CN116991052A - 一种黑白图形元素的三维可视化全息制版方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种黑白图形元素的三维可视化全息制版方法，一种黑白图形元素的三维可视化全息制版方法，包括步骤建模、创建UV贴图、形成纹理、获取效果、输出图像信息。本发明通过在三维空间中生成黑白图像，通过对对象的三维几何进行建模和生成，创建出具有纹理贴图的三维几何对象，以创建黑白浮雕图，这简化了创建全息矩阵的过程，可以实现更高的精度和图像细节，并快速可视化和准备图像用于光刻印刷。
Description
技术领域
本发明涉及全息制版领域，特别涉及一种黑白图形元素的三维可视化全息制版方法。
背景技术
创建光刻全息图需要特殊的黑白图像，称为全息矩阵。全息矩阵包含了光的相位和强度信息，用于在全息图像中创建特征性的干涉图案。
传统的创建黑白浮雕图的方法涉及使用二维空间，并使用渐变和设置的RGB 0到255 8位色彩值来创建黑白图像，也可以使用软件从三维模型中读取数据并将三维几何顶点转换为RGB 0到255 8位的黑白图像。
但是现有的方法由于本质上是在二维空间进行建模和生成，因此其形成的图像基本职能为8位色彩的尺寸图像，因此在放大修改过程中往往会模糊，从而在更高的精度和图像细节方面往往会有所欠缺。
发明内容
本发明的目的是提供一种黑白图形元素的三维可视化全息制版方法，具有简化创建过程，实现更高精度和图像细节，快速可视化光刻印刷的效果。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种黑白图形元素的三维可视化全息制版方法，包括步骤：a.建模；b.创建UV贴图；c.形成纹理；d.获取效果；e.输出图像信息。
采用上述技术方案，通过在UV贴图上使用计算机程序在三维空间中生产纹理，并最终得到黑白浮雕图，与2D相比三维空间内能够进行渲染，并且简化了创建的过程，实现了更高的精度和图像细节，从而最终实现快速可视化的光刻印刷。
作为优选，步骤a中，模型可以是自己建模或者外部获取，将模型导入3D建模软件中，如PS软件中，对模型进行优化和调整，在这过程中几何形状也是在创建多边形的过程中创建的。
采用上述技术方案，模型的导入是基础，采用建模软件对模型进行优化和调整，从而让后续的UV贴图更加精准和便捷，在这个过程中几何形状也是在创建多边形的过程中直接创建的。
作为优选，步骤b中，通过Ps软件对处理好的3D模型创建UV贴图，贴图步骤为：打开Ps软件，将3D模型导入到工作界面，点击软件中3D菜单，选择生成UV选项并应用，并选择合并材质，保留外观。并选择合适的高像素。
采用上述技术方案， UV就是将图像上每一个点精确对应到模型物体的表面，在点与点之间的间隙位置由软件进行图像光滑插值处理，UV贴图定义了图片上每个点的位置的信息，从而实现了针对多边形与细分表面的一个元素，同时又是确定2D纹理的坐标点。
作为优选，步骤b中，生成UV过程中，网络中所有材质纹理将被删除，因此需要重新形成纹理。
采用上述技术方案，在黑白贴图上生成纹理，此处采用软件在三维空间内进行纹理的生成，与常规的传统的创建浮雕图的方式相比，常规的采用渐变和设置色彩值的方式只能创建固定像素的黑白图像，而本发明采用的采用软件在三维空间内形成纹理具有更高的精度和图像细节。
作为优选，步骤c中，可以使用3DMax或Illustrator软件形成纹理。
采用上述技术方案，3DMax和Illustrator是两个不同的三维空间制图软件，且两种制图的模式也不同，3DMax是采用基本单位为像素的位图，简单直观，能绘制出以假乱真的图案，而Illustrator也就是AI制图则绘制的是矢量图，是由坐标和参数，即锚点和曲线操作棒组成的图纸，因此其画面精度是完全一样的，两种不同的方式都能实现纹理的效果，且可以根据不同的贴图或者光刻要求选用不同的方式。
作为优选，步骤c中，3DMax形成纹理的步骤为：将步骤b中得到的贴图在PS里去色形成黑白贴图，然后在3DMax里画一个平面，将所画平面的长度分段与宽度分段加大，选择所画平面置换，点击位图将黑白贴图导进去，通孔控制强度来调整浮雕的凹凸感，调整模糊值来修饰表面的光滑度。
采用上述技术方案，采用3DMax进行3D制图，产生的为位图，即由像素组成的图像，像素越多图像越精密，具有简单直观的优点，加上经验和技法就可以绘制出以假乱真的图案出来，但在调整和放大过程中很容易模糊失真。
作为优选，步骤c中，Illustrator软件形成纹理的方式为将步骤a中的模型导入软件中，拆分模型将模型按照不同的材质或部位进行拆分，接着利用软件提供的自动UV映射工具或手动设置UV坐标来映射模型表面的纹理，期间可以根据实际需要设置不同的材质属性如反射度、粗糙度等，最后使用软件内置的绘图工具将纹理映射到指定的UV坐标。
采用上述技术方案，采用Illustrator软件即AI矢量作图，做出的矢量图是由锚点与锚点之间的线段组成的图像，由于是由坐标和参数组成的图像，因此只有大小的区别，而画面精度是完全一样的。
作为优选，对步骤c中形成的纹理图利用光照形成光与影的效果。
采用上述技术方案，即对纹理进行渲染，在渲染过程中，使用专用软件将三维数据转换为二维黑白图像，，从而可以创建不止8位色彩的图像，可以创建任意8/16/32位色彩范围的非常大尺寸的图像，并且此种方式将计算机生成和渲染相结合，也简化了创建全息矩阵的过程。
作为优选，步骤c中渲染效果可使用Illustrator软件，选择光照选项，打开阴影开关，使用光线追踪进行渲染。
采用上述技术方案，使用Illustrator软件进行渲染，即AI渲染，AI渲染是一种以AI技术为基础的图像渲染技术，它将使用AI技术从图像中提取有用的信息 ，并将其转换为可视化形式，以更好地理解图像，它的优势在于可以节省人力时间，可以更快更准确地完成渲染，并且可以更轻松的捕捉细节和色彩变化。
作为优选，通过计算整个场景的软件处理，将步骤d中的包含光刻设备的颜色信息的黑白浮雕图输出。
采用上述技术方案，即最终对黑白浮雕图的输出，可以将三维空间中可视化带有纹理的成品三维对象，从而能立即创建适用于打印的准备就绪的图像。
附图说明
图1为实施例的流程示意图。
实施方式
以下所述仅是本发明的优选实施方式，保护范围并不仅局限于该实施例，凡属于本发明思路下的技术方案应当属于本发明的保护范围。同时应当指出，对于本技术领域的普通技术人员而言，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
见图1，一种黑白图形元素的三维可视化全息制版方法，包括步骤：
a.建模；模型可以是自己建模或者外部获取，将模型导入3D建模软件中，如PS软件中，对模型进行优化和调整，在这过程中几何形状也是在创建多边形的过程中创建的。
此处模型的导入是基础，采用建模软件对模型进行优化和调整，从而让后续的UV贴图更加精准和便捷。
b.创建UV贴图；UV就是将图像上每一个点精确对应到模型物体的表面，在点与点之间的间隙位置由软件进行图像光滑插值处理，UV贴图定义了图片上每个点的位置的信息，从而实现了针对多边形与细分表面的一个元素，同时又是确定2D纹理的坐标点。
此处通过Ps软件对处理好的3D模型创建UV贴图，贴图步骤为：打开Ps软件，将3D模型导入到工作界面，点击软件中3D菜单，选择生成UV选项并应用，并选择合并材质，保留外观。并选择合适的高像素。
本发明经过多次试验发现，在创建过程中需要注意以下三点：
1、保持UV坐标值的范围：一般保持在0-1之间，多次试验发现，当UV值超过0-1时，纹理图像会出现重复或者环绕
2、需要消除UV完全重叠的情况：即相互连接UV点而形成的网格出现重叠时需要及时消除；
3、正确安排UV壳之间的间隔：UV壳即上述提到的相互连接UV点而形成的网格，试验发现他们不能过于靠近，否则在渲染时会将另一UV壳的图像内容也渲染出来。
并且在生成UV过程中，网络中所有材质纹理将被删除，因此需要重新形成纹理。
c.形成纹理；
此处采用软件在三维空间内进行纹理的生成，与常规的传统的创建浮雕图的方式相比，常规的采用渐变和设置色彩值的方式只能创建固定像素的黑白图像，而本发明采用的采用软件在三维空间内形成纹理具有更高的精度和图像细节。
此处采用3DMax或Illustrator软件形成纹理。
当采用3Dax时，操作步骤为：将步骤b中得到的贴图在PS里去色形成黑白贴图，然后在3DMax里画一个平面，将所画平面的长度分段与宽度分段加大，选择所画平面置换，点击位图将黑白贴图导进去，通孔控制强度来调整浮雕的凹凸感，调整模糊值来修饰表面的光滑度。
当采用Illustrator软件时操作并州为：将步骤a中的模型导入软件中，拆分模型将模型按照不同的材质或部位进行拆分，接着利用软件提供的自动UV映射工具或手动设置UV坐标来映射模型表面的纹理，期间可以根据实际需要设置不同的材质属性如反射度、粗糙度等，最后使用软件内置的绘图工具将纹理映射到指定的UV坐标。
两种均属于采用软件在三维空间中可视化带有纹理的成品三维对象，但是其特点是有显著不同的，适用于不同类型的贴图。
两种制图的模式具有根本的不同，3DMax是采用基本单位为像素的位图，简单直观，能绘制出以假乱真的图案，而Illustrator也就是AI制图则绘制的是矢量图，AI中，钢笔点击一次就会产生一个“锚点”，这个锚点就是一个二维坐标，当两个锚点存在连接关系时，“锚点”之间就会产生连线，并且通过“锚点”上的“曲线操作棒”的位置作为参数，就可以生成光滑的曲线。即矢量图是由坐标和参数，即锚点和曲线操作棒组成的图纸，因此其画面精度是完全一样的，两种不同的方式都能实现纹理的效果，且可以根据不同的贴图或者光刻要求选用不同的方式。
因此如果采用3DMax进行3D制图，产生的为位图，即由像素组成的图像，像素越多图像越精密，具有简单直观的优点，加上经验和技法就可以绘制出以假乱真的图案出来，但在调整和放大过程中很容易模糊失真。
而采用Illustrator软件即AI矢量作图，做出的矢量图是由锚点与锚点之间的线段组成的图像，由于是由坐标和参数组成的图像，因此只有大小的区别，而画面精度是完全一样的。
并且矢量图在本申请的过程中还有很多优势：
例如可以无限放大，不管放多大，都能得到一个准确的图像；
例如可以无限修改，它是一个非线性编辑软件，，绘制完的作品，随时可以修改的更完美；例如它可以无限精细，因为没有像素概念，每个锚点的位置可以非常小，可以绘制更小的细节；还具有自动补充细节，只要确定曲线的起点终点和曲率，中间的图案就能够自动计算出来。
此处要注意的是，三维建模软件如3Ds Max、Cinema 4D等具有自己的矢量纹理生成器，可以在三维软件中创建矢量格式的纹理，这给予了矢量图像的所有优势。只有在加载低分辨率的光栅纹理时才可能出现失真。这个问题可以通过从Adobe Illustrator软件生成高质量的纹理来解决。
d.获取效果；即对纹理进行渲染，在渲染过程中，使用专用软件将三维数据转换为二维黑白图像，，从而可以创建不止8位色彩的图像，可以创建任意8/16/32位色彩范围的非常大尺寸的图像，并且此种方式将计算机生成和渲染相结合，也简化了创建全息矩阵的过程。
此处可使用Illustrator软件，选择光照选项，打开阴影开关，使用光线追踪进行渲染。
使用Illustrator软件进行渲染，即AI渲染，AI渲染是一种以AI技术为基础的图像渲染技术，它将使用AI技术从图像中提取有用的信息 ，并将其转换为可视化形式，以更好地理解图像，它的优势在于可以节省人力时间，可以更快更准确地完成渲染，并且可以更轻松的捕捉细节和色彩变化。
e.输出图像信息：通过计算整个场景的软件处理，将步骤d中的包含光刻设备的颜色信息的黑白浮雕图输出，即最终对黑白浮雕图的输出，可以将三维空间中可视化带有纹理的成品三维对象，从而能立即创建适用于打印的准备就绪的图像。
本申请通过上述步骤进行黑白浮雕图的制版，在这过程中，通过在UV贴图上使用计算机程序在三维空间中生产纹理，并最终得到黑白浮雕图，与2D相比三维空间内能够进行渲染。
通过与传统方法对比得到：传统方式只能产生8位的黑白图像，而本发明的方式可以创建具有任意8、16、32位色彩范围的非常大尺寸的图像，并且本发明将计算机生成和渲染相结合，以在RGB色彩范围内创建黑白浮雕图。这简化了创建全息矩阵的过程，可以实现更高的精度和图像细节，并快速可视化和准备图像用于光刻印刷。
Claims (10)
1.一种黑白图形元素的三维可视化全息制版方法，包括步骤：
a.建模；
b.创建UV贴图；
c.形成纹理；
d.获取效果；
e.输出图像信息。
2.根据权利要求1所述的一种黑白图形元素的三维可视化全息制版方法，其特征在于，步骤a中，模型可以是自己建模或者外部获取，将模型导入3D建模软件中，如PS软件中，对模型进行优化和调整，在这过程中几何形状也是在创建多边形的过程中创建的。
3.根据权利要求2所述的一种黑白图形元素的三维可视化全息制版方法，其特征在于，步骤b中，通过Ps软件对处理好的3D模型创建UV贴图，贴图步骤为：打开Ps软件，将3D模型导入到工作界面，点击软件中3D菜单，选择生成UV选项并应用，并选择合并材质，保留外观。并选择合适的高像素。
4.根据权利要求3所述的一种黑白图形元素的三维可视化全息制版方法，其特征在于，步骤b中，生成UV过程中，网络中所有材质纹理将被删除，因此需要重新形成纹理。
5.根据权利要求4所述的一种黑白图形元素的三维可视化全息制版方法，其特征在于，步骤c中，可以使用3DMax或Illustrator软件形成纹理。
6.根据权利要求5所述的一种黑白图形元素的三维可视化全息制版方法，其特征在于，步骤c中，3DMax形成纹理的步骤为：将步骤b中得到的贴图在PS里去色形成黑白贴图，然后在3DMax里画一个平面，将所画平面的长度分段与宽度分段加大，选择所画平面置换，点击位图将黑白贴图导进去，通孔控制强度来调整浮雕的凹凸感，调整模糊值来修饰表面的光滑度。
7.根据权利要求6所述的一种黑白图形元素的三维可视化全息制版方法，其特征在于，步骤c中，Illustrator软件形成纹理的方式为将步骤a中的模型导入软件中，拆分模型将模型按照不同的材质或部位进行拆分，接着利用软件提供的自动UV映射工具或手动设置UV坐标来映射模型表面的纹理，期间可以根据实际需要设置不同的材质属性如反射度、粗糙度等，最后使用软件内置的绘图工具将纹理映射到指定的UV坐标。
8.根据权利要求7所述的一种黑白图形元素的三维可视化全息制版方法，其特征在于，对步骤c中形成的纹理图利用光照形成光与影的效果。
9.根据权利要求8所述的一种黑白图形元素的三维可视化全息制版方法，其特征在于，步骤c中渲染效果可使用Illustrator软件，选择光照选项，打开阴影开关，使用光线追踪进行渲染。
10.根据权利要求9所述的一种黑白图形元素的三维可视化全息制版方法，其特征在于，通过计算整个场景的软件处理，将步骤d中的包含光刻设备的颜色信息的黑白浮雕图输出。
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