CN110310360B - 产生三维本体表面的可采用针织技术制作的展开物的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种产生三维本体(M)的表面(O)的可采用针织技术制作的展开物(1)的方法，具有如下方法步骤：a.在显示装置上显示所述三维本体(M)的表面(O)；b.在所述三维本体(M)的表面(O)上置入至少一个切片(S1‑S4)；c.产生被切割表面(O)的和/或表面(O)切料的至少一个展开物(A)；d.借助至少一个预先给定的标准来评价所述至少一个展开物(A)的质量；e.重复步骤b.至d.，直至满足至少一个所述标准。

Description

产生三维本体表面的可采用针织技术制作的展开物的方法

技术领域

本发明涉及一种用于产生三维本体表面的可采用针织技术制作的展开物的方法。

背景技术

在设计和制作服装(Kleidungsstuecken)比如套衫、夹克、裤子、鞋子等时，日益采用应代替手工绘图的设计程序。这种程序简化了设计过程，且允许更短的时间段来完成设计。

另一个优点是，可以在显示屏上三维地显示完成的设计。该设计例如可以针对人体轮廓进行。在这种情况下，可以快速地看出设计好的服装例如在人体上看起来如何。对于针织匹布，可以逼真地显示网眼牵伸、纱线材料和纱线色彩。

为了制作设计好的服装，通常需要制作三维设计的展开物，因为服装通常由多个拼块拼组而成。这些拼块被分开地制作，随后通过缝合、套口等组接起来。

为了提供这种展开物，研发出了各种程序和方法，其能够产生把三维本体展开成多个二维的部段的展开物。但这仅仅是一种二维的投影，其结果无法再实施。对于要采用针织技术制作的服装，这种方法无法使用，因为服装的展开物需要高度的可再实施性。针对展开物所采用的切片必须可再实施地影响待展开的造型的展开特性。所需衬料(Spickel)的位置、即三维构型的表面的被剖切的展开物，必须能够受控地予以预先给定。衬料的设计必须可再实施地产生。此外，展开物必须可采用针织技术制作。

由DE 10 2012 101 428 A1已知一种用于产生服装切片的方法。该方法包括：建立人身体的至少一部分的各身体半部的虚拟的三维成像；产生用于模拟服装的虚拟的坐标；把模拟的服装的相对尺寸指配给二维的视图。建立真人的虚拟的三维成像。检查各身体半部关于对称轴存在对称性。把与成像匹配的部件展开，并在服装切片中有针对性地改变该部件。

由DE 10 2016 209 675 A1已知一种用于制作服装的方法。基于身体数据和模型数据，产生适合于被制作机器处理的制作数据。

前述的两种方法需要人的身体数据。

发明内容

本发明的目的是，提出一种用于产生三维本体表面的可采用针织技术制作的展开物的方法，从而可采用针织技术简单地制作各部段，可以由这些部段制作三维本体。

根据本发明，所述目的通过一种用于产生三维本体表面的可采用针织技术制作的展开物的方法得以实现，该方法具有如下方法步骤：

a.在显示装置上显示三维本体的表面；

b.在三维本体的表面上置入至少一个切片；

c.产生被切割表面的和/或表面切料的至少一个展开物；

d.借助至少一个预先给定的标准来评价至少一个展开物的质量；

e.重复步骤b.至d.，直至满足至少一个标准。

为了采用针织技术制作三维本体，已知的是，首先建立三维本体的纸张模型，并利用有限数量的切片把该纸张模型分割成各部段或所谓的衬料。特别地，在此将切片放置在曲率大的区域中。这些切片导致材料去应力。如果压平被切割的构型，材料就会根据剩余应力而处于平面中。使用纸张模型时的问题是，在置入的切片有误或者有缺陷时，模型又粘接在一起，并且必须重新切割。

本发明的方法的优点在于，能够把切片(虚拟地)放置到三维本体的表面中，并且随后能够检查这些切片导致了哪些衬料。可以检查衬料或展开物的质量。当满足一个或多个预先给定的标准时，才转移至采用针织技术制作衬料。本发明的做法可高程度地再实施。在多个弯曲的面展开时，始终都可以仅仅近似地实现平面的且无弯曲的面。理想地，这些切片被置入三维本体的表面中，从而形成尽可能平的面区段(展开物)。实际上，这些面区段仍有一定的拱曲度。因此可以设想到某个切片导致了什么结果，且可以相应地矫正切片置入，以便尽可能减小剩余的拱曲度。放入切片可以手动地例如借助CAD-系统的输入装置进行，或者自动地例如在CAD-系统中进行。

根据三维本体的构型而定，可以足够的是：把一个或多个切片放置到表面中，即仅仅切割，并产生一个唯一的可采用针织技术制作的展开物。也可需要的是，切片经过放置，从而表面的区段被分离以及展开。部段的各个区段必须在其采用针织技术制作之后拼组并连接成三维本体。

可以基于至少一个展开物产生针织机的针织程序。为了可尽可能简单地采用针织技术制作展开物，可以适当地移动和/或转动该展开物，从而它可以在针织机的正确位置沿正确的方向被针织。

置入至少一个切片可以在考虑到针织技术的条件、特别是针织方向和/或考虑到设计规定的情况下进行，切割或切开的表面应在该针织方向上来针织。例如，设计者可以在服装的某个位置设定缝线。由此有益地在该部位置入切片。这些切片影响网眼走势，进而也影响待制作的针织匹布的图案和色彩设计。优选地，在第一切片之前确定好针织方向。针织方向可以根据待制作的针织匹布例如服装的设计以及根据针织技术要求予以确定。通过针织方向可以确定切片方向。另外，可以沿着切片放置固定点。这些固定点形成在针织机的针织程序中用于切片模型的以后布局的取向。通过固定点也可以使得各个部段相互关联。

至少一个展开物可以显示在显示装置上。特别地，可以采用图形方式例如以色彩设计或百分比说明的形式来显示形状失真的程度、即展开物的面积相比于三维本体的指配表面的偏差和/或曲率大小。特别地，于是可以评价展开物的结果在考虑到材料节省、网眼比例和结构情况下是否为可针织的展开物。

展开过程可以显示在显示装置上，且可交互地予以影响。特别地，展开过程可以作为可影响的实时模拟来进行。展开过程可以例如借助于“虚拟的手”予以影响。表面的各部段或者整个切割表面可以逼真地在显示装置上移动(拉伸、压下、转动)。如同现实中一样，也完全会出现一个或多个造型的上下叠置的部分。借助于虚拟的手，可以改变这些部分的位置。

作为所述展开物的质量的标准，可以采用切割表面或表面切料的面积与指配的展开物面积的比例或偏差和/或展开物曲率。可以例如规定，展开物只允许还具有预先给定的最大曲率。只有当曲率低于这个值时，才存在足够扁平的能采用针织技术制作的展开物。如果未满足标准，就会产生如下衬料，这些衬料随后在它们拼接之后无法得到最初的三维本体。

至少一个展开物可以借助于重力模型来产生。三维本体的切割表面或表面区段因而借助于模拟的重力被压到水平的平面上。于是可以评价：切割表面或三维表面区段是否能够被展开，从而形成尽可能扁平的能采用针织技术制作的展开物。在此可以规定，调节该重力。通过调节重力，可以考虑到待制作的针织匹布的不同的材料特性。于是尤其可以考虑针织匹布的不同的材料、纱线、图案等。

三维本体的表面可以显示为点云、NURBS曲面或多边形网络。点云在此可以是“点集群”，即向量空间的、具有未经组织的空间结构的点集。多边形网络表示分辨至多个多边形面的造型。由于更好可计算性的原因，这些多边形在大多情况下具有三个或四个边。这些边在网络内部与接着的多边形共用所述边。多边形的各个边由非弯曲的或简单地弯曲的线构成。多边形网络可以由点云产生。

带NURBS曲面(也叫样条)的表面模型通过多个独立面构成面。理想地，每个面都有四个限定曲线。这些曲线借助于连续性彼此相关，以便在需要时产生曲率连续的面走势。NURBS面尤其适合于在计算机图形领域中、例如在CAD中用于给任意形状建模。

网眼格栅可以与展开物叠加地显示，特别是显示在显示装置上。尤其可以把网眼格栅投影到展开物上。由此可以检查是否存在规定的网眼布置方式。

此外可以规定，把设计应用特别是色彩或图案显示在三维本体的表面上，并且在产生展开物时随之展开。由此可以模拟该设计应用在展开物中、进而在待制作的衬料中看起来如何。

此外可考虑的是，把设计应用施加到至少一个展开物特别是展开的网眼格栅上，随后显示在三维本体上。由此可以改变展开物的设计，并且随后检查这种改变对于三维本体导致了什么结果。

根据一种方法变型设计可以规定，在三维本体的表面上绘图。由此可以将设计应用施加在三维本体的表面上。随后可以通过置入切片来产生一个或多个展开物，且可以确定出在三维本体上的绘图对展开物导致了什么结果。

根据一种方法变型设计可以规定，由至少一个展开物产生三维本体的表面。在此，可以例如随之传递在展开物上产生的设计，并且检查这种设计在三维本体的表面上看起来如何。

为了能够制作不同大小的服装，可以有利的是，给展开物分级。分级之后，展开物又可以转移到三维本体的表面中。由此可以检查分级的服装看起来如何。

此外，一种由计算机实施的方法也落入到本发明的范畴内，该方法包括根据本发明的方法的步骤。

另外，一种用于数据处理的系统落入到本发明的范畴内，该系统包括用于实施本发明的方法的步骤的机构。

此外，一种包括指令的计算机程序产品落入到本发明的范畴内，在计算机执行程序时，这些指令通过该计算机引起实施本发明的方法。

本发明的其它特征和优点可由借助附图对本发明实施例的后续说明以及由权利要求书得到，这些附图示出了本发明的重要细节。那里所示的特征不必尺寸精准地理解，且经过适当示出，从而能明显看出本发明的特殊之处。不同的特征可以分别单独地或者按多种任意组合地在本发明的变型设计中实现。

附图说明

本发明的实施例在示意图中示出，并将在后续说明中予以详述。

其中：

图1示出一种三维本体；

图2示出该三维本体，已将切片放置到该三维本体中；

图3为带有切片的该本体的另一视图；

图4a-4e示出展开过程的流程；

图5a为带有切片的对象的视图；

图5b示出图5a的本体的表面的展开物；

图6a为图5b的绘出顶角点的视图；

图6b为根据图6a的改变了颜色的视图；

图6c示出展开物转移到了网眼格栅上。

具体实施方式

图1示出带有表面O的三维本体M，其形式为鞋子或袜子。为了采用针织技术制作符合这种模型的鞋子或袜子，需要裁切表面O，或者将该表面分割成可采用针织技术制作的不同的部段、也叫衬料区段。本体M或本体M的表面O可以通过CAD-程序建立。例如，表面O可以在显示装置上显示为点云、NURBS曲面或多边形网络。

图2示出图1的带有表面O的本体M。已将切片S1-S3作为曲面放置到该表面O中。接下来，利用分别具有切片S1-S3(曲面)之一的平面E1-E3裁切该表面。特别地，切片S1-S3沿着UV-法线方向(类似于笛卡尔坐标系的Z-轴，UV-法线方向是平面的弯曲空间的法线)作为面E1-E3被挤出。挤出的面E1-E3与本体M的表面O形成交集。代替挤出的面，也可以采用其它的方法，以便裁切表面O。

图3示出带有交集S11、S22、S33的本体M。这些交集S11、S22、S33可参数化地通过切片S1-S3予以改变。

NURBS面或多边形面可以在无质量损失情况下仅以面几何形状予以修整。这关系到所依据的算法。在使用曲线进行修整时，经常形成连带碎片的修整边缘。这是因为空间中的曲线不能精确描述地比拟于面。该曲线必须在任何点都接触该面。这只有在投影时才可行。但投影改变了曲线的走势和可加工性，因为投影把整个曲线都转移到多边形面上了。一个曲线区段始终都可以仅投影到一个多边形面上。这意味着，曲线被分解了。

面在所有的点都与要裁切的几何形状相遇。几乎可以说产生了交叉线(接触)，即交集。

“参数化”是指，在每次改变(切片S1-S3的)曲线时，面E1-E3也改变，进而改变了交叉线(切线)，即S11、S22、S33。可以说，多个参数在一系列条件中彼此相关联。

图4a-4e在实时模拟中示出本体M的表面O的展开过程的流程。该实时模拟交互地进行。这意味着，该模拟随时都可以暂停。由此可以在任何时间点准确地分析未充分展开的“干扰因素”。在展开过程期间，可以将模型状态、即展开状态提炼为面模型。图4a-4e中所示的视图作为CAD数据存在。展开是在重力模型下进行的。这意味着，对重力予以模拟，该重力把表面O向下拉至平面位置。重力可以被影响，特别是予以调节。

图4a中示出，本体M仍处于根据图1-3的状态下。只是放置了切片S1-S3。如果现在有重力向下拉，表面O就会呈现出更扁平的造型，如图4b中可见。可以看出，表面在切片S1、S2的区域中展宽了。

在图4c中，表面O呈现出更扁平的造型。在图4d中，该表面几乎完全扁平。图4e示出本体M的表面O的展开物。在此可看到，例如在部位10存在一个略微塑性的拱起。这提示展开物A并非完全扁平，而是由于材料特性而无法实现完全的平面性。可以评价：展开物A是否符合预先给定的标准；特别是可以借助高斯曲率分析来确定：部位10处的曲率是可接受还是太大。如果该曲率太大，就必须以其它方式放置切片S1-S3，以便减小部位10处的曲率。

替代地或附加地，展开物A的面积可以与表面O的面积成比例，或者与其相类比。这里也可以规定可接受的比例或偏差。如果未达到可接受的结果，就必须以其它方式放置切片S1-S3，以便得到可接受的比例或偏差。

图5a示出带有表面O的本体M，其中，采用不同于例如图2中所示的方式选取切片S1-S4。在如此选取切片时，产生根据图5b的展开物。特别是产生部段或衬料Sg.1、Sg.2、Sg.3。

在先前的那个例子中，各切片使得表面O为整体，而现在通过延长切片把该表面切分成各个部段Sg.1、Sg.2、Sg.3。也可看到，切片S3未充分延长，以便在部位10的区域中实现平的面。因此提供了采用针织技术无法制作的展开物。为了实现可采用针织技术制作的展开物，必须把部段K与部段Sg.3分开。

图6a示出根据图5b的展开物，其中，已通过延长切片S3将部段K分离。通过延长切片S3，可以实现部段K的更好的扁平性，从而也可采用针织技术制作该部段。切片S1、S2、S3、S4导致表面O被切分，进而导致本体M被切分，但得到了可采用针织技术制作的展开物。每个单独的部段Sg.1、Sg.2、Sg.3、K都可采用针织技术制作，因为它具有足够的扁平性。此外，在图6a中绘出了部段Sg.1、Sg.2、Sg.3和K的顶角点1-6。顶角点1-6——特别是切片S1-S4的顶角点——也是固定点。通过这些顶角点来确定：必须如何再将部段S1、S2、S3和K拼组起来，以便得到本体M。

通过在网眼格栅中转动和布置部段Sg.1-Sg.3和K，可以实现使得彼此相关的网眼依次落入这些部段中。可以转动各个部段Sg.1-Sg.3和K，从而这些部段能够在合适的针织方向上并以适当的布置方式在针织机上予以针织。

在图6b中给部段Sg.1-Sg.3和K的轮廓填充了颜色。填充了颜色的轮廓可以作为基于像素的2D-视图以不同的文件格式在图像平面中成像和存储。基于像素的2D-视图可以在编辑器例如绘图设备中用于建立针织数据组，以便例如在平针针织机中制作本体M。在此按照图6c将图像视图转成软件的网栅，其方式为，把视图换算成网眼格栅。

图1-6的全部的视图都可以在显示装置上示出。切片S1-S4可以用“虚拟的剪刀”绘出。特别地，可以用多边形模型的各点来表示剖切线。边形模型的各点的间距在此可以固定不动，以便例如模拟纸张的材料特性。替代地，各点之间的间距可以是能够变化的，以便例如模拟材料比如丝绸。

Claims (16)

1.一种由计算机实施的用于产生三维本体(M)的表面(O)的可采用针织技术制作的展开物(A)的方法，具有如下方法步骤：

a.在显示装置上显示所述三维本体(M)的表面(O)；

b.在所述三维本体(M)的表面(O)中置入至少一个切片(S1-S4)；

c.产生被切割的表面(O)的和/或所述表面(O)的通过置入所述至少一个切片而获得的切料的至少一个展开物(A)；

d.借助预先给定的至少一个标准来评价所述至少一个展开物(A)的质量；

e.重复步骤b.至d.，直至满足所述至少一个标准，

其特征在于，作为展开物(A)的质量的标准，采用

a)切割表面(O)或表面(O)切料的面积与被指配的展开物(A)面积的比例或偏差和/或

b)展开物(A)的偏离于平面的曲率。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述至少一个展开物(A)产生针织机的针织程序。

3.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，置入至少一个切片(S1-S4)在考虑到针织技术的条件和/或考虑到设计规定的情况下进行。

4.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述显示装置上显示所述至少一个展开物(A)。

5.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在显示装置上显示展开过程，且能够交互地予以影响。

6.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，借助于重力模型来产生至少一个展开物(A)。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，调节所述重力。

8.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，将所述三维本体(M)的表面(O)显示为点云、NURBS曲面或多边形网络。

9.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，与所述展开物叠加地显示网眼格栅。

10.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，把设计应用显示在所述三维本体(M)的表面(O)上，并且在产生展开物(A)时随之展开。

11.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述三维本体(M)的表面(O)上绘图。

12.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，由所述至少一个展开物(A)产生三维本体(M)的表面(O)。

13.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，给所述展开物(A)分级。

14.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述三维本体(M)的表面(O)上显示网眼走势。

15.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述针织技术的条件包括针织方向，其中切割或切开的表面(O)应在该针织方向上被针织。

16.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述设计应用包括色彩或图案。