CN101445017A - 半透明浮雕饰品的制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及装饰品雕刻技术领域，特别涉及半透明浮雕饰品的制作方法；其工序包括：将图像信息输入计算机、进行灰度处理，得到灰度图像、将灰度图像分为N个区域并取得各区域的灰度平均值、将灰度平均值转换为雕刻深度值、将各区域的雕刻顺序及雕刻深度值编入雕刻装置的控制程序，形成行刀程序、使雕刻装置按照行刀程序在材料表面进行雕刻，形成浮雕图案，制成一半透明浮雕饰品；本发明具有雕刻图案细腻、逼真，所使用的设备成本低廉，适用的雕刻材料广泛的效果。

Description

半透明浮雕饰品的制作方法

技术领域：

本发明涉及装饰品雕刻技术领域，特别涉及半透明浮雕饰品的制作方法。

背景技术：

雕刻饰品包括浮雕饰品、镂雕饰品和立体雕刻饰品。作为表达立体效果的载体，雕刻饰品的材料一般包括透明材质，如玻璃、水晶等，或者是不透光材料，如金属、木材、竹材或石材等；其表达形式一般藉由光线经饰品表面凹凸不平的曲面来反射或投影，达到表达立体视觉效果的目的；视觉效果的好坏，更多地取决于雕刻图案的内容本身，在表达形式上无法给人以耳目一新的感觉。

随着技术水平提高，目前也有采用激光分层雕刻的方法，在透光材料表面雕刻图案，藉由光线从材料背面经雕刻图案透射或折射到达人眼，而产生立体的视觉效果。这种表达形式容易给人以新奇感觉，而使人留下深刻印象，但采用上述激光雕刻的方法，尚存在如下弊端：1、设备成本高昂，限制了该方法的推广，2、激光雕刻的适用范围限制了雕刻材料的选择，如在耐高热的材料，如陶瓷，或不能耐光热化学反应的材料上即无法使用上述激光雕刻的方法来制作雕刻图案，3、雕刻图案分层感明显，使得整个雕刻图案不够细腻逼真，存在生硬、呆板的感觉。

发明内容：

本发明的目的在于针对现有技术的不足而提供一种半透明浮雕饰品的制作方法，该方法可制作出细腻、逼真的雕刻图案，且所使用的设备成本较为低廉，适用的雕刻材料广泛。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

半透明浮雕饰品的制作方法，它包括如下步骤：a、将照片、图片信息输入计算机，形成图像数据资料；b、将输入的图像数据资料进行灰度处理，得到一灰度图像；c、调整所述灰度图像的尺寸，并将该灰度图像分为N个区域，这样每个区域均包含有相应的灰度范围，取得每个区域的灰度平均值；d、将所述灰度平均值转换为雕刻深度值，具体为：所述的灰度平均值范围为0～t，将灰度平均值为0的区域其雕刻深度值定为0个单位，将灰度平均值为t的区域其雕刻深度值定为h个单位，则所述雕刻深度值范围为0～h个单位；得到一个数据集合A：{a₁(区域1，灰度平均值1₁)，a₂(区域2，灰度平均值1₂)，……，a_m(区域m，灰度平均值1_m)，……，a_n(区域N，灰度平均值1_n)}；e、利用三维制图造形软件将所述数据集合A的所有数据a_m连接转换成面，生成一三维曲面；f、利用与所述计算机连接的雕刻装置读取所述三维曲面，并转化为所述雕刻装置刻刀的行刀轨迹，使刻刀依照所述行刀轨迹在基材上进行雕刻，形成三维图案。

其中，步骤f具体为：利用与所述计算机连接的所述雕刻装置读取所述三维曲面的正面，并转化为所述雕刻装置刻刀的行刀轨迹，使刻刀依照所述行刀轨迹在透光材质或不透光材质的基材上进行雕刻，形成三维图案。

更进一步地，还包括下述步骤：

g₁、以所述形成有三维图案的基材为母版，翻制一具有反向浮雕图案的模具；

h₁、将液态的透光材料浇注至所述模具内，待所述透光材料固化后即形成一半透明浮雕饰品。

另外，步骤f也可以具体为：利用与所述计算机连接的所述雕刻装置读取所述三维曲面的反面，并转化为所述雕刻装置刻刀的行刀轨迹，使刻刀依照所述行刀轨迹在硬质基材上进行雕刻，形成一具有三维雕刻图案的图版。更进一步地，还包括下述步骤：g₂、以所述图版为一模具，所述三维雕刻图案即为该模具的模腔，将液态的透光材料浇注至所述模具内，待所述透光材料固化后即形成一半透明浮雕饰品。

其中，步骤c所述的调整所述灰度图像的尺寸具体是指：将所述灰度图像的尺寸调整为待制作的半透明浮雕饰品的尺寸大小。

其中，所述雕刻装置为计算机雕刻机或CNC数控机床。

其中，所述雕刻装置的刻刀为锥形刀；其锥度为30°，刀底宽度为0.025mm～0.4mm；所述行刀轨迹中相邻两刀路间的间距为0.01mm～0.06mm。

也可以是，所述雕刻装置的刻刀为球头刀、平底刀、异形刀或钻头。

其中，所述灰度图像的每个区域其区域面积不大于所述雕刻装置的刻刀刀底面积。

本发明有益效果为：由以上方案可以看出，本方法可以制备半透明浮雕饰品，其雕刻效果取决于区域值N、灰度平均值t和雕刻深度值h的大小，以现有技术而言，上述N、h和t的取值上限足以满足人们对雕刻效果的要求，因此制作而成的半透明浮雕饰品细腻、逼真；所述的雕刻装置也为技术成熟而价格较为低廉的现有技术，因此设备成本低，有利于本方法的应用推广；而待雕刻的材料选取范围仅取决于其硬度是否能被雕刻装置切削，现有的绝大部分材料均能被切削加工，因此本方法适用的雕刻材料广泛。

附图说明：

附图1是本发明实施例一的工艺流程图；

附图2是本发明实施例二的工艺流程图；

附图3是本发明实施例三的工艺流程图

具体实施方式：

实施例一

见附图1所示，半透明浮雕饰品的制作方法，其特征在于它包括如下步骤：

a、将照片、图片信息输入计算机，形成图像数据资料；现在的数码相机、数码摄像机等数码电子设备应用越来越广泛，这些数码电子设备获取的照片或图片信息可以直接输入计算机进行处理，而一些纸质或其它形式的照片或图片，则可以通过扫描仪等设备转换为可以用计算机处理的数码信息，当然也可以在计算机已经安装好的绘图软件上直接绘制需要雕刻的图案；所述图像数据资料由像素组成，每一个像素都包含了丰富的色彩和灰度信息；b、利用绘图软件，如photoshop、croeldraw或其它可以绘制灰度图案的软件，将输入的图像数据资料进行灰度处理，得到一灰度图像，所述灰度图像的每一像素内包含有一定的灰度值；这种对图像数据资料进行灰度处理的软件和处理方法均属于公知的现有技术；c、调整所述灰度图像的尺寸，并将该灰度图像分为N个区域，这样每个区域均包含有相应的灰度范围，取得每个区域的灰度平均值，所述灰度平均值的取值方法可以是取其数值平均值，也可以预先自定义取值规则，例如所述灰度图像为256级灰度，分区域后，某一区域的灰度值集合为{0，2，0，1，2}，则取其数值平均值为(0+2+0+1+2)/5＝1，也可以预先自定义取值规则为灰度值范围在0～5的灰度值集合，其灰度平均值取0，自定义灰度值范围在6～10的灰度值集合，其灰度平均值取1，以此类推，则上述灰度值集合{0，2，0，1，2}的灰度平均值取0，而另一灰度值集合{6，6，7，6，7}的灰度平均值取1；取得了每一区域的灰度平均值后，所述灰度图片即取得如下的数据集合A：(a₁(区域1，灰度平均值1₁)，a₂(区域2，灰度平均值1₂)，……，a_m(区域m，灰度平均值1_m)，……，a_n(区域N，灰度平均值1_n)}；其中，区域值N的大小决定雕刻图案的精细程度，N值越大，雕刻图案越精细，也可以直接取N值为所述图像数据资料的像素值，如3万像素的图像数据资料，即可均分为3万个区域；d、将所述灰度平均值转换为雕刻深度值，具体为：所述灰度图片的灰度平均值为0～f，将灰度平均值为0的区域其雕刻深度值定为0个单位，将灰度平均值为f的区域其雕刻深度值定为h个单位，则所述雕刻深度值范围为0～h个单位，所述雕刻深度值即为雕刻时的刻刀进刀深浅数据；例如，灰度图片的灰度平均值为0～100，将灰度平均值为0的区域其雕刻深度值定为0个单位，即不切削，而灰度平均值为100的区域，其雕刻深度值定为100个单位，即在雕刻过程中依照比率切削100个单位的深度，其中，该单位依据待雕刻的材料尺寸和实际厚度协调确定；e、利用三维制图造形软件将所述数据集合A的所有数据a_m连接转换成面，生成一三维曲面；f、利用与所述计算机连接的所述雕刻装置读取所述三维曲面的正面，并转化为所述雕刻装置刻刀的行刀轨迹，使刻刀依照所述行刀轨迹在透光材质的基材上进行雕刻，形成三维图案，制得半透明浮雕饰品。

其中，所述透光材质的基材以塑胶材料为宜，这类材料可塑性强，易于加工，且光线在该材料中穿透时的衰减程度受材料的厚度影响很大，制成的半透明浮雕饰品其立体感强烈，视觉效果好。当然，还可以使用其它材料，事实上，也可以选用冰片、透光陶瓷、树脂、人造水晶或其它材料，只要材料具有透光性，且材料硬度低于雕刻设备的刻刀硬度，能够被雕刻设备切削加工即可。

本实施例所述步骤c所述的调整所述灰度图像的尺寸具体是指：将所述灰度图像的尺寸调整为待制作的半透明浮雕饰品的尺寸大小。事实上，所述灰度图像往往与待制作的半透明浮雕饰品并不等大，所以需要将灰度图像的尺寸调整为待制作的半透明浮雕饰品的尺寸大小。

本实施例所述雕刻装置为计算机雕刻机或CNC数控机床，这类雕刻装置技术成熟，其雕刻精细度足以满足加工要求，且操作原理为本领域内技术人员所公知，而且设备的价格较为低廉，使用范围广。

本实施例所述雕刻装置的刻刀依待雕刻的材料尺寸大小和厚度，根据对饰品的精细程度要求，选用锥形刀或球头刀；其中，锥形刀的雕刻精细度高，但加工时间长，刀体易磨损，而球头刀的雕刻精细度不如锥形刀，但加工速度快，刀体不易磨损；一般而言，以板材为例，材料尺寸不超过1000mm×1000mm，厚度不超过10mm，则选用锥形刀，反之则选用球头刀。

另外，根据材料尺寸、物理性质和加工精度要求的不同，本实施例所述雕刻装置的刻刀也可以选用平底刀、异形刀或钻头。

其中，本实施例所述锥形刀的锥度为30°，刀底宽度为0.025mm～0.4mm；所述行刀程序中相邻两刀路间的间距为0.01mm～0.06mm。例如，待加工材料的规格为290mm×280mm×3mm，则选用刀底宽度为0.2mm、锥度为30°的锥形刀，相邻两刀路间距为0.03mm，则足以满足产品要求；要达到更精细的程度，也可选用刀底宽度为0.05mm、锥度为30°的锥形刀，相邻两刀路间距为0.025mm；甚至，若有更高精度要求，选用的刻刀为刀底宽度0.025mm、锥度30°的锥形刀，相邻两刀路间距为0.01mm。

本实施例所述灰度图像的每个区域其区域面积不大于所述雕刻装置的刻刀刀底面积，这主要是为了加工出的半透明浮雕饰品清晰、逼真，一般而言，固定尺寸的所述图像数据资料，其像素值越大，则图案越清晰，以此加工出的半透明浮雕饰品也越清晰、细腻、逼真。

本实施例适用于加工个性化、个人的半透明浮雕饰品，如私人照片制成的饰品等，可以根据用户要求选用合适的材料和较高的加工精度，以得到适合不同个人喜爱和要求的半透明浮雕饰品。

实施例二

见附图2所示，半透明浮雕饰品的制作方法，其特征在于它包括如下步骤：

a、将照片、图片信息输入计算机，形成图像数据资料；b、利用绘图软件将输入的图像数据资料进行灰度处理，得到一灰度图像，所述灰度图像的每一像素内包含有一定的灰度值；c、调整所述灰度图像的尺寸，并将该灰度图像分为N个区域，这样每个区域均包含有相应的灰度范围，取得每个区域的灰度平均值，所述灰度图片即取得如下的数据集合：{(区域1，灰度平均值1₁)，(区域2，灰度平均值1₂)，……，(区域N，灰度平均值1_n)}；d、将所述灰度平均值转换为雕刻深度值，具体为：所述的灰度平均值范围为0～f，将灰度平均值为0的区域其雕刻深度值定为h个单位，将灰度平均值为f的区域其雕刻深度值定为0个单位，则所述雕刻深度值范围为0～h个单位；例如，灰度图片的灰度平均值为0～100，将灰度平均值为100的区域其雕刻深度值定为0个单位，即不切削，而灰度平均值为0的区域，其雕刻深度值定为100个单位，即在雕刻过程中依照比率切削100个单位的深度，其中，该单位依据待雕刻的材料尺寸和实际厚度协调确定；e、利用三维制图造形软件将所述数据集合A的所有数据a_m连接转换成面，生成一三维曲面；f、利用与所述计算机连接的雕刻装置读取所述三维曲面的反面，并转化为所述雕刻装置刻刀的行刀轨迹，使刻刀依照所述行刀轨迹在一模具胚分型面进行雕刻，形成模腔，得到一具有反向浮雕图案的模具；g₂、将液态的透光材料浇注至所述模具内，待所述透光材料固化后即形成一半透明浮雕饰品。

本实施例所述模具胚的材料可以选用铜、铝、铁、锡、不锈钢等金属材料或其它硬质耐高温的无机材料，只要其硬度低于雕刻设备的刻刀硬度，能够被雕刻设备切削加工，且制成的模具易于饰品浇注成型即可。

本实施例所述透光材料选用易于浇注成型的材料，以具有透光性的塑胶类材料为宜。

本实施例其余部分与实施例一相同，这里不再赘述。

本实施例适用于大批量生产的半透明浮雕饰品加工，如公众人物图像、知名画作或广告信息等制成的饰品。完成模具雕刻后，利用模具进行大规模产品模制的工序属于成熟的现有技术，不再赘述。

实施例三

见附图3所示，半透明浮雕饰品的制作方法，其特征在于它包括如下步骤：

a、将照片、图片信息输入计算机，形成图像数据资料；b、利用绘图软件将输入的图像数据资料进行灰度处理，得到一灰度图像，所述灰度图像的每一像素内包含有一定的灰度值；c、调整所述灰度图像的尺寸，并将该灰度图像分为N个区域，这样每个区域均包含有相应的灰度范围，取得每个区域的灰度平均值，所述灰度图片即取得如下的数据集合：{(区域1，灰度平均值1₁)，(区域2，灰度平均值1₂)，……，(区域N，灰度平均值1_n)}；d、将所述灰度平均值转换为雕刻深度值，具体为：所述的灰度平均值范围为0～f，将灰度平均值为0的区域其雕刻深度值定为0个单位，将灰度平均值为f的区域其雕刻深度值定为h个单位，则所述雕刻深度值范围为0～h个单位；例如，灰度图片的灰度平均值为0～100，将灰度平均值为0的区域其雕刻深度值定为0个单位，即不切削，而灰度平均值为100的区域，其雕刻深度值定为100个单位，即在雕刻过程中依照比率切削100个单位的深度，其中，该单位依据待雕刻的材料尺寸和实际厚度协调确定；e、利用三维制图造形软件将所述数据集合A的所有数据a_m连接转换成面，生成一三维曲面；f、利用与所述计算机连接的所述雕刻装置读取所述三维曲面的正面，并转化为所述雕刻装置刻刀的行刀轨迹，使刻刀依照所述行刀轨迹在基材表面进行雕刻，形成一具有浮雕图案的图版；g₁、以所述图版为母版翻制一具有反向浮雕图案的模具；h₁、将液态的透光材料浇注至所述模具内，待所述透光材料固化后即形成一半透明浮雕饰品。

本实施例所述母版材料选用硬度低于雕刻设备的刻刀硬度，能够被雕刻设备切削加工固体材料。

本实施例所述模具材料选用石膏或树脂等易于固化成型的材料。

本实施例所述透光材料选用易于浇注成型的材料，以具有透光性的塑胶类材料为宜。

本实施例其余部分与实施例一相同，这里不再赘述。

本实施例适用于小批量生产的半透明浮雕饰品加工，如集体照片、集体或个人定制图文信息等制成的饰品。这类饰品的加工，若直接在透光材料上雕刻，则加工时间长，所述雕刻设备使用频率高，刀具磨损大，加工成本高；而若直接雕刻金属模具，再进行模制加工，则由于模具利用率不高，会造成模具材料的浪费；采用本实施例所述加工工艺，则既能提高加工效率，又因为石膏模类的模具材料成本低，翻模容易，且母版可以使用易切削的普通材料，材料成本较低，有较高的经济价值。完成母版雕刻后，利用母版翻制模具，以及利用模具进行产品模制的工序均属于成熟的现有技术，本文不再赘述。

以上所述仅是本发明的较佳实施方式，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。

Claims (10)

1、半透明浮雕饰品的制作方法，其特征在于它包括如下步骤：

a、将照片、图片信息输入计算机，形成图像数据资料；

b、将输入的图像数据资料进行灰度处理，得到一灰度图像；

c、调整所述灰度图像的尺寸，并将该灰度图像分为N个区域，这样每个区域均包含有相应的灰度范围，取得每个区域的灰度平均值；

d、将所述灰度平均值转换为雕刻深度值，具体为：所述的灰度平均值范围为0～t，将灰度平均值为0的区域其雕刻深度值定为0个单位，将灰度平均值为t的区域其雕刻深度值定为h个单位，则所述雕刻深度值范围为0～h个单位；得到一个数据集合A：{a₁(区域1，灰度平均值l₁)，a₂(区域2，灰度平均值l₂)，……，a_m(区域m，灰度平均值l_m)，……，a_n(区域N，灰度平均值l_n)}；

e、利用三维制图造形软件将所述数据集合A的所有数据a_m连接转换成面，生成一三维曲面；

f、利用与所述计算机连接的雕刻装置读取所述三维曲面，并转化为所述雕刻装置刻刀的行刀轨迹，使刻刀依照所述行刀轨迹在基材上进行雕刻，形成三维图案。

2、根据权利要求1所述的半透明浮雕饰品的制作方法，其特征在于步骤f具体为：利用与所述计算机连接的所述雕刻装置读取所述三维曲面的正面，并转化为所述雕刻装置刻刀的行刀轨迹，使刻刀依照所述行刀轨迹在透光材质或不透光材质的基材上进行雕刻，形成三维图案。

3、根据权利要求2所述的半透明浮雕饰品的制作方法，其特征在于在步骤f之后还包括下述步骤：

g₁、以所述形成有三维图案的基材为母版，翻制一具有反向浮雕图案的模具；

h₁、将液态的透光材料浇注至所述模具内，待所述透光材料固化后即形成一半透明浮雕饰品。

4、根据权利要求1所述的半透明浮雕饰品的制作方法，其特征在于步骤f具体为：利用与所述计算机连接的所述雕刻装置读取所述三维曲面的反面，并转化为所述雕刻装置刻刀的行刀轨迹，使刻刀依照所述行刀轨迹在硬质基材上进行雕刻，形成一具有三维雕刻图案的图版。

5、根据权利要求4所述的半透明浮雕饰品的制作方法，其特征在于在步骤f之后还包括下述步骤：

g₂、以所述图版为一模具，所述三维雕刻图案即为该模具的模腔，将液态的透光材料浇注至所述模具内，待所述透光材料固化后即形成一半透明浮雕饰品。

6、根据权利要求1～5任意一项所述的半透明浮雕饰品的制作方法，其特征在于步骤c所述的调整所述灰度图像的尺寸具体是指：将所述灰度图像的尺寸调整为待制作的半透明浮雕饰品的尺寸大小。

7、根据权利要求1～5任意一项所述的半透明浮雕饰品的制作方法，其特征在于：所述雕刻装置为计算机雕刻机或CNC数控机床。

8、根据权利要求7所述的半透明浮雕饰品的制作方法，其特征在于：所述雕刻装置的刻刀为锥形刀；所述锥形刀的锥度为30°，刀底宽度为0.025mm～0.4mm；所述行刀轨迹中相邻两刀路间的间距为0.01mm～0.06mm。

9、根据权利要求7所述的半透明浮雕饰品的制作方法，其特征在于：所述雕刻装置的刻刀为球头刀、平底刀、异形刀或钻头。

10、根据权利要求1～5任意一项所述的半透明浮雕饰品的制作方法，其特征在于：所述灰度图像的每个区域其区域面积不大于所述雕刻装置的刻刀刀底面积。

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