CN103465719B - 多场景光栅立体画的制造方法 - Google Patents
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Abstract
一种多场景光栅立体画的制造方法，依次包括下述步骤：（1）制作柱镜光栅模具辊，柱镜光栅模具辊的外圆周面上的环形凹槽内壁与柱镜光栅模具辊轴线所在平面之间的交线由N段不同半径的圆弧段组成；（2）使用光栅片材制造设备制作光栅片材，形成的光栅片材上的柱状透镜的横截面外缘由N段不同半径的圆弧段组成；（3）制作多场景光栅图像，根据上述各圆弧段的数据，将对应的场景以圆弧的方式拍摄M张不同角度的图像，形成N组图像，再将这N组图像进行拆分后重组为一张多场景光栅图像；（4）将多场景光栅图像形成在光栅片材的背面上。本发明制得的多场景光栅立体画具有多个场景的立体图像，改变观赏角度时，可以看到不同场景的立体画面。
Description
技术领域
本发明涉及光栅立体画，具体涉及一种多场景光栅立体画的制造方法。
背景技术
光栅是一种通过结合数码制图与传统印刷技术，使人眼在不需要借助任何工具的情况下，将原本二维的图片直接放在眼前，即可清晰明确地感受三维立体效果的特殊胶片。这是人类继黑白图片再到彩色图片之后，真正向三维世界迈出的又一大进步。
传统的光栅主流是柱镜光栅，主要分板材和片材两大类，其成像原理都为弧面透镜折射反射成像原理，也就是说，将单个场景的多个角度的图像，经过拆分后重组为对应光栅柱镜的光栅图案，光栅图案再通过光栅透镜拆分折射并进入人眼，使人脑感受到一个具有立体深度的画面。然而，传统的光栅立体画为单场景画面，比较单一，缺少变化，观赏效果不够理想。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种多场景光栅立体画的制造方法，能够制造出多场景光栅立体画，这种多场景光栅立体画具有多个场景的立体图像，改变观赏角度时，可以看到不同场景的立体画面。采用的技术方案如下：
一种多场景光栅立体画的制造方法，其特征在于依次包括下述步骤：
（1）制作柱镜光栅模具辊
制成的柱镜光栅模具辊的外圆周面上具有沿柱镜光栅模具辊轴向排列的多个环形凹槽，环形凹槽内壁与柱镜光栅模具辊轴线所在平面之间的交线由N段不同半径的圆弧段组成，其中N为大于或等于2的整数；
（2）使用光栅片材制造设备制作光栅片材
所用的光栅片材制造设备包括挤出机和压片成型装置，压片成型装置包括压光辊和步骤（1）制得的柱镜光栅模具辊，压光辊表面光滑，且压光辊内设有冷却装置；
光栅片材的制作方法包括下述步骤：（2－1）将塑料颗粒送入挤出机的机筒内，在挤出机的机筒内对塑料颗粒进行塑化、混炼，形成塑料熔体；塑料熔体从挤出机的模头挤出；（2－2）从挤出机的模头挤出的塑料熔体进入柱镜光栅模具辊与压光辊之间的间隙，塑料熔体经过柱镜光栅模具辊和压光辊挤压并冷却定型，形成正面有柱状透镜、背面光滑的光栅片材，并且所述柱状透镜的横截面外缘由N段不同半径的圆弧段组成；（2－3）将步骤（2－2）制得的光栅片材分切成所需尺寸的光栅片材；
（3）制作多场景光栅图像
选定N个场景，这N个场景与组成柱状透镜横截面外缘的N段圆弧段一一对应；
根据上述各圆弧段的数据，将对应的场景以圆弧的方式拍摄M幅不同角度的图像，形成对应该场景的一组图像，其中M为大于或等于2的整数；完成各个场景的拍摄后，形成与所选N个场景一一对应的N组图像；再将这N组图像对应各圆弧段的数据进行拆分后，重组为一张多场景光栅图像；
（4）将多场景光栅图像形成在光栅片材的背面上，得到多场景光栅立体画。
上述步骤（1）中，各段圆弧段的半径根据其所对应的场景的画面聚焦位置确定，具有单一性。
上述步骤（2）中所用的光栅片材制造设备还包括结晶处理系统和除湿干燥系统；在将塑料颗粒送入挤出机的机筒内之前，使用结晶处理系统对塑料颗粒进行结晶处理，然后使用除湿干燥系统对塑料颗粒进行除湿干燥处理。结晶处理是在一定的温度下，使原本杂乱无章的塑料分子重新进行有序排列，形成稳定的结构；经结晶处理后的塑料颗粒紧实稳定，不结块，可保证挤出机中形成的塑料熔体的均匀挤出。优选对塑料颗粒的结晶处理在120～220℃的温度下进行，结晶处理时间为2～4小时。结晶处理系统采用双塔分子筛互换式结构。优选除湿干燥系统包括除湿机，利用除湿机提供的循环热风在150～170℃的温度下对塑料颗粒进行除湿干燥处理，除湿干燥处理时间为100～200分钟。优选经除湿干燥处理后，塑料颗粒的露点达到-45℃以下。
上述步骤（2）所用的光栅片材制造设备中，挤出机通常具有换网器和熔体计量泵（如熔体齿轮计量泵），熔体计量泵设于模头前方，换网器设于熔体计量泵前方。在挤出机的机筒内对塑料颗粒进行塑化、混炼而形成的塑料熔体，由换网器滤除塑料熔体中的杂质，使塑料熔体更干净，确保光栅片材更高的透明度；再由熔体计量泵定量地将塑料熔体输送至挤出机的模头，通过熔体计量泵，能够确保塑料熔体均匀、定量地挤送至模头，实现稳定挤出，提高制品的尺寸精度，降低废品率。
为了确保光栅片材上柱状透镜的稳定成型，应当使挤出机模头的出料口最大限度地贴近压片成型装置，使得塑料熔体从挤出机的模头挤出后，立即进入柱镜光栅模具辊与压光辊之间的间隙进行挤压。优选模头上紧接出料口的部位呈尖嘴状，其上表面与下表面之间的距离沿机筒至出料口的方向逐渐减小。
上述步骤（2）所用的压片成型装置通常还包括冷却辊（由柱镜光栅模具辊、压光辊和冷却辊构成的压片成型装置为三辊压光装置），冷却辊内设有冷却装置，由柱镜光栅模具辊和压光辊挤压并冷却定型而形成的光栅片材包布在冷却辊表面，由冷却辊对光栅片材作进一步冷却。优选柱镜光栅模具辊、压光辊和冷却辊构成的三辊机构的温控采用逐级递减方式，逐级递减20～30℃，也就是说，压光辊的辊面温度比柱镜光栅模具辊的辊面温度低20～30℃，冷却辊的辊面温度比压光辊的辊面温度低20～30℃，以精确控制光栅片材上柱状透镜的收缩率，使柱状透镜定型收缩均匀。
上述步骤（2）中所用的光栅片材制造设备还可包括牵引机，牵引机设于压片成型装置后方，有助于光栅片材的顺利输送。
通常，上述步骤（2－2）得到的光栅片材经切边（必要时再在宽度方向上进行分切）、定长切片后，得到所需尺寸的光栅片材。上述步骤（2）中所用的光栅片材制造设备还可包括电脑定长切片机，利用电脑定长切片机进行定长切片。
通常，图像经过立体图像分层（对需要处理的图片进行图像分层，即把处于不同层次的图像分离出来）、立体图像补图（图像分层之后,因改变观察角度会看到景物后面的背景，因此需对后面的空白图层进行补图）、立体化处理(经过立体位移法的处理使整个图像具有立体感）、立体合成（一般在每个柱镜光栅的栅距下依次排列图像序列中每一幅图像的单位竖状条纹）等流程后，形成光栅图像。
上述步骤（3）中，采用下述方式将所述N组图像进行拆分并重组为一张多场景光栅图像：在每个柱镜光栅的栅距下，依次排列每一幅图像的单位竖状条纹，其排列顺序为：第1组图像中第1幅图像的单位竖状条纹、第1组图像中第2幅图像的单位竖状条纹……直至第1组图像中第M幅图像的单位竖状条纹，在第1组图像中第M幅图像的单位竖状条纹之后依次为第2组图像中第1幅图像的单位竖状条纹、第2组图像中第2幅图像的单位竖状条纹……直至第2组图像中第M幅图像的单位竖状条纹；以此类推，直至第N组图像中第M幅图像的单位竖状条纹。
上述步骤（4）中，可采用下述方法之一将多场景光栅图像形成在光栅片材的背面上：（1）将多场景光栅图像印刷（可通过UV柯式印刷的方式进行印刷）在光栅片材的背面上，在光栅片材的背面上形成印刷图案层，印刷图案层与光栅片材数据对准；或（2）将多场景光栅图像印刷（可通过UV柯式印刷的方式进行印刷）在纸张的正面上，在纸张的正面上形成印刷图案层，然后采用过胶机在光栅片材的背面上涂布上厚度均匀的透明胶水层，再将光栅片材置于纸张上面进行贴合（纸张上的印刷图案层朝向透明胶水层），使印刷图案层与光栅片材数据对准，再进行烘干。
上述步骤（2）所用的塑料颗粒可为PET（聚对苯二甲酸乙酯）颗粒、PP（聚丙烯）颗粒、PVC（聚氯乙烯）颗粒或PMMA（聚甲基丙烯酸酯）颗粒，制成的光栅片材分别为PET（聚对苯二甲酸乙酯）光栅片材、PP（聚丙烯）光栅片材、PVC（聚氯乙烯）光栅片材、PMMA（聚甲基丙烯酸酯）光栅片材。
本发明能够制造出多场景光栅立体画，这种多场景光栅立体画具有多个场景的立体图像，改变观赏角度时，可以看到不同场景的立体画面，在平面上展示出栩栩如生的多变的立体效果；这种多场景光栅立体画的图像容量大，精度高。
本发明制成的多场景光栅立体画可广泛应用在各行各业，例如：（1）广告行业，包括立体广告灯箱、户内外广告、立体招帖画、展板、展台、标识牌等；（2）建筑装饰、设计行业，包括各类建筑装饰的三维立体图画、建筑设计的三维立体图画等；（3）旅游行业，包括旅游纪念画、工艺品、门票等；（4）印刷行业，包括立体贺卡、明信片、圣诞卡等；（5）产品包装，包括烟、酒、化妆品等的包装、防伪标识等；（6）出版行业，包括杂志、书刊的封面和内页，CD/DVD封面，笔记本封面等；（7）制造行业，包括玩具、文具、礼品、电器、家具、日用品、服装等的配套画面；（8）摄影行业，包括立体婚纱、艺术照等。
附图说明
图1是本发明优选实施例中柱镜光栅模具辊上环形凹槽的截面示意图（该截面为柱镜光栅模具辊轴线所在平面）；
图2是本发明优选实施例中第一场景、第二场景及重组后的多场景光栅图像的示意图；
图3是本发明优选实施例中多场景光栅立体画中一柱状透镜及其所对应的图像拆分数据的示意图。
具体实施方式
这种多场景光栅立体画的制造方法依次包括下述步骤：
（1）制作柱镜光栅模具辊
参考图1，制成的柱镜光栅模具辊1的外圆周面上具有沿柱镜光栅模具辊1轴向排列的多个环形凹槽2；环形凹槽2内壁与柱镜光栅模具辊1轴线所在平面之间的交线3由N段（本实施例中N等于2）不同半径的圆弧段组成，其中一圆弧段31的半径为R1，另一圆弧段32的半径为R2；
（2）使用光栅片材制造设备制作光栅片材
所用的光栅片材制造设备包括挤出机和压片成型装置，压片成型装置包括压光辊和步骤（1）制得的柱镜光栅模具辊1，压光辊表面光滑，且压光辊内设有冷却装置。光栅片材的制作方法包括下述步骤：（2－1）将塑料颗粒送入挤出机的机筒内，在挤出机的机筒内对塑料颗粒进行塑化、混炼，形成塑料熔体；塑料熔体从挤出机的模头挤出；（2－2）从挤出机的模头挤出的塑料熔体进入柱镜光栅模具辊1与压光辊之间的间隙，塑料熔体经过柱镜光栅模具辊1和压光辊挤压并冷却定型，形成正面有柱状透镜、背面光滑的光栅片材，参考图3，光栅片材4正面有柱状透镜5、背面光滑，并且所述柱状透镜5的横截面外缘51由N段不同半径的圆弧段组成，其中一圆弧段511的半径为R1，另一圆弧段512的半径为R2；（2－3）将步骤（2－2）制得的光栅片材4分切成所需尺寸的光栅片材。
本步骤（2）所用的光栅片材制造设备中，挤出机具有换网器和熔体计量泵（如熔体齿轮计量泵），熔体计量泵设于模头前方，换网器设于熔体计量泵前方。在挤出机的机筒内对塑料颗粒进行塑化、混炼而形成的塑料熔体，由换网器滤除塑料熔体中的杂质，再由熔体计量泵定量地将塑料熔体输送至挤出机的模头。
本步骤（2）所用的压片成型装置还包括冷却辊（由柱镜光栅模具辊1、压光辊和冷却辊构成的压片成型装置为三辊压光装置），冷却辊内设有冷却装置，由柱镜光栅模具辊1和压光辊挤压并冷却定型而形成的光栅片材包布在冷却辊表面，由冷却辊对光栅片材作进一步冷却。柱镜光栅模具辊1、压光辊和冷却辊构成的三辊三辊机构的温控采用逐级递减方式，逐级递减20～30℃，也就是说，压光辊的辊面温度比柱镜光栅模具辊1的辊面温度低20～30℃，冷却辊的辊面温度比压光辊的辊面温度低20～30℃。
本步骤（2）中所用的光栅片材制造设备还包括牵引机，牵引机设于压片成型装置后方，有助于光栅片材的顺利输送。
步骤（2－2）得到的光栅片材4经切边（必要时再在宽度方向上进行分切）、定长切片后，得到所需尺寸的光栅片材。
（3）制作多场景光栅图像
参考图2，选定N个场景，这N个场景与组成柱状透镜横截面外缘51的N段圆弧段一一对应；其中，第一场景A与柱状透镜横截面外缘51上半径为R1的圆弧段511对应，第二场景B与柱状透镜横截面外缘51上半径为R2的圆弧段512对应。
根据上述各圆弧段的数据，将对应的场景以圆弧的方式拍摄M幅（本实施例中M等于15）不同角度的图像，形成对应该场景的一组图像；完成各个场景的拍摄后，形成与所选N个场景一一对应的N组图像（本实施例中形成第1组图像和第2组图像，其中第1组图像包括A1-A15共15幅图像, 第2组图像包括B1-B15共15幅图像，第1组图像对应第一场景A，第2组图像对应第二场景B）；参考图2，将这N组图像对应各圆弧段的数据进行拆分后，重组为一张多场景光栅图像C。
参考图3，本步骤（3）中，采用下述方式将所述N组图像进行拆分并重组为一张多场景光栅图像：在每个柱镜光栅的栅距下，依次排列每一幅图像的单位竖状条纹，其排列顺序为：第1组图像中第1幅图像的单位竖状条纹a1、第1组图像中第2幅图像的单位竖状条纹a2……直至第1组图像中第15幅图像的单位竖状条纹a15，在第1组图像中第15幅图像的单位竖状条纹a15之后依次为第2组图像中第1幅图像的单位竖状条纹b1、第2组图像中第2幅图像的单位竖状条纹b2……直至第2组图像中第15幅图像的单位竖状条纹b15，也就是说，每个柱镜光栅的栅距下的单位竖状条纹依次为a1、a2、a3、a4、a5、a6、a7、a8、a9、a10、a11、a12、a13、a14、a15、b1、b2、b3、b4、b5、b6、b7、b8、b9、b10、b11、b12、b13、b14、b15。
（4）将多场景光栅图像C形成在光栅片材的背面上，得到多场景光栅立体画。
本步骤（4）中，可采用下述方法之一将多场景光栅图像C形成在光栅片材的背面上：（1）将多场景光栅图像印刷（可通过UV柯式印刷的方式进行印刷）在光栅片材的背面上，在光栅片材的背面上形成印刷图案层，印刷图案层与光栅片材数据对准；或（2）将多场景光栅图像印刷（可通过UV柯式印刷的方式进行印刷）在纸张的正面上，在纸张的正面上形成印刷图案层，然后采用过胶机在光栅片材的背面上涂布上厚度均匀的透明胶水层，再将光栅片材置于纸张上面进行贴合（纸张上的印刷图案层朝向透明胶水层），使印刷图案层与光栅片材数据对准，再进行烘干。
上述步骤（2）所用的塑料颗粒可为PET（聚对苯二甲酸乙酯）颗粒、PP（聚丙烯）颗粒、PVC（聚氯乙烯）颗粒或PMMA（聚甲基丙烯酸酯）颗粒，制成的光栅片材分别为PET（聚对苯二甲酸乙酯）光栅片材、PP（聚丙烯）光栅片材、PVC（聚氯乙烯）光栅片材、PMMA（聚甲基丙烯酸酯）光栅片材。
此外，上述步骤（2）中所用的光栅片材制造设备通常还包括结晶处理系统和除湿干燥系统；在将塑料颗粒送入挤出机的机筒内之前，使用结晶处理系统对塑料颗粒进行结晶处理，然后使用除湿干燥系统对塑料颗粒进行除湿干燥处理。结晶处理是在一定的温度下，使原本杂乱无章的塑料分子重新进行有序排列，形成稳定的结构；经结晶处理后的塑料颗粒紧实稳定，不结块，可保证挤出机中形成的塑料熔体的均匀挤出。优选对塑料颗粒的结晶处理在120～220℃的温度下进行，结晶处理时间为2～4小时。结晶处理系统可采用双塔分子筛互换式结构。优选除湿干燥系统包括除湿机，利用除湿机提供的循环热风在150～170℃的温度下对塑料颗粒进行除湿干燥处理，除湿干燥处理时间为100～200分钟。优选经除湿干燥处理后，塑料颗粒的露点达到-45℃以下。
Claims (8)
1.一种多场景光栅立体画的制造方法，其特征在于依次包括下述步骤：
（1）制作柱镜光栅模具辊
制成的柱镜光栅模具辊的外圆周面上具有沿柱镜光栅模具辊轴向排列的多个环形凹槽，环形凹槽内壁与柱镜光栅模具辊轴线所在平面之间的交线由N段不同半径的圆弧段组成，其中N为大于或等于2的整数；
（2）使用光栅片材制造设备制作光栅片材
所用的光栅片材制造设备包括挤出机和压片成型装置，压片成型装置包括压光辊和步骤（1）制得的柱镜光栅模具辊，压光辊表面光滑，且压光辊内设有冷却装置；
光栅片材的制作方法包括下述步骤：（2－1）将塑料颗粒送入挤出机的机筒内，在挤出机的机筒内对塑料颗粒进行塑化、混炼，形成塑料熔体；塑料熔体从挤出机的模头挤出；（2－2）从挤出机的模头挤出的塑料熔体进入柱镜光栅模具辊与压光辊之间的间隙，塑料熔体经过柱镜光栅模具辊和压光辊挤压并冷却定型，形成正面有柱状透镜、背面光滑的光栅片材，并且所述柱状透镜的横截面外缘由N段不同半径的圆弧段组成；（2－3）将步骤（2－2）制得的光栅片材分切成所需尺寸的光栅片材；
（3）制作多场景光栅图像
选定N个场景，这N个场景与组成柱状透镜横截面外缘的N段圆弧段一一对应；
根据上述各圆弧段的数据，将对应的场景以圆弧的方式拍摄M幅不同角度的图像，形成对应该场景的一组图像，其中M为大于或等于2的整数；完成各个场景的拍摄后，形成与所选N个场景一一对应的N组图像；再将这N组图像对应各圆弧段的数据进行拆分后，重组为一张多场景光栅图像；
（4）将多场景光栅图像形成在光栅片材的背面上，得到多场景光栅立体画。
2.根据权利要求1所述的多场景光栅立体画的制造方法，其特征是：所述步骤（2）中，所用的光栅片材制造设备还包括结晶处理系统和除湿干燥系统；在将塑料颗粒送入挤出机的机筒内之前，使用结晶处理系统对塑料颗粒进行结晶处理，然后使用除湿干燥系统对塑料颗粒进行除湿干燥处理。
3.根据权利要求2所述的多场景光栅立体画的制造方法，其特征是：对塑料颗粒的结晶处理在120～220℃的温度下进行，结晶处理时间为2～4小时。
4.根据权利要求2所述的多场景光栅立体画的制造方法，其特征是：所述除湿干燥系统包括除湿机，利用除湿机提供的循环热风在150～170℃的温度下对塑料颗粒进行除湿干燥处理，除湿干燥处理时间为100～200分钟。
5.根据权利要求2所述的多场景光栅立体画的制造方法，其特征是：经除湿干燥处理后，塑料颗粒的露点达到-45℃以下。
6.根据权利要求1所述的多场景光栅立体画的制造方法，其特征是：所述步骤（2）所用的压片成型装置通常还包括冷却辊，冷却辊内设有冷却装置，由柱镜光栅模具辊和压光辊挤压并冷却定型而形成的光栅片材包布在冷却辊表面，由冷却辊对光栅片材作进一步冷却。
7.根据权利要求6所述的多场景光栅立体画的制造方法，其特征是：所述压光辊的辊面温度比柱镜光栅模具辊的辊面温度低20～30℃，冷却辊的辊面温度比压光辊的辊面温度低20～30℃。
8.根据权利要求1所述的多场景光栅立体画的制造方法，其特征是：所述步骤（3）中，采用下述方式将所述N组图像进行拆分并重组为一张多场景光栅图像：在每个柱镜光栅的栅距下，依次排列每一幅图像的单位竖状条纹，其排列顺序为：第1组图像中第1幅图像的单位竖状条纹、第1组图像中第2幅图像的单位竖状条纹……直至第1组图像中第M幅图像的单位竖状条纹，在第1组图像中第M幅图像的单位竖状条纹之后依次为第2组图像中第1幅图像的单位竖状条纹、第2组图像中第2幅图像的单位竖状条纹……直至第2组图像中第M幅图像的单位竖状条纹；以此类推，直至第N组图像中第M幅图像的单位竖状条纹。
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