CN108932752B - 用于三维形状数据的编辑装置和编辑三维形状数据的方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及用于三维形状数据的编辑装置和编辑三维形状数据的方法。具体地，一种用于三维形状数据的编辑装置包括：第一设置部，该第一设置部在形成三维形状的三维形状数据上设置至少一个第一特性点；第二设置部，该第二设置部在预定分布模式上设置至少一个第二特性点，所述至少一个第二特性点与由第一设置部设置的所述至少一个第一特性点对应；以及分配部，该分配部根据分布模式来向在三维形状的至少一部分中包括的三维范围分配属性，使得由第一设置部设置的所述至少一个第一特性点与由第二设置部设置的所述至少一个第二特性点彼此对应。

Description

用于三维形状数据的编辑装置和编辑三维形状数据的方法

技术领域

本发明涉及用于三维形状数据的编辑装置和编辑三维形状数据的方法。

背景技术

日本未审查专利申请第2004-102979号公报公开了一种显示三维形状的图形的三维形状显示装置，该三维形状显示装置包括：形状显示单元，该形状显示单元显示三维形状在二维平面上的平行投影的形状；以及比尺线段(scale line segment)显示单元，该比尺线段显示单元显示由形状显示单元显示的形状和充当测量基准的比尺线段。尺寸的测量通过将所显示的比尺线段与是二维平面的平行投影的形状进行比较被变得更简单。

日本未审查专利申请第2001-84395号公报公开了一种将多个三维数据合成为一个三维数据的方法，所述多个三维数据在形状上由边界表示方法来表示，并且质地被分配给该多个三维数据，方法包括以下步骤：将多个三维数据从边界表示方法的形状表示转换成使用构造体积的多个体素的特性量的体积系统的形状表示；将质地(texture)的属性分配给多个体素(voxel)的特性量；通过混合多个体素的特性量来整合多个三维数据；以及将已整合的三维数据相反地转换成边界表示方法的形状表示。

日本未审查专利申请第2012-88771号公报公开了一种通过堆叠包括不同尺寸体素的拍摄图像的多个切片数据来形成要拍摄的三维模型的方法，该方法包括以下步骤：(a)将拍摄图像的切片数据分割成多个区域，使得各区域中包括预定数量的像素；(b)在一个所分割区域中包括的所有像素表示具有相同特性的组织或物质时，组合像素，并且用一个体素数据代替像素；(c)在一个所分割区域中包括的像素表示具有不同特性的组织或物质时，将一个区域中的像素数据定义为混合体素数据；(d)重复(b)和(c)，并且获得包括被代替的体素数据和混合体素数据的切片数据；以及(e)在多步骤中堆叠在(d)中获得的多个切片数据。

发明内容

本发明的目的是，提供用于三维形状数据的编辑装置和编辑三维形状数据的方法，即使对于具有复杂形状的三维形状，与对在三维形状中包括的至少部分三维范围设置属性的情况相比，所述用于三维形状数据的编辑装置和编辑三维形状数据的方法也能够通过简单操作在范围内共同设置多个不同属性的分布模式。

根据本发明的第一方面，提供了一种用于三维形状数据的编辑装置，该编辑装置包括：第一设置部，该第一设置部在形成三维形状的三维形状数据上设置至少一个第一特性点；第二设置部，该第二设置部在预定分布模式上设置至少一个第二特性点，至少一个第二特性点与由第一设置部设置的至少一个第一特性点对应；以及分配部，该分配部根据分布模式向在三维形状的至少一部分中所包括的三维范围分配属性，使得由第一设置部设置的至少一个第一特性点与由第二设置部设置的至少一个第二特性点彼此对应。

本发明的第二方面提供了用于三维形状数据的编辑装置，其中，第一设置部在三维形状数据上设置包括至少一个第一特性点的多个第一特性点，并且第二设置部在三维形状数据上设置包括至少一个第二特性点的多个第二特性点，多个第二特性点与多个第一特性点对应。

本发明的第三方面提供了用于三维形状数据的编辑装置，其中，分配部基于分布模式来向在包括多个第一特性点的路线上的三维范围分配属性。

本发明的第四方面提供了用于三维形状数据的编辑装置，其中，分配部通过执行改变分布模式的参数的处理、在分布模式上改变多个第二特性点的位置的处理以及在三维形状数据上改变多个第一特性点的位置的处理中的至少一者来分配属性，多个第一特性点与分布模式上的多个第二特性点的位置对应。

本发明的第五方面提供了用于三维形状数据的编辑装置，其中，属性的属性值的类型数是三或更多。

本发明的第六方面提供了用于三维形状数据的编辑装置，其中，属性的类型包括颜色、强度、材料以及质地中的至少一者。

本发明的第七方面提供了用于三维形状数据的编辑装置，其中，三维形状由多个体素来构造，并且分配部根据分布模式来向构造三维形状的至少一部分的多个体素分配属性，使得由第一设置部设置的多个第一特性点与由第二设置部设置的多个第二特性点彼此对应。

本发明的第八方面提供了用于三维形状数据的编辑装置，其中，三维形状由多个体素来构造，并且第一设置部在由多个体素构造的三维形状数据上设置多个第一特性点中的至少一个，并且把构造三维形状的多个体素中的至少一个当作多个第一特性点中的一个，并且设置第一特性点。

本发明的第九方面提供了用于三维形状数据的编辑装置，其中，分配部使不由多个体素构造的三维形状数据的一部分或全部体素化，属性要分配到所一部分或全部，并且分配部向构造三维形状数据的至少一部分的多个体素分配属性。

本发明的第十方面提供了一种编辑三维形状数据的方法，该方法包括以下步骤：在形成三维形状的三维形状数据上设置至少一个第一特性点；设置预定分布模式上的至少一个第二特性点，所述至少一个第二特性点与由设置所述至少一个第一特性点的步骤设置的所述至少一个第一特性点对应；以及根据分布模式来向在三维形状的至少一部分中所包括的三维范围分配属性，使得由设置所述至少一个第一特性点的步骤设置的所述至少一个第一特性点与由设置所述至少一个第二特性点的步骤设置的所述至少一个第二特性点彼此对应。

根据本发明的第一和第十方面，实现以下效果：即使对于具有复杂形状的三维形状，与对在三维形状中包括的至少部分三维范围设置属性的情况相比，也可以由简单操作在范围内共同设置多个不同属性的分布模式。

根据本发明的第二方面，实现以下效果：与在三维形状数据上设置第一特性点的情况相比，可以更精确地设置要分配到在三维形状中包括的至少部分三维范围的多个不同属性的分布模式。

根据本发明的第三方面，实现以下效果：与在不将在三维形状数据上包括多个第一特性点的路线考虑在内的情况下向在三维形状中包括的至少部分三维范围分配属性的情况相比，可以更精确地设置要分配到在三维形状中包括的三维范围的属性的分布模式和与三维范围内的三维形状的位置关系。

根据本发明的第四方面，实现以下效果：与在不执行改变要分配到至少部分三维范围的分布模式的参数的处理、在分布模式上改变第二特性点的位置的处理以及改变与分布模式上的第二特性点的位置对应的、三维形状数据上的第一特性点的位置的处理中的任何一者的情况下来向在三维形状中包括的至少部分三维范围分配属性的情况相比，可以由更简单的操作来调节要分配到在三维形状中包括的至少部分三维范围的属性的分布模式。

根据本发明的第五方面，实现以下效果：与属性的属性值的类型数是两或更少的情况相比，可以更精确地设置要分配到在三维形状中包括的至少部分三维范围的属性的分布模式。

根据本发明的第六方面，实现以下效果：可以向在三维形状中包括的至少部分三维范围分配颜色、强度、材料以及质地属性类型中的至少一者。

根据本发明的第七方面，实现以下效果：与三维形状不由多个体素构造的情况相比，可以由体素的布置更精确地表示要分配到三维范围的多个不同属性的分布模式。

根据本发明的第八方面，实现以下效果：与在三维形状数据上设置的第一特性点不被认为是构造三维形状数据的多个体素中的至少一个的情况相比，可以仅由与构造三维形状的体素有关的信息来表示要分配到三维范围的多个不同属性的分布模式。

根据本发明的第九方面，实现以下效果：即使对于不由多个体素构造的三维形状数据，也可以向构造三维形状的体素分配属性。

附图说明

将基于以下附图详细地描述本发明的示例性实施方式，附图中：

图1是例示了编辑装置的构造示例的图；

图2A是例示了三维形状的示例的图；

图2B是例示了三维形状的示例的图；

图2C是例示了用于定义三维范围的示例的图；

图2D是例示了用于定义三维范围的另一个示例的图；

图3是例示了根据第一示例性实施方式的、三维形状数据的编辑处理的流程的示例的流程图；

图4是例示了三维形状的示例的图；

图5是例示了三维形状上的特性点的示例的图；

图6是例示了组成三维形状的材料的分布模式的示例的曲线图；

图7是例示了组成三维形状的材料的分布模式的另一个示例的图；

图8是例示了组成三维形状的材料的分布模式的另一个示例的图；

图9是例示了组成三维形状的材料的分布模式(s型函数)的曲线图；

图10是例示了材料的分布模式应用于三维形状的状态的示例的图；

图11是例示了在材料根据混合比例混合成三维形状时使用的混合方法的示例的图；

图12是例示了在材料根据混合比例混合成三维形状时使用的混合方法的另一个示例的图；

图13是例示了三维形状上的特性点的另一个示例的图；

图14是例示了组成三维形状的材料的分布模式(s型函数)的另一个示例的曲线图；

图15是例示了在三维形状由三种或更多种材料组成时的材料的分布模式的示例的曲线图；

图16是例示了在三维形状由三种或更多种材料组成时的材料的分布模式的另一个示例的曲线图；

图17是例示了在三维形状由三种或更多种材料组成时的材料的分布模式的另一个示例的曲线图；

图18A是例示了眼镜的三维形状的示例的顶视图；以及

图18B是图18A所例示的眼镜的三维形状的放大顶视图。

具体实施方式

下文中，将参照附图来详细描述用于进行本公开的示例性实施方式。

首先，参照图1，将描述根据示例性实施方式的用于三维形状数据的编辑装置10的构造。

编辑装置10比如由个人计算机来构造，并且包括控制器12。控制器12包括中央处理单元(CPU)12A、只读存储器(ROM)12B、随机存取存储器(RAM)12C、非易失性存储器12D、以及输入/输出(I/O)接口12E。CPU 12A、ROM 12B、RAM 12C、非易失性存储器12D以及I/O 12E经由总线12F连接到彼此。

同样，I/O 12E连接到操作部14、显示器16、通信器18以及存储器20。应注意，CPU12A是第一设置部、第二设置部以及分配部的示例。

操作部14比如包括从编辑装置10的用户接收指令的输入装置(诸如鼠标、键盘或触控面板)。

显示器16比如包括显示装置(诸如液晶显示器和有机电致发光(EL)显示器)。

通信器18连接到通信线路(比如因特网或局域网(LAN))，并且具有用于与连接到通信线路的外部装置(诸如个人计算机)执行数据通信的接口。

存储器20包括非易失性存储装置(诸如硬盘)，并且存储由编辑装置10生成的三维形状数据等。

图2A和图2B各是例示了由三维形状数据表示的三维形状32的示例的图。如图2A和图2B例示，编辑装置10使用由X轴、Y轴以及Z轴形成的三维坐标(下文中被称为“三维坐标空间”)来表示三维形状32。应注意，图2A是用体素显示的三维形状32的图像，并且图2B是用网格显示的三维形状32的图像。

这里，体素34各是三维形状32的基础元件，并且比如使用长方体。然而，在不限于长方体的情况下，可以使用球体或圆柱体。在三维形状32由体素34来表示时，期望的三维形状32通过堆叠体素34来表示。在三维形状32由体素34来表示时，对于各体素34，指定体素34的特性的属性(比如，颜色、材料、强度、硬度、材料质量、质地、导电率或热导率)，并且三维形状32的材料的颜色由体素34的存在和体素34的属性来表示。

这里，“材料”包括指示材料的种类(诸如树脂、金属或橡胶)的信息、指示材料名(诸如ABS或PLA)的信息、指示市售材料的商品名和商品号的信息、指示材料(诸如在规格(诸如ISO或JIS)中限定的材料名、简称以及号码)的信息以及指示材料特性(诸如热导率、导电率以及磁性)的信息中的至少一个。

此外，“质地”涉及属性，该属性不仅指示颜色，还指示三维形状数据的外观或触感(诸如三维形状数据的反射率、透过率、光泽以及表面特性)。

应注意，属性包括使用周期、数学表达式以及另一个三维形状数据中的至少一个设置的分布模式。分布模式包括恒定周期的重复、渐变、由数学表达式表达的坡度或局部点的表示、根据另一个三维形状数据进行的三维形状数据的颜色、材料或质地的连续修改、以及以指定模式填充或连续修改三维形状数据的指定范围中的至少一者。

如上所述，三维形状32由体素34的集合来表示，并且具体由比如三维坐标空间中的X、Y、Z坐标的元素值来表示。使(X,Y,Z)表示三维坐标空间中的坐标，那么在体素34存在于坐标(X,Y,Z)时，设置“(X,Y,Z)＝1”。另一方面，在体素34未存在于坐标(X,Y,Z)时，则三维形状32通过设置“(X,Y,Z)＝0”来表示。换言之，三维形状数据包括指示体素34的有无的坐标(X,Y,Z)的元素值和与具有元素值“1”的体素34关联的属性。

应注意，三维形状32不是必须由三维坐标空间中的坐标(X,Y,Z)来表示。比如，三维形状32可以由与坐标(X,Y,Z)各唯一关联的索引号来表示。在这种情况下，比如在与索引号关联的值为“1”时，这意味着体素34存在于由索引号表示的位置处。

另外，不对三维形状32的形状强加限制，并且只要形状通过使用三维形状数据来表示，则三维形状32就可以为任何形状。

接着，将描述表示三维形状32的三维形状数据的编辑处理的操作。

图3是例示了由编辑装置10执行的、三维形状数据的编辑处理的流程的示例的流程图。限定三维形状数据的编辑处理的编辑程序预存储在ROM 12B中，并且比如在从用户接收用于三维形状32的编辑开始指令时，CPU 12A从ROM 12B读取编辑程序并执行编辑程序。

在步骤S101中，CPU 12A执行控制，使得要编辑的三维形状显示在显示器16上。这里，作为示例，如图4例示，在该示例性实施方式中，将描述要编辑的三维形状为板状三维形状40的情况。

在下一步骤S103中，CPU 12A确定是否已经使用操作部14来输入在显示器16上显示的三维形状40上的至少一个第一特性点。应注意，作为在步骤S103中输入的第一特性点，可以使用构造三维形状的三维点中的一个，或者可以向三维空间中的任意位置添加用于表示第一特性点的新三维点。第一特性点不是必须在三维形状40的内部，并且可以定义在三维形状40的外部。在三维形状40由多个体素构造时，至少一个体素可以被认为是第一特性点。

作为示例，如图5例示，在该示例性实施方式中，将描述以下情况：选择第一特性点42、44，所述第一特性点42、44是分别充当起点和终点的在三维形状40上的两端处的两个点。

在下一步骤S105中，CPU 12A确定是否已经选择要应用于在显示器16上显示的三维形状40的分布模式。

应注意，在该示例性实施方式中，指示多个分布模式的信息预存储在存储器20中，并且在该步骤中，多个分布模式中的每一个以可选方式显示在显示器16上。用户经由操作部14选择在显示器16上显示的多个分布模式中的一个。CPU 12A然后获得指示由用户选择的分布模式的信息。

分布模式使得根据参数(诸如振幅、频率、波长以及周期)或数学表达式来表达至少两种不同的属性的分布。除了典型的分布模式之外，还可以使用由用户定义的任意模式。同样，在三维形状由多个体素构造时，可以由不同属性所设置到的体素的布置来定义分布模式。在这种情况下，在使用由体素的布置定义的分布模式时，由多个体素形成的分布模式可以被存储为用于存储分布模式的三维数据，并且可以使用所存储的分布模式。

作为示例，如图6和图7例示，典型的分布模式包括线性函数46、s(sigmoid)型函数48、高斯(Gaussian)函数50、正弦函数52以及不规则碎片形54。另选地，作为示例，如图8例示，可以使用由用户经由操作部14指定的分布模式56。

在该示例性实施方式中，作为示例，如图9例示，将描述选择s型函数48的情况。

当在步骤S105中确定已经选择分布模式时(S105中为是)，流程进行到步骤S107。当在步骤S105中确定尚未选择分布模式时(S105中为否)，重复步骤S105，直到选择分布模式为止。

在步骤S107中，CPU 12A确定是否在所选分布模式上设置第二特性点，第二特性点与三维形状40上的第一特性点42、44对应。在该示例性实施方式中，作为示例，如图9例示，在作为所选分布模式的s型函数48上，设置与三维形状40的第一特性点42、44对应的第二特性点42A、44A。

在该示例性实施方式中，将描述用户使用操作部14来在分布模式上设置第二特性点42A、44A的情况，然而，不限于此，作为设置第二特性点42A、44A的方法，CPU 12A可以在分布模式上设置特性点42A、44A的位置和距离，使得这些位置和距离与三维形状40的特性点42、44的位置和距离对应。

当在步骤S107中确定已经设置第二特性点42A、44A时(S107中为是)，流程进行到步骤S109。当在步骤S107中确定尚未设置第二特性点42A、44A时(S107中为否)，重复步骤S107，直到设置第二特性点42A、44A为止。

在步骤S109中，CPU 12A确定是否已经选择分布模式中的各个材料。在该示例性实施方式中，作为示例，选择指示图9所例示的材料A、B中的每一个的混合比例的分布模式中的材料A和材料B。

应注意，在该示例性实施方式中，指示多个材料的信息预存储在存储器20中，并且在步骤S109中，多个材料中的每一个以可选方式显示在显示器16上。用户经由操作部14从在显示器16上显示的多个材料选择材料A和材料B。CPU 12A然后获得指示由用户选择的材料A和材料B的信息。

同样，在该示例性实施方式中，将描述用户选择材料的情况，然而，不限于此，比如，用户可以选择要分配到三维位置信息的颜色、材料、强度、硬度、材料质量、质地、导电率以及热导率中的至少一者。

当在步骤S109中确定已经选择材料时(S109中为是)，流程进行到步骤S111。当在步骤S109中确定尚未选择材料时(S109中为否)，重复步骤S109，直到选择了材料为止。

在步骤S111中，CPU 12A根据所输入的第一特性点42、44、所设置的第二特性点42A、44A、所选的分布模式、以及所选的材料，来向是三维形状40的一部分且被包括在三维形状40中的三维范围分配属性。在该过程中，CPU 12A通过执行改变分布模式的参数的处理，改变分布模式上的第二特性点42A、44A的位置的处理，以及改变与分布模式上的第二特性点42A、44A的位置对应的、三维形状40上的第一特性点42、44的位置的处理中的至少一者，来改变被分配到三维范围的属性的分布模式。

这里所提及的三维范围是在三维形状40中包括的限定区域，并且是属性要分配到的三维范围。比如，在以兔子的三维形状为例时，三维范围比如提及从耳根到耳朵尖端的2cm内的范围(参见图2C)，并且该范围被包括在耳朵的前侧表面中，且在耳朵前面与后面之间的边界的5mm内(参见图2D)

当三维形状由多个体素构造时，在步骤S111中，CPU 12A根据所输入的第一特性点42、44，所设置的第二特性点42A、44A，所选的分布模式以及所选的材料，来向被包括在三维形状40中的各体素34分配属性。在该分配中，CPU 12A通过执行改变分布模式的参数的处理，改变分布模式上的第二特性点42A、44A的位置的处理，以及改变与分布模式上的第二特性点42A、44A的位置对应的、三维形状40上的第一特性点42、44的位置的处理中的至少一者，来向各体素34分配属性。

同样，在该示例性实施方式中，属性被分配给沿着包括多个第一特性点42、44的路线R的各个体素34，使得三维形状40上的第一特性点42、44与分布模式上的第二特性点42A、44A彼此对应。当三维形状40由多个体素构造时，属性被分配给在包括多个第一特性点42、44的路线R上的各个体素34，使得三维形状40上的第一特性点42、44与分布模式上的第二特性点42A、44A彼此对应。

这里，在分布模式被应用到是三维形状40的至少一部分且被包括在三维形状40中的三维范围时，同一分布模式可以根据材料1在包括第一特性点42、44的路线上在量上增加或减少的模式，而被应用到沿深度方向设置的材料1的深度。另选地，深度方向上的分布模式可以单独指定，或者指定深度方向上的另一个分布模式，并且可以单独指定在深度方向上的分布模式上的第二特性点。

同样，因为要应用的分布模式限定三维形状的属性的分布，所以期望控制属性设置，使得仅在三维形状数据中设置属性，并且不从三维形状的表面的边界向三维形状的外面设置属性。具体地，在第一特性点42、44向三维形状40的外面设置时，在包括第一特性点42、44的路线R上的分布模式中，仅处于与三维形状40的内部对应的部分处的分布模式期望被设置为三维形状40的属性。然而，将属性向三维形状40的外面设置并不是限制。

在接着的步骤S113中，CPU 12A向在显示器16上显示的三维形状40反映已更新的属性信息，并且显示三维形状40。作为示例如图10例示，根据分布模式的各材料的分布交叠并显示在三维形状40上。

在该显示时，作为示例如图9例示地，基于s型函数48上的坐标(x1,y1)中的x1的值来确定路线上的位置，并且基于y1的值来确定材料A和材料B中的每一个的混合比例。

在三维形状由多个体素构造时，精确表达多个材料的混合的方法包括如下的两种方法(A)和(B)：

在各体素34中，指定各个材料的混合比例。作为示例，如图11例示，在体素34中，对于材料A指定混合比例80％，并且对于材料B指定混合比例20％。

在三维形状40的预定区域中所包括的多个体素34中，各材料被分配给特定数量的体素34，该特定数量根据材料的比例。作为示例，如图12例示，在期望材料A为近似80％且期望材料B为近似20％时，在具有各边三个体素34的立方体中包括的27个体素34中，比如，材料A用于22个体素34，并且材料B用于5个体素34。

在步骤S115中，CPU 12A通过确定是否已经经由操作部14输入用于指示完成的信息，来确定是否完成编辑。当在步骤S115中确定完成编辑时(S115中为是)，完成编辑处理的程序的执行。当在步骤S115中确定未完成编辑时(S115中为否)，流程返回到步骤S103，并且再次执行步骤S103至S115中的处理。

这样，编辑装置10在被包括在三维形状40中的三维形状数据上设置至少一个第一特性点，并且设置与所设置的第一特性点对应的、预定分布模式上的至少一个第二特性点。另外，编辑装置10根据分布模式来向在三维形状40的至少一部分中所包括的三维范围分配属性，使得所设置的第一特性点42、44与所设置的第二特性点42A、44A彼此对应。

应注意，在该示例性实施方式中，已经描述了两个第一特性点42、44被输入到三维形状40的情况，然而，本示例性实施方式不限于此。作为示例，如图13例示，假定输入了指示三维形状40上的拐点(inflection point)的一个第一特性点60，并且作为示例，如图14例示，选择s型函数48，并且设置与三维形状40上的第一特性点60对应的、s型函数48上的第二特性点60A。在这种情况下，在预设s型函数48的起点和终点，或s型函数48的倾斜度时，识别三维形状40中材料的分布模式。

同样，在该示例性实施方式中，已经描述了以下情况：材料A的混合比例在更靠近轴向上端的位置处具有更大的值，并且材料B的混合比例在更靠近轴向下端的位置处具有更大的值，然而，不限于此，比如，一个轴线的正方向可以表示材料A的混合比例，该一个轴线的负方向可以表示材料B的混合比例，并且材料可以在轴线的中央(这里为原点)处切换到另一个。

另选地，作为示例，如图15例示，从+20至+50的范围可以指示材料A，从-20至+20的范围可以指示材料B，从轴线上的-50至-20的范围可以指示材料C，并且材料可以在范围之间的边界处切换到另一个。

同样，比如，通过预设分布模式上的起点、终点以及拐点来输入三维形状40上的起点、终点以及拐点中的至少一个，从而从分布模式上的预设起点、终点以及拐点设置分布模式上的第二特性点。另选地，连同分布模式上的第二特性点的设置一起，可以设置分布模式的参数(诸如倾斜度或截距)。

同样，在该示例性实施方式中，已经描述分布模式被编辑为使得三维形状40由两种材料组成的情况，然而，不限于此，可以编辑其中三维形状40由三种或更多种材料组成的分布模式。

比如，在混合材料A、材料B以及材料C时，作为示例，如图16例示，通过使用指示材料A和材料B的混合比例的分布模式62，以及指示材料A和材料C的混合比例的分布模式64，来确定材料A、材料B以及材料C中的每一个的混合比例。

比如，当根据分布模式62材料A为100％且材料B为0％，并且根据分布模式64材料A为100％且材料C为0％时，总计，材料A是200％，材料B是0％，并且材料C是0％。

在这种情况下，使RA是材料A的总比例，RB是材料B的总比例，RC是材料C的总比例，那么是材料A与总数的混合比例的RA__TOTAL由以下表达式(1)来计算：

RA_{_TOTAL}＝RA/(RA+B+RC)表达式(1)

比如，当材料A是80％、材料B是20％且材料C是100％时，材料A与总数的比，即，RA__TOTAL是80/(80+20+100)＝40％。

应注意，在混合三种或更多种材料时，对于各材料的混合比例，可以定义多个材料由各不同轴线表示的分布模式。比如，三种材料由三维矩形坐标或极坐标的三个轴线来表示，或者一个轴线有些部分可以被分成多个区域，并且各区域充当用于不同材料的轴线。

另选地，在混合三种或更多种材料时，指示各材料的混合比例的分布模式可以由多种分布模式来表达。作为示例如图17例示地，在表达四个类型的材料A、材料B、材料C以及材料D中的每一个的混合比例时，表达材料A和材料B的混合比例的分布模式66可以是s型函数，表达材料A和材料C的混合比例的分布模式68可以是线性函数(渐进)，并且表达材料A和材料D的混合比例的分布模式69可以是高斯函数。比如，在材料A和材料D的分布模式为高斯分布时，材料A的混合比例逐渐增大，然后沿着路线R逐渐减小。相比之下，在材料A和材料C的分布模式为具有正倾斜度的线性函数时，材料A的混合比例沿着路线R逐渐增大。这样，表达三种或更多种材料的混合比例的分布模式可以通过组合多种分布模式来创建。

在混合三个种类的材料C、材料D以及材料E时，可以使用在三维空间中表示的分布模式，三维空间具有表示三维形状40上的位置的轴线、表示材料C和材料D中的每一个的混合比例的轴线以及表示材料C和材料E中的每一个的混合比例的轴线。

同样，在该示例性实施方式中，已经描述了在不把要混合材料的组合考虑在内的情况下混合多个材料的情况，然而，不限于此，比如，可以抑制材料的组合的混合，这些材料在相邻放置时彼此分离。

同样，在三维形状40由多个体素构造时，通过以下方式来减少三维形状40中的非预期模式的发生可能性：创建分布模式，使得在构造三维形状40的体素34中，具有相同材料的体素34不连续达预定阈值或更长；或者创建分布模式，使得各材料没有各向异性。

同样，在属性要分配到的三维形状不由多个体素34构造，且期望精确表示具有多个不同属性的分配模式时，可以使属性要分配到的三维形状的一部分或全部体素化，并且属性可以被分配给构造三维形状数据的至少一部分的多个体素34。

如上所述，与属性被分配给构造三维形状40的多个体素34中的每一个的情况相比，即使对于具有复杂形状(包括巨大或细小、厚或薄、锐的或钝的、以及弯曲或起伏的形状)的三维形状40，属性(诸如颜色和材料)也由简单操作分配给多个体素34。和由网格表示的三维形状不同，在由体素表示的三维形状40中，不必清楚限定具有不同混合比例的范围之间的边界，并且创建混合比例逐体素34逐渐变化的分布。

同样，可以由体素34的布置更精确地表示要分配到三维范围的多个不同属性的分布模式。另外，可以仅由与构造三维形状的体素有关的信息来表示要分配到三维范围的多个不同属性的分布模式。

图18A描绘了例示了眼镜边缘的三维形状70的示例的顶视图。图18B描绘了图18A所例示的三维形状70的放大顶视图。如图18A和图18B例示，假定在眼镜的弯曲边缘中设置两个第一特性点72、74。在这种情况下，对于沿着边缘的弯曲形状包括第一特性点72和第一特性点74的顺时针路线R21和逆时针路线R22设置属性的类似分布模式。即使在路线R21和路线R22的距离不同时，也设置第一特性点72与74之间的相对分布模式。

虽然以上已经使用示例性实施方式描述了本公开，但本公开不限于示例性实施方式的范围。可以在不偏离本公开的要旨的情况下对示例性实施方式进行各种修改或改良，并且进行修改或改良的示例性实施方式也包括在本公开的技术范围内。

比如，图3所例示的三维形状数据的编辑处理可以由硬件(诸如专用集成电路(ASIC))来实施。在这种情况下，与编辑处理由软件实施的情况相比，实现更快的处理。

同样，在示例性实施方式中，虽然已经描述了用于三维形状数据的编辑程序安装在ROM 12B中的情况，但示例性实施方式不限于此。根据本发明的示例性实施方式的用于三维形状数据的编辑程序可以以计算机可读介质的形式来提供。比如，根据本发明的示例性实施方式的编辑程序可以以在光盘(诸如压缩盘(CD)-ROM和数字通用光盘(DVD)-ROM)中或在半导体存储器(诸如通用串行总线(USB)存储器和存储卡)中记录的形式来提供。同样，根据本发明的示例性实施方式的用于三维形状数据的编辑程序可以经由连接到通信器18的通信线路从外部装置来获得。

同样，图3所例示的流程图中步骤的顺序不限于以上所描述的顺序。比如，在设置第二特性点之后，可以选择第一特性点，并且在选择分布模式和属性之后，可以选择第一特性点。

对本发明的示例性实施方式的上述说明是为了例示和说明的目的而提供的。并非旨在对本发明进行穷尽，或者将本发明限于所公开的精确形式。显而易见的是，很多修改例和变型例对于本领域技术人员是明显的。选择了实施方式进行说明以最好地解释本发明的原理及其实际应用，以使本领域其它技术人员能够理解本发明的各种实施方式，以及适合于所设想的具体用途的各种变型。本发明的范围旨在由所附权利要求及其等同物来限定。

Claims (10)

1.一种用于三维形状数据的编辑装置，所述用于三维形状数据的编辑装置包括：

第一设置部，该第一设置部在形成三维形状的三维形状数据上设置至少一个第一特性点；

第二设置部，该第二设置部在预定分布模式上设置至少一个第二特性点，所述至少一个第二特性点与由所述第一设置部设置的所述至少一个第一特性点对应；以及

分配部，该分配部根据所述分布模式来向在所述三维形状的至少一部分中所包括的三维范围分配属性，使得由所述第一设置部设置的所述至少一个第一特性点与由所述第二设置部设置的所述至少一个第二特性点彼此对应，

其中，所述分布模式使得根据数学表达式来表达至少两种不同类型的属性的分布。

2.根据权利要求1所述的用于三维形状数据的编辑装置，

其中，所述第一设置部在所述三维形状数据上设置包括所述至少一个第一特性点的多个第一特性点，并且

所述第二设置部在所述三维形状数据上设置包括所述至少一个第二特性点的多个第二特性点，所述多个第二特性点与所述多个第一特性点对应。

3.根据权利要求2所述的用于三维形状数据的编辑装置，

其中，所述分配部基于所述分布模式，来向在包括所述多个第一特性点的路线上的所述三维范围分配属性。

4.根据权利要求2或3所述的用于三维形状数据的编辑装置，

其中，所述分配部通过执行改变所述分布模式的参数的处理、在所述分布模式上改变所述多个第二特性点的位置的处理、以及在所述三维形状数据上改变所述多个第一特性点的位置的处理中的至少一者来分配所述属性，所述多个第一特性点与所述分布模式上的所述多个第二特性点的位置对应。

5.根据权利要求1至3中任意一项所述的用于三维形状数据的编辑装置，

其中，所述属性的属性值的类型数是三或更多。

6.根据权利要求1至3中任意一项所述的用于三维形状数据的编辑装置，

其中，所述属性的所述类型包括颜色、强度、材料以及质地中的至少一者。

7.根据权利要求2或3所述的用于三维形状数据的编辑装置，

其中，所述三维形状由多个体素来构造，并且

所述分配部根据所述分布模式来向构造所述三维形状的至少一部分的所述多个体素分配属性，使得由所述第一设置部设置的所述多个第一特性点与由所述第二设置部设置的所述多个第二特性点彼此对应。

8.根据权利要求2或3所述的用于三维形状数据的编辑装置，

其中，所述三维形状由多个体素来构造，并且

所述第一设置部在由所述多个体素构造的所述三维形状数据上设置所述多个第一特性点中的至少一个，并且把构造所述三维形状的所述多个体素中的至少一个当作所述多个第一特性点中的一个，并且设置所述第一特性点。

9.根据权利要求1至3中任意一项所述的用于三维形状数据的编辑装置，

其中，所述分配部使不由多个体素构造的所述三维形状数据的一部分或全部体素化，所述属性要分配到所述一部分或全部，并且所述分配部向构造所述三维形状数据的至少一部分的所述多个体素分配所述属性。

10.一种编辑三维形状数据的方法，该方法包括以下步骤：

在形成三维形状的三维形状数据上设置至少一个第一特性点；

在预定分布模式上设置至少一个第二特性点，所述至少一个第二特性点与由设置所述至少一个第一特性点的步骤设置的所述至少一个第一特性点对应；以及

根据所述分布模式来向在所述三维形状的至少一部分中所包括的三维范围分配属性，使得由设置至少一个第一特性点的步骤设置的所述至少一个第一特性点与由设置至少一个第二特性点的步骤设置的所述至少一个第二特性点彼此对应，

其中，所述分布模式使得根据数学表达式来表达至少两种不同类型的属性的分布。

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