用于將三維數字模型轉換成由板材料制成的空間對象的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及用于將三維數字模型轉換成由板材料制成的空間對象的方法，其能夠用來研究三維數字模型以及創建由板材料制成的空間對象，該空間對象是實際對象/博物館件、雕刻品等的準確復本或者是自由生成的，該方法還能夠用來縮小/放大可移動的及不可移動的文化歷史遺跡、建筑房屋以及旅游景點。
【背景技術】
[0002]公知一種魔方(USP 4662638)，其由空間中多個相互連接的元件構成，這些元件完全填充該魔方體積并且定位成使得允許將它們彼此分割。其設計的特征在于，填充該魔方的每一個元件由若干更小的方體構成，這些方體在它們的側邊彼此接觸并且彼此緊密連接。構建該魔方需要將至少兩個小的方體一個定位在一個對面，朝向定位在三個空間方向中的每一個元件。
[0003]從技術角度看，該魔方的缺點是要相當復雜的實施小的構建方體，這導致形狀復雜并且成本高。
[0004]公知了一種三維拼圖(USP 4874176)，其實質上是一種三維圖片拼圖，包括很多數量的拼圖件，這些拼圖件具有相同尺寸，形狀由上表面、下表面以及側表面確定。其元件通過它們的下表面彼此連接，因為先前確定的連接部件已經實現了固定，這樣構建出了三維形狀。
[0005]該三維拼圖的缺點在于，為了構造，要求三維形狀連接有形狀和尺寸相同的很多數量的元件，而且在空間中并不存在對它們位置的提示。該形狀的另一劣勢是，成形元件彼此定位和連接，并不放置在基座上，結果是，不能以請求的穩定度來構建該三維形狀。
[0006]公知一種三維對象(5817378)，其由紙板材制成，折疊成沿著交叉線彼此垂直的兩半部，其中板材料在折疊板材的一個半部上設置有切口元件，切口元件間隔放置并且彼此平行，其中切口件的形狀從折疊板材的一個半部至另一半部逐漸變化，結果形成了三維形狀，該三維形狀中，最前部分不同于最后部分。由紙板材制成的該三維對象的缺點在于，為了構建，諸如三維對象被請求另外量的構造元件以實現形狀的請求穩定度，以及請求另外量的成形元件平行定位在該形狀上。
[0007]公知了一種三維拼圖(USP5681041)，其由很多數量的元件構成，每個元件具有預先確定的形狀，由硬板材料制成。這些元件實施為平行定位的平坦平面，具有相同厚度。為了穩定地構建該三維拼圖形狀，取決于構建形狀，起初確定數量的元件還裝備有摩擦接合介質以實現三維圖的請求的穩定度。這種穩定度還可在額外的承載元件的幫助下實現，承載元件還具有在布置成形元件期間進行引導的功能。
[0008]該三維拼圖的缺點在于，獲得了復雜的構建，這導致不可能完全連續的再造該三維對象。
[0009]公知了一種用于構建三維形狀的方法，尤其是體積拼圖，其中三維對象被分割成在空間中連接的很多數量的拼圖件，即成形元件，在這之后，所獲得的多個拼圖件即成形元件根據先前確定的圖像彼此連接，直到獲得一個空間構造，為了該目的，拼圖件即成形元件至少以在該空間中垂直定位的兩個相同表面通過模塊類型的可拆卸連接進行連接，直到獲得該三維空間構造。
[0010]該方法的缺點在于，獲得了短持續時間的可拆卸式三維構造，基本上是一個三維構造，成形元件和整個三維構造的再生產具有高復雜度。
[0011]專利公開W02003084622中還公知了一種用于構建三維對象的方法，該方法包括:將對象用其與水平面的相交進行分割，該水平面沿空間坐標定位，直到確定了對象的適當輪廓，其中對象被分割成多個成形元件，成形元件具有不同的構型。然后，依靠公知技術設備將這些元件切割成多個件，在這之后，它們被彼此連續地放置以及固定，并且在由其自身輪廓限定的板表面的方向上不可拆卸開，因為每個接連元件固定至先前的一個元件，直到完全再生產出三維對象的形狀。
[0012]該方法的缺點在于，要固定成形元件，直到完全再生產出三維對象的形狀，這具有高復雜度，并且也不適合于用于具有殼體的構建對象。

【發明內容】

[0013]鑒于本領域中上述引用的現有技術，本發明的目的是提供一種不同的方法，其能夠將三維數字模型容易地且準確地轉換成由板材料制成的物理空間對象，并且能夠用來以高精度構建復雜度不同的對象。
[0014]該目的是由一方法實現的，該方法包括:通過用平面橫切對象來創建成形元件，之后對成形元件進行切割和連續布置(consecutive arrangement)直到構造出物理空間對象。
[0015]根據本發明，該對象是三維數字模型，將三維數字模型置于幾何構型中，幾何構型包含整個三維數字模型即正體(positive)并且代表其基體，其中三維數字模型的外輪廓由同時屬于三維數字模型以及幾何構型的多點確定；將它們彼此分割；以及確定分割輪廓。然后，取決于三維數字模型的多邊形網格來生成具有規定構型的型芯，型芯容納在三維數字模型中，同時，同時屬于正體和型芯的多點在三維數字模型中形成分割內輪廓。繪出通過三維數字模型的截面，由此在正體和基體之間建立構造接頭，在正體和型芯之間建立構造接頭，以及在正體的各段之間建立構造接頭。生成用于構造元件以及構造引導件的幾何構型，構造元件以及構造引導件將對板基體和由板材料制成的空間對象的成形元件以及型芯進行固定。用在請求方向上與三維數字對象交叉的平面來切割由正體、基體、型芯、構造元件和構造引導件所構成的三維數字對象，切割是以間距進行的，該間距取決于將用于物理上構建由板材料制成的空間對象的板材料被起初確定。所獲得的成形元件經歷初步制備，然后使用公知技術的外圍設備(peripheral device)從設定板材料切割出成形元件,然后成形元件被布置以及固定，直到依靠板基體、正體的型芯、正體段之間的構造接頭、構造元件和構造引導件達到了穩定度。為了完整地完成由板材料制成的空間對象，斷開起初設定的構造接頭，之后從正體移除板基體以及從正體移除型芯。為了完整地完成板基體，固定板基體的成形元件以及從正體移除的型芯。作為完成了指示順序動作的結果，同時獲得了兩個獨立的對象，它們分別是正體和板基體，正體代表了三維數字模型的準確復本，其是由板材料制成的空間對象，實施為具有三維數字模型中的規定空間特性。
[0016]用于將三維數字模型轉換成由板材料制成的空間對象的方法的主要優勢在于，在使用技術外圍設備時，用一個操作同時切割出兩個彼此獨立對象的的成形元件。它們中的一個是由板材料制成的空間對象/正體，其代表三維數字模型的準確復本，另一個是板基體，具有與三維數字模型相同的特性，用來再生產材料的空間對象。
[0017]該方法允許每個人獲取每個空間構型，并且根據起初設定指令重創建最后一個作為由板材料制成的空間對象，空間對象的形狀可為空間拼圖。
[0018]該方法確定了用于再生產由板材料制成的空間對象的可能性，空間對象比如是具有新特性的出版發行物，其中使用發行物的頁同時作為信息載體以及構造元件(板材料，從其移除成形元件以用于獲得空間對象)。在該方法的該版本中，出版的發行物具有額外的功能，即轉換成由板材料制成的空間對象的可能性。
[0019]該方法