專(zhuān)利名稱(chēng)：一種仿真雕塑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及仿真雕塑領(lǐng)域，特別涉及的是通過(guò)對(duì)物體或人體采集掃描數(shù)據(jù)，利用三維數(shù)控雕刻機(jī)床完成三維雕刻的制作方法。
背景技術(shù)：
目前，傳統(tǒng)的完整人體三維雕塑是采用手工或手工與機(jī)械相結(jié)合的方式制作而成的。目前主要采用的方式人工手工雕塑制作工藝品或動(dòng)漫作品；激光塑膠顆?？焖俪尚?，水晶體內(nèi)激光造型等工藝。由于人體雕刻在產(chǎn)品工藝與人工技術(shù)上都有很高的要求，主要特點(diǎn)是制作時(shí)間長(zhǎng)，制作成本高，制作數(shù)量少，一般多為名人或個(gè)別人士群體制作。由于手工技術(shù)人才稀少，使得制作塑像的人群非常有限，另外。雖然社會(huì)上有很多手工匠在制作各種手工雕塑，但多數(shù)是從事卡通型或藝術(shù)型的作品，在仿真程度上，只能用類(lèi)似或基本相像形容，不能用絕對(duì)仿真比例制作，而且關(guān)鍵不能成為規(guī)?；瘷C(jī)械化生產(chǎn)與或批量重復(fù)制作?？焖俪尚团c水晶激光內(nèi)雕造型，雖然利用三維技術(shù)，但是在整體全身仿真造型以及色彩造型上均無(wú)法完成。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種仿真雕塑的制作方法，使用該方法制作物體或人體雕像的仿真程度和制作比例一致性大為提高，可以使生產(chǎn)規(guī)?；?，提高生產(chǎn)效率，制作成本也大幅度降低。
一種仿真雕塑的制作方法，包括如下步驟1)物體或人體三維數(shù)據(jù)掃描采集、處理；2)準(zhǔn)備三維數(shù)控雕刻機(jī)械；3)準(zhǔn)備雕刻用胚料；4)雕刻；5)后續(xù)組裝及處理得到成品。
上述步驟2)和步驟3)順序可以顛倒，也可以同時(shí)進(jìn)行。
上述物體或人體三維數(shù)據(jù)掃描采集、處理時(shí)，首先可利用三維掃描相機(jī)對(duì)物體或人體進(jìn)行多角度、按部分掃描照相，獲取三維物體或人體的掃描數(shù)據(jù)；將不同角度拍攝的三維數(shù)據(jù)進(jìn)行特征點(diǎn)選取，可利用專(zhuān)業(yè)軟件進(jìn)行手工或自動(dòng)進(jìn)行立體圖象拼接，然后對(duì)整體數(shù)據(jù)云點(diǎn)進(jìn)行修補(bǔ)和除噪音處理，獲得物體或人體完整的三維數(shù)字化圖象，也可應(yīng)客戶需求，按比例縮放數(shù)據(jù)，獲得不同比例的雕刻數(shù)據(jù)，然后將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成STL雕刻文件格式，輸入雕刻機(jī)械的司服機(jī)中。
上述的三維數(shù)控雕刻機(jī)械可選用各類(lèi)大中型三維數(shù)控雕刻機(jī)床。
上述準(zhǔn)備雕刻用胚料時(shí)，選用高分子軟陶土材料，經(jīng)過(guò)揉制后，通過(guò)模具進(jìn)行物體或人體結(jié)構(gòu)基本模型塑造，為節(jié)省材料或方便各部分組裝，也可以將軟陶土材料附著在支架上，經(jīng)過(guò)高溫加熱固型、冷卻處理成胚料，準(zhǔn)備進(jìn)行物體或人體雕刻。
上述雕刻步驟中，通過(guò)司服機(jī)控制數(shù)控雕刻機(jī)床進(jìn)行工作，根據(jù)不同的雕刻部位，選擇不同的刀具；調(diào)整雕刻角度、零點(diǎn)、刻刀步伐、雕刻精度等，然后逆向雕刻。所謂逆向雕刻就是將物體或人體經(jīng)過(guò)掃描采集三維數(shù)據(jù)后，通過(guò)機(jī)械重新進(jìn)行逆向再造的過(guò)程。
在后續(xù)處理步驟中，先將雕刻好的胚料進(jìn)行打磨，如果整體分成幾個(gè)部分雕刻的，還要將雕刻完的各部分通過(guò)支架和連接螺絲等進(jìn)行組裝，然后進(jìn)行手工修補(bǔ)和著色處理，最后將做好的塑像安裝在工藝基座上，得到成品。
使用本發(fā)明的制作方法，可以大大減少塑像整體的生產(chǎn)時(shí)間，使得實(shí)際產(chǎn)量大幅度提高。另外由于采用的全息數(shù)字技術(shù)，人體的仿真程度大為提高，同時(shí)可以重復(fù)制作和三維數(shù)據(jù)的相對(duì)永久保存及傳送。采用規(guī)?；a(chǎn)線生產(chǎn)，可以大大的提高生產(chǎn)效率，使得制作成本也大幅度降低。同時(shí)對(duì)專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員的依賴(lài)程度大大降低，普通人員經(jīng)過(guò)技術(shù)培訓(xùn)，即可以完成成品的生產(chǎn)過(guò)程。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。
實(shí)施例制作某人全身雕像使用三維立體照相機(jī)對(duì)人體不同部位、角度進(jìn)行全息數(shù)字拍照，獲得全息三維人體數(shù)字點(diǎn)云數(shù)據(jù)WRL格式(局部)，將相同部位不同角度的三維數(shù)據(jù)(局部)進(jìn)行特征點(diǎn)選取，利用手工或自動(dòng)進(jìn)行立體圖象拼接，對(duì)圖象進(jìn)行噪音云點(diǎn)清理和補(bǔ)漏數(shù)據(jù)處理，使掃描數(shù)據(jù)更具有完整性和使用性，同時(shí)可以降低數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)容量，方便數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程傳送、進(jìn)一步數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化、修改和逆向控制利用。這是整個(gè)過(guò)程的關(guān)鍵步驟。
利用專(zhuān)業(yè)軟件將采集的人體三維數(shù)據(jù)的修補(bǔ)和數(shù)控逆向控制數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)化。我們主要采用STL文件格式進(jìn)行數(shù)據(jù)逆向三維數(shù)控雕刻處理的依據(jù)，將數(shù)據(jù)傳送給給司服機(jī)，司服機(jī)最后將控制三維數(shù)控雕刻機(jī)床進(jìn)行工作。
根據(jù)固定的規(guī)格塑像，選用合適的人體各部位的支架，將軟陶土(高分子材料)按人體各體態(tài)組成部分形狀用手附著在支架上面，塑造出基本形狀，一般采用固定模具進(jìn)行快速胚料造型，從而塑造出基本輪廓形狀，對(duì)于造型完成的雕刻的胚料進(jìn)行130度20分鐘的烤爐烘烤，使材料堅(jiān)硬到可以雕刻的程度，根據(jù)軟陶土的厚度和以不粘刀為準(zhǔn)，一般可通過(guò)調(diào)節(jié)烘烤時(shí)間以得到合適硬度，并保持相對(duì)固定的形狀，制得雕刻用胚料。因?yàn)槿梭w或物件的結(jié)構(gòu)不固定，多數(shù)比較大，人體的體態(tài)變化很大，一般機(jī)械雕刻沒(méi)有完全適合一次成型的雕刻機(jī)械，所以多數(shù)人體雕刻成部件后，要通過(guò)組裝完成整個(gè)作品。
將定型的胚料通過(guò)模具固定三維數(shù)控雕刻機(jī)床上，三維數(shù)控雕刻機(jī)床將處理好的STL文件進(jìn)行逆向輸出進(jìn)行人體的局部雕刻。根據(jù)不同的雕刻部位，選擇不同的刀具；調(diào)整雕刻角度、零點(diǎn)、刻刀步伐、雕刻精度等，然后準(zhǔn)備逆向雕刻。
經(jīng)過(guò)雕刻后，進(jìn)行進(jìn)一步手工的加工修飾和處理，完成雕刻的局部制品進(jìn)行組合加工，人體各部分通過(guò)支架、螺絲等進(jìn)行連接和固定。對(duì)制品進(jìn)行修補(bǔ)、打磨和造型位置調(diào)整等，然后進(jìn)行人工造皮修飾，并對(duì)眼睛和服飾局部細(xì)節(jié)進(jìn)行人工美術(shù)處理和修飾，從而增加仿真的藝術(shù)效果。最后，將成品放在美術(shù)處理過(guò)的基座上，完成整個(gè)作品的制作。
本發(fā)明通過(guò)對(duì)人體三維數(shù)字掃描，采集數(shù)據(jù)，處理后，經(jīng)過(guò)數(shù)控雕刻機(jī)床雕刻完成人體三維塑像雕刻的工藝生產(chǎn)技術(shù)，采用高分子材料制作人體或各類(lèi)實(shí)物的彩色仿真塑像或模型。采用全息三維掃描與數(shù)控技術(shù)，從設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)采集、數(shù)控制造到成品只需幾小時(shí)完成制品的形態(tài)制作，再用一、兩天的時(shí)間進(jìn)行手工處理包裝等即可以完成。而這個(gè)時(shí)間主要是干燥和冷卻的時(shí)間，業(yè)務(wù)處理等非制造時(shí)間，這樣大大減少了整體的生產(chǎn)時(shí)間，使得實(shí)際產(chǎn)量大幅度提高。另外由于采用的全息數(shù)字技術(shù)，人體的仿真程度大為提高。采用規(guī)?；a(chǎn)線生產(chǎn)技術(shù)，可以大大的提高生產(chǎn)效率，使得制作成本也大幅度降低。對(duì)專(zhuān)業(yè)塑像手工技術(shù)人員的依賴(lài)程度大大降低，普通人員經(jīng)過(guò)技術(shù)培訓(xùn)，即可以完成制品的生產(chǎn)過(guò)程。
權(quán)利要求
1.一種仿真雕塑的制作方法，其特征是包括如下步驟1)物體或人體三維數(shù)據(jù)掃描采集、處理；2)準(zhǔn)備三維數(shù)控雕刻機(jī)械；3)準(zhǔn)備雕刻用胚料；4)雕刻；5)后續(xù)組裝及處理得到成品；上述步驟2)和步驟3)順序可以顛倒，也可以同時(shí)進(jìn)行。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種仿真雕塑的制作方法，其特征是在步驟1)中，首先可利用三維掃描相機(jī)對(duì)物體或人體進(jìn)行多角度、按部分掃描照相，獲取三維物體或人體的掃描數(shù)據(jù)；然后將不同角度拍攝的三維數(shù)據(jù)進(jìn)行特征點(diǎn)選取，可利用專(zhuān)業(yè)軟件進(jìn)行手工或自動(dòng)進(jìn)行立體圖象拼接，對(duì)整體數(shù)據(jù)云點(diǎn)進(jìn)行修補(bǔ)和除噪音處理，獲得物體或人體完整的三維數(shù)字化圖象，也可應(yīng)客戶需求，按比例縮放數(shù)據(jù)，獲得不同比例的雕刻數(shù)據(jù)，然后將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成STL雕刻文件格式，輸入雕刻機(jī)械的司服機(jī)中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種仿真雕塑的制作方法，其特征是在步驟2)中，三維數(shù)控雕刻機(jī)械可選用各類(lèi)大中型三維數(shù)控雕刻機(jī)床。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種仿真雕塑的制作方法，其特征是在步驟3)中，選用高分子軟陶土材料，經(jīng)過(guò)揉制后，通過(guò)模具進(jìn)行物體或人體結(jié)構(gòu)基本模型塑造，為節(jié)省材料或方便各部分組裝，也可以將軟陶土材料附著在支架上，經(jīng)過(guò)高溫加熱固型、冷卻處理成胚料，準(zhǔn)備進(jìn)行物體或人體雕刻。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種仿真雕塑的制作方法，其特征是在步驟4)中，通過(guò)司服機(jī)控制數(shù)控雕刻機(jī)床進(jìn)行工作；根據(jù)不同的雕刻部位，選擇不同的刀具；調(diào)整雕刻角度、零點(diǎn)、刻刀步伐、雕刻精度等，然后逆向雕刻。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種仿真雕塑的制作方法，其特征是在步驟5)中，先將雕刻好的胚料進(jìn)行打磨，如果整體分成幾個(gè)部分雕刻的，還要將雕刻完的各部分通過(guò)支架和連接螺絲等進(jìn)行組裝，然后進(jìn)行手工修補(bǔ)和著色處理，最后將做好的塑像安裝在工藝基座上，得到成品。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種仿真雕塑的制作方法，包括如下步驟1)物體或人體三維數(shù)據(jù)掃描采集、處理；2)準(zhǔn)備三維數(shù)控雕刻機(jī)械；3)準(zhǔn)備雕刻用胚料；4)雕刻；5)后續(xù)組裝及處理得到成品；上述步驟2)和步驟3)順序可以顛倒，也可以同時(shí)進(jìn)行。使用本發(fā)明的制作方法，可以大大減少塑像整體的生產(chǎn)時(shí)間，使得實(shí)際產(chǎn)量大幅度提高。另外由于采用的全息數(shù)字技術(shù)，人體的仿真程度大為提高，同時(shí)可以重復(fù)制作和三維數(shù)據(jù)的相對(duì)永久保存及傳送。采用規(guī)模化生產(chǎn)線生產(chǎn)，可以大大的提高生產(chǎn)效率，使得制作成本也大幅度降低。同時(shí)對(duì)專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員的依賴(lài)程度大大降低，普通人員經(jīng)過(guò)技術(shù)培訓(xùn)，即可以完成成品的生產(chǎn)過(guò)程。
文檔編號(hào)B44B1/00GK101085588SQ20061006089
公開(kāi)日2007年12月12日 申請(qǐng)日期2006年6月5日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月5日
發(fā)明者湯克剛 申請(qǐng)人:湯克剛