[發明專利]基于弱混沌圖形的3D飾品制備方法

無效

• 申請號: 200910097540.5
• 申請日: 2009-04-09
• 公開（公告）號: CN101533530A
• 公開（公告）日: 2009-09-16
• 發明（設計）人: 袁楓;金耀;張聿
• 申請（專利權）人: 浙江理工大學
• 主分類號: G06T17/00
• 分類號: G06T17/00;G06T17/20;G06T15/00
• 代理公司: 浙江翔隆專利事務所
• 代理人: 戴曉翔

【所屬技術領域】

本發明涉及一種飾品制備方法，尤其涉及一種基于弱混沌圖形的3D飾品制備方法。

【背景技術】

傳統的飾品設計相當繁復，完全依靠設計師的靈感來進行創造手工設計。同時，還需要經過計算機修繕設計稿、版型設計等。設計較為單一，且用時漫長。結合鑄造工藝，目前飾品的設計生產主要分為三大類。

(一)精密復雜的高端飾品：運用手繪設計稿或組合式設計(組合式設計”指的是手工設計與軟件設計的結合，將手工設計稿輸入計算機，通過計算機軟件將收工設計稿設計成電子設計稿，最后轉化成快速成型設備能識別的文件輸入快速成型設備即可。)，采用雕刻、花絲、串寶等傳統工藝的制作。

(二)低端的產品：主要運用組合式設計，采用現代化精密的澆鑄工藝、機械加工等方法來實現。

(三)新型技術：CAD/CAM技術以及快速成型技術的產生為飾品的生產制造提供了新的可能。設計師及工匠脫離了從二維圖像到三維立體漫長的校對過程，直接通過快速成型機來進行圖案識別及制作，且成品較為精致。但是，設計稿的原形還是手工設計的手稿。

在經濟發展快速、消費趨勢日漸多元的現代社會，飾品在設計生產方面暴露出幾點不足：

(一)設計過程相當繁雜。無論是純手繪的設計還是組合式設計，受人工制約，且圖案設計慢(對于組合式設計來說，同一設計稿需要兩次的設計操作，設計更慢)，生產周期長，難以滿足差異化、多元化的消費市場。

(二)圖案設計受人腦的制約，短時間內難以創造出新的設計。

(三)傳統工藝制造的飾品出貨速度與精細度不成正比，影響產品的品質。

【發明內容】

本發明的目的在于提供一種基于弱混沌圖形的3D飾品制備方法，將2D弱混沌圖形運用曲面造型手段完成3D飾品的設計，設計速度快，所制備的飾品精度高，且還能使飾品的外觀形狀變化無窮、美觀新奇，突破人的靈感限制，且造型可控性強，解決現有技術存在的上述缺陷。

本發明解決現有技術問題所采用的技術方案是：基于弱混沌圖形的3D飾品制備方法，其步驟包括：(一)、生成弱混沌圖形；(二)、處理弱混沌圖形，其特征在于：(三)、將處理過的弱混沌圖形生成3D點云；(四)、對3D點云進行網格重構形成網格曲面；(五)、將網格曲面封閉形成3D閉合曲面；(六)、將3D閉合曲面轉化成快速成型設備能識別的文件，將該文件輸入快速成型設備進行成形加工，完成3D飾品的制備。本發明主要開發以均勻隨機網與準規則斑圖為主的弱混沌圖形。均勻隨機網是由共振扭轉映射滿足一定條件下產生的。準規則斑圖則是根據弱混沌條件下非線性動力學系統的特點，通過對準對稱隨機網進行平滑的操作形成的。由于本發明目的是將2D弱混沌圖形形成3D閉合曲面的造型，最后將3D閉合曲面的數據輸送到快速成型設備進行加工，即可得到3D飾品。把原不可視的弱混沌動力學領域里高能粒子運動軌跡轉化為美學信息，根據非線性動力學原理進行無窮無盡的圖形變化與轉換，同時，可根據需要對生成的圖形進行選擇性的“邊界勾勒”(即截取弱混沌圖形上的局部)，外觀控制的自由度很大。把成為藝術題材，從而有效地擴展了飾品設計視野，形成的飾品外觀豐富新奇，因而具有較高的商業應用價值。通過計算機將2D圖形轉化為3D模型，設計精度較高、因此制作的品質較好，能較好地滿足多元化、個性化、時尚化的市場趨勢。

作為對上述技術方案的進一步完善和補充，本發明采用如下技術措施：所述的處理弱混沌圖形的步驟包括：裁剪弱混沌圖形區域；所述的將處理過的弱混沌圖形生成3D點云的步驟為：對裁剪的弱混沌圖形進行灰度轉換，由2D圖像轉換成3D點云，其定義域為2D圖像的裁剪區域，而其點的高度為關于2D圖像像素點的灰度值的函數；接著，將生成的3D點云進行去噪處理。將平面圖形轉化為3D點云。

所述的將3D點云進行網格重構形成網格曲面的步驟為：首先將3D點云投影到X-Y平面上，形成投影域點云，并根據其分布，對包含投影域點云的X-Y平面區域按橫向和縱向劃分成四邊形網格，然后對落在投影域內的每個四邊形，選擇其中一條邊連接以進行三角剖分，若四邊形中只有三個點落在投影域內，則直接連接該三點；最后將完成三角剖分后的投影域網格，保持拓撲關系和原3D點云坐標值不變，映射回3D空間，從而形成3D網格曲面。將3D點云轉化為3D曲面。

所述的將3D點云曲面重構形成網格曲面的步驟還包括網格曲面優化，網格曲面優化的步驟包括：a)對三角進行交互操作、減少狹長三角形；b)刪除狹長的或對模型影響小的三角形，簡化網格。

所述的將3D點云曲面重構形成網格曲面的步驟還包括網格光順，降低噪聲。