[發明專利]一種基于部件模板的三維玩具模型開版方法

有效

• 申請號: 201911201250.0
• 申請日: 2019-11-29
• 公開（公告）號: CN110947186B
• 公開（公告）日: 2020-11-13
• 發明（設計）人: 張東亮;金映含;馮琬婷
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: A63H9/00
• 分類號: A63H9/00;A63H3/02
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 萬尾甜;韓介梅

本發明公開了一種基于部件模板的三維玩具模型開版方法，該方法針對的是采用部件組合式造型方法設計的三維玩具模型，該方法首先將常用的三維玩具部件模型表面分割線的設計方法以模板的形式保存到部件模板庫中。在設計新的玩具時，對玩具的每一個部件，從部件模板庫中自動搜索最相似的部件，將部件模板中的分割線自動映射到新的部件上，實現自動開版，從而提高設計的效率，降低學習玩具設計的難度。本發明的方法不但適用于設計布質玩具，也適用于設計皮質、革質等一切可以縫制的軟性材料制成的玩具，可以廣泛應用于玩具設計領域。

技術領域

本發明涉及一種玩具的開版方法，特別涉及一種基于部件模板的三維玩具模型開版方法。

背景技術

布質玩具設計制作過程包括開版、裁剪布料、縫合等步驟。其中，開版是設計玩具的二維紙樣或裁片，它是玩具設計制作中的一個必不可少的關鍵步驟。長久以來，玩具開版都是采用傳統的手工作業完成，也就是憑設計師的空間想象能力和實踐經驗，用手工將想象中的玩具立體模型設計為平面的紙樣，這對設計師的空間想象能力和實踐經驗有非常高的要求。在實際操作中，常常由于設計師的空間想象能力或者實踐經驗不夠，而導致設計的紙樣達不到要求而需要多次修改，這樣不但損耗了材料也浪費了時間，而且用手工開版制成的玩具精度也不高。

隨著計算機圖形學和CAD技術的發展，出現了三維玩具開版技術。從計算機圖形學的角度來說，三維玩具開版是在三維模型的基礎上，將三維玩具模型的網格曲面進行分割，形成多塊曲面片，然后采用三維曲面展開的方法將曲面攤平到二維平面上，獲得三維曲面對應的二維網格面，最后將二維網格面的邊界組成一個多邊形，得到玩具的二維紙樣。

雖然三維玩具設計技術改變了設計的方式，加快了設計的速度，但是還存在一個問題，制約著三維玩具設計技術的普及。我們知道，紙樣設計是一門傳統的手藝，依賴于設計師空間想象、審美和設計經驗，設計知識是非公式化、非規范化的，難以被清楚地直接表達和傳授，學習設計主要以師傅帶徒弟的方式，能否掌握還得依靠學習者的領悟能力。這在很大程度上抬高了使用三維玩具設計技術的門檻，不利于設計人才的培養。

為了解決該問題，本發明提出一種基于部件模板的三維玩具模型開版方法。首先將常用的三維玩具部件模型表面分割線的設計方法以模板的形式保存到部件模板庫中。在設計新的玩具時，對玩具的每一個部件，從部件模板庫中自動搜索最相似的部件，將部件模板中的分割線自動映射到新的部件上，實現自動開版，從而提高設計的效率，降低學習玩具設計的難度。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種基于部件模板的方法，建立部件分割線模板庫，采用球面參數化與三維模型相似性搜索的方法，將分割線模板上的信息映射到三維玩具部件表面，自動生成分割線，最后采用三維曲面展開的方法獲得玩具的二維紙樣。

為解決該技術問題，本發明采用的技術方案為：

一種基于部件模板的三維玩具模型開版方法，方法包括下列步驟：

1)選擇常用的玩具部件模型，針對每個部件，在其表面繪制分割線，計算其形狀描述子，并對模型做球面參數化，建立玩具部件模板庫；

2)讀入一個基于部件組合而成的三維玩具模型；

3)針對其每個部件，從模板庫中搜索形狀最相似的部件，對三維玩具模型部件做球面參數化，并將部件模板的分割線映射到三維部件模型表面上，生成分割線；

4)自動生成三維玩具部件之間的相交線；

5)用交互的方式調整三維部件模型表面的分割線；

6)分割線將三維玩具模型表面劃分為若干個區域，每個區域即為一個三維紙樣，將所有的三維紙樣展開，既獲得三維玩具模型的二維紙樣。