CN114670451B

CN114670451B - 3d系统化定制耳机的制作方法

Info

Publication number: CN114670451B
Application number: CN202210250634.7A
Authority: CN
Inventors: 李志强
Original assignee: Yisheng Ingenuity Shanxi Technology Co ltd
Current assignee: Yisheng Ingenuity Shanxi Technology Co ltd
Priority date: 2022-03-16
Filing date: 2022-03-16
Publication date: 2024-05-10
Anticipated expiration: 2042-03-16
Also published as: CN114670451A

Abstract

本发明提供了一种由基础耳机模型变化到个性化定制耳机的3D系统化定制耳机的制作方法，所述方法如下：在模型制作软件中建立一种根据耳窝形状的基本耳机模型结合影像追踪定位软件计算出在耳朵上标记的定位点或者在耳朵上选取的像素点的三维空间位置信息，再通过程序控制模型变形、雕刻、赋予材质、渲染出与耳朵相匹配的个性化的耳机模型效果图。后续根据效果图配色方案、用3D打印等技术生产出来成品。上述技术定制出来的耳机外壳符合客户个性化专属的外观、紧密的特性对声音也起到物理降噪功能。即没有头戴式耳机压扁头发和头部压迫感、也没有耳塞式耳机在耳道口的挤压痛感，又具有头戴式耳机的大声场，声音方面可又有耳塞式耳机声音的三频特点。客户可提前看到属于自己的个性化耳机佩戴效果图。配合起来简单便捷，生产耗时短、不浪费、成本低。

Description

3D系统化定制耳机的制作方法

技术领域

本发明涉及电声技术领域，更具体地涉及3D建模、变形、渲染、程序、影像追踪、及3D打印的系统化定制耳机的制作方法。

背景技术

传统的定制式耳机为纯手工制作或者3D扫描后再建模，两者在实际制作过程中还是比较繁琐，效率不高，时间较长，材料浪费严重，即实时性不强，客户不能在购买时间看到自己的耳朵佩戴后的效果如何，导致售后维护非常麻烦。另外客户需要制作耳印，无论是翻模还是3D扫描后建模，虽然可以匹配客户的耳朵，但过程非常的麻烦，客户体感不好、还存在一定的危险。

发明内容

针对上述现有技术所存在的问题，本发明的目的是提供一种操作简单安全，且最终基于3D打印技术而制作出精确度高的定制式耳机的制作方法。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

本发明的3D系统化定制耳机的制作方法，包括有如下步骤：

步骤一：在三维软件Maya、Zbrush或者Modbox等建模和雕刻软件中建立基本耳机模型（包括壳体、盖子和放置单元及导管等元器件的腔体内部结构），并为耳机模型赋予材质、布置灯光并渲染得到跟真实模型非常接近的效果图。

步骤二：在三维软件Maya中将耳机模型上各部位的点选中，执行簇变形命令，再用（Locator）控制器与簇命令产生的C节点进行绑定为以下四层：固定层或密封层（沿着耳甲艇和耳甲腔的外边缘放几个Locator控制器）、边缘层（沿着对耳轮的边缘自上而下放几个Locator控制器）、盖层（耳机面板部分，可任意放一些Locator控制器）、结构层（放置元器件，对应放一个Locator控制器）。

步骤三：用黑色的记号笔在耳窝的耳甲艇、耳甲腔、对耳轮和耳朵其它部位自上而下标记几个耳朵所需的定位点，或者在耳窝轮廓的边缘位置及周围找几个清晰的皮肤纹理点作为定位点。

步骤四：通过手机等拍摄设备对耳朵录一段或几段清晰视频。

步骤五：通过影视后期PFtrace、AE、C4D、Maya等软件对视频中标记的定位点（主要是控制耳机卡位和密封的）或者耳窝轮廓边缘纹理点进行追踪定位其三维坐标值。

步骤六：找一把标尺，轻轻放在耳朵上拍一张照片（此照片是用来进一步精确定位点的准确度）。

步骤七：将步骤五中获取到的定位点导入到三维软件Maya中建立（Group）组和步骤六中带有标尺的耳朵照片导入到三维软件Maya中，并将（Group）组中任意Locator位置作为中心点找到带有标尺照片中的耳朵定位点位置进行整体大小匹配。

步骤八：将步骤二中耳机固定层和边缘层的（Locator）控制器分别命名为：Locator01、：Locator02、Locator03、Locator04、Locator05、Locator06、……,和第三步3中匹配后的Group）组中Locator位置分别对应命名为：LocatorA、：LocatorB、LocatorC、LocatorD、LocatorE、LocatorF、……，通过执行以下MEL程序智能化的一一对应三维坐标位置。

float $ax;

float $ay;

float $az;

$ax = getAttr("locator1.translateX");

$by = getAttr("locator1.translateY");

$cz = getAttr("locator1.translateZ");

setAttr("locatorA.translate", $ax, $by, $cz);

float $bx;

float $by;

float $bz;

$bx = getAttr("locator2.translateX");

$by = getAttr("locator2.translateY");

$cz = getAttr("locator2.translateZ");

setAttr("locatorB.translate", $bx, $by, $cz);

float $cx;

float $cy;

float $cz;

$cx = getAttr("locator3.translateX");

$cy = getAttr("locator3.translateY");

$cz = getAttr("locator3.translateZ");

setAttr("locatorC.translate", $cx, $cy, $cz);

float $dx;

float $dy;

float $dz;

$dx = getAttr("locator4.translateX");

$dy = getAttr("locator4.translateY");

$dz = getAttr("locator4.translateZ");

setAttr("locatorD.translate", $dx, $dy, $dz);

float $ex;

float $ey;

float $ez;

$ex = getAttr("locator5.translateX");

$ey = getAttr("locator5.translateY");

$ez = getAttr("locator5.translateZ");

setAttr("locatorE.translate", $ex, $ey, $ez);

float $fx;

float $fy;

float $fz;

$fx = getAttr("locator6.translateX");

$fy = getAttr("locator6.translateY");

$fz = getAttr("locator6.translateZ");

setAttr("locatorF.translate", $fx, $fy, $fz);

float $gx;

float $gy;

float $gz;

$gx = getAttr("locator7.translateX");

$gy = getAttr("locator7.translateY");

$gz = getAttr("locator7.translateZ");

setAttr("locatorG.translate", $gx, $gy, $gz);

耳机盖层只需要保持在边缘层上面即可，盖层可以根据个人喜欢的外观样式将其保持在边缘层上面搭配耳朵形状进行变形调整。

结构层可根据上面三层调整后的结果配合耳朵结构放在耳朵内部即可。

步骤九：将以上步骤变形后的耳机模型根据渲染得到的效果图通过3D打印机配合其它工艺和材料生产出来，然后进行后续加工处理。

本发明还可通过三维软件中的各种变形方法和通过拍摄多角度的图片生成耳机模型

为了达到更好的效果，在三维软件中，耳机模型上各部位的点执行簇的约束命令后，使用刷簇蒙皮的命令将簇和簇控制的耳机模型过度平滑合理。拍照时拍摄设备与耳朵处于平行或者垂直状态进行拍照。

为了使耳机元器件装配时合理，在三维软件中，耳机内部腔体结构的绑定只可以对放置单元的腔体整体进行移动和旋转及绽放，不可以编辑其形体结构。

为了变形时与拍摄得到的数据匹配的更精准，使用0.5mm以内的黑色记号笔在耳朵上进行标记，拍摄设备距离耳朵10cm左右，如果使用拍照，所拍照的照片数量为30张左右；如果使用摄像，所录制视频的时间为30秒左右。

上述步骤九包括以下具体步骤：

（1）、根据步骤一中的耳机效果图，使用相同色彩的材料，并将其打印或生产出来。

（2）、对整个耳机的内部进行打磨喷漆烤干处理。

（3）、将打印出来的耳机壳体内部安装所需电子元器件。

（4）、对耳机进行首次调音测试。

（5）、声音测试无误后将盖体部分和壳体部分用脱水密封好。

（6）、再次对耳机进行调音测试。

（7）、对整个耳机的表面进行打磨喷漆烤干处理。

本发明的有益效果是：

本技术是通过3D建模、变形、渲染、影像追踪、3D打印的系统性智能方法，核心是在基本的耳机形状上进行程序控制模型变形的方式快速得到耳机模型，加上提前赋予耳机模型材质，和客户的耳朵照片进行匹配后进行渲染出最终的耳机效果图，让客户在购买时就可以看到配戴后的效果如何，给售后省去不必要的麻烦。通过使用以上系统的技术方案来制作定制耳机不但符合客户耳朵形状的外壳，而且可以更加自由的对其造型进一步美化处理，佩戴时非常的美观、贴合、舒适、声场宏大。另外客户不需要花不必要的时间、资金和精力去制作耳印，也避免危险。

下面结合实施例对本发明作进一步说明。

具体实施方式

本发明的3D系统化定制耳机的制作方法，包括有如下步骤

float $ax;

float $ay;

float $az;

$ax = getAttr("locator1.translateX");

$by = getAttr("locator1.translateY");

$cz = getAttr("locator1.translateZ");

setAttr("locatorA.translate", $ax, $by, $cz);

float $bx;

float $by;

float $bz;

$bx = getAttr("locator2.translateX");

$by = getAttr("locator2.translateY");

$cz = getAttr("locator2.translateZ");

setAttr("locatorB.translate", $bx, $by, $cz);

float $cx;

float $cy;

float $cz;

$cx = getAttr("locator3.translateX");

$cy = getAttr("locator3.translateY");

$cz = getAttr("locator3.translateZ");

setAttr("locatorC.translate", $cx, $cy, $cz);

float $dx;

float $dy;

float $dz;

$dx = getAttr("locator4.translateX");

$dy = getAttr("locator4.translateY");

$dz = getAttr("locator4.translateZ");

setAttr("locatorD.translate", $dx, $dy, $dz);

float $ex;

float $ey;

float $ez;

$ex = getAttr("locator5.translateX");

$ey = getAttr("locator5.translateY");

$ez = getAttr("locator5.translateZ");

setAttr("locatorE.translate", $ex, $ey, $ez);

float $fx;

float $fy;

float $fz;

$fx = getAttr("locator6.translateX");

$fy = getAttr("locator6.translateY");

$fz = getAttr("locator6.translateZ");

setAttr("locatorF.translate", $fx, $fy, $fz);

float $gx;

float $gy;

float $gz;

$gx = getAttr("locator7.translateX");

$gy = getAttr("locator7.translateY");

$gz = getAttr("locator7.translateZ");

setAttr("locatorG.translate", $gx, $gy, $gz);

其中，为了达到比较符合要求的耳机效果，在三维软件制作和拍摄时有进一步要求如下

（1）、在三维软件Maya中，耳机内部腔体结构的绑定只可以对放置单元的腔体整体进行移动和旋转及绽放，不可以编辑其形体结构。

（2）、在三维软件Maya中，耳机模型上各部位的点执行簇的约束命令后，使用刷簇蒙皮的命令将簇和簇控制的耳机模型过度平滑合理。

（3）、拍摄时，距离头顶1米左右有一盏18W左右的白色日光灯。

（4）、拍摄时，头发和衣服不要挡耳朵。

（5）、拍摄时，耳朵上不能有超过0.3cm²的高光和阴影。

（6）、拍摄时，手机或者其他的拍摄设备放在耳朵正前方10cm左右，对焦好以耳朵为中心绕拍180度到耳朵正后方，录制一段30秒左右的清晰视频。

（7）、拍摄时，手机或者其他的拍摄设备放在耳朵正上方10cm左右，对焦好以耳朵为中心绕拍180度到耳朵正下方，录制一段30秒左右的清晰视频。

（8）、使用0.5mm以内的黑色记号笔在耳朵上进行标记。

通过三维软件制作耳机模型后，通过以上要求拍摄后，需进一步进行以下步骤

（2）、对整个耳机的内部进行打磨喷漆烤干处理。

（3）、将打印出来的耳机壳体内部安装所需电子元器件。

（4）、对耳机进行首次调音测试。

（6）、再次对耳机进行调音测试。

（7）、对整个耳机的表面进行打磨喷漆烤

本发明用于打印耳机的材料有几十种不同颜色的树脂、木材、碳纤维、合金等，可根据客户的爱好选择所喜欢的材料进行打印制作。

尽管本发明是参照具体实施例来描述，但这种描述并不意味着对本发明构成限制。参照本发明的描述，所公开的实施例的其他变化，对于本领域技术人员都是可以预料的，这种的变化应属于所属权利要求所限定的范围内。

Claims

1.3D系统化定制耳机的制作方法，其特征在于包括有如下步骤：

步骤一：在三维软件Maya、Zbrush或者Modbox建模和雕刻软件中建立基本耳机模型包括壳体、盖子和放置单元及导管元器件的腔体内部结构，并为耳机模型赋予材质、布置灯光并渲染得到跟真实模型接近的效果图；

步骤二：在三维软件Maya中将耳机模型上各部位的点选中，执行簇变形命令，再用Locator控制器与簇命令产生的C节点进行绑定为以下四层：固定层或密封层沿着耳甲艇和耳甲腔的外边缘放几个Locator控制器、边缘层沿着对耳轮的边缘自上而下放几个Locator控制器、盖层耳机面板部分，可任意放一些Locator控制器、结构层放置元器件，对应放一个Locator控制器；

步骤三：用黑色的记号笔在耳窝的耳甲艇、耳甲腔、对耳轮自上而下标记几个耳朵所需的定位点，或者在耳窝轮廓的边缘位置及周围找几个清晰的皮肤纹理点作为定位点；

步骤四：通过拍摄设备对耳朵录一段或几段清晰视频；

步骤五：通过影视后期PFtrace、AE、C4D或Maya软件对视频中标记的定位点主要是控制耳机卡位和密封的或者耳窝轮廓边缘纹理点进行追踪定位其三维坐标值；

步骤六：找一把标尺，轻轻放在耳朵上拍一张照片,此照片是用来进一步精确定位点的准确度；

步骤七：将步骤五中获取到的定位点导入到三维软件Maya中建立Group组和步骤六中带有标尺的耳朵照片导入到三维软件Maya中，并将Group组中任意Locator位置作为中心点找到带有标尺照片中的耳朵定位点位置进行整体大小匹配；

步骤八：将步骤二中耳机固定层和边缘层的Locator控制器分别命名为：Locator01、Locator02、Locator03、Locator04、Locator05、Locator06、……,和第三步3中匹配后的Group组中Locator位置分别对应命名为：LocatorA、LocatorB、LocatorC、LocatorD、LocatorE、LocatorF、……，通过执行MEL程序一一对应三维坐标位置，耳机盖层只需要保持在边缘层上面即可，盖层根据个人喜欢的外观样式将其保持在边缘层上面搭配耳朵形状进行变形调整；结构层可根据上面三层调整后的结果配合耳朵结构放在耳朵内部即可；

2.根据权利要求1所述的3D系统化定制耳机的制作方法，其特征在于在三维软件中通过各种变形方法生成耳机模型。

3.根据权利要求1所述的3D系统化定制耳机的制作方法，其特征在于在三维软件中，耳机模型上各部位的点执行簇的约束命令后，使用刷簇蒙皮的命令将簇和簇控制的耳机模型过度平滑合理，耳机内部腔体结构的绑定只可以对放置单元的腔体整体进行移动和旋转及绽放，不可以编辑其形体结构。

4.根据权利要求1所述的3D系统化定制耳机的制作方法，其特征在于拍摄时，使用黑色的记号笔在耳朵上进行标记，距离头顶1米左右有一盏18W左右的白色日光灯，拍摄设备放在距离耳朵10cm左右，对焦好以耳朵为中心绕拍360度，录制一段30秒左右的清晰视频。

5.根据权利要求1所述的3D系统化定制耳机的制作方法，其特征在于上述步骤九包括以下具体步骤：

(1)、根据步骤一中的耳机效果图，使用相同色彩的材料，并将其打印或生产出来；

(2)、对整个耳机的内部进行打磨喷漆烤干处理；

(3)、将打印出来的耳机壳体内部安装所需电子元器件；

(4)、对耳机进行首次调音测试；

(5)、声音测试无误后将盖体部分和壳体部分用胶水密封好；

(6)、再次对耳机进行调音测试；

(7)、对整个耳机的表面进行打磨喷漆烤干处理。