CN113165420A - 三维透明空间中的造型物及其制作方法 - Google Patents

三维透明空间中的造型物及其制作方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及在通过透明物质填充的三维立体空间内制作造型物的技术。这种本发明具有如下的效果，即，当在通过透明物质填充的三维立体空间内制作造型物时，通过形成将所要制作的造型物的三维图纸分割成所需张数的二维图纸以及张数与二维图纸相对应的透明板，利用这些来与二维图纸的张数相对应地反复执行造型物形成工序过程，从而制作所需形状的造型物，为了在上述透明板形成对应区域的形状而通过在上述透明板堆叠或接合表现材料或者以留有裂痕的方式来形成形状，由此，可体现具有复杂或精密结构的造型物，且再现性卓越。

Description

三维透明空间中的造型物及其制作方法
技术领域
本发明涉及在通过透明物质填充的三维(3D)立体空间内形成的造型物，尤其，涉及如下的三维透明空间中的造型物及其制作方法，即，可利用将所要制作的造型物的三维图纸分割成所需张数的二维图纸以及张数与上述二维图纸相对应的透明板来制作所需形状的造型物。
背景技术
表现一种形状的方法可以有多种。例如，作为一维形状，可以有以线条表现的文字，作为二维形状，可以有在面上表现的图片，作为三维形状，可以有立体表现的造型物。按文字、图片、造型物的顺序，表现范围极为广泛，与此相反，真实感按实物、造型物、图片及文字的顺序递增。
尽管近年来竹茎或木茎很少用作文字的表现材料，但在传统上已使用了很长时间，图片的表现材料可以为纸或板，造型物的表现空间可具有透明空间。其中，上述文字的表现材料、图片的表现材料及造型物的表现空间无需使用运送装置等，使用人员可以轻松将其移动。例如，上述文字的表现材料、图片的表现材料及造型物的表现空间并不包括如刻有文字的大石头、带有图片的大洞穴及在野外固定设置的具有规定值以上的体积或重量的造型物等无法移动的物体。
作为一维表现材料使用的竹茎或木茎等受到只能表现如简单文字的一维图像的表现方式的限制，即使表现如图片的二维图像，也存在非常有限的问题。
作为二维表现材料使用的纸或板等均可表现如文字的一维图像及如图片的二维图像，但存在无法表现三维图像的限制。
与此相比，三维造型物均可表现一维图像、二维图像及三维图像，从而，与一维表现材料或二维表现材料相比，表现力卓越。
作为现有的图像表现技术，包括三维激光雕刻(Laser Engraving)，其为如下的技术，即，向透明的水晶三维空间内照射激光束来形成点(dot)形态的痕迹，将这些点组合来形成所需形状(例如，人脸、物件等)。
并且，作为另一现有技术，在本专利的申请人申请并授权的以下的专利中，收容文字、图片、内部造型物及实物和作为固定单元的透明粘结剂或作为移动单元的透明载体，按需要的形状制作造型物。
但是，上述现有的三维激光雕刻技术无法通过颜色表现形状，仅可通过黑色表现形状，且无法利用其它材料，从而存在表现单调的限制。
并且，在另一现有技术的情况下，无法表现如茂密的树叶的图像，且存在反复性乃至再现性没有或极低的问题。
发明内容
(发明所要解决的问题)
本发明所要解决的问题在于，提供如下的造型物，当在通过透明物质填充的三维立体空间内制作造型物时，可形成将所要制作的造型物的三维图纸分割成所需张数的二维图纸以及张数与二维图纸相对应的透明板之后，在这些透明板堆叠或接合表现材料或留有痕迹(裂痕)来形成对应区域的形状，层叠以此形成形状的多个透明板来制作造型物，可通过多种表现工法来实现精密地表现，并可反复再现。
本发明所要解决的其他问题在于，提供如下的造型物的制作方法，即，通过以下步骤来制作目标形状的造型物，当在通过透明物质填充的三维立体空间内制作造型物时，可形成将所要制作的造型物的三维图纸分割成所需张数的二维图纸以及张数与二维图纸相对应的透明板之后，在这些透明板堆叠或接合表现材料或留有痕迹来形成对应区域的形状，层叠以此形成形状的多个透明板，可通过多种表现工法来实现精密地表现，并可反复再现。
(解决问题所采用的措施)
用于实现上述技术问题的本发明实施例的三维透明空间中的造型物的特征在于，包括：透明板，分别与沿着任意方向分割所要制作的造型物的三维图纸而成的N张二维图纸相对应地制作而成，分别形成上述造型物的对应区域的形状并层叠；表现材料，属于以下表现材料中的一种以上，即，以在上述透明板形成对应区域的形状的方式堆叠在上述透明板的表现材料、接合的表现材料及以呈现上述形状的方式形成的裂痕型表现材料；透明支架，为了层叠上述透明板而在上述透明板的一侧固定设置；收容框，由透明物质形成，用于收容结构上层叠有上述透明板的造型物的多个结构要素；以及透明物质，向上述收容框内的空间填充。
用于实现上述技术问题的本发明实施例的三维透明空间中的造型物制作方法的特征在于，包括：步骤(a)，准备造型物的三维图纸；步骤(b)，沿着任意方向分割上述三维图纸来获取N张二维图纸；步骤(c)，准备张数与上述N张二维图纸相对应的透明板；步骤(d)，层叠N张上述透明板，并利用表现材料来在每个透明板形成对应二维图纸的形状；以及步骤(e)，将完成形状形成工序的造型物的多个结构要素放入收容框并向空心空间填充透明物质。
(发明的效果)
本发明具有如下的效果，即，当在通过透明物质填充的三维立体空间内制作造型物时，可形成将所要制作的造型物的三维图纸分割成所需张数的二维图纸以及张数与二维图纸相对应的透明板之后，在这些透明板堆叠或接合表现材料或留有痕迹来形成对应区域的形状，层叠以此形成形状的多个透明板来制作造型物，可通过多种表现工法来实现精密地表现，并可反复再现。
并且，本发明具有如下的效果，即，以将所要制作的造型物的三维图纸分割成所需张数的二维图纸以及张数与上述二维图纸相对应的透明板为基础来制作造型物，因此，再现性卓越。
并且，本发明具有如下的效果，即，可以使用自然或人工的大部分材料，因此，可以实现多种表现。
附图说明
图1为本发明实施例的三维透明空间中的造型物的立体图。
图2为示出根据本发明在透明板形成对应区域的形状的例的剖视图。
图3为本发明的三维透明空间中的造型物制作方法的流程图。
图4为例示性示出根据本发明制作的造型物的三维图纸的图。
图5为示出层叠本发明的透明板并在每个透明板形成对应二维图纸的形状的工序的例示图。
图6为适用于本发明的收容框的立体图。
图7为根据本发明用沙子制作的造型物的立体图。
具体实施方式
以下，参照附图，详细说明本发明的优选实施例。
图1为本发明实施例的三维透明空间中的造型物的立体图，如图所示，造型物100A包括：透明板111，分别与沿着任意方向分割所要制作的造型物100A的三维图纸而成的N张二维图纸相对应地制作而成，分别形成上述造型物100A的对应区域的形状并层叠；表现材料112，以在上述透明板111形成对应区域的形状的方式在上述透明板111堆叠或接合或留有裂痕或切断；透明支架113，为了层叠上述透明板111而在上述透明板111的一侧固定设置；以及收容框131，由透明物质形成，用于收容结构上层叠有上述透明板111的造型物的结构要素。
图2为示出根据本发明在透明板111形成对应区域的形状的例的剖视图。参照图1及图2，如下说明本发明实施例的三维透明空间中的造型物。
图1例示性示出根据本发明制作的造型物100A，是利用沙子的表现材料来制作在石塔110A上方挂着满月120A的风景的立体图及部分放大图。
沿着任意方向(例如，垂直、水平、对角线方向)分割所要制作的造型物100A的三维图纸并获取N张二维图纸，根据上述二维图纸，透明板111为由透明的材质制成的板。上述透明板111的材质并未受到特殊限制，可以使用透明或半透明物质。例如，作为上述透明板111的材质，可以使用丙烯酸物质(树脂)。
表现材料112是为了在上述透明板111形成对应区域的形状而使用的材料或痕迹。即，在如上制作的多个透明板111，造型物100A的对应区域的形状通过表现材料112形成，图2示出其例。例如，图2的(a)部分示出在透明板111的上部通过堆叠表现材料112A的方式形成形状。图2的(b)部分示出在透明板111的上部通过接合表现材料112B的方式形成形状，可包括印刷。图2的(c)部分为在透明板111的表面通过留有痕迹112C(scratch)的方式形成形状。其中，上述表现材料可包含人工制作的各种人工材料(例如，铁或塑料材质的独立物质)或从自然界获取的天然材料(例如，植物、矿物、动物)。在图1的造型物100A中，表现材料112为作为自然部件中的一种的沙子。
利用表现材料112来在上述透明板111形成如上所述的形状之后，透明支架113用于层叠这些透明板111，为此，在上述透明板111的一侧固定设置。
收容框131为收容作为如上制作的造型物100A的结构要素的石塔110A及满月120A的框架，整个面或最少1面以上由透明物质形成。在上述收容框131内固定设置石塔110A及满月120A，在它们之间的空间填充透明物质，上述透明物质可以为如树脂的固体、如水的液体或如空气的气体。上述固体透明物质可包含丙烯酸树脂。
如上所述，说明了造型物100A的内部整体被透明板111及表现材料112填充，但本发明并不局限于此。作为另一例，仅有造型物100A的外部以规定的厚度填充上述透明板111及表现材料112，内侧处于空心空间状态。作为另一例，能够以透明板111及表现材料112从造型物100A的规定部位的外部及内部脱落的状态制作。
另一方面，图3为本发明的三维透明空间中的造型物制作方法的流程图，如图所示，包括：步骤S1，准备造型物的三维图纸；步骤S2，沿着任意方向分割上述三维图纸来获取N张二维图纸；步骤S3，准备张数与上述N张二维图纸相对应的透明板；步骤S4，层叠N张上述透明板，并利用表现材料来在每个透明板形成对应二维图纸的形状；步骤S5、步骤S6，将完成形状形成工序的造型物的多个结构要素放入收容框并向空心空间填充透明物质；以及步骤S7，分离上述收容框。
图4为例示性示出根据本发明制作的造型物的三维图纸的图。图5为示出层叠本发明的透明板并在每个透明板形成对应二维图纸的形状的工序的例示图。图6为适用于本发明的收容框的立体图。图7为根据本发明通过沙子制作的造型物的立体图。参照图3至图7，说明本发明的三维透明空间中的造型物制作方法如下。
首先，准备所要制作的造型物的三维图纸(步骤S1)。图4例示性示出根据本发明制作的造型物的三维图纸，示出石塔110上挂有满月120的风景的造型物100。准备上述三维图纸的方法可以有多种。例如，可利用为了三维打印而通过计算机程序制作的三维图纸(三维建模图纸)或者利用扫描装置获取的三维图纸。
沿着任意方向(例如，水平方向)分割N次上述造型物100的三维图纸并获取N张二维图纸(步骤S2)。当沿着任意方向分割N次上述造型物100的三维图纸时，分割的厚度并未受到特殊限制。例如，当分割N次上述三维图纸时，可以均匀或不均匀地分割。
与通过上述分割过程获取的N张二维图纸对应地准备N张透明板111(步骤S3)。上述透明板111的材质并未受到特殊限制，可以使用透明或半透明物质。例如，作为上述透明板111的材质，可以使用丙烯酸物质(树脂)。
按需要反复执行如下的过程(N次)：在第一个透明板111，参照二维分割上述造型物100的三维图纸而成的多个二维图纸中的第一个二维图纸来形成其形状，之后，在上述第一个透明板111的两侧边缘放置透明支架113，在其上方放置第二个透明板111，之后，如上所述，参照第二个二维图纸来形成其形状(步骤S4、步骤S5)。
在上述透明板111形成目标形状的方法可具有多种，可通过如上述图2的方法形成。即，图2的(a)部分示出在透明板111的上部通过堆叠表现材料112A的方式形成形状。图2的(b)部分示出在透明板111的上部通过利用粘结剂来接合表现材料112B的方式形成形状，可包括印刷。图2的(c)部分示出在透明板111的表面通过留有痕迹112C(scratch)的方式形成形状。其中，上述表现材料可包含人工制作的各种人工材料(例如，铁或塑料材质的独立物质)或从自然界获取的天然材料(例如，植物、矿物、动物)。图5例示性示出在透明板111在透明板111，通过沙子的表现材料来形成目标形状的工序。在上述透明板111的表面留有痕迹112C的方法可具有多种，例如，可包括利用激光设备的方法。
作为在上述透明板111形成目标形状的方法的另一例，可通过基于三维打印的三维打印工序执行。上述三维打印工序为适合精密表现的工序，可对整个N张透明板111执行，或者以N张透明板111中的一部分透明板111为对象执行或者以一张透明板111中的一部分区域为对象执行。
将完成上述形状形成工序的造型物100的结构要素放入如图6的透明的收容框131并向空心空间填充透明物质(步骤S6)。
由此，向完成上述形状形成工序的造型物100的结构要素内的缝隙和结构要素与收容框131之间的缝隙填充透明物质。上述透明物质并未受到特殊限制，可以通过丙烯酸树脂、水及空气中的一个实现。
作为后续工序，分离上述收容框131(步骤S7)。
在上述透明物质为如上述丙烯酸树脂的固体的情况下，可以分离收容框131或者直接使用。在上述透明物质为液体或气体的情况下，不必分离上述收容框131，而应直接使用。
图7示出执行作为上述收尾工序的第七步骤(步骤S7)并完成制作三维透明空间中的造型物。
以上，详细说明了本发明的优选实施例，本发明的发明要求保护范围并不局限于此，以之后的发明要求保护范围中所定义的本发明的基本概念为基础，可体现为多种实施例，这种实施例也属于本发明的发明要求保护范围内。

Claims (8)

1.一种造型物，其特征在于，包括：
透明板，分别与沿着任意方向分割所要制作的造型物的三维图纸而成的N张二维图纸相对应地制作而成，分别形成上述造型物的对应区域的形状并层叠；
表现材料，属于以下表现材料中的一种以上，即，以在上述透明板形成对应区域的形状的方式堆叠在上述透明板的表现材料、接合的表现材料及以呈现上述形状的方式形成的裂痕型表现材料；
透明支架，为了层叠上述透明板而在上述透明板的一侧固定设置；
收容框，由透明物质形成，用于收容结构上层叠有上述透明板的造型物的多个结构要素；以及
透明物质，向上述收容框内的空间填充。
2.根据权利要求1所述的造型物，其特征在于，上述表现材料包括人工制成的人工材料及从自然界获取的天然材料中的一种以上。
3.一种三维透明空间中的造型物制作方法，其特征在于，包括：
步骤(a)，准备造型物的三维图纸；
步骤(b)，沿着任意方向分割上述三维图纸来获取N张二维图纸；
步骤(c)，准备张数与上述N张二维图纸相对应的透明板；
步骤(d)，层叠N张上述透明板，并利用表现材料来在每个透明板形成对应二维图纸的形状；以及
步骤(e)，将完成形状形成工序的造型物的多个结构要素放入收容框并向空心空间填充透明物质。
4.根据权利要求3所述的三维透明空间中的造型物制作方法，其特征在于，上述步骤(d)包括如下的步骤，即，为了在上述透明板形成对应区域的形状而在上述透明板堆叠或接合上述表现材料或留下裂痕或切断。
5.根据权利要求3或4所述的三维透明空间中的造型物制作方法，其特征在于，上述表现材料包括人工制成的人工材料及从自然界获取的天然材料中的一种以上。
6.根据权利要求5所述的三维透明空间中的造型物制作方法，其特征在于，上述人工材料为铁或塑料材质的独立物体。
7.根据权利要求5所述的三维透明空间中的造型物制作方法，其特征在于，上述天然材料为植物、矿物或动物。
8.根据权利要求4所述的三维透明空间中的造型物制作方法，其特征在于，上述裂痕通过激光设备形成。
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