應(yīng)的功能模塊和有益效果。未在本實(shí)施例中詳盡描述的技術(shù)細(xì)節(jié)，可參見本發(fā)明任意實(shí)施例提供的基于光線投射算法的三維網(wǎng)格生成方法。

注意，上述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例及所運(yùn)用技術(shù)原理。本領(lǐng)域技術(shù)人員會(huì)理解，本發(fā)明不限于這里所述的特定實(shí)施例，對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說能夠進(jìn)行各種明顯的變化、重新調(diào)整和替代而不會(huì)脫離本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，雖然通過以上實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了較為詳細(xì)的說明，但是本發(fā)明不僅僅限于以上實(shí)施例，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的情況下，還可以包括更多其他等效實(shí)施例，而本發(fā)明的范圍由所附的權(quán)利要求范圍決定。