CN111859490A - 一种用于轮胎胎侧字体的参数化排列方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于轮胎胎侧文字设计的参数化排列工具的软件插件,尤其涉及一种用于轮胎胎侧字体沿圆弧排列的参数化解决方案，实现整行文字的参数化排列,减轻设计人员的工作量,提高字体排列的精确度和效率。

Description

一种用于轮胎胎侧字体的参数化排列方法

技术领域

本发明涉及一种文字设计排列工具,尤其涉及一种用于轮胎胎侧字体圆弧排列的解决方案。

背景技术

目前轮胎胎侧字体图设计通常在AutoCAD中完成。由于系统字体的粗度、造型不能满足客户的需要，一般通行的做法都是另行进行字体/符号造型设计，然后排列成一行或多行，最后使用独立编制的程序将这些字符排列到胎侧上去(在平面上按圆弧排列)。在此过程中，字符之间的间距(字间距)、词与词之间的间距(词间距)都是在排列成行时由设计者手工调整的，而这些间距需要根据前后相邻字体不同的形状进行调整，因此这些间距必然会存在差别,甚至影响美观；而且在字体大小、间距、内容等有一项需要调整时，上述所有的工作都必须重新做一次，效率非常低，人工操作难于控制质量，美观性也不够。由于胎侧上每侧文字字数都有300字以上，胎侧字体排列一直是轮胎模具设计中最繁琐的工作之一。即使使用3D设计软件CATIA，上述情况并没有根本改变——依然没有直接可用的字体，没有调整字体间距进行排列的方法，也没有直接将自定义的字体进行排列的工具。

以往字体排列普遍在AutoCAD的2D平台中设计，每个字形无法赋予参数及公式，造成不同字符在排列组合时间距不方便调整，特别针对小字字形尺寸，不符合轮胎产品设计需求，需要对不同字符组合的间距进行手工调整，整个字符串的长度也会根据每个人调整范围的不同而长短不一，这些都给字体排列的精确度和工作效率带来极大挑战。

发明内容

本发明提供一种用于轮胎胎侧字体参数化排列的方法，为CATIA开发一套工具,实现整行文字的参数化排列,减轻设计人员的工作量,提高字体排列的精确度和效率。

包括以下步骤:

步骤一：建立参数化字体模板

1.在图纸中，以字体几何中心为原点，提取构成字体笔划的中心线和轮廓线的各控制点坐标，如果是单线字只需要中心线。所述图纸优选为AutoCAD图纸；字体控制点提取示意参见图1；

2.以下过程在CATIA中进行：在工作曲面上作投影得到曲线的切线，3D字体为胎侧曲面按刻字深度的偏移面，2D字体为胎侧曲面或平面；然后对展开得到的曲线和曲线的切线进行规制控制，当字形为扇形发散时，工作曲线为圆弧曲线，当字形为矩形时，工作曲线为直线；将工作曲线按上、中、下对齐的要求，进行偏移和投影，形成实际插入曲线和插入点；字体排列位置示意参见图2；

3.以上述插入点为坐标原点，导入上述控制点坐标，形成控制点；在此过程中通过控制输入曲线是切线或曲线，实现控制点在矩形、扇形变化；与字高H关联，使字体可以随字高变化而变化；

4.按线类型选择控制点：直线末端作为控制点，圆弧以三个等分点作为控制点，样条线以网格来选择控制点，网格的疏密由水平和垂直网格线间距控制；

5.连接各控制点：对于原始曲线，采用样条线；通过相切关系保证相邻线段的圆滑过渡；6.对于单线字，按照粗度进行偏移，并进行末端圆角，形成字体轮廓。末端圆角为模具加工刀半径，不随字高而改变；

7.对于线框字，直接进行末端圆角操作，形成字体轮廓；

8.对于3D字体，需要按照拔模角度和深度进行扫掠、拉伸、修剪、填充等工作，形成字体实体；

9.制作用户定义特征(UDF)，发布参数，2D字输出2D字体线框和中心线，3D字输出3D实体字体和2D字体线框或中心线；

步骤二:建立字体库

将字体模板按类型、尺寸分类，存入对应的目录；根据每个字符的形状特征(图3为胎侧文字中七种特征的线条示意图；图4为胎侧文字中九种相邻关系的线条示意图)，为每一个字，以其几何中心为基准点，确定其排列尺寸调整参数：字体高宽比AR，粗度修正系数k，前排列修正系数a，后排列修正系数b；为同一类字体建立调整参数xml文件，存储以上字形参数；对于“,”、“.”、“*”、“/”、“:”、“！”以及各种特殊字符已在程序中自动转化为相应字体模板的文件名，如有新增的特殊字符，可在字体库中的特殊字符转换表中进行新增；

步骤三：使用程序进行排列；程序示意参考图5

1.程序根据输入的参考曲面、参考曲线、插入点、对齐方式等，以及解析出的字符依次调用相应的字体模板，并将字高、粗度等参数赋与相应参数，从而实现字体的参数化排列；

2.参数计算原理：

a)每一个字在使用时根据其使用字高H、粗度W来计算其字体宽度curW、排列前半宽aw，排列后半宽bw；计算公式为

注意curW≠aw+bw。

b)根据输入字符串，解析出每一个字符；结合步骤2中所得到的参数，可计算出整个字符串长度：

其中n是字符串非空字符数，m是字符串空格数，DBW是词间距，DBL是字间距，i为字符串序号，是从1开始的自然数。

c)由于存在字体排列不同的对齐方式(左、中、右)，需要计算实际排列的定位点位置：以参考曲线的方向为正方向，左对齐：

对中排列：

右对齐：

其它字符：A_i＝A_i-1+bw_i-1+DBL(orDBW)+aw_i，其中A是定位点，P是插入点位置，DBL(orDBW)是i与i-1非空字符间的字间距(或词间距)。

3.如果参考曲面是平面，字体模板是2D的，可以得到与AutoCAD效果一致的2D字体排列图(参考图6)；如果参考曲面是胎侧曲线旋转面，字体模板是2D的，可以得到近似3D的字体排列图；如果参考曲面是胎侧曲线旋转面，字体模板是3D的，可以得到与实际轮胎一致的3D字体排列图(参考图7)。

另外还可以包括更新和扩展的步骤四：

1.排列完成的字符串图形作为一个完整的特征对象，可以通过变化输入的曲面、曲线、插入点或编辑其参数，更新出所需的字体；所述参数为字符串内容、字高、粗度等；

2.将整个胎侧设计进行参数化后，这一方法也可用于胎侧设计扩展中的字体排列工作(参考图6、7)。

本发明的字体的参数化排列方法，通过建立2D/3D字库的方式不仅提高了字体排列的标准性，减少人为干预，且实现了整行文字的参数化排列,减轻设计人员的工作量,提高字体排列的精确度和效率。同时3D字体排列图提供了模具验收的标准，直观展示轮胎模型，方便客户确认成品设计。

附图说明

图1字体控制点提取示意图；

图2是字体排列位置示意图；

图3是胎侧文字中七种特征的线条示意图；

图4是胎侧文字中九种相邻关系的线条示意图；

图5是程序界面示意图；

图6是2D文字排列示例图；

图7是3D文字排列示例图。

具体实施方式

一种用于轮胎胎侧字体参数化排列的方法,包括下列步骤:

步骤1，字体模板创建

a)从AutoCAD图纸或其他图纸中提取构成字体笔划的中心线和轮廓线的各控制点坐标(对于单线字只需要中心线)

b)在CATIA工作曲面上，对投影得到的工作曲线按上、中、下对齐的要求，进行偏移和投影，形成实际插入曲线和插入点；

c)以上述插入点为坐标原点，导入上述控制点坐标，形成控制点。在此过程中通过控制输入曲线是切线或曲线，实现控制点在矩形、扇形变化；与字高H关联，使字体可以随字高变化而变化。

d)连接各控制点：对于原始曲线，采用样条线；通过相切关系保证相邻线段的圆滑过渡。

e)对于单线字，按照粗度进行偏移，并进行末端圆角，形成字体轮廓。末端圆角为模具加工刀半径，不随字高而改变

f)对于线框字，直接进行末端圆角操作，形成字体轮廓。

g)对于3D字体，需要按照拔模角度和深度进行扫掠、拉伸、修剪、填充等工作，形成字体实体。

步骤2，字体库准备：

a)将所有新建字体模板按类型、尺寸分类，存入对应的目录；

b)在每一类型目录下建立调整参数xml，存入本目录中各字符对应的排列尺寸调整参数；

步骤3，字体排列程序调用：

a)启动CATIA软件，按照所需，启动2D或3D字体排列程序；

b)在程序界面上选择所需字体(在上述步骤1字体库中)，在Text输入框中输入需要排列的字符串；

c)在程序界面上依次输入插入点Point、参考曲线Curve和参考曲面Surface(到CATIA视图中选择)，点击“是否扇形变形”按钮，以及在Position栏选择L/C/R(左/中/右)对齐方式，在Location栏选择T/C/B(上/中/下)对齐方式；

d)在程序界面上输入参数H、W、DBL、DBW，以及3D的部分参数如A和D等(只在3D排列时使用)；

e)按确定按钮，启动排列；

步骤4，字体排列程序运行过程：

a)解析字符串，得到需要排列的每一个字符，从调整参数xml中读取每一字符的排列尺寸调整参数；

b)计算整个字符串长度，按照选定的左中右对齐方式，确定第一个字符的定位点，调用第一个字符模板，对相关参数、几何元素进行赋值并实例化；

C)计算下一个字符的定位点，调用下一个字符模板，对相关参数、几何元素进行赋值并实例化，直至全部字符排列完成；

由附图6，图7文字排列效果可见，本发明实施的字体的参数化排列方法，通过建立2D/3D字库的方式提高了字体排列的标准性，实现了整行文字的参数化排列,3D字体排列图提供了模具验收的标准，直观展示轮胎模型，方便客户确认成品设计。

上述附图和实施例并不构成对本发明的保护范围的限定，本领域技术人员可以根据上述说明对本发明进行各种变化和应用。

Claims (4)

1.一种轮胎胎侧字体参数化排列的方法，包括如下步骤：

步骤一，建立参数化字体模板

1)在图纸中，以字体几何中心为原点，提取构成字体笔划的中心线和轮廓线的各控制点坐标，如果是单线字只需要中心线；

2)以下过程在CATIA中进行：在工作曲面上作投影得到曲线的切线，所述工作曲面对3D字体为胎侧曲面按刻字深度的偏移面，对2D字体为胎侧曲面或平面；然后对展开得到的曲线和曲线的切线进行规制控制，当字形为扇形发散时，工作曲线为圆弧曲线，当字形为矩形时，工作曲线为直线；将工作曲线按上、中、下对齐的要求，进行偏移和投影，形成实际插入曲线和插入点；

3)以上述插入点为坐标原点，导入上述控制点坐标，形成控制点；在此过程中通过控制输入曲线是切线或曲线，实现控制点在矩形、扇形变化；与字高H关联，使字体可以随字高变化而变化；

4)按线类型选择控制点：直线末端作为控制点，圆弧以三个等分点作为控制点，样条线以网格来选择控制点，网格的疏密由水平和垂直网格线间距控制；

5)连接各控制点：对于原始曲线，采用样条线；通过相切关系保证相邻线段的圆滑过渡；

6)对于单线字，按照粗度进行偏移，并进行末端圆角，形成字体轮廓，末端圆角为模具加工刀半径，不随字高而改变；

7)对于线框字，直接进行末端圆角操作，形成字体轮廓；

8)对于3D字体，需要按照拔模角度和深度进行扫掠、拉伸、修剪、填充等工作，形成字体实体；

9)制作用户定义特征(UDF)，发布参数，2D字输出2D字体线框和中心线，3D字输出3D实体字体和2D字体线框或中心线；

步骤二，建立字体库

将字体模板按类型、尺寸分类，存入对应的目录；根据每个字符的形状特征为每一个字，以其几何中心为基准点，确定其排列尺寸调整参数：字体高宽比AR，粗度修正系数k，前排列修正系数a，后排列修正系数b；为同一类字体建立调整参数xml文件，存储以上字形参数；对于“,”、“.”、“*”、“/”、“:”、“！”以及各种特殊字符已在程序中自动转化为相应字体模板的文件名，如有新增的特殊字符，可在字体库中的特殊字符转换表中进行新增；

步骤三，使用程序进行排列；

1)程序根据输入的参考曲面、参考曲线、插入点、对齐方式等，以及解析出的字符依次调用相应的字体模板，并将字高、粗度等参数赋与相应参数，从而实现字体的参数化排列；

2)参数计算原理：

a)每一个字在使用时根据其使用字高H、粗度W来计算其字体宽度curW、排列前半宽aw，排列后半宽bw；计算公式为

注意curW≠aw+bw；

b)根据输入字符串，解析出每一个字符；结合步骤2中所得到的参数，可计算出整个字符串长度：

其中n是字符串非空字符数，m是字符串空格数，DBW是词间距，DBL是字间距，i为字符串序号，是从1开始的自然数；

c)由于存在字体排列不同的对齐方式(左对齐、中对齐、右对齐)，需要计算实际排列的定位点位置：以参考曲线的方向为正方向，左对齐：

对中排列：

右对齐：

其它字符：A_i＝A_i-1+bw_i-1+DBL(orDBW)+aw_i，其中A是定位点，P是插入点位置，DBL(orDBW)是i与i-1非空字符间的字间距(或词间距)；

3)如果参考曲面是平面，字体模板是2D的，可以得到与AutoCAD效果一致的2D3)字体排列图；如果参考曲面是胎侧曲线旋转面，字体模板是2D的，可以得到近似3D的字体排列图；如果参考曲面是胎侧曲线旋转面，字体模板是3D的，可以得到与实际轮胎一致的3D字体排列图。

2.权利要求1所述设计方法，其特征在于还包括步骤四，更新和扩展的步骤：排列完成的字符串图形作为一个完整的特征对象，可通过变化输入的曲面、曲线、插入点或编辑其参数，更新出所需的字体；所述参数为字符串内容、字高、粗度等；将整个胎侧设计进行参数化后，这一方法也可用于胎侧设计扩展中的字体排列工作。

3.权利要求1所述的设计方法，其特征在于步骤一中的图纸优选为AutoCAD图纸。

4.一种用于轮胎胎侧字体参数化排列的方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤1，字体模板创建

a)从AutoCAD图纸或其他图纸中提取构成字体笔划的中心线和轮廓线的各控制点坐标，对于单线字只需要中心线；

b)在CATIA工作曲面上，对投影得到的工作曲线按上、中、下对齐的要求，进行偏移和投影，形成实际插入曲线和插入点；

c)以上述插入点为坐标原点，导入上述控制点坐标，形成控制点。在此过程中通过控制输入曲线是切线或曲线，实现控制点在矩形、扇形变化；与字高H关联，使字体可以随字高变化而变化；

d)连接各控制点：对于原始曲线，采用样条线；通过相切关系保证相邻线段的圆滑过渡；

e)对于单线字，按照粗度进行偏移，并进行末端圆角，形成字体轮廓；末端圆角为模具加工刀半径，不随字高而改变；

f)对于线框字，直接进行末端圆角操作，形成字体轮廓；

g)对于3D字体，需要按照拔模角度和深度进行扫掠、拉伸、修剪、填充等工作，形成字体实体；

步骤2，字体库准备：

a)将所有新建字体模板按类型、尺寸分类，存入对应的目录；

b)在每一类型目录下建立调整参数xml，存入本目录中各字符对应的排列尺寸调整参数；

步骤3，字体排列程序调用：

a)启动CATIA软件，按照所需，启动2D或3D字体排列程序；

b)在程序界面上选择所需字体，字体在上述步骤1字体库中，在Text输入框中输入需要排列的字符串；

c)在程序界面上依次输入插入点Point、参考曲线Curve和参考曲面Surface，可以到CATIA视图中选择，点击“是否扇形变形”按钮，以及在Position栏选择L/C/R(即左/中/右)对齐方式，在Location栏选择T/C/B(即上/中/下)对齐方式；

d)在程序界面上输入参数H、W、DBL、DBW，以及3D的部分参数如A和D等，3D参数只在3D排列时使用；

e)按确定按钮，启动排列；

步骤4，字体排列程序运行过程：

a)解析字符串，得到需要排列的每一个字符，从调整参数xml中读取每一字符的排列尺寸调整参数；

b)计算整个字符串长度，按照选定的左中右对齐方式，确定第一个字符的定位点，调用第一个字符模板，对相关参数、几何元素进行赋值并实例化；

c)计算下一个字符的定位点，调用下一个字符模板，对相关参数、几何元素进行赋值并实例化，直至全部字符排列完成。

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