JP6811040B2 - 3D printer data distribution device, 3D object change program - Google Patents
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Description
本発明は３Ｄプリンタデータ配信装置、および立体物変更プログラムに関する。 The present invention relates to a 3D printer data distribution device and a three-dimensional object change program.
周知のごとく、３Ｄプリンタは立体物を造形して出力する装置である。そして当初の３Ｄプリンタは、高価で大型であったことから、主に業務用途として普及した。しかし近年の３Ｄプリンタは、高性能化とともに、小型化、低価格化も進み、個人でも十分に所有可能な３Ｄプリンタが急速に普及し始めた。そして小型で安価な３Ｄプリンタは、個人が所有してその利用者の趣味に基づく様々な立体物（フィギュア、組立式模型の部品など）を出力する用途に供されるだけではなく、その３Ｄプリンタを備えた作業場所を利用者に時間貸しする「貸し工房」や期限を設けて３Ｄプリンタを個人に貸し出す「レンタル３Ｄプリンタ」などの新たなビジネスの創出にも寄与している。 As is well known, a 3D printer is a device that creates and outputs a three-dimensional object. Since the initial 3D printers were expensive and large, they were mainly used for business purposes. However, in recent years, 3D printers have become smaller and cheaper as well as higher performance, and 3D printers that can be fully owned by individuals have begun to spread rapidly. And small and inexpensive 3D printers are not only used for outputting various three-dimensional objects (figures, parts of prefabricated models, etc.) owned by individuals and based on their hobbies, but also the 3D printers. It also contributes to the creation of new businesses such as "rental workshops" that rent out work places to users on an hourly basis and "rental 3D printers" that rent out 3D printers to individuals with a fixed deadline.
利用者が３Ｄプリンタを用いて立体物を出力するためには、通常、利用者が使用するパーソナル・コンピュータなど（以下、利用者端末）に３Ｄプリンタを制御するための専用ソフトウェア（以下、プリンタソフトとも言う）をインストールしておき、出力したい立体物の形状を表現するとともに、プリンタソフトが解釈可能な所定の形式の３Ｄプリンタデータ（例えば、ＳＴＬ形式など）を用意しておく。そして３Ｄプリンタが接続された利用者端末にて実行中のプリンタソフトが３Ｄプリンタデータを処理することで、３Ｄプリンタが制御されて立体物が出力される。 In order for a user to output a three-dimensional object using a 3D printer, usually, dedicated software for controlling the 3D printer on a personal computer or the like (hereinafter, user terminal) used by the user (hereinafter, printer software). (Also called) is installed to express the shape of the three-dimensional object to be output, and 3D printer data (for example, STL format) in a predetermined format that can be interpreted by the printer software is prepared. Then, the printer software running on the user terminal to which the 3D printer is connected processes the 3D printer data, so that the 3D printer is controlled and a three-dimensional object is output.
周知のごとく、３Ｄプリンタデータの本質は立体物をポリゴンなどで表現した３Ｄモデリングデータである。したがって個人の利用者が自身の、あるいは借り受けた３Ｄプリンタで任意の立体物を出力するためには、その出力作業に先立って３Ｄプリンタデータそのものを作成する作業が必要となる。３Ｄプリンタデータは、利用者端末にて実行可能な周知の３ＤＣＡＤソフトウエアや３ＤＣＧの作成ソフトウエアなどの３Ｄモデル作成ソフトウエアを用いることで作成することができる。あるいは３Ｄスキャナを用いて出力対象物の原型となる造形物をスキャンしたりすることで作成することができる。また３Ｄモデル作成ソフトウエアは、利用者端末を操作する利用者に対し、作成済みの３Ｄプリンタデータに対する様々な編集操作を受け付けるためのＧＵＩ環境を提供し、例えば、当初の３Ｄプリンタデータに基づく立体物を利用者端末に表示させつつ利用者の操作入力を受け付け、その表示中の立体物を画面上で自在に編集することができる。立体物の一部あるいは全体の形状を変更することはもちろん、縮小や拡大、個別の３Ｄプリンタデータとして用意された複数の立体物に対する各種操作（接合、型抜き、合成など）、立体物の表面の質感変更（平滑面、梨地など）、立体物表面への２次元画像の投影など、当初の立体物に対する様々な操作を受け付けて立体物の状態を自在に変更することができる。そして変更後の立体物に対応する３Ｄプリンタデータを再作成することができる。なお３Ｄプリンタは、機種によって扱えるデータ形式が異なる場合もあることから、３Ｄモデル作成ソフトウエアの多くは、作成する３Ｄプリンタデータのフォーマットを選択することができる。現状ではＳＴＬ形式の３Ｄプリンタデータが実質的な標準フォーマットになっており、多くの３Ｄプリンタや３Ｄモデル作成ソフトウエアがこのＳＴＬ形式に対応している。 As is well known, the essence of 3D printer data is 3D modeling data in which a three-dimensional object is represented by polygons or the like. Therefore, in order for an individual user to output an arbitrary three-dimensional object with his or her own or borrowed 3D printer, it is necessary to create the 3D printer data itself prior to the output work. The 3D printer data can be created by using 3D model creation software such as well-known 3D CAD software or 3DCG creation software that can be executed on the user terminal. Alternatively, it can be created by scanning a modeled object that is a prototype of the output object using a 3D scanner. Further, the 3D model creation software provides a GUI environment for accepting various editing operations on the created 3D printer data for the user who operates the user terminal, for example, a stereoscopic based on the original 3D printer data. It is possible to accept the user's operation input while displaying the object on the user terminal, and freely edit the displayed three-dimensional object on the screen. Not only changing the shape of a part or the whole of a three-dimensional object, but also reducing and enlarging, various operations (joining, die cutting, compositing, etc.) for multiple three-dimensional objects prepared as individual 3D printer data, and the surface of the three-dimensional object. It is possible to freely change the state of a three-dimensional object by accepting various operations on the original three-dimensional object, such as changing the texture of the three-dimensional object (smooth surface, satin finish, etc.) and projecting a two-dimensional image on the surface of the three-dimensional object. Then, the 3D printer data corresponding to the changed three-dimensional object can be recreated. Since the data format that can be handled by the 3D printer may differ depending on the model, most of the 3D model creation software can select the format of the 3D printer data to be created. At present, 3D printer data in STL format is a practical standard format, and many 3D printers and 3D model creation software support this STL format.
このように３Ｄプリンタは、多くの利用者に対し多様な造形物を創造させる可能性をもたらした。しかしその一方で、３Ｄプリンタデータの作成や編集作業には、ある程度の専門知識や技術、あるいは３Ｄプリンタデータを作成するための作業環境（高性能な利用者端末、ソフトウエア、スキャン装置など）が必要となる。したがって、３Ｄプリンタを所持する利用者の中には、その３Ｄプリンタを用いて自身が所望する立体物を自由自在に出力できるほどの環境やスキルを有しない者が少なからずいると思われる。 In this way, 3D printers have brought many users the possibility of creating various shaped objects. However, on the other hand, 3D printer data creation and editing work requires a certain amount of expertise and technology, or a work environment for creating 3D printer data (high-performance user terminals, software, scanning devices, etc.). You will need it. Therefore, it seems that there are not a few users who have a 3D printer who do not have the environment and skills to freely output the three-dimensional object they desire using the 3D printer.
そこで最近では、例えば、アニメキャラクタのフィギュア、立体地図、オリジナルデザインのインテリア、玩具、スマートホンのカバー、市販家電製品の補修パーツなど、３Ｄプリンタで出力した立体物の見本画像をインターネット上に公開するとともに、その立体物の３Ｄプリンタデータを有償あるいは無償でダウンロードできるサービス（以下、３Ｄプリンタデータ配信サービスとも言う）が提供されている。それによって３Ｄプリンタを所持する利用者は、利用者端末に実装されているブラウザによって上記の３Ｄプリンタデータ配信サービスを提供しているＷｅｂサイトにアクセスし、そのＷｅｂサイト上にて見本画像として示された様々な立体物から所望の立体物を選択し、その３Ｄプリンタデータをダウンロードする。そして利用者端末がダウンロードした３Ｄプリンタデータを上記のプリンタソフトによって処理する。それによって立体物が３Ｄプリンタに出力される。 Therefore, recently, for example, sample images of three-dimensional objects output by 3D printers, such as anime character figures, three-dimensional maps, original design interiors, toys, smartphone covers, and repair parts for commercial home appliances, have been released on the Internet. At the same time, a service that allows the 3D printer data of the three-dimensional object to be downloaded for a fee or free of charge (hereinafter, also referred to as a 3D printer data distribution service) is provided. As a result, the user who owns the 3D printer accesses the website that provides the above-mentioned 3D printer data distribution service by the browser installed in the user terminal, and is shown as a sample image on the website. Select a desired three-dimensional object from various three-dimensional objects, and download the 3D printer data. Then, the 3D printer data downloaded by the user terminal is processed by the above printer software. As a result, the three-dimensional object is output to the 3D printer.
なお上述した３Ｄプリンタデータ配信サービスとしては、例えば、以下の非特許文献１に示したアメリカ航空宇宙局（ＮＡＳＡ）のＷｅｂサイト（NASA 3D Resources）で提供されているものがある。このＷｅｂサイトでは月面の立体地図や各種宇宙探査機の立体模型などを出力するための３Ｄプリンタデータが無償でダウンロード可能に用意されている。また以下の非特許文献２には３Ｄプリンタデータの作成方法やその３Ｄプリンタデータを用いて立体物を３Ｄプリンタにて出力させる手順などが記載されている。また３Ｄプリンタデータに対する編集操作に関連して、以下の特許文献１には、３Ｄプリンタを用いて所定の立体物を出力するためのプリンタデータに別情報を合成してユーザに配信する方法について記載されている。そして当該方法では、その合成された別情報は、立体物の内部に外部からでは視認不可能な（Ｘ線スキャナなどでしか確認できない）構造物、すなわち３次元バーコードを造形するためのデータであり、その３次元バーコードをプリンタデータの出所を特定するためのデータや、著作権保護を目的としたデータとして利用することができるようになっている。 As the above-mentioned 3D printer data distribution service, for example, there is one provided on the website (NASA 3D Resources) of NASA shown in Non-Patent Document 1 below. On this website, 3D printer data for outputting a three-dimensional map of the moon and three-dimensional models of various space probes is available for download free of charge. Further, the following Non-Patent Document 2 describes a method of creating 3D printer data and a procedure for outputting a three-dimensional object by a 3D printer using the 3D printer data. Further, in relation to the editing operation for 3D printer data, the following Patent Document 1 describes a method of synthesizing different information with printer data for outputting a predetermined three-dimensional object using a 3D printer and distributing it to a user. Has been done. Then, in the method, the synthesized separate information is data for forming a structure (which can be confirmed only by an X-ray scanner) inside the three-dimensional object, that is, a three-dimensional barcode. Yes, the three-dimensional barcode can be used as data for identifying the source of printer data or as data for the purpose of copyright protection.
３Ｄプリンタ配信サービスにおいて、当初から用意されている３Ｄプリンタデータが表現する立体物（以下、原型立体物とも言う）としては、まず、応用美術品や工業製品(以下、工業製品)が挙げられる。例えば、上述したアニメキャラクタのフィギュア、立体地図、オリジナルデザインのインテリア、各種玩具、スマートホンのカバー、市販家電製品の補修パーツなどである。これら工業製品では、３Ｄプリンタで出力された同一の物が世の中に数多く存在したとしても特に違和感はない。むしろ必ず同一の原型立体物が出力される方が望ましい。 In the 3D printer distribution service, first of all, applied arts and industrial products (hereinafter, industrial products) are mentioned as the three-dimensional objects (hereinafter, also referred to as prototype three-dimensional objects) expressed by the 3D printer data prepared from the beginning. For example, the above-mentioned anime character figures, three-dimensional maps, original design interiors, various toys, smartphone covers, repair parts for commercial home appliances, and the like. With these industrial products, there is no particular discomfort even if there are many identical products output by a 3D printer in the world. Rather, it is desirable that the same prototype three-dimensional object is always output.
一方３Ｄプリンタで出力する立体物には、木彫りの彫刻や観賞用の陶器などのような工芸品や美術品(以下、美術品)を原型としたものもある。そして美術品は、上記の工業製品とは異なり、本来、それが唯一無二の「一点物」という価値を感じて所有されるものである。そのため、美術品を模した立体物を３Ｄプリンタで大量に複製して出力することが可能になってしまうと、利用者は却って３Ｄプリンタで出力された立体物に対して味気なさを感じてしまったり、単なる模造品を製造して所持しているという後ろめたさを感じたりする可能性がある。もちろん利用者が自身の好みで原型立体物の３Ｄプリンタデータを編集し、配色や形状などを部分的に変え、原型立体物に対してカスタマイズした立体物を出力することも考えられるが、そのカスタマイズには前述のように専門知識や技術、作業環境が必要になってしまう。 On the other hand, some three-dimensional objects output by a 3D printer are based on crafts and works of art (hereinafter referred to as "art works") such as wood carvings and ornamental pottery. And, unlike the above-mentioned industrial products, art works are originally owned with the value of being unique and "one-of-a-kind". Therefore, when it becomes possible to duplicate and output a large number of three-dimensional objects imitating works of art with a 3D printer, the user rather feels that the three-dimensional object output by the 3D printer is dull. You may feel guilty about making and owning a mere imitation. Of course, it is conceivable that the user edits the 3D printer data of the prototype three-dimensional object according to his / her own preference, partially changes the color scheme and shape, and outputs a customized three-dimensional object for the prototype three-dimensional object. As mentioned above, it requires specialized knowledge, skills, and a working environment.
そこで本発明は、利用者に専門的な知識や技術あるいは特殊な作業環境がなくても、原型立体物に対して変更された立体物を利用者の３Ｄプリンタに出力させることができる３Ｄプリンタデータ配信装置、およびプログラムを提供することを目的としている。 Therefore, the present invention provides 3D printer data that allows a user's 3D printer to output a three-dimensional object modified from the prototype three-dimensional object without the user having specialized knowledge, technology, or a special working environment. It is intended to provide a distribution device and a program.
上記目的を達成するための主たる発明は、ネットワークを介して利用者端末と通信する手段と記憶装置とを備えたコンピュータシステムによって構成され、３Ｄプリンタに立体物を出力させるための３Ｄプリンタデータを利用者端末にダウンロードさせる３Ｄプリンタデータ配信装置であって、
前記記憶装置には、立体物を表現する原型３Ｄプリンタデータ、および原型３Ｄプリンタデータに対する編集方法を指定する３Ｄ編集データが格納され、
前記原型３Ｄプリンタデータを前記３Ｄ編集データに従って編集することで、前記原型３Ｄプリンタデータに基づく立体物に対して変更が加えられた立体物を前記３Ｄプリンタに出力させるための変更３Ｄプリンタデータを作成する立体物変更手段と、
利用者端末から指定された立体物に対応する前記変更３Ｄプリンタデータを当該利用者端末に返送する３Ｄプリンタデータ返送手段と、
を備え、
前記立体物変更手段は、前記３Ｄ編集データにて指定された編集の処理に際して採用する変数を自動設定する、
ことを特徴とする３Ｄプリンタデータ配信装置としている。
The main invention for achieving the above object is composed of a computer system including a means for communicating with a user terminal via a network and a storage device, and uses 3D printer data for causing a 3D printer to output a three-dimensional object. It is a 3D printer data distribution device that is downloaded to a computer terminal.
The storage device stores prototype 3D printer data representing a three-dimensional object and 3D editing data that specifies an editing method for the prototype 3D printer data.
By editing the prototype 3D printer data according to the 3D editing data, modified 3D printer data for outputting the modified 3D object to the 3D printer based on the prototype 3D printer data is created. Means for changing 3D objects and
A 3D printer data return means for returning the modified 3D printer data corresponding to the three-dimensional object specified from the user terminal to the user terminal, and
With
The three-dimensional object changing means automatically sets variables to be adopted in the editing process specified in the 3D editing data.
It is a 3D printer data distribution device characterized by this.
また所定の数値範囲内で乱数を発生する乱数発生手段を備え、前記立体物変更手段は、発生された前記乱数に基づいて前記変数を自動設定することを特徴とする３Ｄプリンタデータ配信装置とすることもできる。そして発生した前記乱数を記憶する手段を備え、前記乱数発生手段は、記憶されている発生済みの乱数と新規に発生した乱数が一致した場合に乱数を再度発生し、前記立体物変更手段は再発生された当該乱数に基づいて前記変数を自動設定することを特徴とする３Ｄプリンタデータ配信装置としてもよい。 Further, the 3D printer data distribution device is provided with a random number generating means for generating a random number within a predetermined numerical range, and the three-dimensional object changing means automatically sets the variable based on the generated random number. You can also do it. Then, the means for storing the generated random numbers is provided, the random number generating means generates a random number again when the stored generated random number and the newly generated random number match, and the three-dimensional object changing means regenerates. The 3D printer data distribution device may be characterized in that the variable is automatically set based on the generated random number.
本発明の範囲には、３Ｄプリンタに接続されているコンピュータにより実行されるプログラムも含まれており、当該プログラムは、前記コンピュータに、
任意の立体物を前記３Ｄプリンタに出力させるための原型３Ｄプリンタデータと当該原型３Ｄプリンタデータに対する編集方法を指定する３Ｄ編集データとを読み込ませるとともに、当該原型３Ｄプリンタデータを当該３Ｄ編集データに従って編集させて、前記原型３Ｄプリンタデータに基づく立体物に対して変更が加えられた立体物を出力させるための変更３Ｄプリンタデータを作成する立体物変更ステップを実行させ、
当該立体物変更ステップでは、前記３Ｄ編集データにて指定された編集の処理に際して採用する変数を自動設定させる、
ことを特徴とする立体物変更プログラムとしている。
The scope of the present invention also includes a program executed by a computer connected to the 3D printer, and the program is applied to the computer.
The prototype 3D printer data for outputting an arbitrary three-dimensional object to the 3D printer and the 3D edit data for specifying the editing method for the prototype 3D printer data are read, and the prototype 3D printer data is edited according to the 3D edit data. Then, the three-dimensional object change step for creating the modified 3D printer data for outputting the modified three-dimensional object based on the prototype 3D printer data is executed.
In the three-dimensional object change step, variables to be adopted in the editing process specified in the 3D editing data are automatically set.
It is a three-dimensional object change program characterized by this.
本発明によれば、利用者に専門的な知識や技術あるいは特殊な作業環境がなくても、原型立体物に対して変更された立体物を利用者の３Ｄプリンタに出力させることができる。 According to the present invention, it is possible to output a three-dimensional object modified from the prototype three-dimensional object to the user's 3D printer without the user having specialized knowledge, technology, or a special working environment.
本発明の実施例について、以下に添付図面を参照しつつ説明する。なお以下の説明に用いた図面において、同一または類似の部分に同一の符号を付して重複する説明を省略することがある。ある図面において符号を付した部分について、不要であれば他の図面ではその部分に符号を付さない場合もある。 Examples of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. In the drawings used in the following description, the same or similar parts may be designated by the same reference numerals and duplicate description may be omitted. A coded part in one drawing may not be coded in another drawing if it is not necessary.
＝＝＝ネットワーク構成＝＝＝
本発明の実施形態として、コンピュータシステムにより構成されて、利用者端末と通信可能にインターネットに接続された３Ｄプリンタデータ配信装置（以下、配信サーバ）を挙げる。図１に本発明の一実施形態に係る配信サーバ１を含むネットワーク構成の概略を示した。利用者端末３０と配信サーバ１とがインターネット１００に接続されている。利用者端末３０にはブラウザが実装されているとともに、３Ｄプリンタ３１がＵＳＢ、有線あるいは無線のイーサネット（登録商標）などの適宜な通信インタフェースを介して接続されている。配信サーバ１は、インターネット１００上にＷｅｂサイトを公開するコンピュータシステムであり、記憶装置２０と１台あるいは複数台のコンピュータ（以下、制御部）１０によって構成され、利用者端末３０とのＨＴＴＰ通信を通して利用者に３Ｄプリンタデータ配信サービスを提供している。
=== Network configuration ===
As an embodiment of the present invention, a 3D printer data distribution device (hereinafter, distribution server) configured by a computer system and connected to the Internet so as to be able to communicate with a user terminal is given. FIG. 1 shows an outline of a network configuration including a distribution server 1 according to an embodiment of the present invention. The user terminal 30 and the distribution server 1 are connected to the Internet 100. A browser is mounted on the user terminal 30, and a 3D printer 31 is connected to the user terminal 30 via an appropriate communication interface such as USB, wired or wireless Ethernet (registered trademark). The distribution server 1 is a computer system that publishes a website on the Internet 100, and is composed of a storage device 20 and one or a plurality of computers (hereinafter, control units) 10 through HTTP communication with the user terminal 30. It provides users with a 3D printer data distribution service.
＝＝＝配信サーバの構成＝＝＝
図２は配信サーバ１における制御部１０の機能や記憶装置２０に格納されているデータの概略を示すブロック図であり、記憶装置２０にはインターネット上に公開するＷｅｂサイトを構成する個々のＷｅｂページに対応するＨＴＭＬ文書データや画像などのＷｅｂコンテンツ２１や立体物を表現する３Ｄプリンタデータ（以下、原型３Ｄプリンタデータ）２３などが格納されている。またこの例では、原型３Ｄプリンタデータに基づいて３Ｄプリンタにて出力される上記の立体物のそれぞれについての見本画像データ２２もＷｅｂコンテンツ２１として格納されている。したがって本実施形態においては、原型３Ｄプリンタデータを用いて３Ｄプリンタで出力される立体物が上記の原型立体物であり、この原型立体物を表現する画像データが見本画像データとなる。なお見本画像データは３Ｄプリンタにて出力された原型立体物を撮影して得た画像データであってもよいし、原型３Ｄプリンタデータを処理することで得られる３ＤＣＧ画像であってもよい。さらに本実施形態では、原型３Ｄプリンタデータ２３に対する編集操作の方法を指定する３Ｄ編集データ２４が記憶装置２０に格納されている。 また制御部１０は各種機能を実現するためのハードウエアとソフトウエアを備えている。本実施形態では、各機能に対応して、インターネットを介して利用者端末と通信するためのネットワーク通信部１１、ＷＷＷサーバ部１２、記憶装置２０の格納情報を管理するデータベース管理部１３などＷｅｂサイトをインターネット上に公開するための周知の機能を実現するための構成を備えている。また原型３Ｄプリンタデータ２３を３Ｄ編集データ２４にて指定された方法で編集することで、原型立体物に対して変更が加えられた立体物の３Ｄプリンタデータ（以下、変更３Ｄプリンタデータ）を作成する立体物変更部１４を備えている。
=== Distribution server configuration ===
FIG. 2 is a block diagram showing an outline of the functions of the control unit 10 in the distribution server 1 and the data stored in the storage device 20, and the storage device 20 is an individual Web page constituting a website to be published on the Internet. Web contents 21 such as HTML document data and images corresponding to the above, 3D printer data representing a three-dimensional object (hereinafter, prototype 3D printer data) 23, and the like are stored. Further, in this example, the sample image data 22 for each of the above three-dimensional objects output by the 3D printer based on the prototype 3D printer data is also stored as the Web content 21. Therefore, in the present embodiment, the three-dimensional object output by the 3D printer using the prototype 3D printer data is the prototype three-dimensional object, and the image data expressing the prototype three-dimensional object is the sample image data. The sample image data may be image data obtained by photographing a prototype three-dimensional object output by a 3D printer, or may be a 3DCG image obtained by processing the prototype 3D printer data. Further, in the present embodiment, the storage device 20 stores the 3D editing data 24 that specifies the method of editing the prototype 3D printer data 23. Further, the control unit 10 includes hardware and software for realizing various functions. In the present embodiment, a website such as a network communication unit 11 for communicating with a user terminal via the Internet, a WWW server unit 12, and a database management unit 13 for managing storage information of a storage device 20 corresponding to each function. It has a configuration to realize a well-known function for publishing on the Internet. Further, by editing the prototype 3D printer data 23 by the method specified by the 3D editing data 24, 3D printer data (hereinafter referred to as modified 3D printer data) of the three-dimensional object in which the prototype three-dimensional object has been modified is created. A three-dimensional object changing unit 14 is provided.
そして以上の構成を備えた配信サーバ１が提供する３Ｄプリンタデータ配信サービスでは、制御部１０が立体物変更部１４により原型３Ｄプリンタデータと３Ｄ編集データを処理することで、利用者端末３０からある原型立体物についての３Ｄプリンタデータのダウンロード要求を受け付けると、原型立体物の基本的なデザインを踏襲しながら一部の形状や表層の文様、質感などが微妙に異なる立体物の３Ｄプリンタデータを利用者端末に送付する。しかも本実施形態における立体物変更部１４によれば、ある原型立体物について、同じ利用者端末からの複数回のダウンロード要求、あるいは複数の利用者端末からのダウンロード要求があった場合、その要求の受け付け機会ごとに原型立体物に加えられる変更の度合いが異なるようになっている。それによって同一の原型立体物を表現する原型３Ｄプリンタデータを用いながら美術品のような「一品物」に近い立体物を出力することができる。以下に配信サーバ１の機能と動作についてより詳しく説明する。 In the 3D printer data distribution service provided by the distribution server 1 having the above configuration, the control unit 10 processes the prototype 3D printer data and the 3D editing data by the three-dimensional object changing unit 14, so that the user terminal 30 can use the data. When the 3D printer data download request for the prototype three-dimensional object is received, the 3D printer data of the three-dimensional object with slightly different shapes, surface patterns, textures, etc. is used while following the basic design of the prototype three-dimensional object. Send to the terminal. Moreover, according to the three-dimensional object changing unit 14 in the present embodiment, when there are multiple download requests from the same user terminal or download requests from a plurality of user terminals for a certain prototype three-dimensional object, the request is made. The degree of change made to the prototype three-dimensional object differs depending on the reception opportunity. As a result, it is possible to output a three-dimensional object close to a "single item" such as an art object while using the prototype 3D printer data expressing the same prototype three-dimensional object. The functions and operations of the distribution server 1 will be described in more detail below.
＝＝＝配信サーバの機能と動作＝＝＝
＜データベース管理部、立体物変更部＞
図２を参照しつつ、配信サーバ１が提供する３Ｄプリンタデータ配信サービスに関わる機能について説明する。３Ｄプリンタデータ配信サービスに関わる主要な機能は、データベース管理部１３と立体物変更部１４にあり、制御部１０は、データベース管理部１３により各原型立体物を固有の識別情報によって管理するとともに、多数の原型立体物のそれぞれに見本画像データ２２、原型３Ｄプリンタデータ２３、および３Ｄ編集データ２４を対応づけして管理する。それによって原型立体物の識別情報が入力されると対応するデータを特定して読み出し、その読み出したデータをその後の処理に供することができる。
=== Distribution server functions and operations ===
<Database management department, 3D object change department>
A function related to the 3D printer data distribution service provided by the distribution server 1 will be described with reference to FIG. The main functions related to the 3D printer data distribution service are in the database management unit 13 and the three-dimensional object changing unit 14, and the control unit 10 manages each prototype three-dimensional object by the database management unit 13 with unique identification information, and many of them. The sample image data 22, the prototype 3D printer data 23, and the 3D editing data 24 are associated with and managed for each of the prototype three-dimensional objects. As a result, when the identification information of the prototype three-dimensional object is input, the corresponding data can be specified and read, and the read data can be used for the subsequent processing.
立体物変更部１４は、例えば、３Ｄモデル作成ソフトウエアにおける３Ｄプリンタデータの編集処理を実行するコンピュータによって構成することができる。しかし制御部１０に実装される３Ｄモデル作成ソフトウエアは、３Ｄプリンタデータを３Ｄ編集データにて指定された方法で編集する点が従来の３Ｄモデル作成ソフトウエアとは異なっている。一例を挙げると、ある原型立体物についての３Ｄ編集データにおいて、その原型立体物における所定の部位と、その部位に突起を形成する旨が指定されていたとすると、制御部１０は、立体物変更部１４により指定された変形部位ごとに突起の高さや突起の形状などを規定する変数を自動設定する。すなわち原型３Ｄプリンタデータに対し、自動設定した変数を３Ｄ編集データにて指定された編集操作に適用する。なお利用者端末に実装された３Ｄモデル作成ソフトを用いた従来の編集操作では、利用者端末に対する操作入力により、ある３Ｄプリンタデータによって表現される立体物の所定の部位に対して所定の変形操作を行うと、その変形操作の種別や変形の度合いを示す変数が設定されることになる。一方、本実施形態における立体物変更部１４では、その変数が利用者端末に対する操作入力を経ずに自動設定される。もちろん立体物変更部１４による原型３Ｄプリンタデータに対する編集操作のためのデータ処理自体は、従来の３Ｄモデル作成ソフトウエアによって実現可能である。言い換えれば、原型３Ｄプリンタデータに対する各種編集操作に関わるデータ処理については、既存のアルゴリズムを採用することができる。したがって立体物変更部１４を実現するために複雑な編集操作プログラムを新規に作成する必要がなく、既存の３Ｄモデル作成ソフトウエアのデータ一部を変更するだけで本実施形態に特有の３Ｄプリンタデータ配信サービスを利用者に提供することができる。もちろん配信サーバ１を安価に構築することもできる。 The three-dimensional object changing unit 14 can be configured by, for example, a computer that executes an editing process of 3D printer data in 3D model creation software. However, the 3D model creation software implemented in the control unit 10 is different from the conventional 3D model creation software in that the 3D printer data is edited by the method specified by the 3D edit data. As an example, if it is specified in the 3D editing data of a prototype three-dimensional object that a predetermined portion of the prototype three-dimensional object and a protrusion are formed on the portion, the control unit 10 is a three-dimensional object changing unit. Variables that specify the height of the protrusions, the shape of the protrusions, and the like are automatically set for each deformation portion specified by 14. That is, the variables automatically set for the prototype 3D printer data are applied to the editing operation specified by the 3D editing data. In the conventional editing operation using the 3D model creation software mounted on the user terminal, a predetermined deformation operation is performed on a predetermined part of the three-dimensional object represented by certain 3D printer data by the operation input to the user terminal. Is performed, a variable indicating the type of the transformation operation and the degree of transformation is set. On the other hand, in the three-dimensional object changing unit 14 in the present embodiment, the variable is automatically set without the operation input to the user terminal. Of course, the data processing itself for the editing operation on the prototype 3D printer data by the three-dimensional object changing unit 14 can be realized by the conventional 3D model creation software. In other words, an existing algorithm can be adopted for data processing related to various editing operations on the prototype 3D printer data. Therefore, it is not necessary to newly create a complicated editing operation program in order to realize the three-dimensional object changing unit 14, and only a part of the data of the existing 3D model creation software is changed, and the 3D printer data peculiar to this embodiment is used. The delivery service can be provided to the user. Of course, the distribution server 1 can be constructed at low cost.
＜通信手順＞
つぎに利用者に対する３Ｄプリンタデータ配信サービスの提供手順について説明する。図３は３Ｄプリンタデータ配信サービスの提供過程における配信サーバ１と利用者端末３０との通信手順やその通信に基づく情報処理の流れの一例を示す図であり、図４は３Ｄプリンタデータ配信サービスの提供過程で利用者端末のブラウザにより表示されるＷｅｂページの画面遷移を示している。利用者が３Ｄプリンタデータ配信サービスを享受するためには、まず自身の利用者端末３０のブラウザにより、配信サーバ１がインターネット上に公開しているＷｅｂサイトのホームページを取り寄せ、そのホームページを利用者端末３０のディスプレイに表示させる（図３，ｓ１〜ｓ３）。図４（Ａ）に示したように、ホームページ４０には多数の立体物から利用者が自身の３Ｄプリンタで出力させたい立体物を検索するためのクエリを受け付けるための各種フォーム（４１，４２）が含まれている。この例では、立体物に関するキーワードを入力するためのテキストボックス４１や立体物のカテゴリを指定するためのラジオボタン４２が含まれている。
<Communication procedure>
Next, the procedure for providing the 3D printer data distribution service to the user will be described. FIG. 3 is a diagram showing an example of the communication procedure between the distribution server 1 and the user terminal 30 in the process of providing the 3D printer data distribution service and the flow of information processing based on the communication, and FIG. 4 is a diagram of the 3D printer data distribution service. It shows the screen transition of the Web page displayed by the browser of the user terminal in the providing process. In order for a user to enjoy the 3D printer data distribution service, first, the browser of the user terminal 30 is used to order the homepage of the website published on the Internet by the distribution server 1, and the homepage is used as the user terminal. It is displayed on 30 displays (FIGS. 3, s1 to s3). As shown in FIG. 4 (A), the homepage 40 has various forms (41, 42) for accepting a query for searching a three-dimensional object that the user wants to output by his / her own 3D printer from a large number of three-dimensional objects. It is included. In this example, a text box 41 for inputting a keyword related to a three-dimensional object and a radio button 42 for designating a category of the three-dimensional object are included.
そして利用者端末３０により、配信サーバ１にクエリを送付すると（ｓ４，ｓ５）、配信サーバ１は、図４（Ｂ）に示したような、クエリに該当する原型立体物の見本画像データから生成されるサムネイル画像５１を一覧にしたＷｅｂページ（以下、検索結果ページ）５０を作成して利用者端末３０に返送する（ｓ６〜ｓ８）。それによって検索結果ページ５０が利用者端末３０に表示される（ｓ９）。利用者が検索結果ページ５０においてサムネイル画像５１として掲載されている複数の原型立体物を見て、その原型立体物の中に自身の３Ｄプリンタ３１で立体物として出力したいものがあったならば、利用者端末３０により該当する原型立体物のサムネイル画像５１をマウスクリックなどの操作によって指示する（ｓ１０）。各サムネイル画像５１には原型立体物の識別情報を含む見本画像データの送付要求を配信サーバ１に送信するためのフォームデータが含まれており、配信サーバ１は当該送付要求を受け付けると、指定された原型立体物に対応する見本画像データを含むＷｅｂページ（見本画像ページ）を利用者端末３０に返送する（ｓ１１，ｓ１２）。図４（Ｃ）に見本画像ページ６０の概略を示した。見本画像ページ６０には、原型立体物の見本画像６１に加え、３Ｄプリンタデータのダウンロード要求を受け付ける「ダウンロード」ボタン６２が配置されている。 Then, when the user terminal 30 sends a query to the distribution server 1 (s4, s5), the distribution server 1 is generated from the sample image data of the prototype three-dimensional object corresponding to the query as shown in FIG. 4 (B). A Web page (hereinafter, search result page) 50 listing the thumbnail images 51 to be created is created and returned to the user terminal 30 (s6 to s8). As a result, the search result page 50 is displayed on the user terminal 30 (s9). If the user sees a plurality of prototype three-dimensional objects posted as thumbnail images 51 on the search result page 50 and wants to output them as three-dimensional objects by his / her own 3D printer 31 among the prototype three-dimensional objects. The user terminal 30 instructs the thumbnail image 51 of the corresponding prototype three-dimensional object by an operation such as a mouse click (s10). Each thumbnail image 51 includes form data for transmitting a transmission request of sample image data including identification information of a prototype three-dimensional object to the distribution server 1, and the distribution server 1 is designated when the transmission request is received. A Web page (sample image page) including sample image data corresponding to the prototype three-dimensional object is returned to the user terminal 30 (s11, s12). FIG. 4C shows an outline of the sample image page 60. On the sample image page 60, in addition to the sample image 61 of the prototype three-dimensional object, a "download" button 62 that accepts a download request for 3D printer data is arranged.
利用者が利用者端末３０に表示された見本画像ページ６０に掲載されている原型立体物についての詳細な見本画像６１を見て、その原型立体物を３Ｄプリンタにより出力したいと希望し、当該見本画像ページ６０中のダウンロードボタン６２を利用者端末３０により指示すると（ｓ１３，ｓ１４）、原型立体物の識別情報と３Ｄプリンタデータのダウンロード要求が配信サーバ１に送信される（ｓ１５）。配信サーバ１は受信した原型立体物の識別情報に基づいて対応する原型３Ｄプリンタデータと３Ｄ編集データを記憶装置から読み込み（ｓ１６，ｓ１７）、制御部１０の立体物変更部１４がこれらのデータを処理する（ｓ１８）。概略的には、立体物変更部１４は、３Ｄ編集データにより指定された編集操作に適用される変数を自動設定するとともに、読み込んだ原型３Ｄプリンタデータに対して自動設定した変数を採用しつつ指定の編集操作を施して変更３Ｄプリンタデータを作成する（ｓ１９）。そして制御部１０はネットワーク通信部により、その変更３Ｄプリンタデータを利用者端末３０に返送する（ｓ２０）。利用者は利用者端末３０を操作し、ダウンロードした変更３Ｄプリンタデータに基づく立体物を３Ｄプリンタ３１から出力させる（ｓ２１，ｓ２２）。 The user wants to see the detailed sample image 61 about the prototype three-dimensional object posted on the sample image page 60 displayed on the user terminal 30, and want to output the prototype three-dimensional object by a 3D printer, and the sample is concerned. When the download button 62 in the image page 60 is instructed by the user terminal 30 (s13, s14), the identification information of the prototype three-dimensional object and the download request of the 3D printer data are transmitted to the distribution server 1 (s15). The distribution server 1 reads the corresponding prototype 3D printer data and 3D editing data from the storage device based on the received identification information of the prototype three-dimensional object (s16, s17), and the three-dimensional object changing unit 14 of the control unit 10 reads these data. Process (s18). Roughly speaking, the three-dimensional object changing unit 14 automatically sets variables applied to the editing operation specified by the 3D editing data, and specifies while adopting the variables automatically set for the read prototype 3D printer data. The modified 3D printer data is created by performing the editing operation of (s19). Then, the control unit 10 returns the changed 3D printer data to the user terminal 30 by the network communication unit (s20). The user operates the user terminal 30 to output a three-dimensional object based on the downloaded modified 3D printer data from the 3D printer 31 (s21, s22).
このようにして、本実施形態に係る配信サーバ１によって提供される３Ｄプリンタデータ配信サービスでは、所定の造形を有する画一的な原型立体物に対し、「一品物」のように形状や質感などが原型立体物とは少し異なる立体物を３Ｄプリンタ３１で出力することができる。なお配信サーバ１における立体物変更部１４では、従来の３Ｄモデル作成ソフトウエアと同様に多種多様な編集操作が可能である。以下ではその編集操作の具体例を本発明の実施例として挙げる。 In this way, in the 3D printer data distribution service provided by the distribution server 1 according to the present embodiment, the shape, texture, etc. of a uniform prototype three-dimensional object having a predetermined shape, such as "one item", etc. However, the 3D printer 31 can output a three-dimensional object that is slightly different from the prototype three-dimensional object. The three-dimensional object changing unit 14 on the distribution server 1 can perform a wide variety of editing operations in the same manner as the conventional 3D model creation software. Hereinafter, specific examples of the editing operation will be given as examples of the present invention.
＝＝＝第１の実施例＝＝＝
図５は第１の実施例に係る３Ｄプリンタデータの編集操作を説明するための図である。図５は、先に図４（Ｃ）に示した見本画像ページ６０に掲載される見本画像６１の例であり、見本画像６１が示すのは、自然木からなる複雑な突起が各所に形成された台座７１の上に火を吐く龍７２がとぐろを巻いた彫刻像を模した原型立体物７０（以下、彫刻像７０）である。そして第１の実施例における編集操作では、上記彫刻像７０の原型３Ｄプリンタデータと、彫刻像７０における所定の部位を所定の方法で変形させる旨の編集操作が記述されている３Ｄ編集データを用いる。この例では、図中にて「○印」で示した台座７１の４カ所の部位７３に形状や高さが異なる突起を形成することとしている。そしてこのような編集操作には、例えば、原型３Ｄプリンタデータにおいて、台座７１の基本形状を表現する立体物に対して３次元座標によって特定される上記の４カ所の部位７３に突起を表現する立体物を別パーツとして合成するというアルゴリズムなどが採用できる。そして４カ所の部位７３に設ける突起を所定の関数によって定義しておくとともに、各部位７３に形成される突起のそれぞれに対応する変数（例えば、α１,α２,α３,α４）を個別に自動設定する。そして各変数を上記の関数に代入する。なお各変数の初期値、すなわち原型３Ｄプリンタデータでは、例えば各変数をα１＝α２＝α３＝α４＝０．５などと設定しておき、各変数を０〜１の間で可変設定させる。そして関数としては、変数の大小に応じて突起部分が急峻になったり、緩やかになったりするものを採用することができる。例えば、２次関数ｙ＝ａｘ２のｙ軸周りの回転体によって突起を表現し、係数ａやｘの範囲を変数として自動設定すれば、突起部分の急峻度や大きさを可変制御することができる。そして立体物において突起を形成する部位の法線方向をｙ軸とすれば、立体物における所定の位置に突起を形成することができる。
=== First Example ===
FIG. 5 is a diagram for explaining an operation of editing 3D printer data according to the first embodiment. FIG. 5 is an example of the sample image 61 posted on the sample image page 60 previously shown in FIG. 4 (C), and the sample image 61 shows that complex protrusions made of natural wood are formed in various places. It is a prototype three-dimensional object 70 (hereinafter referred to as a sculpture image 70) that imitates a sculpture image in which a dragon 72 that spits fire is wound on a pedestal 71. Then, in the editing operation in the first embodiment, the prototype 3D printer data of the sculpture image 70 and the 3D editing data in which the editing operation for deforming a predetermined part of the sculpture image 70 by a predetermined method are used are used. .. In this example, protrusions having different shapes and heights are formed at four parts 73 of the pedestal 71 indicated by “◯” in the drawing. Then, for such an editing operation, for example, in the prototype 3D printer data, a solid that expresses protrusions at the above-mentioned four parts 73 specified by three-dimensional coordinates with respect to a three-dimensional object that expresses the basic shape of the pedestal 71. An algorithm that synthesizes things as separate parts can be adopted. Then, the protrusions provided at the four parts 73 are defined by a predetermined function, and the variables (for example, α1, α2, α3, α4) corresponding to the protrusions formed at each part 73 are automatically set individually. To do. Then, each variable is assigned to the above function. In the initial value of each variable, that is, the prototype 3D printer data, for example, each variable is set as α1 = α2 = α3 = α4 = 0.5, and each variable is variably set between 0 and 1. Then, as a function, a function in which the protrusion portion becomes steep or gentle depending on the size of the variable can be adopted. For example, if a protrusion is represented by a rotating body around the y-axis of the quadratic function y = ax 2 and the range of coefficients a and x is automatically set as a variable, the steepness and size of the protrusion can be variably controlled. it can. Then, if the normal direction of the portion where the protrusion is formed in the three-dimensional object is the y-axis, the protrusion can be formed at a predetermined position in the three-dimensional object.
また変数は乱数によって自動設定することができる。例えば、ｒを乱数として、０＜ｒ＜１の範囲で４個の乱数ｒ１,ｒ２,ｒ３,ｒ４を発生させ、各変数をα１＝ｒ１，α２＝ｒ２，α３＝α３，α４＝ｒ４とすることで設定することができる。あらかじめ各変数（α１,α２,α３,α４）をｎ個ずつ用意しておいてもよい。例えば各変数（α１,α２,α３,α４）が１０個あれば、１０４通りの変数の組み合わせがあり、その組み合わせを乱数によって決定してもよい。利用者は実質的に「一品物」の立体物を得ることができる。あるいは１０４通りの変数の組み合わせのそれぞれに順番を付与しておき、３Ｄプリンタデータの送付要求を受け付けた順番と同じ変数の組み合わせを採用する。いずれにしても、本実施形態に係る配信サーバによって提供される３Ｄプリンタデータ配信サービスでは、原型立体物、あるいは原型立体物の模倣対象となったオリジナルの造形物をスケール変更（伸長／圧縮）した上で精密に再現したり、精緻な立体物の３Ｄプリンタデータを最初から生成したりすることに主眼を置いたものではない。３Ｄプリンタで出力された立体物と原型立体物との間の自然な差異を利用者に感じさせるともに、同じ立体物が再現され難いようにすることの方が重要である。そして第１の実施例では、木彫りという天然素材を用いた人間的な作業に類似する「バラつき感」を再現でき、乱数や膨大な変数の組み合わせに基づく多種多様な立体物を利用者の３Ｄプリンタに出力させることができる。 Variables can be set automatically by random numbers. For example, using r as a random number, four random numbers r1, r2, r3, r4 are generated in the range of 0 <r <1, and each variable is set to α1 = r1, α2 = r2, α3 = α3, α4 = r4. It can be set by. You may prepare n variables (α1, α2, α3, α4) in advance. For example, each variable (α1, α2, α3, α4 ) if 10 is, there is a combination of variables of types 10 4 may determine the combinations by a random number. The user can substantially obtain a "one-of-a-kind" three-dimensional object. Or leave imparting order to the respective combinations of the variables 10 are four, employing the same combination of variables the order accepting the delivery request of the 3D printer data. In any case, in the 3D printer data distribution service provided by the distribution server according to the present embodiment, the prototype three-dimensional object or the original modeled object that is the imitation target of the prototype three-dimensional object is scaled (expanded / compressed). It does not focus on precisely reproducing the above or generating 3D printer data of a precise three-dimensional object from the beginning. It is more important to make the user feel the natural difference between the three-dimensional object output by the 3D printer and the prototype three-dimensional object, and to make it difficult to reproduce the same three-dimensional object. Then, in the first embodiment, it is possible to reproduce a "feeling of variation" similar to human work using a natural material called wood carving, and a user's 3D printer uses a wide variety of three-dimensional objects based on a combination of random numbers and a huge number of variables. Can be output to.
もちろん変更前後の立体物の差異を利用者が確認できるのであれば、原型立体物に対する変更対象部位はどこでもよい。例えば台座の上の龍の鱗の一部、頭部の突起、龍の口から吐き出された炎など、変更部位の形状を所定の関数で記述しておき、その関数に代入する変数を乱数などに基づいて設定すれば、任意の部位の造形を変更することができる。 Of course, as long as the user can confirm the difference between the three-dimensional object before and after the change, the part to be changed with respect to the prototype three-dimensional object may be anywhere. For example, describe the shape of the changed part with a predetermined function, such as a part of the scales of the dragon on the pedestal, the protrusion of the head, the flame spit out from the mouth of the dragon, and the variable to be assigned to that function is a random number. If it is set based on, the modeling of any part can be changed.
＜第２の実施例＞
図６は第２の実施例に係る３Ｄプリンタデータの編集操作の概略を説明するための図である。第２の実施例では、１本の木材９０から彫られた一木造の仏像を模した原型立体物８０の３Ｄプリンタデータを編集することとしており、木材９０の年輪９１が立体物（以下、仏像８０）の表面形状に沿うように木目となって現れるようにしている。そしてその年輪９１を起源とした木目が木材９０と仏像８０との配置関係に応じて変化するように原型３Ｄプリンタデータを編集する。
<Second Example>
FIG. 6 is a diagram for explaining the outline of the 3D printer data editing operation according to the second embodiment. In the second embodiment, the 3D printer data of the prototype three-dimensional object 80 imitating a one-wooden Buddha image carved from one piece of wood 90 is edited, and the annual ring 91 of the wood 90 is a three-dimensional object (hereinafter, Buddha image). It is made to appear as a grain of wood so as to follow the surface shape of 80). Then, the prototype 3D printer data is edited so that the grain of wood originating from the annual ring 91 changes according to the arrangement relationship between the wood 90 and the Buddha statue 80.
図７に第２の実施例に係る３Ｄプリンタデータの編集操作に関わるデータ処理の概略を示した。図７（Ａ１）〜図７（Ａ３）は、仏像８０と木材９０との位置関係が所定の基準状態にあるときの木目の付き方を説明するための図であり、図７（Ｂ１）〜図７（Ｂ３）はその基準状態から上記位置関係を変更したときの木目の付き方を説明するための図を示している。なお以下では、図中に示したように、年輪９１が刻まれた木材９０の面を水平面として上下方向を規定することとし、仏像８０が前方を向きつつ下方に座すこととして上下前後の各方向を規定する。また上下前後の各方向に直交する方向を左右方向とするとともに、前方から後方を見たときの方向に応じて左と右の各方向を規定することとする。そして木材９０を上下方向を軸として回転させる編集操作を施すことで、仏像８０の表面に現れる木目の態様を変化させることとしている。したがって図７（Ｂ１）〜図７（Ｂ３）は、基準状態に対して木材９０を仏像８０に対して相対的に回転させたときの配置関係を示している。なお図７（Ａ１）と図７（Ｂ１）は、仏像８０を上方から見たときの仏像８０と木材９０との配置関係を示しており、図７（Ａ２）と図７（Ｂ２）は、仏像８０を前方から見たときの仏像８０と木材との配置関係を示している。また図７（Ａ３）と図７（Ｂ３）は、仏像８０の表面に現れる木目８３の状態を示している。なお木目８３は仏像８０の全表面に形成されるが、ここでは簡易的に図７（Ａ２）と図７（Ｂ２）に示した仏像８０の脚部に対応する領域８１に形成される木目８３の状態を図７（Ａ３）と図７（Ｂ３）に示した。なお図７（Ａ１）、図７（Ａ３）、図７（Ｂ１）、および図７（Ｂ３）では、その脚部に対応する領域８１が斜線のハッチングで示されている。つぎに図７を参照しつつ第２の実施例における編集操作について説明する。 FIG. 7 shows an outline of data processing related to the 3D printer data editing operation according to the second embodiment. 7 (A1) to 7 (A3) are views for explaining how the wood grain is formed when the positional relationship between the Buddha image 80 and the wood 90 is in a predetermined reference state, and FIGS. 7 (B1) to 7 (B1). FIG. 7 (B3) shows a diagram for explaining how the wood grain is attached when the positional relationship is changed from the reference state. In the following, as shown in the figure, the vertical direction is defined with the surface of the wood 90 on which the annual rings 91 are carved as a horizontal plane, and the Buddha statue 80 sits downward while facing forward. Define the direction. Further, the direction orthogonal to each direction of up, down, front and back is defined as the left and right direction, and each direction of left and right is defined according to the direction when viewed from the front to the rear. Then, by performing an editing operation of rotating the wood 90 about the vertical direction, the mode of the grain of wood appearing on the surface of the Buddha statue 80 is changed. Therefore, FIGS. 7 (B1) to 7 (B3) show the arrangement relationship when the wood 90 is rotated relative to the Buddha image 80 with respect to the reference state. Note that FIGS. 7 (A1) and 7 (B1) show the arrangement relationship between the Buddha image 80 and the wood 90 when the Buddha image 80 is viewed from above, and FIGS. 7 (A2) and 7 (B2) show the arrangement relationship between the Buddha image 80 and the wood 90. The arrangement relationship between the Buddha image 80 and the wood when the Buddha image 80 is viewed from the front is shown. Further, FIGS. 7 (A3) and 7 (B3) show the state of the grain 83 appearing on the surface of the Buddha image 80. The wood grain 83 is formed on the entire surface of the Buddha image 80, but here, the wood grain 83 is simply formed in the region 81 corresponding to the legs of the Buddha image 80 shown in FIGS. 7 (A2) and 7 (B2). The state of is shown in FIGS. 7 (A3) and 7 (B3). In addition, in FIG. 7 (A1), FIG. 7 (A3), FIG. 7 (B1), and FIG. 7 (B3), the region 81 corresponding to the leg portion is shown by hatching with diagonal lines. Next, the editing operation in the second embodiment will be described with reference to FIG. 7.
第２の実施例では仏像８０に対応する原型３Ｄプリンタデータと３Ｄ編集データを用いて原型３Ｄプリンタデータを編集する。３Ｄ編集データは、仮想的な木材９０を表現する３Ｄモデリングデータと編集操作の方法を指定するデータを含んでいる。木材９０は径が異なる複数の円柱で表現されており、具体的には仏像８０の原型３Ｄプリンタデータから求められる仏像８０の全領域を包含する直径や長さを有して木材９０の外形に対応する円柱と、その円柱内に複数の年輪９１のそれぞれに対応する複数の円柱を記述した３Ｄモデリングデータによって表現されている。また自然な年輪９１を表現するために、各年輪９１を規定する円柱にそれぞれ個別の軸が設定されている。ここでは各円柱の軸を互いに平行としつつ同軸にせず、図７(Ａ１）と図７（Ｂ１）に示したように、一番内側の年輪９１ａに対応する円柱の軸９２を一番外側の年輪９１ｂの円柱の円周に近接させている。そして編集操作方法の指定データには、木目８３に対応する所定幅の溝を木材９０と仏像８０との位置関係に基づいて仏像８０の表面に配置する操作が指定されている。 In the second embodiment, the prototype 3D printer data is edited using the prototype 3D printer data and the 3D editing data corresponding to the Buddha image 80. The 3D editing data includes 3D modeling data representing the virtual wood 90 and data specifying a method of editing operation. The wood 90 is represented by a plurality of cylinders having different diameters. Specifically, the wood 90 has a diameter and a length including the entire area of the Buddha image 80 obtained from the prototype 3D printer data of the Buddha image 80, and has an outer shape of the wood 90. It is represented by 3D modeling data in which a corresponding cylinder and a plurality of cylinders corresponding to each of the plurality of annual rings 91 are described in the cylinder. Further, in order to express the natural annual ring 91, individual axes are set for each cylinder defining each annual ring 91. Here, the axes of the cylinders are parallel to each other but not coaxial, and as shown in FIGS. 7 (A1) and 7 (B1), the axis 92 of the cylinder corresponding to the innermost annual ring 91a is the outermost. It is close to the circumference of the cylinder of the annual ring 91b. The designated data of the editing operation method specifies an operation of arranging a groove having a predetermined width corresponding to the grain 83 on the surface of the Buddha image 80 based on the positional relationship between the wood 90 and the Buddha image 80.
そして変更３Ｄプリンタデータは、年輪９１に対応する円柱の３Ｄモデリングデータから求められる円柱表面の座標と、仏像８０の原型３Ｄプリンタデータから求められる仏像８０の表面の座標との交点に木目８３に相当する所定幅の溝が形成された立体物を表現したものとなる。なお仏像８０の原型３Ｄプリンタデータは、基準の配置状態における木目８３を有さず仏像８０の外形のみを定義したものであり、その見本画像は、原型３Ｄプリンタデータに基準の配置状態における木目８３を形成した変更３Ｄプリンタデータで出力した立体物の画像である。 The modified 3D printer data corresponds to the grain 83 at the intersection of the coordinates of the cylinder surface obtained from the 3D modeling data of the cylinder corresponding to the annual ring 91 and the coordinates of the surface of the Buddha image 80 obtained from the prototype 3D printer data of the Buddha image 80. It represents a three-dimensional object in which a groove having a predetermined width is formed. The prototype 3D printer data of the Buddha image 80 does not have the wood grain 83 in the reference arrangement state, and only the outer shape of the Buddha image 80 is defined, and the sample image is the wood grain 83 in the reference arrangement state in the prototype 3D printer data. It is an image of a three-dimensional object output by the modified 3D printer data forming the above.
上述したように、第２の実施例では仏像８０に対して木材９０をどのように配置するかによって仏像８０の表面に形成される木目８３の状態が変化する。配信サーバは３Ｄプリンタデータの送付要求を利用者端末から受け付ける機会ごとに、仏像８０と木材９０との相対的な位置関係を変化させる。それによって同じ形状であっても一体一体が異なる木材９０から一木造で彫られた仏像８０（仏像を模した立体物）として３Ｄプリンタから出力される。 As described above, in the second embodiment, the state of the grain 83 formed on the surface of the Buddha image 80 changes depending on how the wood 90 is arranged with respect to the Buddha image 80. The distribution server changes the relative positional relationship between the Buddha image 80 and the wood 90 at each opportunity to receive a request for sending 3D printer data from the user terminal. As a result, it is output from the 3D printer as a Buddha image 80 (three-dimensional object imitating a Buddha image) carved from a single wooden structure from wood 90 which has the same shape but is different in one piece.
３Ｄ編集データに含まれる編集操作の方法を指定するデータに基づいて木材９０と仏像８０との相対的な位置関係を変化させるためのアルゴリズムとしては、例えば、０＜ｒ＜１となるような乱数ｒを発生させ、θ＝３６０×r（deg）とし、木材９０を図７（Ａ１）に示した基準状態に対して回転軸８２の周りに角度θだけ回転させて図７（Ｂ１）に示した状態に変更することが考えられる。なおこの例における回転軸８２は、仏像８０の水平投影領域において前後と左右の幅をそれぞれ２分する点ｏを通って鉛直方向に延長している。そしてこの回転軸８２の周りに木材９０を回転させると、図７（Ａ３）と図７（Ｂ３）に示したように、仏像８０の表面の木目８３の状態が変化する。このように第２の実施例では、利用者が配信サーバから送信されてきた変更３Ｄプリンタデータに基づく仏像８０を３Ｄプリンタに出力させると、その仏像８０には見本画像とは異なる木目８３が入ることになり、やはり一品ものの美術品のような仏像８０を得ることができる。なお木材９０と仏像８０との位置関係については、特定の回転軸ｏ周りに木材９０を角度θで回転させるだけではなく、回転軸８２自体の延長方向や木材９０に対する仏像８０の上下位置なども乱数などに基づいて設定することができる。それによってさらに多彩な木目８３の状態を再現できる。 As an algorithm for changing the relative positional relationship between the wood 90 and the Buddha image 80 based on the data that specifies the editing operation method included in the 3D editing data, for example, a random number such that 0 <r <1. r is generated, θ = 360 × r (deg), and the wood 90 is rotated about the rotation axis 82 by an angle θ with respect to the reference state shown in FIG. 7 (A1), and is shown in FIG. 7 (B1). It is conceivable to change to the state. The rotation axis 82 in this example extends in the vertical direction through a point o that divides the front-back and left-right widths into two in the horizontal projection region of the Buddha image 80. Then, when the wood 90 is rotated around the rotation shaft 82, the state of the grain 83 on the surface of the Buddha image 80 changes as shown in FIGS. 7 (A3) and 7 (B3). As described above, in the second embodiment, when the user outputs the Buddha image 80 based on the modified 3D printer data transmitted from the distribution server to the 3D printer, the Buddha image 80 has a grain 83 different from the sample image. Therefore, it is possible to obtain a Buddha image 80 that looks like a single piece of art. Regarding the positional relationship between the wood 90 and the Buddha image 80, not only the wood 90 is rotated at an angle θ around a specific rotation axis o, but also the extension direction of the rotation shaft 82 itself and the vertical position of the Buddha image 80 with respect to the wood 90. It can be set based on a random number or the like. As a result, a wider variety of wood grain 83 states can be reproduced.
また木材９０についても原型３Ｄプリンタデータと３Ｄ編集データに相当するデータを用意しておけば、年輪９１の態様なども自在に変更することができる。例えば、年輪９１の数や間隔、年輪９１の偏り具合を変更することができる。なお年輪９１の偏り具合については、水平面における一番内側の年輪９１ａに対応する円柱の軸９２の位置を変更すればよい。そして年輪９１の数や偏り具合を関数化しておき、乱数をその関数に代入する。それによって配信サーバは、利用者端末からの３Ｄプリンタデータの送付要求を受け付ける機会ごとに年輪の態様そのものを変更することができる。つまり変更３Ｄプリンタデータの木目に対して、より多様な変化を与えることができる。 Further, for the wood 90, if data corresponding to the prototype 3D printer data and the 3D editing data are prepared, the mode of the annual ring 91 and the like can be freely changed. For example, the number and intervals of the annual rings 91 and the degree of bias of the annual rings 91 can be changed. Regarding the degree of bias of the annual rings 91, the position of the axis 92 of the cylinder corresponding to the innermost annual rings 91a in the horizontal plane may be changed. Then, the number and the degree of bias of the annual rings 91 are made into a function, and a random number is assigned to the function. As a result, the distribution server can change the mode of the annual ring itself at each opportunity to receive the request for sending the 3D printer data from the user terminal. That is, it is possible to give more various changes to the grain of the changed 3D printer data.
＝＝＝その他の実施例＝＝＝
上記実施例において、原型３Ｄプリンタデータに対する編集操作において適用した関数に代入する変数を乱数に基づいて設定する場合であっても、その編集操作に際して同じ変更３Ｄプリンタデータが生成される確率は「ゼロ」ではない。そこで第１の実施例の場合ではより多くの部位について変更を加えることで同一の変更３Ｄプリンタデータが生成される確率を低下させることができる。あるいは配信サーバが、利用者端末に送付した変更３Ｄプリンタデータにおいて採用した変数の組み合わせを記憶し、過去に用いた変数の組み合わせが再度出現した場合には乱数を再発生してもよい。
=== Other Examples ===
In the above embodiment, even when the variable to be assigned to the function applied in the editing operation for the prototype 3D printer data is set based on a random number, the probability that the same modified 3D printer data is generated in the editing operation is "zero". "is not. Therefore, in the case of the first embodiment, it is possible to reduce the probability that the same modified 3D printer data is generated by making changes to more parts. Alternatively, the distribution server may store the combination of variables adopted in the modified 3D printer data sent to the user terminal, and generate a random number again when the combination of variables used in the past reappears.
変更３Ｄプリンタデータを乱数に基づいて生成するのに代えて、例えば、利用者の個人データ（生年月日、居住地、性別など）や、配信サーバにアクセスした時点の日時、気温、湿度、天候などの環境データを数値化し、その数値を変数として採用することもできる。いずれにしても、一つの原型３Ｄプリンタデータに対して同じ変更３Ｄプリンタデータが生成される可能性を低減させることで、利用者は、限りなく「一品物」に近い立体物を得ることができる。 Instead of generating modified 3D printer data based on random numbers, for example, the user's personal data (date of birth, place of residence, gender, etc.), the date and time when the distribution server was accessed, temperature, humidity, weather, etc. It is also possible to quantify environmental data such as, and use that numerical value as a variable. In any case, by reducing the possibility that the same modified 3D printer data is generated for one prototype 3D printer data, the user can obtain a three-dimensional object as close as possible to "one item". ..
３Ｄプリンタの出力対象となる立体物は美術品に限らない。フィギュアであれば、原型３Ｄプリンタデータを自動編集し、例えば、四肢の一部が原型３Ｄプリンタデータとは異なる変更３Ｄプリンタデータを生成してポーズを変えたり、原型立体物において身につけているアクセサリを別の物に変更したりすることなどが考えられる。いずれにしても原型立体物と同じ造形を有して大量複製される立体物ではなく、原型立体物に対してカスタマイズしたような立体物を３Ｄプリンタで出力するための変更３Ｄプリンタデータが、利用者が指示することなく自動的に作成されればよい。 The three-dimensional object to be output by the 3D printer is not limited to art. If it is a figure, the prototype 3D printer data is automatically edited, for example, a part of the limbs generates change 3D printer data different from the prototype 3D printer data to change the pose, or an accessory worn in the prototype three-dimensional object. It is conceivable to change to another one. In any case, the modified 3D printer data for outputting a three-dimensional object customized for the prototype three-dimensional object with a 3D printer, not a three-dimensional object that has the same modeling as the prototype three-dimensional object and is duplicated in large numbers, is used. It may be created automatically without any instruction from the person.
上記実施形態に係る配信サーバによって提供される３Ｄプリンタデータ配信サービスでは、利用者端末にてある原型が指定されると、編集済みの変更３Ｄプリンタデータが利用者端末に返送されていたが、この実施形態に限らず、利用者が原型３Ｄプリンタデータと変更３Ｄプリンタデータのいずれかを選択できるようにしてもよい。例えば、図４（Ｃ）に示した見本画像ページ６０に、変更３Ｄプリンタデータのダウンロードを指示するボタン６２に加え、原型３Ｄプリンタデータのダウンロードを指示するボタンを含ませておく。配信サーバは、いずれかのボタンが指示された旨のデータを受け付けると、該当する３Ｄプリンタデータを利用者端末に返送する。この構成により利用者は「一品物モード」と「量産モード」を選択することができる。 In the 3D printer data distribution service provided by the distribution server according to the above embodiment, when a prototype is specified in the user terminal, the edited modified 3D printer data is returned to the user terminal. Not limited to the embodiment, the user may be able to select either the prototype 3D printer data or the modified 3D printer data. For example, the sample image page 60 shown in FIG. 4C includes a button for instructing the download of the prototype 3D printer data in addition to the button 62 for instructing the download of the modified 3D printer data. When the distribution server receives the data to the effect that any button is instructed, the distribution server returns the corresponding 3D printer data to the user terminal. With this configuration, the user can select "one-item mode" or "mass production mode".
上記実施形態に係る配信サーバでは、利用者は見本画像ページから３Ｄプリンタデータのダウンロードを指示していたが、検索結果ページ上でもダウンロードの指示が行えるようにしてもよい。利用者が原型立体物をサムネイル画像だけでも十分に確認できるのであれば、利用者は見本画像ページを利用者端末に表示させる手順を省略して検索結果ページから３Ｄプリンタデータの送付を配信サーバに指示することができる。 In the distribution server according to the above embodiment, the user has instructed to download the 3D printer data from the sample image page, but the download may be instructed also on the search result page. If the user can sufficiently confirm the prototype three-dimensional object only with the thumbnail image, the user omits the procedure of displaying the sample image page on the user terminal and sends the 3D printer data from the search result page to the distribution server. Can be instructed.
もちろん原型立体物を熟知している利用者であれば、見本画像はもちろん、サムネイル画像の確認も不要である。そこで配信サーバにこのような利用者にも対応できる機能を実装しておいてもよい。例えば配信サーバは、個々の原型立体物の識別符号に対応する「型番」を管理し、原型立体物を型番によって利用者に指定させるためのＷｅｂページと、そのＷｅｂページにて指定された型番を提示するとともに３Ｄプリンタデータの送付指示を受け付けるボタンなどを含んだＷｅｂページを利用者端末に送付することとしてもよい。 Of course, if the user is familiar with the prototype three-dimensional object, it is not necessary to check not only the sample image but also the thumbnail image. Therefore, the distribution server may be equipped with a function that can support such users. For example, the distribution server manages the "model number" corresponding to the identification code of each prototype three-dimensional object, and sets a Web page for allowing the user to specify the prototype three-dimensional object by the model number and the model number specified on the Web page. A Web page including a button for presenting and receiving an instruction to send 3D printer data may be sent to the user terminal.
上記各実施例では配信サーバと利用者端末とがインターネットなどの情報通信網を介して通信し、配信サーバ側で原型３Ｄプリンタデータを編集することとしていたが、配信サーバにおける立体物変更部に相当するプログラムを利用者端末側に実装させることも可能である。すなわち、利用者端末に原型３Ｄプリンタデータと３Ｄ編集データのセットが入力されると、３Ｄ編集データに記述された編集方法に採用される変数を自動生成し、その生成した変数を指定の編集方法に適用して原型３Ｄプリンタデータを編集するプログラムをインストールしておく。そのプログラムとしては、適宜な記憶媒体やネットワーク上にダウンロード可能に用意された単体のソフトウエアであってもよいし、既存の３Ｄモデル生成ソフトのプラグインであってもよい。 In each of the above embodiments, the distribution server and the user terminal communicate with each other via an information communication network such as the Internet, and the prototype 3D printer data is edited on the distribution server side, but this corresponds to the three-dimensional object change part in the distribution server. It is also possible to implement the program to be implemented on the user terminal side. That is, when a set of prototype 3D printer data and 3D editing data is input to the user terminal, variables adopted in the editing method described in the 3D editing data are automatically generated, and the generated variables are specified as the editing method. Install the program that edits the prototype 3D printer data by applying to. The program may be a single piece of software prepared to be downloadable on an appropriate storage medium or network, or may be a plug-in of existing 3D model generation software.
１ ３Ｄプリンタデータ配信装置（配信サーバ）、１０ 制御部、１３ データベース管理部、１４ 立体物変更部、２０ 記憶装置、２３ 原型３Ｄプリンタデータ、２４ ３Ｄ編集データ、３０ 利用者端末、３１ ３Ｄプリンタ、６１ 見本画像、７０，８０ 立体物 1 3D printer data distribution device (distribution server), 10 control unit, 13 database management unit, 14 three-dimensional object change unit, 20 storage device, 23 prototype 3D printer data, 24 3D editing data, 30 user terminal, 31 3D printer, 61 sample image, 70,80 three-dimensional object
Claims (3)
前記記憶装置には、立体物を表現する原型３Ｄプリンタデータ、および原型３Ｄプリンタデータに対する編集方法を指定する３Ｄ編集データが格納され、
前記原型３Ｄプリンタデータを前記３Ｄ編集データに従って編集することで、前記原型３Ｄプリンタデータに基づく立体物に対して変更が加えられた立体物を前記３Ｄプリンタに出力させるための変更３Ｄプリンタデータを作成する立体物変更手段と、
利用者端末から指定された立体物に対応する前記変更３Ｄプリンタデータを当該利用者端末に返送する３Ｄプリンタデータ返送手段と、
所定の数値範囲内で乱数を発生する乱数発生手段と、
を備え、
前記立体物変更手段は、前記３Ｄ編集データにて指定された編集の処理に際して採用する変数を前記乱数に基づいて自動設定する
ことを特徴とする３Ｄプリンタデータ配信装置。 A 3D printer data distribution device that consists of a computer system equipped with a means for communicating with a user terminal via a network and a storage device, and causes the user terminal to download 3D printer data for outputting a three-dimensional object to the 3D printer. There,
The storage device stores prototype 3D printer data representing a three-dimensional object and 3D editing data that specifies an editing method for the prototype 3D printer data.
By editing the prototype 3D printer data according to the 3D editing data, modified 3D printer data for outputting the modified 3D object to the 3D printer based on the prototype 3D printer data is created. Means for changing 3D objects and
A 3D printer data return means for returning the modified 3D printer data corresponding to the three-dimensional object specified from the user terminal to the user terminal, and
Random number generation means that generates random numbers within a predetermined numerical range,
With
The three-dimensional object changing means is a 3D printer data distribution device, characterized in that variables adopted in the editing process specified in the 3D editing data are automatically set based on the random numbers .
任意の立体物を前記３Ｄプリンタに出力させるための原型３Ｄプリンタデータと当該原型３Ｄプリンタデータに対する編集方法を指定する３Ｄ編集データとを読み込ませるとともに、当該原型３Ｄプリンタデータを当該３Ｄ編集データに従って編集させて、前記原型３Ｄプリンタデータに基づく立体物に対して変更が加えられた立体物を出力させるための変更３Ｄプリンタデータを作成する立体物変更ステップを実行させ、
当該立体物変更ステップでは、前記３Ｄ編集データにて指定された編集の処理に際して採用する変数を所定の数値範囲内で発生させた乱数に基づいて自動設定させる、
ことを特徴とする立体物変更プログラム。
A program executed by a computer connected to a 3D printer.
The prototype 3D printer data for outputting an arbitrary three-dimensional object to the 3D printer and the 3D edit data for specifying the editing method for the prototype 3D printer data are read, and the prototype 3D printer data is edited according to the 3D edit data. by, to execute the three-dimensional object changing step of creating a modified 3D printer data for outputting three-dimensional object that changes to the three-dimensional object based on the original 3D printer data has been added,
In the three-dimensional object change step, variables to be adopted in the editing process specified in the 3D editing data are automatically set based on random numbers generated within a predetermined numerical range .
A three-dimensional object change program characterized by this.
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