CN102348551B - 用于形成表面加工数据的方法和装置 - Google Patents

Abstract

形成应用外观优良的纹路图案的表面加工数据，而无需进行大量数据处理，且不会在产品的表面上产生任何变形。将作为应用纹路图案的对象的表面形状数据输入至数据输入部11。平面多边形形成部14将表面形状数据的边界线投影在x-y平面上并且将边界线变成多线，以形成边界线作为外边缘的二维多边形网。三维多边形形成部15将从多边形网的顶点朝z轴方向延伸的直线与原表面形状数据的交点连接在一起，以获得三维多边形网，并进一步使网均一化。纹路图案形成部17通过在纹理模型变形部16中形成并变形后的纹理模型从与三维多边形网的顶点对应的纹理数据来获得位移量，以便将通过分别沿法向移动的顶点连接在一起所获得的多边形数据设置为表面加工数据。

Description

用于形成表面加工数据的方法和装置

技术领域

本发明涉及用于在树脂产品的表面上形成拉拔图案或挤压图案的方法和装置。

背景技术

出于各种目的，对家用电子装置或汽车内部装置的表面实施拉拔处理，以改善外观或质感、挡光并且防滑。纹路图案使用各种细微形状的图案，诸如皮革纹理、纹路图案、岩石和卵石、梨皮漆面、几何图案等。为了在树脂产品的表面上形成纹路图案，通过刻蚀法或电铸法将纹路图案提供至金属模具。

当通过刻蚀法将纹路图案应用于金属模时，由于通过侵蚀来形成纹路图案，因此可以很廉价地将该纹路图案应用于甚至大件产品的金属模。然而，细微形状难于表达，而且要重复制造相同的形状。

此外，当通过注射成型来形成纹路图案(其中，凸凹沿产品曲面的法向延伸)时，如果在沿开模方向的平面上产品取出方向与产品曲面相交，则在取出成型品的操作期间，成型品上纹路图案的凸凹被金属模上的凸凹干扰，产生所谓的缺陷(under)。此时，当用力从金属模中取出成型品时会出现成型品的纹路图案损坏的问题。因此，为了避免纹路图案在开模操作期间发生损坏，当沿开模方向的拉拔斜度(由产品曲面的法向与产品取出方向形成的角度90°的补角)接近0°时，纹路图案的深度需要根据拉拔斜度的变化而变浅，以避免缺陷的出现。因此，纹路图案的凸凹深度需要根据曲面进行变化，以使产品曲面中拉拔斜度接近0°的区域内纹路图案的深度更浅。

然而，当通过刻蚀法将纹路图案应用于金属模时，不能连续改变纹路图案的凸凹的深度。因此，当逐步实施刻蚀处理来改变凸凹时，其接缝暴露。从而，金属模的接缝转移到成型品上，导致成型品的外观劣化。

另一方面，当通过电铸法将纹路图案应用于金属模时，将模压有纹路图案的薄树脂板粘接至依产品形状制造的模型的表面上，并且将所获得的模型作为母模，以便经由树脂转印(an inversion ofresin)或电铸处理来形成成型块。然而，当将树脂板粘接至三维形状的模型时，由于出现拉长或变形、或者出现接缝图案未对准，因此操作人员必须技术熟练，以矫正这些缺陷，从而使它们难于察觉。此外，需要很多处理，从而增加了工期，进而增加了成本。因此，仅仅配备了私人装置的专业制造者能够使用电铸法。由于在制造母模期间，纹路图案的形状或尺寸由待粘接的树脂板的纹路图案确定，因此在制造出母模之后难于将额外的图案应用于任意部分，或者难于做出变化，例如，扩大或减小纹路图案。

此外，两种方法都存在缺点，即必须进行化学处理。

此外，JP-A-7-241909或JP-A-2004-358662已公开了能够更简单地形成高质量纹路图案的技术。在该技术中，首先，将通过读取皮革模型的表面形状所获得的表面测量值转换成图像数据，所述图像数据中表面形状的深度用256个等级的浓度进行表示，以便将纹路图案的形状数据数字化。计算机根据该数字数据来形成加工数据。利用该加工数据将纹路图案应用于平面材料，诸如压花辊或压花板，或者通过切屑加工或激光束加工来将纹路图案应用于三维物体，诸如金属模。

在根据纹路图案的形状数据生成加工数据时，如果纹路图案仅仅沿一个方向投射在诸如金属模等具有三维形状的三维物体的表面上，以形成加工数据，则在三维物体的倾斜面上纹路图案的凸凹伸长，从而使纹路图案的形状发生变形。因此，相对于具有曲面的产品的表面，纹路图案必须沿对应曲面的法向来形成。

因而，意味着沿产品表面的法向来形成纹路图案，例如，提供下述利用体素数据转换的建模软件：其将体素堆叠在产品曲面上，以便根据图像数据中与纹路图案的深度对应的浓度来生成纹路图案。

在该体素系统中，产品的形状数据被转换成由小球或立方体构成的体素数据，以便对应于各个体素数据来确定纹路图案的图像数据的像素。接着，将像素浓度转换成位移量，以便将与位移量对应的体素堆叠在体素数据上。将所堆叠的体素转换成作为最终数据的多边形数据。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：JP-A-7-241909

专利文献2：JP-A-2004-358662

发明内容

本发明要解决的问题

然而，由于在上述系统中首先将产品的形状数据转换成体素数据，因此需要大量的数据。

此外，必须针对由多个曲面构成的具有连续且复杂的形状的产品表面的每一个分割区域来生成纹路图案的形状数据，并且在生成纹路图案的形状数据之后，必须在相邻纹路图案的形状数据之间执行接缝处理。然而，普通计算机的计算容量尚不能满足进行接缝处理所需的负荷，因此尚未有针对该问题的满意对策。

也就是说，由于计算机难于将相邻分割区域的纹路图案的形状数据的边界(接缝)设置成相同的形状，因此操作者必须手动校正，这需要进行大量处理。此外，手动校正使待接缝在一起的产品的纹路图案的形状产生变形。因此，工作质量根据操作员的技巧而有所变化，从而角部有时为圆和凹槽，或者顶部有时变厚或者弯曲。结果，外观经常不佳，从而没有达到校正的主要目的(为了形成外观较好的纹路图案且使纹路图案的接缝难于察觉)，并且产品质量不稳定。因此，在实际情况中，常用方法的主要应用对象限于平面或圆柱面。

因此，考虑到上述常见问题，本发明的目的是提供以下形成表面加工数据的方法和装置；其在不需要大量数据的情况下通过简单处理来形成在产品表面的法向上几乎不变形的纹路图案。此外，本发明的目的是提供以下形成表面加工数据的方法和装置：在分割数据时，纹路图案的接缝形状平滑。再者，本发明的目的是提供以下形成表面加工数据的方法和装置：纹路图案的深度对应于金属模的拉拔斜度平滑地变化，以形成外观优良的纹路图案。

解决问题的方法

因此，在本发明中，用多边形网替换作为应用纹路图案的对象的产品形状数据；根据纹路图案的纹理数据沿从共享顶点的各个多边形网计算出的规定方向移动多边形网的各个顶点；根据分别沿规定方向移动后的顶点来生成新多边形网数据；并且将新多边形网数据确定为应用纹路图案的表面加工数据。

根据上述结构，可以通过形成多边形网来减少加工数据量。此外，由于多边形网的顶点根据纹路图案的纹理数据沿规定方向移动，因此可以获得外观优良的纹路图案。

此外，将多边形网顶点移动时的位移量设置为通过用基于纹理数据的参考位移量乘以依赖于金属模的拉拔斜度的位移量减小率所获得的最终位移量，从而可以根据各个已移动顶点来形成新多边形网数据。

当位移量的减小率连续变化时，不出现缺陷，并且纹路图案的深度可以平滑地变化，以获得外观优良的表面。

上述规定方向优选地设置为法向。当各个顶点沿法向移动时，尤其可以获得外观优良且没有变形的纹路图案。

更具体而言，用多边形尺寸在规定范围内均匀的多边形网分别替换作为应用纹路图案的对象的产品形状数据。根据坐标分别与多边形网的顶点对应的纹路图案的纹理数据，多边形网的顶点分别沿法向移动。将已移动的顶点连接在一起，以获得包含纹路图案的产品形状的多边形数据，作为表面加工数据。

由于对不包含厚度的曲面数据进行处理来获得表面加工数据，因此可以减小待处理的数据量。多边形网的各个多边形的尺寸一致，从而可以获得变形较小的纹路图案。此外，由于多边形网的顶点根据纹理数据分别沿法向移动，因此可以获得外观优良的纹路图案。

在用多边形网替换产品形状数据时，将作为形成产品形状数据的曲面的边界线投影在二维平面上。在二维平面上，将边界线变成多线。用边界线修剪覆盖变成多线的边界线的二维栅格网。由所修剪的栅格网生成二维多边形网。将分别从二维多边形网的顶点沿二维平面的垂直方向延伸的直线与原始产品形状数据的交点相连接，以便将二维多边形网变成三维多边形网。优选使三维多边形网收敛并均匀，以使尺寸相等且较小。

首先，在二维平面上生成多边形网，接着，将多边形网变成三维多边形网。因此，计算处理较简单。

当在二维平面上将边界线变成多线时，优选用具有分割数中的最大分割数来划分直线，最大分割数使多线中所有线段的长度大于栅格网的方形栅格的对角线长度。

在形成多线的处理中，当分割数增加时，可以实现更近似于原边界线。然而，随着分割数增加而使多线的线段小于方形栅格的对角线时，将使线段和方形栅格的计算复杂化。

因此，考虑到产品边界线与多线较相似，并且方形栅格与多线线段的交点较容易计算，优选用具有分割数中的最大分割数来划分边界线，最大分割数使多线中所有线段的长度大于栅格网的方形栅格的对角线长度。

例如，当假定边界线的整个长度为Length，多线的线段为line，方形栅格的对角线为ss，并且分割数为n时，n表示为n＝Length/line。此外，在line＞ss的条件下，获得n＜length/ss。文中所提到的最大分割数指满足表达式n＜length/ss的分割数的最大整数。

理想地，所有块共用栅格网。尤其，当将所有块共用的栅格网与由分割数中的最大分割数形成的多线结合在一起时，相邻块之间的边界线具有相同的多线，并且接缝的顶点分别相互对应，最大分割数使多线中所有线段的长度大于栅格网的方形栅格的对角线长度。

由于纹理数据是将纹路图案的相对于二维位置坐标的深度指定成浓度等级的图像数据，多边形网的顶点的位移量可以通过用图像数据的浓度等级乘以规定转换率来获得。

由于，纹理数据本身可以用少量的数据来表示纹理，因此简化了数据处理。

此外，由于建立了多个位移量减小率的变换等式并且可以通过操作输入部来进行选择，因此可以在虑及成型材料的收缩性能的情况下来获得依赖于拉拔斜度的纹路图案的适当深度。

由于优选地从纹理数据生成具有指定栅格间距的纹理模型，并且优选地对应于曲面斜度来对纹理模型进行变形，以便根据与多边形网的顶点对应的变形后纹理模型的位置坐标，从纹理数据获得浓度等级。

从而，多边形网简单地与纹理数据一致，以便生成没有变形的纹路图案。

在用多边形网替换产品形状数据时，将产品曲面的边界线投影在二维平面上，以形成二维多边形网。接着，可以将二维多边形网变成三维多边形网。在适当位置，在参数曲面的参数空间中用规定分割线来形成栅格点，在边界线上以规定间距形成系列点，并且位于边界线内的栅格点和边界线上的系列点可以直接用于形成顶点分别位于参数曲面上的三维多边形网。

此时，尤其，形成栅格点和边界线的系列点的分割线分别具有在规定范围内均匀的间距，并且在形成三维多边形网时，优选地将位于边界线内的栅格点连接在一起以形成栅格网，优选地将栅格网变成三角形状多边形，并且优选地将栅格网的外围上的栅格点连接至边界线上的系列点以形成三角形状多边形。

接着，当将产品数据划分成多个块时，在形成每个块的三维多边形网之后，将所有块的多边形网合并成一个多边形网，接着，可以根据纹路图案的纹理数据来分别沿法向移动顶点。

本发明的优点

如上所述，在本发明中，由于通过将产品形状数据变成多边形网并且根据纹理数据分别沿规定方向移动多边形网的顶点的处理来应用拉拔和挤压图案，因此可以通过小负荷的数据处理来获得表面加工数据，并且可以有效地获得外观优良且变形较小的拉拔和挤压图案。

附图说明

图1是示出第一示例性实施例中用于形成表面加工数据的装置的结构的框图。

图2是示出用多线形成块的边界线的概念的说明性视图。

图3A是设置二维栅格网的方法的说明性视图。

图3B是形成二维多边形网的方法的说明性视图。

图4是示出三维多边形网形成多边形网的概念的说明性视图。

图5A是示出三维方式形成的多边形网的变形状态的图像。

图5B是示出三维方式形成的多边形网的变形状态的图像。

图5C是示出三维方式形成的多边形网的变形状态的图像。

图6是示出用于形成表面加工数据的装置的处理流程的流程图。

图7是示出用于形成表面加工数据的装置的处理流程的流程图。

图8是示出用多边形形成栅格网的方法的说明性视图。

图9是示出移动纹理模型的方法的说明性视图。

图10A是示出纹理模型变形之前的状态的视图。

图10B是示出纹理模型变形之前的状态的视图。

图11A是示出纹理模型变形与多边形网之间的坐标关系的视图。

图11B是示出纹理模型变形与多边形网之间的坐标关系的视图。

图12是示出用多线形成块的边界线的处理细节的流程图。

图13是示出位移映射处理的概念的说明性视图。

图14是位移映射处理的细节的流程图。

图15是交点从纹理模型到纹理坐标系统的坐标变换。

图16是示出因拉拔斜度而使金属模与产品发生干涉的说明性视图。

图17是拉拔斜度与位移量减小率的关系图，图中示出了变换等式的概念。

图18是示出应用了位移量减小的纹路图案的深度变化的视图。

图19是示出根据第二示例性实施例用于形成表面加工数据的装置的结构的框图。

图20是示出第二示例性实施例中用于形成表面加工数据的装置的主要处理流程的流程图。

图21是示出形成三角形状多边形网的细节的流程图。

图22A是示出块划分方法的概念性视图。

图22B是示出块划分方法的概念性视图。

图23是示出栅格点和边界线的视图。

图24是示出用于提取形成多边形网的栅格点的方法的说明性视图。

图25是示出用于在边界线上形成系列点的方法的说明性视图。

图26是示出由栅格点形成的矩形栅格网的视图。

图27是示出在矩形栅格网的外围的凹入部中形成三角形的方法的说明性视图。

图28是示出通过矩形栅格网和边界线上的系列点来形成三角形状多边形的方法的视图。

图29是示出块上的三角形状多边形网的视图。

图30是示出用于形成三角形状多边形网的方法的说明性视图。

图31是示出位移映射处理的细节的流程图。

图32是示出三角形状多边形网的顶点的局部坐标系统的视图。

图33是示出用于从纹理数据中读取像素值的方法的说明性视图。

具体实施方式

下面，描述本发明的示例性实施例。

<第一示例性实施例>

图1是示出根据第一示例性实施例用于形成表面加工数据的装置的结构的框图。

表面加工数据形成装置10包括：数据输入部11，其输入产品的表面形状和纹路图案的纹理数据和处理工具数据；输入数据存储部12；数据处理部13，其根据存储在输入数据存储部12中的数据产生多边形数据，以便将纹路图案的形状应用于产品曲面；多边形数据存储部19，其存储所生成的多边形数据；以及数据输出部20，其输出来自多边形数据存储部19的多边形数据，作为加工数据。

表面加工数据形成装置10与包含键盘或摇杆的操作输入部22和能够显示图像数据的监视器23连接。

将输入至数据输入部11且作为产品形状数据的表面形状数据限定为参数曲面，在该参数曲面中分别用作CAD数据的很多坐标被指定作为参数为u和v的函数S＝F(u，v)。表面形状数据形成为块信息，其通过预先由参数曲线表示的且存储在输入数据存储部12中的边界线而划分成多个曲面。如果预先没有特别说明，该边界线包括所谓的修剪线和不与块相邻以限定产品形状端缘的边界线。

表面形状数据包括产品中应用纹路图案的对象部分的整个尺寸(以下称为“纹路图案应用对象”)。

纹理数据是将纹路图案的深度指定成256个等级浓度的二维灰度数据，并且纹理数据具有足够的区域尺寸以覆盖纹路图案应用对象。

处理工具数据包括：栅格网间距(下文称为“栅格间距”)d，其用于形成下述二维多边形网；栅格间距dt，其用于形成纹理模型；纹理数据的分辨率R；以及注射成型金属模的开模方向，用于计算随拉拔斜度变化的减小率。

数据处理部13包括平面多边形形成部14、三维多边形形成部15、纹理模型形成和变形部16、纹路图案形成部17和操作存储器18。

平面多边形形成部14用于以二维方式形成块，作为在先处理，以简化用多边形块形成三维块的处理。如图2的概念性视图所示，将三维空间中的块W的边界线K投影在x-y平面上。在该平面上，将边界线变成多线(用连续直线替换边界线)。变成多线的边界线由Kp表示。

如图3A所示，在平面多边形形成部14中，设置具有覆盖x-y平面上已变为多线的边界线Kp的尺寸的栅格网G。如图3B所示，沿边界线Kp修剪栅格网G，以形成二维多边形网Gp。

如图4所示，在三维多边形形成部15中，获取分别穿过二维多边形网Gp的顶点pg且平行于z轴的两条直线与原参数曲面J的交点，以便以三维方式形成多边形网，进而获得由边界线Kq包围的多边形网Qa。

由于x-y平面上的多边形网Gp没有虑及三维方式形成的多边形的尺寸，因此在三维方式形成的多边形网Qa中，栅格间距因表面倾斜而增加或者网发生变形。图5A和图5B示出了它们的图像视图。对于包含图5A所示的直立壁的曲面形状，如图5B所示，在对应于多边形网Qa的直立壁的部分中，多边形剧烈变形，从而使相邻顶点pa之间的间距增加。

为了调整不均匀多边形的尺寸，三维多边形形成部15还执行统一多边形尺寸的处理，以形成多边形网Qb。从而，如图5C所示，相邻顶点pb之间的间距几乎一致。

纹理模型形成和变形部16基于纹理的像素信息来形成作为二维栅格网的纹理模型Tma。纹理模型的顶点坐标分别乘以由纹理数据的分辨率R获得的一个像素宽度，以使所获得的纹理坐标与实际坐标系统相协调，并且将该纹理坐标存储在操作存储器18中。

接着，对纹理模型进行变形，以使与块W中曲面斜度对应的顶点之间的间距密集，从而获得纹理模型Tmb。

执行该处理是因为，在将纹理均匀地布置在图像数据的平面上的情况下，当将均匀多边形网Qb的顶点pb投影在平面上时，与倾斜面对应的部分较密集，从而纹理数据不能直接对应于顶点。从而，对纹理模型进行变形，以使纹理模型与投影在平面上的多边形网Qb的顶点pb对应。如此，可以使均匀多边形网Qb的顶点Pb通过纹理模型Tmb与纹理坐标对应。下面，将详细描述。

纹路图案形成部17通过已变形的二维纹理模型Tmb来获取存储在输入数据存储部12中的纹理的像素信息，以便通过位移映射(displacement mapping)来移动三维多边形网Qb的顶点pb的位置，从而生成应用纹路图案的块的多边形数据。

多边形网Qb的顶点位置的位移根据金属模的拉拔斜度来使用位移量的减小率，以改变位移量，并且防止在图案拉拔操作期间出现缺陷。在数据处理部13中，预先设置用于确定位移量减小率的多个变换等式。可以在虑及成型材料的特性或产品形状的情况下通过操作输入部22的操作来选择任意变换等式。

数据处理部13的各个部分中的处理数据暂时存储在操作存储器18中。

数据处理部13将应用纹路图案的多边形数据存储在多边形数据存储部19中，并且对形成表面形状数据的所有块W重复以上处理。

这些处理的处理状态，包括图像可以分别显示在监视器23上。

下面，对上述表面加工数据形成装置中的处理细节进行描述。

图6和图7是示出处理流程的流程图。

当将产品的表面形状数据、纹路图案的纹理数据、纹理数据的分辨率R、用于形成纹理模型的栅格间距dt、二维栅格网间距d和开模方向的角度信息通过操作输入部22的操作输入至数据输入部11时，分别将数据存储在输入数据存储部12中，以启动处理。在输入数据的同时通过操作输入部22进一步选择用于确定位移量减小率的变换等式。

首先，在步骤100中，平面多边形形成部14从输入数据存储部12中读取块W的信息，以便将块W的边界线K投影在x-y平面上，如上述图2所示。

根据所存储的部分预先设置从存储在输入数据存储部12中的多个块W中读取块的顺序。

在步骤101中，平面多边形形成部14根据存储在输入数据存储部12中的栅格间距d来将投影在x-y平面上的块W的边界线变成多线(用连续直线替换边界线)。此处，用长度大于方形栅格SQ的对角线ss的长度的直线分割通过用参数曲线表示产品的形状数据所获得的边界线K，所述方形栅格SQ由栅格间距d确定。下面将详细地描述。

将变成多线的边界线Kp保存在操作存储器18中。

在步骤102中，平面多边形形成部14检查输入数据存储部12中是否仍然存在未处理的块信息，即，是否所有块的边界线都已变成多线。

当平面多边形形成部14没有完成将所有块的边界线K变成多线的处理时，平面多边形形成部14返回步骤100，以便对下一个块重复上述处理。

当平面多边形形成部14完成将所有块W的边界线K变成多线的处理，并且输入存储部12中不存在尚未处理的块信息时，平面多边形形成部14转入步骤103。

在步骤103中，平面多边形形成部14根据栅格间距d形成二维栅格网G，所述二维栅格网G覆盖所有块W中已变成多线的边界线Kp。

栅格网G的尺寸不仅覆盖投影在x-y平面上的特定块，而且覆盖投影在x-y平面上的所有块W。

因此，平面多边形形成部14检查存储在操作存储器18中且已变成多线的所有边界线Kp的顶点，以获取x坐标和y坐标，以及它们的最小值x_min和y_min和它们的最大值x_max和y_max，并且从下述基于容许误差的等式(1)中获取考虑到容许误差ε(ε＞d)的栅格网的最小值(x’_min，y’_min)：

(x′_min，y′_min)＝(x_min-ε，y_min-ε)........(1)

间距为d的方形栅格SQ的N_x×N_y由最小值形成，以获得图3A所示的栅格网G。

此处，N_x和N_y通过以下等式获取。

[数学等式1]

对于所有块W来说，栅格网G的栅格间距d均相同。由于栅格间距d相同，因此由最小长度比栅格的对角线ss长的直线所划分的边界线Kp在相邻的块之间具有相同的多线，并且在块之间接缝的顶点分别彼此对应。

在下一步骤104中，平面多边形形成部14从操作存储器18中读取一个块W的已变成多线的边界线Kp，以便将边界线叠加并且整合在栅格网G上。

接着，在步骤105中，平面多边形形成部14修剪叠加有边界线Kp的栅格网G，以使变成多线的边界线Kp为外缘线。

在步骤106中，平面多边形形成部14将被修剪的二维栅格网G转换成多边形网。

此处，将栅格网G的各个方形栅格SQ划分成三角形状多边形。在划分操作中，考虑到与多线的关系，针对不同的情况对方形栅格SQ分别进行分类，并且逐一进行处理。根据不同情形或情况，利用方形栅格SQ的顶点、多线的顶点或方形栅格SQ与多线的交点来形成三角形状多边形。

由于栅格网G和多线处于二维平面上，因此易于计算交点。

例如，在多线未穿过方形栅格SQ的区域中，可将三角形状多边形的顶点设置为方形栅格SQ的四个顶点，并且方形栅格SQ可以划分成两个三角形状多边形。

此外，在多线穿过方形栅格SQ并且多线的顶点未包含在方形栅格SQ中的区域上，三角形状多边形的顶点可以设置为方形栅格SQ与多线的交点以及方形栅格SQ的顶点。根据方形栅格SQ中多线所穿过的侧来生成一至三个三角形状多边形。

此外，如图8所示，当多线(Kp1、Kp2)的顶点pg1位于方形栅格SQ中并且方形栅格SQ的一个顶点pg2位于多线内时，将方形栅格的一个顶点pg1与多线的顶点pg2连接，如虚线所示，以便在位于多线内的方形栅格中形成两个三角形状多边形Tp1和Tp2。

此时，由于多线(Kp)的所有线段的长度大于由间隔d确定的方形栅格SQ的对角线ss(参见图3)的长度，因此防止多线的三条或多条连续线段与一个方形栅格SQ交叉或位于一个方形栅格SQ中，从而简化处理。

从而，获得如上述图3B所示的多边形网Gp。

在下一步骤107中，三维多边形形成部15计算分别穿过二维多边形网Gp的顶点pg且平行于Z轴的直线与原参数曲面的交点，以便三维方式形成多边形网。

为了计算交点，用下述等式(3)表示曲面并且用x＝c_x，y＝c_y和z＝z(t)表示直线。

[数学等式2]

$S(u,v)=\left[\begin{array}{c}f(u,v)\\ g(u,v)\\ h(u,v)\end{array}\right]...\left(3\right)$

待获得的交点坐标(u，v)是非线性联立方程式(4)的解。

F(u ，v)＝f(u，v)-c_x＝0

G(u ，v)＝g(u ，v)-c_y＝0.........(4)

上述等式采用牛顿-拉夫逊方法求解。

牛顿-拉夫逊方法是反复求解的方法。第k+1次(u_k+1，v_k+1)的近似解表示如下。

u_k+1＝u_k+Δu_k

v_k+1＝v_k+Δv_k..........(5)

在该情况下，Δu_k、Δv_k是下述线性联立方程式的解，并且当解为指定值或者更小，即充分小时，判断该解是收敛的。

[数学等式3]

$\left[\begin{array}{cc}\&PartialD;F(u_k,v_k)/\&PartialD;u& \&PartialD;F(u_k,v_k)/\&PartialD;v\\ \&PartialD;G(u_k,v_k)/\&PartialD;u& \&PartialD;G(u_k,v_k)/\&PartialD;v\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}\mathrm{\&Delta;}{u}_k\\ \mathrm{\&Delta;}{v}_k\end{array}\right]=\left[\begin{array}{c}-F(u_k,v_k)\\ -G(u_k,v_k)\end{array}\right]$

…(6)

当得到u和v时，即获得曲面上的实际交点(x，y，z)。该交点是多边形网Qa的顶点pa。

在步骤108中，三维多边形形成部15使三维方式形成的多边形网Qa均匀。这是解决以下问题的对策：在三维方式形成的多边形网Qa中大致平行于x-y平面的部分与相对于x-y平面成一定角度的部分之间，多边形的尺寸不均匀，从而在后续步骤中难于适当地协调精细的纹路图案的纹理。

通过应用弹簧材料点式模型来执行均匀处理。将多边形顶点视为材料点，并且将侧视为移动顶点pa以使分别施加在顶点上力平衡的弹簧。在该情况下，为了避免整个形状被破坏，设置以下限制条件：整个形状中的角顶点固定，边界线上的顶点在边界线上移动，并且除上述顶点以外的顶点在原产品形状的曲面上移动。

从而，除沿边界线延伸的部分以外，极大的多边形将变小，并且顶点间距在规定范围内收敛，从而大致相等。

下面，考虑将n个材料点连接至位置为P_i的材料点的情况。当通过弹簧将位置为P_i的材料点连接至位置为P_j的材料点时，假定弹簧刚度为k，弹簧的自然长度为l_ij，两个材料点之间的距离为l’_ij，材料点i从材料点j接收到的力f_ij根据胡克定律由以下等式(7)获得。此外，材料点i接收的所有力的合力F_i由等式(8)表示。

[数学等式4]

$f_{\mathrm{ij}}=k({l^{*}}_{\mathrm{ij}}-l_{\mathrm{ij}})\frac{p_j-p_i}{|p_j-p_i|}...\left(7\right)$

[数学等式5]

$F_i=\underset{j=1}{\overset{n}{\mathrm{\&Sigma;}}}{f}_{\mathrm{ij}}...\left(8\right)$

此处，根据运动方程材料点i的加速度a_i表示为a_i＝F_i/m_i，因此当材料点i静止(初速度v₀＝0)时，经过时间Δt之后的速度v_i由以下等式表示。

v_i＝a_i Δt＝(F_i/m_i)Δt........(9)

[数学方程式6]

因此，材料点i位移之后的位置P_i ^new可以通过以下等式获得。

$p_i^{\mathrm{new}}=p_i+\frac{1}{2}{v}_i\mathrm{\&Delta;t}=p_i+\frac{F_i}{2m_i}\mathrm{\&Delta;}{t}^2...\left(10\right)$

此处，弹簧的自然长度l_ij视作将尚未移动的三维多边形网投影在xy平面上时顶点之间的距离，材料点的质量m_i的值、时间间隔Δt和弹簧刚度k自由确定。

上述处理重复执行，直到网均匀为止。

均匀三维多边形网Qb的顶点pb的坐标数据分别存储在操作存储器18中。

在下一步骤109中，纹理模型形成和变形部16首先根据存储在输入数据存储部12中的纹路图案的纹理数据来生成纹理模型Tma，作为允许纹理数据分别与多边形网的顶点对应的在先处理。

当纹理数据的图像由M×N(像素)构成时，纹理模型形成和变形部16根据具有设置成1的一个像素宽度的二维纹理坐标的原点来生成具有M’×N’栅格网的纹理模型Tma。栅格间距设置为指定的dt，而M’和N’由下述等式(11)指定。

[数学等式7]

指定的栅格间距dt可以设置为例如与栅格网G的栅格间距d相同。

此时，分别与纹理模型Tma的栅格顶点对应的纹理坐标暂时存储在操作存储器18中。接着，纹理模型的顶点坐标分别乘上由图像的分辨率R获得的一个像素宽度，从而可以将顶点坐标转换成实际坐标。

在下一步骤110中，如图9所示，当投影在x-y平面上的纹路图案应用对象的x-y坐标的最小点为P_min(x_min，y_min)时，纹理模型形成和变形部16分别对纹理模型的顶点施加(p_min-D)的校正。从而，纹理模型形成和变形部16将纹理模型Tma移动至x-y平面上纹路图案应用对象的整个部分均可被覆盖的位置。

D指定二维坐标以避免在下一步骤中对纹理模型Tma进行变形时出现以下状态：纹理模型不存在于具有预估边缘的x-y平面中投影有纹路图案应用对象的位置处。

在步骤111中，纹理模型形成和变形部16使用与步骤108中所用的使多边形网Qa均匀的弹簧材料点式模型相同的模型，以便通过使纹理模型与块W的曲面对应来对纹理模型Tma进行变形。

即，将纹理模型Tma的各个多边形的顶点视作材料点，并且将侧视作弹簧。

此外，弹簧的自然长度按如下方式确定。首先，判断弹簧的两个端点是否位于边界线Kp的内侧或外侧，所述边界线Kp投影在与产品的纹路图案应用对象对应的块W的x-y平面上且已变成多线。

当判断出两个端点均没有位于边界线内侧时，将两个点之间的距离直接设置为自然长度。

当判断出两个端点均位于边界线内侧时，纹理模型形成和变形部16获取分别穿过端点且平行于z轴的直线与块W的交点。当假定所获得的两个交点之间的距离为l_3D，并且两个端点之间的距离为l_2D时，自然长度l由等式(12)获得。

[数学等式8]

l＝l_2D ²/l_3D…(12)

作为限制条件，为了防止纹理模型Tma的整个部分平行移动或旋转，例如，纹理模型形成和变形部16固定具有最小x、y坐标的顶点p_min，并且控制具有最大x、y坐标的顶点p_max在穿过顶点p_min和p_max的直线上移动。在该限制条件下，纹理模型形成和变形部16移动顶点，类似于步骤108。

图10B示出了与图10A所示的块的曲面有关的变形纹理模型Tmb。此处，附图中的粗框示出了图10A中的块W投影在x-y平面(此处，纹理模型的平面)上的边界线。在变形的纹理模型Tmb中，与倾斜直立壁部分对应的部分的多边形相对于块W的纹理模型的平面来说较密集。

根据纹理模型的变形，图11A的状态变换成图11B所示的状态，在图11A中，相对于由黑色圆圈示出的且在步骤108中均一化的多边形网Qb的顶点(pb)，由白色圆圈示出的且对应于纹理模型Tma的栅格顶点二维方式均匀布置；在图11B中，当纹理模型的栅格顶点沿z轴方向(即，沿垂直于二维平面的方向)投影时，多边形网Qb的顶点间距与纹理模型Tmb分别相互对应。

其后，在步骤112中，纹路图案形成部17通过位移映射将纹路图案应用于三维多边形网Qb。其后，在步骤113中，将应用纹路图案的多边形数据存储在多边形数据存储部19中。

从而，完成了与从操作存储器18中读取的一个边界线数据有关的块W的处理。

在步骤114中，纹路图案形成部17检查操作存储器18中是否存在尚未处理的块W的边界线Kp(多线)，即，纹路图案是否被完全应用于所有块的多边形网Qb。

当将纹路图案应用于所有块W的处理没有完成时，处理返回至步骤104，以便对下一块W重复上述流程。

当完成存储在操作存储器18中的所有块W的边界线Kp的数据的处理时，在步骤115中，在监视器23中显示处理完成，以结束该处理。

其后，数据输出部20可以通过操作输入部22的操作将存储在多边形数据存储部19中的多边形数据作为加工数据输出至处理装置。

下面，将详细描述上述步骤101中将块的边界线变成多线的处理。此处，将描述由B样条曲线限定一条边界线的情况，作为形成边界线的参数曲线实例。

节点指定连接点中的参数值。B样条曲线由控制点{P_i}和一系列节点(节点矢量){t_i}限定。

由L段构成的n阶B样条曲线由基于控制点{P_i}的等式(13)表示。

[数学等式9]

$P\left(t\right)=\underset{i=0}{\overset{n+L-1}{\mathrm{\&Sigma;}}}{P}_i{N}_i^n\left(t\right)...\left(13\right)$

参数t移动的范围从tn延伸至tn+1。

[数学方程式10]

此处，Nⁿ _i(t)由n阶B样条基函数表达的下述等式表示。

$N_i^n\left(t\right)=\frac{t-t_i}{t_{i+n}-t_i}{N}_i^{n-1}\left(t\right)+\frac{t_{i+n+1}-t}{t_{i+n+1}-t_{i+1}}{N}_{i+1}^{n-1}\left(t\right)$

$N_i^0\left(t\right)=\left\{\begin{array}{cc}1& t\&Element;[t_i,t_{i+1})\\ 0& t\&NotElement;[t_i,t_{i+1})\end{array}\right....\left(14\right)$

通过顺序划分其B样条曲线来执行将边界线变成多线的处理。

即，通过以B样条曲线的一些参数t的函数P(t)作为顶点来划分B样条曲线，并且用直线将顶点以小值的t的顺序连接在一起。此处，参数t移动的范围t_s至t_e由分割数中最大的分割数来划分，最大分割数使多线的所有线段的长度均大于由栅格间距d确定的方形栅格SQ的对角线ss的长度。

图12是示出将边界线变成多线的具体处理流程的流程图。

首先，在步骤200中，通过从形成投影在x-y平面上的边界线K的多条B样条曲线中指定规定位置作为原点来将一条B样条曲线设置为待分割对象，并且将B样条曲线的分割数n设置为初始值1。

在步骤201中，通过将B样条曲线等式中的参数t移动的范围t_s至t_e划分成n段来获得t值。

接着，在步骤202中，分别计算t值的P(t)(＝顶点位置)，以便分别用直线连接顶点，并且形成多线候选。

例如，当n＝2时，t值表示为t＝t_s、(t_s+t_e)/2和t_e，而三个点P(t_s)、P((t_s+t_e)/2)和P(t_e)为顶点。

当分割数n继续增加时，将顶点连接在一起的直线的长度继续缩短。

在步骤203中，长度的最小值从多线候选的所有线段(直线)中获取。

在步骤204中，检查上一步骤中所获得的长度最小值是否大于方形栅格的对角线长度。

当最小值大于对角线长度时，处理进入步骤205，以便增加分割数n，接着返回步骤201。

当分割数n增加时，如上所述，用于将顶点连接在一起的直线的长度缩短。

在步骤204的检查中，当直线的最小值与方形栅格的对角线的长度相等或更小时，处理进入步骤206，以便将上一次流程中的多线候选设置为多线。即，当此次流程中的分割数为n＝4，并且最小值与第一次流程中的方形栅格的对角线的长度相等或更小时，将分割数为n＝3时的多线候选设置成作为当前对象B样条曲线的多线。

然而，当直线的最小值与B样条曲线的第一流程(n＝1)中的方形栅格的对角线的长度相等或更小时，实际上将分割数设置为n＝1，即，用直线将B样条曲线的两个端点连接在一起，以形成多线。

其后，在步骤207中，检查形成边界线K的所有B样条曲线是否完全变成多线。

当形成边界线K的多条B样条曲线中存在尚未变成多线的B样条曲线时，处理返回至步骤200，以重复将下一个B样条曲线变成多线的处理。

当完成将所有的B样条曲线变成多线的处理时，在步骤208中，依次允许相邻B样条曲线的端点处的多线顶点对应并连接在一起，以完成将边界线变成多线的处理。

下面，将具体描述在步骤112中通过位移映射将纹路图案应用于三维多边形网的处理细节。

通过位移映射而移动的曲面p’由等式(15)表示。

P′(u，v)＝p(u，v)+h(u，v)q(u，v).....(15)

此处，如图13所示，p(u，v)表示位移之前的曲面(基本曲面)，h(u，v)表示位移量，并且q(u，v)表示位移方向的单位矢量。

因此，此处位于多边形网Qb中的p(u，v)位置处的顶点pb根据上述等式进行位移。

图14是示出位移映射流程的流程图。

首先，在步骤300中，从操作存储器18中读取多边形网Qb的顶点pb的坐标数据，以获取分别穿过顶点且平行于Z轴的直线与纹理模型Tmb的方形多边形的交点。

此处，示出纹理模型的方形多边形的曲面S(u，v)由等式(16)表示，指定其顶点为P₀₀、P₁₀、P₁₁和P₀₁。

s(u，v)＝(1-u)(1-v)p₀₀+(1-u)vp₀₁+u(1-v)p₁₀+uvp₁₁

.....(16)

由于S(u，v)为无限延伸曲面，因此判断所获得的u和v是否满足0＜＝(u，v)＝＜1。当满足上述关系时(YES)，方形多边形与直线相交。

利用此时的u和v计算纹理中与交点对应的部分。此处，使用在步骤109中暂时存储在操作存储器18中的纹理坐标系统的顶点坐标。

如图15所示，当假定具有交点的方形多边形的顶点P₀₀、P₁₀、P₁₁和P₀₁在纹理坐标系统中的坐标点分别为P’₀₀、P’₁₀、P’₁₁和P’₀₁时，与交点对应的纹理的坐标点pt(u，v)可以由等式(17)获得。

pt(u，v)＝(1-u)(1-v)p′₀₀+(1-u)vp′₀₁+u(1-v)p′₁₀+uvp′₁₁.....(17)

在步骤301中，交点的坐标处的纹理的像素值(浓度)g通过双线性插值由其周围的四个像素的像素值来获得。

在步骤302中，根据像素值的转换率和纹路图案的深度(离基本曲面的高度)来获取交点的参考位移量。假定纹理数据中纹路图案的最大深度，即，最大位移量为h_max，则当使用具有256个等级的灰度图像数据时转换率为h_max/255，其中纹路图案的深度在所述256个等级浓度中分配。参考位移量h由像素值g通过等式(18)表示。

h＝g/255×h_max(18)

例如，当h_max为300μm时，如果像素值g为128，则参考位移量h为150μm。

在下一步骤303中，计算多边形网Qb的顶点坐标的法向。此处，获取一个顶点Pb的法向，作为包含该顶点的多边形的平均法向。此时，通过分别考虑多边形的面积来优选获得平均法向。在其后移动顶点并且计算拉拔斜度时，该法向用作单位矢量q。在步骤304中，根据作为待处理对象的金属模的开模方向和顶点坐标的法向来计算拉拔斜度。开模方向和顶点坐标的法向预先设置，并且存在输入数据存储部12中。接着，在步骤305中，根据当处理开始时所选择的变换等式来获取顶点位置的位移量减小率。

如图16所示，当拉拔斜度设置成由相对于顶点的法向成90°的线与由空箭头标记所示的开模方向所形成的夹角θ时，随着拉拔斜度减小，所产生的缺陷越大，从而在开模操作期间，使金属模的纹路图案与产品侧相互干涉。因此，如图17所示，变换等式设置成，拉拔斜度θ越小，位移量的减小率被设置为越大。从而，使位移量设置为减小。此时，在虑及金属模与产品的实际干扰度因成型树脂收缩而稍微缓解的情况下来确定变换等式。位移量减小率随拉拔斜度连续变化。

在步骤306中，将步骤302中所获得的参考位移量h乘上位移量的减小率，以计算最终位移量hf。

从而，最终位移量h可以按以下方式变化：例如，当参考位移量h为200μm时，如果拉拔斜度大于25°，则将位移量的减小率设置为0％，以便将最终位移量hf保持在200μm，并且如果拉拔斜度在0°至25°的范围内，则将位移量的减小率设置为90％至0％，以便将最终位移量hf设置为20μm至200μm。

在步骤307中，将如上所述获得的最终位移量hf设置为h(u，v)，并且顶点移动方向的单位矢量q用于根据上述等式(15)来移动多边形网Qb的顶点pb。

在步骤308中，检查多边形网Qb的所有顶点是否完全移动。

当没有完成所有顶点的移动时，处理返回步骤300，以便对存在于操作存储器中的下一顶点重复上述处理。

当所有顶点的移动完成时，在步骤309中，通过移动后的顶点来分别形成新的多边形网。从而，将纹路图案应用于块W。

接着，在拉拔斜度较小的位置处，通过上述减小位移量的操作来获得以下产品：如图18所示纹路图案的深度(高度)Rs连续变化且在金属模与产品之间不会产生缺陷。在附图中，空心箭头标记表示开模方向。

在本示例性实施例中，图12的流程图中所示的步骤200至208形成本发明中的多线形成单元。图6所示的流程图中的步骤103至106形成二维多边形网生成单元。

此外，图6所示的流程图中的步骤107和108形成三维多边形网生成单元。

图6和图7所示的流程图中的步骤109至111以及图14所示的流程图中的步骤200至307形成顶点移动单元。尤其，步骤109形成纹理模型生成单元。步骤111形成纹理模型变形单元。

图14所示流程图中的步骤309形成应用纹路图案的多边形网生成单元。

第一示例性实施例如上所述来形成。分别用多边形尺寸在指定范围内均一化的多边形网Qb替换限定为应用纹路图案的对象的参数曲线表面的产品形状数据。多边形网的顶点Pb根据纹路图案的纹理数据分别沿法向移动，所述纹理数据具有分别与多边形网的顶点pb对应的坐标。将所移动的顶点连接在一起以获得包含纹路图案的产品形状的多边形数据，作为表面加工数据。

由于对不包含产品形状厚度的曲面数据进行处理来获得表面加工数据，因此可以减小待处理的数据量。多边形网的各个多边形的尺寸一致，从而可以获得变形较小的纹路图案。此外，由于多边形网的顶点根据纹理数据分别沿法向移动，因此可以获得外观优良的纹路图案。

尤其，将表面形状数据划分成多个块W，并且用顶点间距在规定范围内分别一致的多边形网QB替换各个块。分别移动上述多边形网Qb的顶点pb。将所移动的顶点连接在一起，以获得包含纹路图案的产品形状的多边形数据。因此，由于将各个块变成了多边形网，因此可以减小处理数据的量。

在用多边形网Qb进行替换时，将作为形成产品形状数据的曲面的块W的边界线K投影在x-y平面上。在二维平面上，将边界线变成多线。用边界线Kp修剪二维栅格网G，所述二维栅格网G覆盖变成多线的边界线Kp。由修剪后的栅格网生成二维多边形网Gp。将分别从二维多边形网Gp的顶点pg沿与x-y平面垂直的z方向延伸的直线与原始块W的交点相连接，以便将二维多边形网变成三维多边形网。使三维多边形网Qa收敛并且均匀，以使顶点分别具有相等的间距。也就是说，首先，在二维平面上生成多边形网Gp，接着，将多边形网变成三维多边形网。因此，计算处理较简单。

在x-y平面上将边界线K变成多线时，由于使用分割数中最大的分割数对直线进行划分，最大分割数使多线(Kp)的所有线段长度大于栅格网G的方形栅格SQ的对角线ss的长度，因此增加分割数可以较好地与原边界线K近似。保持直线的长度使其大于方形栅格的对角线长度，以便能够简单地计算直线与方形栅格的交点。

由于所有的块W共用栅格网G，因此尤其当所有块共用的栅格网G与由最大分割数形成的多线整合时，相邻块之间的边界线具有相同的多线(Kp)并且接缝的顶点分别相互对应，其中所述最大分割数使所有线段的长度大于栅格网的方形栅格SQ的对角线ss的长度。因此，接缝的图案不会出现不重合，并且获得了外观优良的表面。

由于纹理数据为以下图像数据：其中，为纹路图案相对于二维位置坐标的深度指定浓度等级，并且多边形网Qb的顶点pb的位移量通过用图像数据的浓度等级乘以规定转换率来获得，因此纹理数据自身可以通过少量数据来表示纹理。从而，简化了数据处理。

此外，由于用多边形网Qb的顶点pb的位移量乘上依赖于金属模的拉拔斜度θ的位移量减小率来获得最终位移量hf，因此当位移量减小率连续变化时，纹路图案的深度可以在不生成缺陷的条件下平滑地变化，以获得外观优良的表面。

此外，由于建立了多个位移量减小率的变换等式并且可以通过操作输入部22来进行选择，因此可以在虑及成型材料的收缩性能的情况下来获得依赖于拉拔斜度的纹路图案的适当深度。

由于从纹理数据生成具有指定栅格间距dt的纹理模型Tma，并且对应于三维均匀多边形网Qb对纹理模型进行变形，以便根据与多边形网的顶点pb对应的变形后纹理模型Tmb的位置坐标从纹理数据获取浓度等级，因此为了生成没有变形的纹路图案，多边形网Qb简单与纹理数据相符。

在本示例性实施例中，在将边界线变成多线时，公共栅格网G用于所有的块，以便相邻块的接缝的顶点分别彼此自动地对应。然而，一个块中变成多线的边界线的顶点可以构成用于将另一相邻块变成多线的限制条件，以便能够使各个块的栅格网不相同，以适应曲面的形状。

此外，预先设置作为输入数据的栅格网的栅格间距d。然而，栅格间距可以从多个栅格间距中选择，或者通过操作输入部22的操作来任意地输入。

此外，块的尺寸可以根据表面加工数据形成装置的计算机的计算容量来确定。

在示例性实施例中，描述了以下实例：在将边界线变成多线的处理之后，对由输入至数据输入部11的块信息所限定的每一个单独的块单元执行处理。然而，当所输入的块尺寸较小时，可以根据计算机的计算容量将包含多个相邻块的块组作为一个单元进行处理。

反之，当对应于一个块的表面形状数据较小时，自然没必要将该块划分成多个块。

将上述块组作为一个单元处理时所形成的边界线用作限定一组整体形成的块的整个部分的外边缘。此外，作为将三维空间中的块组的边界线变换成二维边界线时三维空间中的块组的边界线所投影的平面，其设置成使块不会彼此重叠，并且基于1对1的方式相互对应。投影平面描述为三维空间x-y-z中的x-y平面。然而，投影平面不限于此，并且可以是任意平面。

<第二示例性实施例>

下面，将描述第二示例性实施例。

在上述第一示例性实施例中，将形成产品形状数据的参数曲面的边界线投影在二维平面上。在二维平面上将产品形状数据的边界线变成多线，以生成多边形网。将从二维多边形网的顶点沿垂直于二维平面的方向延伸的直线与原始产品形状数据的交点分别连接在一起，以获得三维多边形网。然而，在特殊情况下，诸如一个x-y坐标对应两个z值的产品形状数据，例如将汽车面板中仪表罩部分的反射形状部分投影在二维平面上的情况，实际上难于应用上述方法。

从而，在第二示例性实施例中，在参数曲面上直接获得三维多边形网，而不用投射在二维平面上。

图19是示出根据第二示例性实施例用于形成表面加工数据的装置的结构的框图。

第二示例性实施例的表面加工数据形成装置10A与第一示例性实施例的表面加工数据形成装置10大致相同，仅数据处理部13A有所差别，数据处理部13A生成将纹路图案应用于产品前曲面的多边形数据，并且数据处理部13A具有多边形数据存储部19的功能。对于相同的结构，使用与第一示例性实施例相同的附图标记。

操作输入部22或监视器23同样连接至表面加工数据形成装置10A。

数据输出部20输出在数据处理部13A中生成的作为处理数据的多边形数据。

输入至数据输入部11的作为产品形状数据的表面形状数据限定参数曲面，在该参数曲面中坐标分别满足参数为u和v的函数S＝F(u，v)。表面形状数据形成为块信息，该块信息由预先用参数曲线表示的边界线划分成多个曲面，并且存储在输入数据存储部12中。

输入至数据输入部11的纹理数据是将纹路图案的深度指定成浓度的256个等级的二维灰度数据，且具有足够的区域尺寸来覆盖纹路图案应用对象。

将注射成型金属模的开模方向作为处理工具数据输入至数据输入部11，所述开模方向用于计算随拉拔斜度变化的减小率。

数据处理部13A包括多边形网形成部30、多边形网合并部31、纹路图案形成部32和操作存储器33。

多边形网形成部30在各个块W的参数曲面上形成三角形状多边形网。多边形网合并部31将形成表面形状数据的所有块W的三角形状多边形网合并至一个文件数据。

纹路图案形成部32根据分别与合并多边形网的顶点对应的纹理数据的浓度等级来移动顶点位置，以便生成用于纹路图案的多边形数据。

关于合并多边形网的顶点位置的位移，根据金属模的拉拔斜度来使用位移量减小率，以改变位移量并且防止在图案拉拔操作期间出现缺陷。在数据处理部13A中，预先设置用于确定位移量减小率的多个变换等式。将成型材料的特性或产品形状纳入考虑范围，以便能够通过操作输入部22的操作来选择任意变换等式。根据金属模的拉拔斜度来减小位移量的操作与第一示例性实施例相同。

数据处理部13A的各个部分中的处理数据暂时存储在操作存储器33中。

处理的运行状态，包括图像可以分别显示在监视器23上。

下面，将描述上述表面加工数据形成装置10A中的处理细节。

图20是示出处理的主要流程的流程图。

当通过操作输入部22的操作将产品的表面形状数据、纹路图案的纹理数据、开模方向的角度信息和下述合并多边形网的间距上限值b输入至数据输入部11时，分别将数据存储在输入数据存储部12中，以启动处理。在输入数据的同时，通过操作输入部22选择用于确定位移量减小率的变换等式。

首先，在步骤400中，多边形网形成部30从输入数据存储部12中读取块W的信息，以便形成三角形状的多边形网Qc。

在步骤401中，多边形网形成部30检查输入数据存储部12中是否存在尚未处理的块信息，即，是否完全形成所有块W的三角形状多边形网Qc。

当没有完全形成所有块W的三角形状多边形网Qc时，多边形网形成部30返回至步骤400。

当所有块W的三角形状多边形网Qc完全形成，并且输入数据存储部12中不存在尚未处理的块信息时，多边形网形成部30进入步骤402。

在步骤402中，多边形网合并部31将所有块W的三角形状多边形网Qc合并，以获得表示一个曲面的一个文件的合并多边形网QT。

在步骤403中，纹路图案形成部32根据纹理数据和处理工具数据通过位移映射来移动合并多边形网QT的顶点，以生成应用纹路图案的多边形数据。

当多边形数据完全生成时，在步骤404中，在监视器23上显示处理完成，以结束处理。

其后，数据输出部20可以通过操作输入部22的操作来从纹路图案形成部32中读取多边形数据，并且将多边形数据作为加工数据输出至处理器等。

图21是示出在步骤400中三角形状多边形网Qc的形成细节的流程图。

在步骤410中，计算划分所选块的参数曲面J(如图22A所示)的参数u和v的分割数，以使栅格间距为间距上限值b或更小。例如，将块W中u的参数间隔(最大值-最小值)划分成某整数m段，以获得参数间距c。利用c划分块，以便比较栅格间距与间距上限值b。当栅格间距大于b时，增大m。重复该处理，直到所有的栅格间距均小于间距上限值b。对于参数v，执行相同的处理。图22B示出了参数曲面上的分割线。

在步骤411中，如图23所示，利用如上所述分别计算出的u和v的分割数来分别计算栅格点的参数值，以便在参数曲面上形成点。下文中将所形成的点称为栅格点Ca。图23是沿u-v平面的放大视图，并且为简化起见图中省略了等参数曲线。

在步骤412中，提取用于形成多边形网的栅格点Ca。

具体而言，将栅格点Ca中包含于块W的边界线K并且位于边界线外侧的栅格点(如图24中的空心圆圈所示)删除。此外，同样将位于边界线K内侧而且离边界线的距离小于栅格间距的1/100的栅格点删除。栅格间距可以是间距上限值b或实际划分得到的栅格间距。

边界线K包括修剪线并且由如第一示例性实施例的B样条曲线示出。各个块的边界线K的形状任选，并且边界线K的形状与图2所示的形状不同。

为了避免利用边界线K上的下述点所形成的多边形太小，因此删除离边界线的距离小于规定距离的栅格点Ca。

在步骤413中，计算划分边界线K的分割数，以便具有等于或小于间距上限值b的间距。在步骤414中，如图25所示，利用分割数在边界线K上形成一系列点Cb。下文中，该系列点中的各个点由Cb表示。

分割值可以设置为平均划分整个外围的值，如栅格点Ca的情形。然而，在划分栅格点Ca和系列点Cb时，在栅格点Ca和系列点Cb中，可以用间距上限值b等分整个外围，并且可以仅仅将超过间距上限值b的最后部分划分成两段。从而，栅格点和系列点分别具有在规定范围内均一的间距。

当存在相邻块W1和W2时，即，在共享边界线的块之间，块中的各边界线K1和边界线K2由相同的曲线等式表示，以便在块W1和W2彼此相邻的边界线K的范围内形成相同的系列点Cb。

当表达式彼此不对应时，从相位的角度来看，认为两条曲线彼此对应，并且形成在一个块W1的边界线K1上的系列点Cb用作另一块W2的边界线K2上的系列点。

在步骤415中，如图26所示，利用在上一步骤412中提取的栅格点Ca来形成方形栅格网Sqc。交点分别对应于栅格点Ca，然而不再用黑色圆圈显示这些交点。

在步骤416中，如图27中的部分E1和E2所示，当方形栅格网Sqc的外周形状呈阶梯状具有凹入部时，用直线将外围中夹着凹入部内角的两个栅格点连接在一起，以形成三角形Δ1和Δ2。然而，如部分E3的虚线所示，当连接两个栅格点的直线穿过边界线K时，不形成三角形。

在步骤417中，如图28所示，将位于方形栅格网Sqc的各个栅格的一组对角线位置处的栅格点连接在一起，以形成三角形状多边形Tpc。

其后，在步骤418中，在位于方形栅格网Sqc的外围上的栅格点Ca与边界线K上的系列点Cb之间形成三角形状多边形。

此处，如图28所示，首先，从位于外围上的栅格点中选择一个栅格点Ca1，并且将该栅格点Ca1连接至边界线K上的距其最近的点Cb1。将连接直线R0设置为一侧边，并且还将位于方形栅格网Sqc的外围上的相邻栅格点Ca2计入以计算三角形ΔCa1-Cb1-Ca2，并且还将边界线K上的相邻点Cb2计入以计算三角形ΔCa1-Cb1-Cb2。两个三角形中接近正三角形的一个用作三角形状多边形Tpc。

可以基于以下事实来判断三角形是否接近正三角形：当三角形的最大内角与最小内角之差接近1时，三角形接近正三角形，或者当最长侧与最短侧之比接近1时，三角形接近正三角形。

接着，对方形栅格网Sqc的外围上与所选择的栅格点Ca1顺序相邻的栅格点(例如，Ca2)重复上述处理。至于相邻方向，可以预先设置成逆时针方向或顺时针方向。

如图29所示，通过这种方式，在块的参数曲面J上形成从方形栅格网Sqc的外周延伸至边界线K上的系列点Cb的三角形状多边形网Qc。

在步骤419中，通过边交换来形成三角形状多边形网Qc。在步骤418中所形成的三角形状多边形网的处理中，在每一步中选择并且形成接近于形状较好的正三角形的三角形，然而，观察所形成的三角形多边形网的整个部分时，有时可以通过边交换来形成更佳的三角形。

此处，相对于由图30中虚线所示的一条边缘线R1来计算粗实线所示的边缘线R2，所述边缘线R1将方形栅格网Sqc的外围上的栅格点Ca3连接至边界线上的点Cb3并且具有设置在其两侧的三角形状多边形，所述边缘线R2将形成一个三角形状多边形的边界线上的点Cb4连接至形成另一个三角形状多边形的外围上的栅格点Ca4。接着，获取形成在新边缘线R2的两侧的两个三角形(边交换之后的三角形)。

如图30所示，当边交换之后的两个三角形ΔCa4-Cb4-Ca3与ΔCa4-Cb4-Cb3比边交换之前的两个三角形ΔCa3-Cb3-Cb4和ΔCa3-Cb3-Ca4更接近正三角形时，删除虚线的边缘线R1，以便用边交换后的三角形ΔCa4-Cb4-Ca3与ΔCa4-Cb4-Cb3替换边交换前的三角形，并且将边交换后的三角形用作三角形状多边形。

对方形栅格网Sqc的外围上依次相邻的栅格点重复上述处理，以形成三角形状多边形网Qc。

如步骤414的处理所述，由于边界线的系列点在共享边界线的块之间共享，因此，在步骤402中合并三角形状多边形网Qc时，块各自连续且不断开，从而形成一个完整的多边形网QT。

栅格点Ca和边界线上的点Cb变成合并多边形网QT的顶点pc(参见图29)。

下面，图31是示出步骤403中的在纹路图案形成部32中通过位移映射来应用纹路图案的处理细节的流程图。

首先，在步骤420中，选出合并多边形网QT中的一个顶点pc，以计算顶点pc的法向。

法向可以利用顶点pc的参数值从参数曲面中获取，或者如第一示例性实施例的步骤303，该法向可以作为多边形的平均法向在包含顶点的外围上来获取。

在下一步骤421中，确定顶点pc的局部坐标系统。

此处，如图32所示，将顶点的法向设置为z轴，并且将垂直于z轴的两个方向设置为x轴和y轴。因此，局部坐标系统具有位置信息和法向信息。

在步骤422中，允许纹理数据的规定位置与选择的顶点对应，以便通过双线性插值法根据其外围上的四个像素的像素值来计算规定位置的像素值(浓度)g。

在步骤420中顶点位置任意选择，然而，例如当在第一流程中选择合并多边形网QT的中部顶点并且将与该中部顶点对应的纹理数据的规定位置设置为中点时，纹理数据的图像区域可以具有能够覆盖合并多边形网的区域尺寸。

在步骤423中，根据像素值g的转换率和纹路图案的深度来获得顶点的位移参考量。

在步骤424中，根据作为待处理对象的金属模的开模方向和预先设置并且存储在输入数据存储部12中的顶点坐标的法向，来计算拉拔斜度。

接着，在步骤425中，根据从纹路图案的深度到拉拔斜度的变换等式来获得在顶点位置处的位移量的减小率。

在步骤426中，用步骤423中获得的参考位移量乘上位移量的减小率，以计算最终位移量。

在步骤427中，顶点沿步骤420中所获得的法向(z轴方向)以上述获得的最终位移量进行移动。

包含从步骤422中获取像素值(浓度)g的处理至步骤427中移动顶点的处理的处理过程与第一示例性实施例中的步骤301至307相同。

接着，在步骤428中，检查是否存在尚未执行上述处理的顶点。

当存在尚未处理的顶点时，处理转入步骤429，并且当不存在尚未处理的顶点时，处理转入步骤432。

在步骤429中，如图32所示，确定新相邻顶点pc2(为尚未处理顶点)的局部坐标系统，在合并多边形网QT中将所述顶点pc2与沿法向移动的顶点pc1相连。在步骤430中，获取从沿法向移动的顶点pc1在移动之前的位置至与该顶点连接的相邻顶点pc2的矢量V(方向r和实际距离L)。

在步骤431中，如图33所示，根据外围中的四个像素的像素值通过双线性插值法来计算位置Pdt2的像素值(浓度)g，所述位置Pdt2具有在上一步骤中获得的方向r和实际距离L，并且远离纹理数据DT中的位置Pdt1(规定位置)，位置Pdt1与沿法向移动的顶点pc1对应。图33中的黑圆圈示出了在包含方向r的平面上的系列点。

其后，处理返回至步骤423，以便基于纹理数据重复沿法向分别移动顶点的操作。

当完成基于纹理数据沿法向移动所有顶点pc的操作时，处理从步骤428进入步骤432，以便分别连接位于新位置的移动顶点，并且获取应用纹路图案的多边形数据。

在本示例性实施例中，图21所示流程图中的步骤410至412形成本发明的栅格点形成单元。步骤413和414形成系列点形成单元。步骤415至419形成多边形网形成单元。

此外，图20所示流程图中的步骤402形成多边形网合并单元。

图31所示流程图中的步骤420至431形成顶点移动单元，并且步骤432形成应用纹路图案的多边形网生成单元。

第二示例性实施例如上所述来形成。用多边形尺寸在规定范围内分别一致的多边形网Qc替换限定为纹路图案应用对象的参数曲面的产品形状数据。多边形网的顶点pb根据纹路图案的纹理数据分别沿法向移动，所述纹理数据具有分别与多边形网的顶点pb对应的坐标。将所移动的顶点连接在一起以获得包含纹路图案的产品形状的多边形数据，作为表面加工数据。

由于对不包含产品形状厚度的曲面数据进行处理来获得表面加工数据，因此可以减小待处理的数据量。多边形网的多边形尺寸在规定范围内分别一致，从而可以获得变形较小的纹路图案。此外，由于多边形网的顶点根据纹理数据分别沿法向移动，因此可以获得外观优良的纹路图案。

尤其，在用多边形网替换表面形状数据的过程中，将表面形状数据划分成多个块W，分别形成各个块的多边形网，接着，将所有块的多边形网合并成一个多边形网Qc。因此，对各个块重复有限的计算处理，从而可以简单地形成表面形状数据的全部多边形网。

当在各个块中形成多边形网时，在参数曲面的参数空间中，通过在规定范围内等间距地划分块的分割线来形成栅格点，并且在相同规定范围内在边界线上等间距地形成系列点。将边界线内的栅格点连接在一起以形成栅格网，并且将栅格网外围中的栅格点连接至边界线上的系列点，以形成三角形状多边形，并且获得由栅格网和三角形状多边形构成的三维多边形网。因此，在第二示例性实施例中，由于没有执行在二维平面上投影并恢复成三维形状的处理，因此计算负荷减小并且处理时间缩短。此外，不会出现由二维处理和三维处理导致的变形。

由于相邻块之间边界线上的系列点共享相同的位置，因此各个块相连且不会断开，从而可以容易地将块合并成一个多边形网。

此外，在由栅格点和边界线上的系列点所形成的三角形状多边形中，接近于正三角形的一个三角形被采用，并且形成为以下三角形：包含将一个所选栅格点与边界线K上最接近该栅格点的点相连的直线作为侧边和位于栅格网外围上的相邻栅格点、以及将所选栅格点与边界线上最接近该栅格点的点相连的直线作为侧边和边界线上的相邻点。从而，沿边界线形成的多边形相对于其它部分的多边形没有极度异常的形状，从而可以获得均匀的多边形网。

在合并多边形网Qc的各个顶点上设置局部坐标系统，以便根据该局部坐标系统计算从所选择的允许与二维纹理数据的规定位置对应的顶点到连接至该顶点的相邻顶点的方向和实际距离，并且将相对于纹理数据的规定位置具有上述方向和实际距离的位置设置为与相邻顶点对应的坐标。因此，多边形网与纹理数据简单相符。在先示例性实施例需要通过重复计算或纹理模型变形来对三维多边形网进行均匀处理，与之相比，本实施例可以在变形极小的情况下通过少数几次的计算来实现纹路图案的应用。

在第二示例性实施例中，类似于在先示例性实施例，可以根据表面加工数据形成装置的计算机的计算容量来确定块的尺寸。

在第二示例性实施例中，描述了以下实例：为由输入至数据输入部11的块信息限定的各个单独的块单元形成三角形状多边形网。然而，当对应于一个块的表面形状数据较少时，自然没必要将该表面形状数据划分成多个块。不需要进行图20中所示步骤402的合并多边形网的处理。

在本示例性实施例中，描述了将B样条曲线用作边界线参数曲线的实例，然而，本发明也可以类似地应用于其它参数曲线。

纹理数据由具有256个等级的灰度图像数据来提供，然而本发明不限于此，并且可以使用将多种颜色成分的浓度指定成纹路图案的深度信息的图像数据。此外，预先设置作为输入数据的图像数据分辨率R，然而，分辨率可以通过操作输入部22的操作来从多个分辨率中选择，或者任意地输入。

将多边形网Qb和Qc的顶点pb和pc根据纹路图案的纹理数据分别移动时的规定方向设置成法向，然而，规定方向可以设置成任意方向。

在纹路图案的位移映射中，位移量随拉拔斜度而减小时，减小率连续变化，然而，可以理解在任意步骤中可以故意使减小率逐渐变化。

此外，在启动处理时，在输入表面形状数据和纹理数据的同时，选择用于确定位移量的减小率的变换等式。然而，在位移映射阶段，在监视器上显示获取选择以等待选择操作之后，即可以启动位移映射处理。

工业实用性

本发明用于各种树脂产品的制造领域，以便在产品的表面上形成纹路图案，从而达到各种效果。

附图标记说明

10，10A——表面加工数据形成装置

11——数据输入部

12——输入数据存储部

13，13A——数据处理部

14——平面多边形形成部

15——三维多边形形成部

16——纹理模型形成和变形部

17，32——纹路图案形成部

18，33——操作存储器

19——多边形数据存储部

20——数据输出部

22——操作输入部

23——监视器

30——多边形网形成部

31——多边形网合并部

32——纹路图案形成部

33——操作存储器

Ca，Ca1，Ca2，Ca3，Ca4——栅格点

Cb——系列点

Cb1，Cb2，Cb3，Cb4——边界线上的点

DT——纹理数据

G——栅格网

Gp——(二维)多边形网

J——参数曲面

K——边界线

Kp——(变成多线的)边界线

Kp1，Kp2——多线

pa，pb，pc，pe1，pc2，pg，pg1，pg2——顶点

Qa，Qb——(三维)多边形网

Qc——三角形状多边形网

QT——合并多边形网

SQ——方形栅格网

Sqc——方形栅格网

Ss——对角线

Tma，Tmb——纹理模型

Tp1，Tp2，Tpc——三角形状多边形

θ——拉拔斜度

V——矢量

W——块

Δ1，Δ1——三角形

Claims (26)

1.一种用于形成表面加工数据的方法，包括：

用三维多边形网替换作为应用纹路图案的对象的产品形状数据；

根据所述纹路图案的纹理数据沿从共享顶点的各个多边形网计算出的规定方向移动所述多边形网的各个顶点；

根据沿所述规定方向移动后的顶点来生成新多边形网数据；以及

将所述新多边形网数据确定为应用所述纹路图案的表面加工数据，

其中用所述三维多边形网替换产品形状数据的步骤包括：将作为所述产品形状数据的曲面的边界线投影在二维平面上，并且在所述二维平面上将所述边界线变成多线；用所述边界线修剪覆盖已变成多线的边界线的二维栅格网；由所修剪的栅格网生成二维多边形网；以及将分别从二维多边形网的顶点沿二维平面的垂直方向延伸的直线与原始产品形状数据的交点相连接，以便将所述二维多边形网变成三维多边形网，或者

用所述三维多边形网替换产品形状数据的步骤包括：在所述产品形状数据的参数曲面的参数空间中用规定分割线来形成栅格点，在边界线上以规定间距形成系列点，并且位于所述边界线内的栅格点和所述边界线上的系列点用于形成顶点分别位于参数曲面上的三维多边形网。

2.根据权利要求1所述的用于形成表面加工数据的方法，其中，

将各个顶点移动的位移量设置为通过用基于所述纹理数据的参考位移量乘以依赖于金属模的拉拔斜度的位移量减小率所获得的最终位移量。

3.根据权利要求1所述的用于形成表面加工数据的方法，其中，

所述规定方向是法向。

4.根据权利要求1所述的用于形成表面加工数据的方法，其中，

所述纹理数据是将纹路图案相对于二维位置坐标的深度指定成浓度等级的图像数据，并且所述多边形网的顶点的位移量通过用图像数据的浓度等级乘以规定转换率来获得。

5.根据权利要求1所述的用于形成表面加工数据的方法，其中，

将所述产品形状数据分成多个块，并且用顶点间距在规定范围内均一的多边形网来替换各个块。

6.根据权利要求5所述的用于形成表面加工数据的方法，其中，

用多边形网替换块的步骤包括：将所述块的边界线投影在二维平面上，并且在所述二维平面上将所述边界线变成多线；用所述边界线修剪覆盖已变成多线的边界线的二维栅格网；由修剪后的栅格网形成二维多边形网；将从二维多边形网的顶点分别沿二维平面的垂直方向延伸的直线与原块的交点连接在一起，以便三维方式形成多边形网；以及使三维多边形网收敛并且均匀，以使顶点等间距地布置。

7.根据权利要求6所述的形成表面加工数据的方法，其中，

当在二维平面上将所述边界线变成所述多线时，用具有分割数中的最大分割数的直线来划分投影的所述边界线，所述最大分割数使所述多线中所有线段的长度大于方形栅格网的方形栅格的对角线长度。

8.根据权利要求6所述的用于形成表面加工数据的方法，特征在于，所有块共用所述栅格网。

9.根据权利要求5所述的用于形成表面加工数据的方法，其中，

所述纹理数据是将纹路图案相对于二维位置坐标的深度指定成浓度等级的图像数据，并且所述多边形网的顶点的位移量通过用图像数据的浓度等级乘以规定转换率来获得。

10.根据权利要求9所述的用于形成表面加工数据的方法，其中，

将所述多边形网的顶点的位移量设置为通过乘以依赖于金属模的拉拔斜度的位移量减小率所获得的最终位移量。

11.根据权利要求4所述的用于形成表面加工数据的方法，其中，

由纹理数据形成具有指定的栅格间距的纹理模型，对所述纹理模型进行变形，以满足形成产品形状数据的曲面的斜度，并且根据与所述多边形网的顶点对应的变形后纹理模型的位置坐标，从纹理数据来获取所述浓度等级。

12.根据权利要求1至4中任一项所述的用于形成表面加工数据的方法，其中，

当用所述多边形网替换块时，在产品形状数据的参数曲面的参数空间中用规定的分割线来形成栅格点，在边界线上以规定间距来形成系列点，并且位于边界线内侧的栅格点和边界线上的系列点用于形成顶点分别位于所述参数曲面上的三维三角形状多边形。

13.一种用于形成表面加工数据的方法，包括：

将作为应用纹路图案对象的产品形状数据划分成多个块；

在各个块的参数曲面的参数空间中通过规定的分割线来形成栅格点，并且在所述块的边界线上以规定间距来形成系列点；

使用位于所述边界线内侧的栅格点和所述边界线上的系列点来形成顶点分别位于参数曲面上的三维多边形网；

接着，将所有块的多边形网合并成一个多边形网；

根据坐标分别与所述合并多边形网的顶点对应的纹路图案的纹理数据来分别沿其法向移动顶点；以及

将移动后的顶点连接在一起，以获得包含所述纹路图案的产品形状的多边形数据。

14.根据权利要求13所述的用于形成表面加工数据的方法，其中，

形成所述栅格点和所述边界线上的系列点的分割线分别具有在规定范围内均一的间距，并且在形成所述三维多边形网时，将位于所述边界线内侧的栅格点连接在一起来形成栅格网，将所述栅格网变成三角形状多边形，并且将所述栅格网外围上的栅格点连接至所述边界线上的系列点，以形成三角形状多边形。

15.根据权利要求13所述的用于形成表面加工数据的方法，其中，

在相邻块之间边界线上的系列点共享相同的位置。

16.根据权利要求14所述的用于形成表面加工数据的方法，其中，

当通过将所述栅格网的外围上的栅格点与所述边界线上的系列点相连来形成三角形状多边形时，采用接近于正三角形的一个三角形，并且形成为以下三角形：包含将一个被选栅格点与所述边界线上最接近该栅格点的点相连的直线作为一个侧边和位于所述栅格网外围上的相邻栅格点、以及将一个被选栅格点与所述边界线上最接近该栅格点的点相连的直线作为一个侧边和所述边界线上的相邻点。

17.根据权利要求13所述的用于形成表面加工数据的方法，其中，

所述纹理数据是将纹路图案相对于二维位置坐标的深度指定成浓度等级的图像数据，在所述合并多边形网的各个顶点上设置局部坐标系统，允许被选择顶点与所述纹理数据的规定位置对应，以便根据所述局部坐标系统计算从被选择顶点至与其相连的顶点的方向和实际距离，并且将离所述纹理数据的规定位置具有所述方向和所述距离的位置设置成与连接至被选择顶点的顶点对应的坐标，并且所述多边形网的所述顶点的位移量通过用与所述顶点对应的坐标的图像数据的浓度等级乘以规定转换率来获取。

18.根据权利要求17所述的用于形成表面加工数据的方法，其中，

所述多边形网的顶点的位移量进一步设置成通过乘以依赖于金属模的拉拔斜度的位移量减小率所获得的最终位移量。

19.一种用于形成表面加工数据的装置，其输入通过将作为应用纹路图案的对象的产品形状数据划分成多个部分所获得的块，以及纹路图案的纹理数据，以便形成应用纹路图案的表面加工数据，所述用于形成表面加工数据的装置包括：

多线形成单元，其将块的边界线投影在二维平面上，以便将所述边界线变成多线；

二维多边形网形成单元，其形成多边形网，该多边形网具有变成多线的边界线作为外边缘；

三维多边形网形成单元，其三维方式形成所述二维多边形网；

顶点移动单元，其根据坐标分别与所述三维多边形网的顶点对应的纹路图案的纹理数据，分别沿顶点的法向移动顶点；以及

应用纹路图案的多边形网形成单元，其将由所述顶点移动单元移动后的顶点连接在一起以形成包含纹路图案的应用纹路图案的多边形网，并且输出应用纹路图案的多边形网的数据，作为表面加工数据。

20.根据权利要求19所述的用于形成表面加工数据的装置，其中，

所述多线形成单元用具有分割数中的最大分割数的直线来划分已投影的边界线，所述最大分割数使多线的所有线段的长度大于规定栅格网的方形栅格的对角线长度，并且所有块共用所述规定栅格网。

21.根据权利要求20所述的用于形成表面加工数据的装置，其中，

所述二维多边形网形成单元覆盖变成所述多线的边界线，并且在其上叠加栅格网，并且用所述边界线修剪所述栅格网，以便将所述栅格网变成多线，并且所述三维多边形网形成单元将分别从所述二维多边形网的顶点沿所述二维平面的垂直方向延伸的直线与原块的交点连接在一起，以便形成三维多边形网并且进一步使多边形均匀。

22.根据权利要求21所述的用于形成表面加工数据的装置，其中，

所述纹理数据是将纹路图案相对于二维位置坐标的深度指定成浓度等级的图像数据，所述顶点移动单元包括形成具有指定栅格间距的纹理模型的纹理模型形成单元和对所述纹理模型进行变形以便与所述产品形状数据的曲面斜度对应的纹理模型变形单元，并且所述浓度等级根据与均匀的所述三维多边形网的顶点对应的变形的纹理模型的位置坐标从纹理数据获得，并且顶点的位移量通过用所述浓度等级乘以规定转换率来获得。

23.一种用于形成表面加工数据的装置，其输入通过将作为应用纹路图案的对象的产品形状数据划分成多个部分所获得的块，以及纹路图案的纹理数据，以形成应用纹路图案的表面加工数据，所述形成表面加工数据的装置包括：

栅格点形成单元，其在各个块的参数曲面的参数空间中由划分所述块的分割线在规定范围内等间距地形成栅格点；

系列点形成单元，其在所述块的边界线上在规定范围内等间距地形成系列点；

多边形网形成单元，其从所述边界线内的栅格点和所述边界线上的系列点来形成三维多边形网；

多边形网合并单元，其将所有块的多边形网合并成一个多边形网；

顶点移动单元，其根据坐标分别与所述合并多边形网的顶点对应的纹路图案的纹理数据，分别沿顶点的法向移动顶点；以及

应用纹路图案的多边形网形成单元，其将由所述顶点移动单元移动后的顶点连接在一起以形成包含纹路图案的应用纹路图案的多边形网，并且输出应用纹路图案的多边形网的数据，作为表面加工数据。

24.根据权利要求23所述的用于形成表面加工数据的装置，其中，

所述纹理数据是将纹路图案相对于二维位置坐标的深度指定成浓度等级的图像数据，所述顶点移动单元允许被选择顶点与所述纹理数据的规定位置对应，以便计算从被选择顶点至与其连接的顶点的方向和实际距离，并且将所述纹理数据中离所述规定位置具有所述方向和所述实际距离的位置设置成与连接至被选择顶点的顶点对应的坐标，并且所述多边形网的所述顶点的位移量通过用与所述顶点对应的坐标的图像数据的浓度等级乘以规定转换率来获取。

25.根据权利要求19所述的用于形成表面加工数据的装置，其中，

所述顶点位移量进一步通过依赖于金属模的拉拔斜度的位移量减小率来矫正。

26.根据权利要求25所述的用于形成表面加工数据的装置，其中，

设置多个位移量减小率的变换等式，并且能够通过操作输入部进行选择。

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