專利名稱：活體生物三維數(shù)據(jù)采集和成型法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于制造玩偶、玩具人、物形態(tài)或它們部件的專門方法或合成物，尤其屬于活體生物三維數(shù)據(jù)采集和成型法。
背景技術(shù)：
目前所有人物、動物的立體像都是依靠人工進行制作。批量生產(chǎn)立體像的模具通常是用石膏等塑性材料在立體物上直接澆鑄，因此很難在人或動物的面部直接進行取模，也就無法用工業(yè)的手段為活體生物制作模型。用傳統(tǒng)方法制成的立體像與實物的比例是特定的，要想得到不同比例的立體像要重復(fù)制作過程。
目前，隨著工業(yè)數(shù)控成型設(shè)備、非接觸三維掃描設(shè)備的出現(xiàn)，從原型到實物已不需要人們對原型進行繁瑣的測繪、制圖、再進行加工，而是直接用非接觸三維掃描設(shè)備對實物進行三維數(shù)據(jù)采集，然后用成型設(shè)備直接成型。這種對物體的三維數(shù)據(jù)采集和成型法還只用于制造工業(yè)產(chǎn)品，還從未有人用這種方法來制作活體生物的立體像。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于克服上述缺點，提供一種利用工業(yè)設(shè)備對活體生物進行三維數(shù)據(jù)采集和成型的方法。
本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為一種活體生物三維數(shù)據(jù)采集和成型法，其技術(shù)要點在于用非接觸三維掃描設(shè)備對活體生物原型進行三維數(shù)據(jù)采集，然后用成型設(shè)備成型。
一方面，是工業(yè)上早已應(yīng)用的三維數(shù)據(jù)采集和快速成型的逆向工程，另一方面，是人與動物的立體像還局限于藝術(shù)范疇而遠離平民生活，人們渴望為自己及喜愛的人或動物制作立體像，而不僅僅只是拍平面照片。本發(fā)明突破工業(yè)與民用之間的壁壘，架起工業(yè)技術(shù)民用化的橋梁，克服了逆向工程只在工業(yè)上使用的思維定勢所造成的思維慣性，創(chuàng)造性地將這種工業(yè)化生產(chǎn)模式應(yīng)用于立體像制作上，并產(chǎn)生了出乎意料的技術(shù)效果，滿足了人們制作立體像的愿望，同時大大擴大了逆向工程的應(yīng)用范圍。因此，本發(fā)明創(chuàng)造是一種克服技術(shù)偏見的技術(shù)。
要想得到好的成像效果，就必須采集到真實的三維數(shù)據(jù)，但由于活體生物與實物相比存在著不穩(wěn)定性，其造型具有唯一性和特定性，這給三維數(shù)據(jù)的采集帶來困難。以上所述的用非接觸三維掃描設(shè)備對活體生物原型進行三維數(shù)據(jù)采集，是用非接觸三維掃描設(shè)備對活體生物進行多方位成像。同時針對活體生物的不穩(wěn)定性，本發(fā)明在數(shù)據(jù)采集時，采用與正常拍照不同的方法，取樣順序是從活體造型最不穩(wěn)定的部位開始逐漸到較穩(wěn)定的部位(根據(jù)活體取樣時的具體姿勢而定)，并進行拼接而得到三維數(shù)據(jù)。所謂的最不穩(wěn)定的部位是指活體生物在造型中最容易疲勞的部位。
在對活體生物進行多方位成像時，難免會遇上死角，應(yīng)對死角部位，進行單獨取樣，再拼接到整體中。
在拼接過程中發(fā)現(xiàn)對活體取樣不全的部位要重新進行取樣，再拼接到整體中。
眼皮三維數(shù)據(jù)采集的最佳角度為以鼻梁為中軸線左、右各偏20---35度角取左、右眼的三維數(shù)據(jù)。
立體像分作藝術(shù)像和模型像兩種，要使之忠于原型，必須具備輪廓相似、五官相似，頭型相似，模型像還必須發(fā)型相似。
而現(xiàn)有的非接觸三維掃描設(shè)備無法對絲狀物及黑色物體進行三維數(shù)據(jù)采集，為了能制作出模型像，可在對活體生物三維數(shù)據(jù)采集前，用彩色發(fā)膠對活體生物的毛發(fā)進行噴涂，使之自然結(jié)成塊狀，也可進行造型后成快狀，再進行數(shù)據(jù)采集。
藝術(shù)像的制作可建立發(fā)型、服飾等輔助數(shù)據(jù)庫，根據(jù)需要進行選擇。
本發(fā)明的優(yōu)點在于可直接對人及動物制作模型，由于將立體像轉(zhuǎn)化成了數(shù)字模式，可實現(xiàn)遠程傳輸、比例縮放、美術(shù)處理、按需修改、定制、批量生產(chǎn)，可應(yīng)用快速成型技術(shù)進行成型。
具體實施例方式
下面對本發(fā)明進行詳細的描述一種活體生物三維數(shù)據(jù)采集和成型法，用激光三維掃描儀對活體生物進行多方位成像，在對活體生物三維數(shù)據(jù)采集前，用彩色發(fā)膠對活體生物的毛發(fā)進行噴涂，使之結(jié)成塊狀，再進行數(shù)據(jù)采集，人體取樣時所有的服飾、鞋帽均選用淺色調(diào)，取樣順序是從活體最不穩(wěn)定處開始逐漸到穩(wěn)定，眼皮三維數(shù)據(jù)采集的最佳角度為以鼻梁為中軸線左、右各偏20---35度角取左、右眼的三維數(shù)據(jù)，對活體整體成像的死角部位，如身體、四肢的彎曲部位，進行單獨取樣，對各次采集到的數(shù)據(jù)進行拼接而得到三維數(shù)據(jù)，在拼接過程中一旦發(fā)現(xiàn)取樣不全，可對活體取樣不全的部位進行重新取樣，再拼接到整體中，采集數(shù)據(jù)完成后用快速成型設(shè)備RP或CNC成型。建立發(fā)型、服飾數(shù)據(jù)庫，對成型設(shè)備成型的立體像進行后期修飾處理，制成成品。
實施例1，制作人體半身正面立體像。人物穿淺色調(diào)的服飾、鞋，用彩色發(fā)膠對活體生物的毛發(fā)進行噴涂，使之結(jié)成塊狀，此時最不穩(wěn)定的部位是人物的面部表情，用照像式三維掃描儀對人體以鼻梁為中軸線拍攝正面像，以鼻梁為中軸線向左、右各偏35度角拍攝左、右眼的三維數(shù)據(jù)，再拍攝人體左、右、后側(cè)及頭頂像，完成人體三維數(shù)據(jù)采集，應(yīng)用Geomagic軟件對已拍攝的各個面的圖像進行拼接，整理，輸出STC格式的立體圖像(按所需的比例進行縮放)，然后用成型設(shè)備成型，進行后期表面打磨、上色。
實施例2，制作人物翹著二郎腿坐姿全身塑像的全過程
一、人物身著淺蘭色夾克衫、淺灰褲、白皮鞋，坐于無靠背圓椅，翹二郎腿坐好；二、拍攝1、先從最不穩(wěn)定的下身翹著的腿開始拍攝，取主、后視圖、俯、仰視圖、左、右視圖6個方位進行拍攝，由于彎折的膝蓋內(nèi)側(cè)為死角，以其為主視圖再拍一張；2、拍攝上身主、后視圖、左、右視圖4個方位；3、拍攝頭部以鼻梁為中軸拍攝正面像，以鼻梁為中軸向左、右各側(cè)20度拍攝，再拍攝頭部左、右、后、頂部各一張，頭部共7張；三、應(yīng)用Geomagic軟件對已拍攝的各個面的圖像進行拼接，整理，并從發(fā)型庫中選取人物滿意的發(fā)型，與人物圖像進行拼接，輸出STC格式的立體圖像(按所需的比例進行縮放)。
四、應(yīng)用SCA激光快速成型設(shè)備制作出實物模型；五、進行后期表面打磨、上色。
權(quán)利要求
1.活體生物三維數(shù)據(jù)采集和成型法，其特征在于用非接觸三維掃描設(shè)備對活體生物原型進行三維數(shù)據(jù)采集，然后用成型設(shè)備成型。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的活體生物三維數(shù)據(jù)采集和成型法，其特征在于所述的用非接觸三維掃描設(shè)備對活體生物原型進行三維數(shù)據(jù)采集，是用非接觸三維掃描設(shè)備對活體生物進行多方位成像，取樣順序是從活體最不穩(wěn)定處開始逐漸到穩(wěn)定，并進行拼接而得到三維數(shù)據(jù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的活體生物三維數(shù)據(jù)采集和成型法，其特征在于對活體整體成像的死角部位，進行單獨取樣，再拼接到整體中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的活體生物三維數(shù)據(jù)采集和成型法，其特征在于對活體取樣不全的部位進行重新取樣，再拼接到整體中。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的活體生物三維數(shù)據(jù)采集和成型法，其特征在于眼皮三維數(shù)據(jù)采集的最佳角度為以鼻梁為中軸線左、右各偏20---35度角取左、右眼的三維數(shù)據(jù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的活體生物三維數(shù)據(jù)采集和成型法，其特征在于在對活體生物三維數(shù)據(jù)采集前，用彩色發(fā)膠對活體生物的毛發(fā)進行噴涂，使之結(jié)成塊狀，再進行數(shù)據(jù)采集。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的活體生物三維數(shù)據(jù)采集和成型法，其特征在于建立發(fā)型、服飾數(shù)據(jù)庫，對成型設(shè)備成型的立體像進行后期修飾處理，制成成品。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的活體生物三維數(shù)據(jù)采集和成型法，其特征在于人體取樣時所有的服飾、鞋帽均選用淺色調(diào)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的活體生物三維數(shù)據(jù)采集和成型法，其特征在于所用非接觸三維掃描設(shè)備為照像式三維掃描儀。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的活體生物三維數(shù)據(jù)采集和成型法，其特征在于所用快速成型設(shè)備為RP或CNC。
全文摘要
本發(fā)明屬于制造玩偶、玩具人、物形態(tài)或它們部件的專門方法或合成物，尤其屬于活體生物三維數(shù)據(jù)采集和成型法。本發(fā)明為一種活體生物三維數(shù)據(jù)采集和成型法，其技術(shù)要點在于用非接觸三維掃描設(shè)備對活體生物原型進行三維數(shù)據(jù)采集，然后用成型設(shè)備成型。本發(fā)明的優(yōu)點在于可直接對人及動物制作模型，由于將立體像轉(zhuǎn)化成了數(shù)字模式，可實現(xiàn)遠程傳輸、比例縮放、美術(shù)處理、按需修改、定制、批量生產(chǎn)，可應(yīng)用快速成型技術(shù)進行成型。
文檔編號A63H9/00GK101052133SQ20061007680
公開日2007年10月10日 申請日期2006年4月6日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月6日
發(fā)明者黃則林 申請人:黃則林