NL1034969C2 - Systeem alsmede werkwijze voor het vervaardigen van een driedimensionale reproductie van een van relief voorzien oppervlak. - Google Patents

Description

Systeem alsmede werkwijze voor het vervaardigen van een driedimensionale reproductie van een van reliëf voorzien oppervlak

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze alsmede een 5 systeem voor het vervaardigen van een driedimensionale reproductie van een van reliëf voorzien oppervlak.

Het doel van de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding is om op een kostengunstige wijze een nauwkeurige reproductie te vervaardigen van een van reliëf voorzien oppervlak.

10 Dit doel wordt bij de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding bereikt, doordat de werkwijze de volgende stappen omvat: het met behulp van een met een computer te verbinden scanner ten minste twee keer scannen van het oppervlak, waarbij een eerste scan onder ander condities wordt uitgevoerd dan de tweede scan, 15 het in de computer met elkaar vergelijken van de scans voor het verkrijgen van een digitale driedimensionale weergave van het reliëf van het oppervlak, het met behulp van een bewerkingsmachine op basis van de digitale driedimensionale weergave van het reliëf van het oppervlak vervaardigen 20 van een mal, het met behulp van de mal vervaardigen van de driedimensionale reproductie van het oppervlak.

Met behulp van de werkwijze kunnen nagenoeg exacte replica’s worden vervaardigd van schilderijen, kunstwerken en andere vlakken met een reliëf. 25 In eerste instantie wordt het te reproduceren oppervlak met behulp van een scanner gescand. De scanner is via kabels of draadloos via bekende technieken zoals bijvoorbeeld Bleutooth of via een LAN (Local Area Network) te verbinden met een computer. De scanner kan eventueel voorzien zijn van een geheugen waarin de scandata kan worden opgeslagen, waardoor de scanner niet tijdens het scannen 30 met de computer hoeft te zijn verbonden, en waarbij de overdracht van de scandata op een later tijdstip kan plaatsvinden. De (fotografische) scanner werkt met normaal zichtbaar licht, omdat met behulp van zichtbaar licht nagenoeg elk object zonder dit te beschadigen te scannen is. Met behulp van de twee of eventueel meer, scans waarbij de condities tussen de scans verschillen, ontstaan verschillen in de 1034969 2 scandata. Via deze verschillen in de scandata van twee of meer scans wordt dan met behulp van de computer de driedimensionale informatie (x-y-z coördinaten) van het oppervlak berekend en digitaal vastgelegd in de vorm van een digitale driedimensionale weergave van het reliëf van het oppervlak. Vervolgens wordt in de 5 computer de digitale driedimensionale weergave van het reliëf van het oppervlak geconverteerd naar machine-instructies voor een bewerkingsmachine zoals een freesmachine of reliëfproductie machines zoals een “3d printmachine" voor het vervaardigen van een mal. De uitvinding is niet beperkt tot de hierin genoemde bewerkingsmachines, ook andere productietechnieken zijn mogelijk voor het vormen 10 van de mal. De vervaardigde mal of vorm is geschikt voor het reproduceren van het reliëf door middel van onder andere thermo-vormen, vacuüm-vormen, pragen (preegen), persen of gieten.

Een uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding wordt gekenmerkt, door het met behulp van de computer digitaliseren van 15 ten minste een scan voor het verkrijgen van kleurdata van het gescande oppervlak.

De gemaakte scan(s) worden tevens gebruikt om het kleurbeeld ofwel de kleurdata van het oppervlak digitaal vast te leggen. Het voordeel van de onderhavige werkwijze is dat door het gebruiken van dezelfde scans voor het kleurbeeld en het reliëfbeeld, deze beelden automatisch exact op elkaar passen. 20 Met behulp van de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding hoeft het kleurbeeld derhalve niet “digitaal” passend te worden gemaakt aan het reliëfbeeld.

Een andere uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding wordt gekenmerkt, door het met behulp van de kleurdata vervaardigen van een reliëfloze kleuren kopie, van welke reliëfloze kleuren kopie 25 met behulp van de mal een driedimensionale gekleurde reproductie van het oppervlak te vervaardigen is.

De reliëfloze kleuren kopie kan met bekende middelen, zoals bijvoorbeeld een printer worden vervaardigd. Het grote voordeel is echter dat door het gebruiken van dezelfde scans het reliëfbeeld van de mal exact overeenkomt met 30 het kleurbeeld van de kleuren kopie, waardoor op relatief eenvoudige en exacte wijze een driedimensionale gekleurde reproductie van het oppervlak te vervaardigen is.

Een nog andere uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding wordt gekenmerkt, door met behulp van de computer ten 3 minste een van de twee scans te digitaliseren voor het verkrijgen van kleurdata van het gescande oppervlak, voor het inkleuren van de met de mal vervaardigde driedimensionale reproductie van het oppervlak.

Op deze wijze wordt eerst een driedimensionale reproductie van het 5 oppervlak vervaardigd om daarna het kleurbeeld of de kleurdata die zijn verkregen aan de hand van ten minste een scan, te gebruiken om de reproductie in te kleuren. De kleuren kunnen indien gewenst ook afwijken van het origineel door bijvoorbeeld consequent andere kleuren te gebruiken

Een verdere uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de 10 onderhavige uitvinding wordt gekenmerkt, door het met behulp van de mal preegen van papier, karton of kunststof.

De grafische techniek prëgen (preegen) als vervaardigingsmethode voor het reproduceren van kunstwerken is voordelig, omdat op deze manier driedimensionale, bij voorkeur gekleurde reproducties van een oppervlak zoals 15 bijvoorbeeld een bekend schilderij op papier en/of karton vervaardigd kunnen worden. Deze techniek sluit beter dan bijvoorbeeld thermo-vormen aan op de in de kunstwereld en de grafische wereld algemeen gebruikte materialen. Tevens is het vervaardigen van een exacte reproductie van het kleurbeeld met reliëf nauwkeuriger, eenvoudiger en goedkoper realiseerbaar.

20 Een nog verdere uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding wordt gekenmerkt, doordat de condities tussen een eerste scan en een tweede scan worden gevarieerd door of een hoek waaronder gescand wordt te variëren of door het belichten van het te scannen oppervlak te variëren, waarbij met behulp van de computer door de verschillen in elk punt van het 25 gescande oppervlak tussen de eerste en tweede scans het reliëf van het oppervlak wordt gedigitaliseerd.

Op deze wijze kan op relatief eenvoudige wijze een exacte digitale driedimensionale weergave van het reliëf van het oppervlak worden verkregen.

Een nog andere uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de 30 onderhavige uitvinding wordt gekenmerkt, doordat het belichten tussen ten minste de eerste en de tweede scan wordt gevarieerd door of de lichtsterkte van ten minste twee lichtbronnen voor het verlichten van het te scannen oppervlak te variëren of door de belichtingshoek van ten minste een lichtbron voor het verlichten van het te scannen oppervlak te variëren.

4

Dit is een relatief eenvoudige uitvoeringsvorm voor het op eenvoudige wijze verschaffen van verschil in belichtingsintensiteiten in elk punt van het oppervlak tussen de scans, waarmee met behulp van de computer een exacte digitale driedimensionale weergave van het reliëf van het oppervlak wordt 5 verkregen.

Een nog verdere uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding wordt gekenmerkt, doordat het te scannen oppervlak continu uniform wordt belicht, waarbij een positie van een scanner na het uitvoeren van een eerste scan wordt verplaatst voor het uitvoeren van de tweede scan, zodat de hoek 10 waaronder wordt gescand, wordt gevarieerd.

Een alternatief voor het anders belichten van het oppervlak met behulp van ten minste een lichtbron is dat de positie van de scanner ten opzichte van het te scannen oppervlak wordt verplaatst of geroteerd, zodat de eerste scanhandeling wordt uitgevoerd onder een eerste scanhoek bij voorkeur loodrecht 15 op het te scannen oppervlak, terwijl de tweede scanhandeling wordt uitgevoerd onder een tweede scanhoek die bij voorkeur een hoek tussen 10 en 40 graden insluit met de loodlijn. De ten minste twee scans van elk punt van het oppervlak kunnen bij een gelijke belichting van het oppervlak worden uitgevoerd, aangezien het reliëf bij het uitvoeren van twee scans onder een andere scanhoek wordt 20 bepaald door een driehoeksmeting. Deze uitvoeringsvorm is bijzonder eenvoudig uit te voeren en levert een nauwkeurige digitale driedimensionale weergave van het oppervlak van het origineel op.

De uitvinding zal nu worden toegelicht aan de hand van de bijgevoegde figuren, waarin: 25 fig. 1 een schematische weergave toont van de uit te voeren stappen van de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding, fig. 2 toont een stroomdiagram van de uit te voeren stappen van de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding.

Figuur 1 toont een schematische weergave van de stappen die 30 worden uitgevoerd voor het verkrijgen van een driedimensionale reproductie 100 van een van reliëf voorzien oppervlak 3 van een origineel 5. In de eerste stap, de bovenste tekening in figuur 1, wordt het van reliëf voorziene oppervlak 3 van het origineel 5 met behulp van een scanner 7 gescand. Het oppervlak 3 wordt tijdens een eerste met de scanner 7 uit te voeren scan met behulp van ten minste een van 5 de lichtbronnen 9, 11 belicht. Tijdens het scannen met de scanner 7 verplaatst het origineel 5 zich in de door pijl P1 aangegeven richting, zodat tijdens de eerste scan het volledige oppervlak 3 van het origineel 5 wordt gescand. De data die zijn verkregen met behulp van de eerste scan worden doorgegeven aan een met de 5 scanner 7 verbonden computer 13. Daarna wordt onder gewijzigde condities met behulp van de scanner 7 ten minste een tweede scan uitgevoerd. De conditie die in de getoonde uitvoeringsvorm worden gewijzigd, is de belichting van het origineel 5 met behulp van de lichtbronnen 9,11. Bij de eerste scan wordt het origineel met behulp van de lichtbronnen 9, 11 onder een andere belichtingshoek belicht dan bij 10 de tweede scan, zodat in hoofdzaak elk punt van het oppervlak 3 van het origineel 7 met een andere belichtingsintensiteit wordt belicht in de eerste scan ten opzichte van de tweede scan. De data die zijn verkregen met behulp van de tweede scan worden eveneens doorgegeven aan een met de scanner 7 verbonden computer 13. In de eenvoudigste variant is het mogelijk om voor de eerste scan een eerste 15 lichtbron aan te laten en de tweede uit en bij de tweede scan vice versa. In de computer 13 wordt aan de hand van de verschillen in de gemeten lichtintensiteit van de verschillende punten van het oppervlak tussen de eerste scan en tweede scan een digitale driedimensionale weergave van het reliëf van het oppervlak verschaft.

Het is bijvoorbeeld tevens mogelijk om het oppervlak 3 in de ten 20 minste twee scans met behulp van de lichtbronnen 9, 11 met een gelijke lichtsterkte te belichten, waarbij de scanhoek van het oppervlak tussen de scans wordt veranderd. Het veranderen van de scanhoek kan bijzonder eenvoudig door de scanner te roteren onder een scherpe hoek, waarbij de eerste scan onder een hoek van in hoofdzaak 90 graden met het oppervlak wordt uitgevoerd, terwijl de tweede 25 scan onder een scherpe hoek met het oppervlak wordt uitgevoerd. De hoogte van elk punt van het oppervlak voor de digitale driedimensionale weergave van het oppervlak wordt dan op basis van de scans onder een verschillende scanhoek met behulp van een met de computer te berekenen driehoeksmeting bepaald.

Tevens wordt aan de hand van de eerste scan en/of de tweede scan 30 met behulp van de computer 13 een digitale kleuren weergave of kleurdata van het oppervlak verschaft.

Vervolgens worden in de computer 13 de data van de digitale driedimensionale weergave van het reliëf van het oppervlak 3 geconverteerd naar machine-instructies voor een bewerkingsmachine 15 zoals een freesmachine of 6 reliëf productie machines zoals een “3d printmachine”, met behulp waarvan een mal 17 wordt vervaardigd.

Tevens worden met behulp van de computer 13 de kleurdata van het gescande oppervlak 3 gestuurd naar een printer 19 met behulp waarvan een 5 vlakke kleuren kopie 21 wordt vervaardigd.

Het voordeel van het gebruiken van dezelfde scans voor het kleurbeeld en het reliëfbeeld, is dat deze beelden automatisch exact op elkaar passen.

De met behulp van de kleurdata vervaardigde reliëfloze kleuren 10 kopie 21 wordt in de volgende stap in de mal 17 gepositioneerd, waarbij met behulp van de mal 17 een driedimensionale gekleurde reproductie 100 van het oppervlak 3 te vervaardigen is.

Het is ook mogelijk om de kleurstap die in de getoonde uitvoeringsvorm wordt uitgevoerd met behulp van de printer 19 pas uit te voeren 15 nadat een driedimensionale reproductie van het oppervlak 3 is gevormd.

Voor het kleuren van de driedimensionale reproductie is het tevens mogelijk om andere werkwijzen dan printen te gebruiken. In plaats van een printer kunnen tevens zeef- of offsetplaten worden toegepast.

Figuur 2 geeft in een duidelijk stroomdiagram de verschillende 20 opties voor het uitvoeren van de hierboven beschreven stappen weer.

De scanner is bij voorkeur een lijnscanner.

Bij voorkeur is het medium waarop de vlakke kleuren kopie wordt aangebracht papier, karton of kunststof. Bij voorkeur wordt met behulp van de mal het papier of het karton gepreegd zodat dit papier gekleurd of niet een 25 driedimensionale reproductie vormt van het oppervlak 3.

In plaats van de condities van de scans te variëren met de lichtbronnen 9, 11 is het ook mogelijk om de scanhoek van de scanner 7 voor de eerste scan ten opzichte van de tweede scan te wijzigen.

1034969

Claims (14)

1. Werkwijze voor het vervaardigen van een driedimensionale reproductie van een van reliëf voorzien oppervlak, welke werkwijze de volgende 5 stappen omvat: het met behulp van een met een computer te verbinden scanner ten minste twee keer scannen van het oppervlak, waarbij een eerste scan onder andere condities wordt uitgevoerd dan de tweede scan, het in de computer met elkaar vergelijken van de scans voor het 10 verkrijgen van een digitale driedimensionale weergave van het reliëf van het oppervlak, het met behulp van een bewerkingsmachine op basis van de digitale driedimensionale weergave van het reliëf van het oppervlak vervaardigen van een mal, 15 het met behulp van de mal vervaardigen van de driedimensionale reproductie van het oppervlak.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, gekenmerkt door het met behulp van de computer digitaliseren van ten minste een scan voor het verkrijgen van kleurdata van het gescande oppervlak.

3. Werkwijze volgens conclusie 2, gekenmerkt door het met behulp van de kleurdata vervaardigen van een reliëfloze kleuren kopie, van welke reliëfloze kleuren kopie met behulp van de mal een driedimensionale gekleurde reproductie van het oppervlak te vervaardigen is.

4. Werkwijze volgens conclusie 1, gekenmerkt door met behulp van de 25 computer ten minste een van de twee scans te digitaliseren voor het verkrijgen van kleurdata van het gescande oppervlak, voor het inkleuren van de met de mal vervaardigde driedimensionale reproductie van het oppervlak.

5. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, gekenmerkt door het met behulp van de mal preegen van papier, karton of kunststof.

6. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, gekenmerkt door het met behulp van de mal thermo- en/of vacuüm vormen van kunststof.

7. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de condities tussen een eerste scan en een tweede scan worden gevarieerd door of een hoek waaronder gescand wordt te variëren of door het 1034969 belichten van het te scannen oppervlak te variëren, waarbij met behulp van de computer door de verschillen in elk punt van het gescande oppervlak tussen de eerste en tweede scans het reliëf van het oppervlak wordt gedigitaliseerd.

8. Werkwijze volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat het belichten 5 tussen ten minste de eerste en de tweede scan wordt gevarieerd door of de lichtsterkte van ten minste twee lichtbronnen voor het verlichten van het te scannen oppervlak te variëren of door de belichtingshoek van ten minste een lichtbron voor het verlichten van het te scannen oppervlak te variëren.

9. Werkwijze volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat het te 10 scannen oppervlak continu uniform wordt belicht, waarbij een positie van de scanner na het uitvoeren van een eerste scan wordt veranderd voor het uitvoeren van de tweede scan, zodat de hoek waaronder wordt gescand, wordt gevarieerd.

10. Systeem voor het vervaardigen van een driedimensionale reproductie van een van reliëf voorzien oppervlak, welk systeem is voorzien van: 15 een met behulp van een met een computer verbonden scanner voor het scannen van het oppervlak, alsmede ten minste een lichtbron, waarbij met behulp van ten minste twee onder verschillende condities uitgevoerde scans een digitale driedimensionale weergave van het reliëf van het oppervlak verkrijgbaar is, een met behulp van een met de computer verbonden 20 bewerkingsmachine met behulp waarvan op basis van een digitale driedimensionale weergave van het reliëf van het oppervlak een mal te vormen is, met behulp waarvan de driedimensionale reproductie van het oppervlak vervaardigbaar is.

11. Systeem volgens conclusie 9, met het kenmerk, dat het systeem is voorzien van ten minste twee lichtbronnen die op afstand van elkaar zijn opgesteld.

12. Systeem volgens conclusie 9, met het kenmerk, dat de scanner tussen twee scans ten opzichte van het te scannen oppervlak verplaatsbaar is.

13. Systeem volgens een der voorgaande conclusies 9-11, met het kenmerk, dat de scanhoek door het roteren van de scanner varieerbaar is.

14. Systeem volgens een der voorgaande conclusies 9-12, met het 30 kenmerk, dat het systeem is voorzien van een met de computer verbonden kleurenprinter of een met de computer verbonden inrichting voor het vervaardigen van zeef- of offsetplaten. 1034969