TW201531929A - 立體模型合成方法與立體模型合成裝置 - Google Patents

立體模型合成方法與立體模型合成裝置 Download PDF

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Abstract

一種立體模型合成方法與立體模型合成裝置，此立體模型合成方法包括下列步驟。設定基底模型。依據符號串列從候選資料庫挑選出至少一符號模型。符號串列包括依序排列的至少一符號，且至少一符號分別關聯於至少一符號模型。分析基底模型與符號模型，從而獲取符號模型相對於該基底模型的空間位置資訊。依據空間位置資訊，將符號模型整合至基底模型上，以建立關聯於物件的立體模型。

Description

立體模型合成方法與立體模型合成裝置
本發明是有關於一種建立立體模型的方法，且特別是有關於一種立體模型合成方法與立體模型合成裝置。
隨著電腦輔助製造(Computer-Aided Manufacturing,CAM)的進步，製造業發展了立體列印技術，能很迅速的將設計原始構想製造出來。立體列印技術實際上是一系列快速原型成型(Rapid Prototyping,RP)技術的統稱，其基本原理都是疊層製造，由快速原型機在X-Y平面內通過掃描形式形成工件的截面形狀，而在Z座標間斷地作層面厚度的位移，最終形成立體物體。立體列印技術能無限制幾何形狀，而且越複雜的零件越顯示RP技術的卓越性，更可大大地節省人力與加工時間，在時間最短的要求下，將3D電腦輔助設計(Computer-Aided Design,CAD)軟體所設計的數位立體模型真實地呈現出來，不但摸得到，亦可真實地感受得到它的幾何曲線。
一般而言，目前利用上述快速成型法形成立體物品的立 體列印裝置，多是透過讀取一三維模型圖檔來據此建造關聯於此數位立體模型的立體物體。因此，倘若使用者想於立體物體上嵌入姓名或其他文字符號，使用者需於利用電腦軟體建立數位立體模型期間手動設計與繪制嵌入文字的數位立體模型。此舉不但耗費時間與人力，也對使用者產生許多不必要的困擾。
有鑑於此，本發明提供一種立體模型合成方法與立體模型合成裝置，可將符號模型快速且自動的整合至基底模型上，藉此產生嵌上文字符號的立體物體的立體模型。
本發明提出一種立體模型合成方法，適用於一電子裝置，此立體模型合成方法包括下列步驟。設定基底模型。依據符號串列，從候選資料庫挑選出至少一符號模型。符號串列包括依序排列的至少一符號，且至少一符號分別關聯於至少一符號模型。分析基底模型與符號模型，從而獲取符號模型相對於該基底模型的空間位置資訊。依據空間位置資訊，將符號模型整合至基底模型上，以建立關聯於一物件的立體模型。
在本發明的一實施例中，上述的分析基底模型與符號模型，從而獲取符號模型相對於基底模型的空間位置資訊的步驟包括：初始化符號模型的空間位置資訊，其中空間位置資訊包括旋轉角度與位移資訊。判斷符號於符號串列中的符號次序。依據符號次序、基底模型的基底模型參數與符號模型的符號模型參數， 決定符號模型的旋轉角度與位移資訊。
在本發明的一實施例中，上述的基底模型為圓柱體，而上述依據符號次序、基底模型的基底模型參數符號模型的符號模型參數，決定符號模型的旋轉角度與位移資訊的步驟包括：依據圓柱體的半徑與符號模型的尺寸決定符號模型的單位旋轉角度。依據各符號的符號次序與單位旋轉角度決定符號模型以第一軸線方向為旋轉軸心的旋轉角度。
在本發明的一實施例中，上述的依據符號次序、基底模型的基底模型參數與符號模型的符號模型參數，決定符號模型的旋轉角度與位移資訊的步驟更包括：依據圓柱體的半徑與單位旋轉角度決定符號模型的參考位移量。依據參考位移量與旋轉角度決定符號模型於第二軸線方向上的第一位移量與第三軸線方向上的第二位移量。
在本發明的一實施例中，上述的基底模型為角柱體，而上述的依據符號次序、基底模型的基底模型參數與符號模型的符號模型參數，決定符號模型的旋轉角度與位移資訊的步驟包括：依據符號串列中符號的符號數量與符號模型的尺寸，決定符號串列的串列長度。若串列長度不大於角柱體的單面寬度，依據符號模型的尺寸與符號次序決定符號模型於第一軸線方向上的第一位移量。若串列長度大於角柱體的單面寬度，依據符號模型的尺寸與符號次序決定符號模型於第二軸線方向上的第二位移量。
在本發明的一實施例中，上述的若串列長度大於角柱體 的單面寬度，依據符號模型的尺寸與符號次序決定符號模型於一第一軸線方向上的位移量的步驟更包括：依據預先設置，決定至符號模型以第三軸線方向為軸心的旋轉角度。
在本發明的一實施例中，上述的符號的種類包括數字符號、字母(alphabet)符號與標點符號的其中之一及其組合者。
從另一觀點來看，本發明提出一種立體模型合成裝置，包括儲存單元以及處理單元。儲存單元記錄多個模組與儲存候選資料庫。處理單元耦接儲存單元，以存取並執行儲存單元中記錄的多個模組，而所述模組包括設定模組、挑選模組、分析模組以及建立模組。設定模組設定基底模型。挑選模組依據符號串列從候選資料庫挑選出至少一符號模型，且至少一符號分別關聯於至少一符號模型。符號串列包括依序排列的符號。分析模組分析基底模型與符號模型，從而獲取符號模型相對於基底模型的空間位置資訊。建立模組依據空間位置資訊，將符號模型整合至基底模型上，以建立關聯於一物件的立體模型。
基於上述，在一實施範例中，當立體模型合成裝置接收到使用者所選擇的符號串列時，立體模型合成裝置自動分析基底模型與對應的符號模型，從而獲取符號模型相對於基底模型的空間位置資訊。再者，立體模型合成裝置依據此空間位置資訊將符號模型整合至基底模型上，以建立關聯於一物件的立體模型。如此一來，使用者可透過簡易的操作步驟而快速獲取一三維合成模型，而立體列印裝置可依據此三維合成模型列印出嵌入符號的物 件，大幅節省手動設計與繪制所需的時間。
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
100‧‧‧立體模型合成裝置
110‧‧‧儲存單元
120‧‧‧處理單元
111‧‧‧設定模組
112‧‧‧挑選模組
113‧‧‧分析模組
114‧‧‧建立模組
115‧‧‧候選資料庫
M1‧‧‧圓柱體
M2‧‧‧角柱體
S1~S3、P1~P5‧‧‧符號模型
R1‧‧‧圓柱半徑
PS‧‧‧長寬尺寸
ra‧‧‧單位旋轉角度
θ1、θ2‧‧‧旋轉角度
△r‧‧‧參考位移量
△x1、△y1、△x2、△y2‧‧‧位移量
O、A1、B1‧‧‧座標點
R2‧‧‧內圓半徑
W‧‧‧單面寬度
LS1、LS2‧‧‧串列長度
S210~S240‧‧‧本發明一實施例所述的立體模型合成方法的各步驟
下面的所附圖式是本發明的說明書的一部分，繪示了本發明的示例實施例，所附圖式與說明書的描述一起說明本發明的原理。
圖1是依照本發明的一實施例所繪示的立體模型合成裝置的方塊圖。
圖2是依照本發明一實施例所繪示的立體模型合成方法的流程圖。
圖3A至圖3B為依照本發明一實施例所繪示的合成立體模型的範例示意圖。
圖4A至圖4B為依照本發明一實施例所繪示的合成立體模型的範例示意圖。
圖4C至圖4D為依照本發明一實施例所繪示的合成立體模型的範例示意圖。
現將詳細參考本發明之示範性實施例，在附圖中說明所述示範性實施例之實例。另外，凡可能之處，在圖式及實施方式 中使用相同標號的元件/構件代表相同或類似部分。
圖1是依照本發明的一實施例所繪示的立體模型合成裝置的方塊圖。請參照圖1，立體模型合成裝置100為具有運算功能的電子裝置，例如是筆記型電腦、平板電腦或桌上型電腦等計算機裝置，本發明並不對立體模型合成裝置100的種類加以限制。在本實施例中，立體模型合成裝置100可編輯與處理一物件的立體模型資訊並傳送至立體列印裝置(未繪示)，使立體列印裝置可依據立體模型資訊列印出立體的物件。
在本示範實施例中，立體模型合成裝置100包括儲存單元110與處理單元120。儲存單元110例如是任意型式的固定式或可移動式隨機存取記憶體(Random Access Memory，RAM)、唯讀記憶體(Read-Only Memory，ROM)、快閃記憶體(Flash memory)、硬碟或其他類似裝置或這些裝置的組合，而用以記錄可由處理單元110執行的多個模組，這些模組可載入處理單元110以執行合成立體模型的功能。
處理單元120例如是中央處理單元(Central Processing Unit，CPU)，或是其他可程式化之一般用途或特殊用途的微處理器(Microprocessor)、數位訊號處理器(Digital Signal Processor，DSP)、可程式化控制器、特殊應用積體電路(Application Specific Integrated Circuits，ASIC)、可程式化邏輯裝置(Programmable Logic Device，PLD)或其他類似裝置或這些裝置的組合。處理單元120係耦接至儲存單元110，而可存取並執行記錄在儲存單元 110中的模組，以執行合成立體模型的功能。
上述模組包括設定模組111、挑選模組112、分析模組113及建立模組114，這些模組例如是電腦程式或指令，其可載入處理單元120，從而執行合成立體模型的功能。以下即舉實施例說明立體模型合成裝置100執行立體模型合成方法的詳細步驟。
首先，於步驟S210，設定模組111設定基底模型。基底模型可以是已儲存於物件資料庫中的基本立體模型，例如為球體、立方體、環形、圓柱體、圓錐體等等基本原型對應的基本立體模型。另外，基底模型也可以是使用者利用模型編輯軟體(例如Maya或3DMax)所製作的模型，也可以是藉由三維掃描技術掃描物體所取得的三維模型，本發明對於基底模型的建立方式與取得方式並不限制。
此外，為了於已知的基底物件嵌上客製化的文字或符號，立體模型合成裝置100接收包括文字或符號的符號串列。舉例來說，立體模型合成裝置100可提供輸入介面供使用者輸入待嵌入的符號串列。藉此，若使用者欲於基底物件嵌入例如是「Alex」的文字，使用者可於立體模型合成裝置100所提供的輸入介面輸入字元串列「Alex」。也就是說，符號串包括依序排列的至少一符號，而符號的種類包括數字符號、字母(alphabet)符號與標點符號的其中之一及其組合者，本發明對此並不限制。
於是，於步驟S220，挑選模組112依據符號串列從候選資料庫挑選出分別對應至至少一符號的至少一符號模型。於本實 施例中，各符號的符號模型已建立並且儲存於候選資料庫115中。需特別說明的是，符號模型的形狀與外觀可視實際應用狀況而設計之，本發明對此不限制。舉例來說，各符號的符號模型可以是固定尺寸且呈方形鑲板(Panel)狀的立體模型，也可以是呈圓形鑲板狀的立體模型。更具體來說，於一實施例中，大寫英文字母「A」到「Z」與小寫英文字母「a」到「z」所對應的立體模型已建立於候選資料庫115內，且這些立體模型的例如為長寬皆為兩公分的鑲板狀立體模型。
藉此，當立體模型合成裝置100獲取符號串列後，挑選模組112於候選資料庫中針對符號串列中的每一符號挑選出對應的符號模型。舉例來說，假設符號串列為字元串列「Alex」，挑選模組112從候選資料庫中挑選出分別對應至字元「A」、字元「l」、字元「e」以及字元「x」的符號模型。
於步驟S230，分析模組113分析基底模型與符號模型，從而獲取符號模型相對於基底模型的空間位置資訊。基於上述可知，基底模型與符號模型都是建立完成的立體模型，因此分析模組113可得知基底模型與符號模型的各項模型參數。此外，分析模組113也可得知基底模型與符號模型相對於三維參考座標下的空間座標資訊。於是，分析模組113可藉由分析基底模型與符號模型的模型參數而決定如何將符號模型嵌入基底模型。詳細來說，於本實施中，上述步驟S230中分析模型參數而獲取符號模型相對於基底模型的空間位置資訊的步驟更可分為3個子步驟S231 ~S233。
首先，於步驟S231，分析模組113初始化符號模型的空間位置資訊，其中空間位置資訊包括旋轉角度與位移資訊。具體來說，初始化的步驟可視為將儲存於候選資料庫中符號模型所對應的原始座標位置映射至基底模型之參數座標系統下的一初始位置。也就是說，所有待合成的符號模型經空間轉換而置放於基底模型之參數座標系統下的一初始位置。與此同時，待合成的符號模型也未經空間旋轉處理，因此所有待合成的符號模型上的符號都面相基底模型之參數座標系統下的一特定方向。
初始化符號模型的空間位置資訊後，於步驟S232，分析模組113判斷符號於符號串列中的符號次序。之後，於步驟S233，分析模組113依據符號次序、基底模型的基底模型參數與符號模型的符號模型參數，決定符號模型的旋轉角度與位移資訊。具體來說，依據各個符號於符號串列中的排列順序，各個符號會被嵌入至不同的相對位置。因此，分析模組113針對被挑選模組112所挑選到的符號模型計算出對應的位移資訊與旋轉角度。此外，基底模型的基底模型參數與符號模型的符號模型參數同樣為決定旋轉角度與位移資訊的因素。舉例來說，為了讓嵌入符號的物件表面呈現平順且自然的視覺效果，各符號模型的旋轉角度將視表面的弧度而定。詳盡的分析與計算方式將在後續段落中進一步說明。
待分析模組113決定符號模型的旋轉角度與位移資訊 後，於步驟S240，建立模組114依據空間位置資訊將符號模型整合至基底模型上，以建立關聯於一物件的立體模型。也就是說，建立模組114依據空間位置資訊中的旋轉角度旋轉各符號模型，並依據空間位置資訊中的位移資訊將各符號模型移動至基底模型之座標參數系統下的一特定位置上。基此，由於基底模型與符號模型皆隸屬於相同的參考座標系統下，建立模組114可將經旋轉與位移處理後的各個符號模型整合至基底模型上。
為了進一步說明分析模組113如何依據符號次序、基底模型的基底模型參數與符號模型的符號模型參數，決定符號模型的旋轉角度與位移資訊，以下將分別以基底模型為圓柱體與角度體為例進行說明。
當基底模型為圓柱體時，為了使所有符號模型能夠貼齊圓柱基底的弧狀表面，因此所有符號模型的旋轉角度皆有所差異。進一步來說，分析模組113依據圓柱體的半徑與符號模型的尺寸決定符號模型的單位旋轉角度。接著，分析模組113依據各符號的符號次序與單位旋轉角度決定符號模型以第一軸線方向為旋轉軸心的旋轉角度。此外，分析模組113更依據圓柱體的半徑與單位旋轉角度決定符號模型的參考位移量，再依據參考位移量與旋轉角度決定符號模型於第二軸線方向上的第一位移量與第三軸線方向上的第二位移量。
舉例來說，圖3A至圖3B為依照本發明一實施例所繪示的合成立體模型的範例示意圖。請先參照圖3A，於本範例實施例 中，假設基底模型建立於XYZ正交座標系之下，其中第一軸線方向為z軸方向，第二軸線方向為x軸方向而第三軸線方向為y軸方向。再者，於圖3A所示，基底模型為圓柱體M1，而符號模型S1~S3為鑲板狀的立體模型。其中，R1代表圓柱體M1的圓柱半徑，PS代表符號模型S1~S3的長寬尺寸。需特別說明的是，於本實施例中，符號模型S1~S3的長寬尺寸係為相同，但本發明並不依此為限。於其他實施例中，符號模型S1~S3的長寬尺寸可有所差異。再者，針對實際應用狀況與使用情境，符號模型S1~S3的長寬尺寸PS還可透過不同的係數因子來據以調整。例如，此係數因子例如為黃金比例(φ=0.618)。
於是，分析模組113可依據圓柱體M1的圓柱半徑R1與符號模型S1~S3的尺寸PS決定符號模型S1~S3的單位旋轉角度。進一步來說，於圖3A所示的範例實施例中，單位旋轉角度為ra並可透過下列式(1)獲取。
接著，分析模組113依據各符號的符號次序與單位旋轉角度決定符號模型以第一軸線方向為旋轉軸心的旋轉角度。基於前述可知，由於每一個符號模型的位置不同，所以符號模型S1~S3各自的旋轉角度也依據其符號次序而有所不同。舉例來說，於圖3A所示的範例實施例中，θ1代表符號模型S1的旋轉角度且等於單位旋轉角度ra，θ2代表符號模型S2的旋轉角度且等於三倍 的單位旋轉角度ra。由此可知，符號模型S1將以z軸方向為軸心旋轉旋轉角度θ1，符號模型S2將以z軸方向為軸心旋轉旋轉角度θ2。具體來說，分析模組113例如可利用下列程式碼(L1)來產生各符號模型的旋轉角度：if(p%2=0)//p is even θ i =ra *(((i-(p/2))+0.5)* 2)；else θ i =ra *((i-(p/2))* 2)； (L1)其中，p為符號串列的符號數量，i為符號模型的符號次序，ra為單位旋轉角度而θi為各符號模型的旋轉角度。基於前述說明，分析模組113可依據符號模型的符號次序、符號模型參數以及基底模型參數而計算出各個符號模型以z軸方向為軸心的旋轉角度。
之後為了獲取各符號模型的位移資訊，分析模組113依據圓柱體M1的圓柱半徑R1與單位旋轉角度ra決定符號模型的參考位移量。請參照圖3B，於圖3B所示的範例實施例中，△r代表參考位移量且可由下列式(2)獲取。
△r=R1 * cos(ra) 式(2)
於是，分析模組113可依據參考位移量△r與旋轉角度決定符號模型於第二軸線方向上的第一位移量與第三軸線方向上的第二位移量。舉符號模型S1為例，分析模組113可依據參考位移量△r與旋轉角度θ1決定符號模型S1於x軸方向上的第一位移量△x1與y軸方向上的第二位移量△y1。其中，各符號模型之x軸方向上的第一位移量與y軸方向上的第二位移量的計算方式可由下列式(3)與式(4)表示。
△x i =△r * sin(θ i ) 式(3)
△y i =△r * cos(θ i ) 式(4)
基於上述關於旋轉角度與位移資訊的計算方式，分析模組113可依據圓柱體M1的半徑長度、符號模型S1~S3的尺寸與符號次序而計算出各符號模型S1~S3相對於圓柱體M1的空間位置資訊。於是，建立模組114可藉由各符號模型S1~S3相對於圓柱體M1的空間位置資訊將符號模型S1~S3整合於圓柱體M1上。需特別說明的是，於本實施例中，所有符號模型的放置於圓柱體M1上的高度為一預設高度，但本發明並不以此為限。基此，如圖3B所示，以符號模型S1為例，藉由符號模型S1相對於參考座標點O的第一位移量△x1與第二位移輛△y1建立模組114可據以將符號模型S1移動至座標點A1處。接著，建立模組114將符號模型S1旋轉旋轉角度θ1，以將符號模型S1貼齊於圓柱體M1的表面上。
另外，接下來將以基底模型為角柱體為例進行說明。值得一提的是，在以角柱體為基底模型的範例中，由於角柱體的每一表面具有固定的寬度，因此若符號串列中之符號的數量過多將導致角柱的單一表面無法容納完整的符號串列的現象。於是，於一實施例中，分析模組133將比較角柱體單一表面的寬度與嵌入符號串列所需的寬度，若角柱體單一表面的寬度無法容納所有待嵌入的符號，分析模組133將據以改變符號模型的排列於基底模型上的排列方向。
詳細來說，分析模組113依據符號串列中符號的符號數量與符號模型的尺寸，決定符號串列的串列長度。若串列長度不大於角柱體的單面寬度，依據符號模型的尺寸與符號次序決定符號模型於第一軸線方向上的第一位移量。若串列長度大於角柱體的單面寬度，依據符號模型的尺寸與符號次序決定符號模型於第二軸線方向上的第二位移量。另外，於一實施例中，若串列長度大於角柱體的單面寬度，分析模組113除了以另一方項排列符號模型之外，更依據預先設置決定符號模型以第三軸線方向為軸心的旋轉角度。
舉例來說，圖4A至圖4B為依照本發明一實施例所繪示的合成立體模型的範例示意圖。請先參照圖4A，於本範例實施例中，假設基底模型建立於XYZ正交座標系之下，其中第一軸線方向為x軸方向，第二軸線方向為z軸方向而第三軸線方向為y軸方向。於本範例實施例中，角柱體M2的基底模型參數包括角柱面數F與角柱的內圓半徑R2。再者，如圖4A所示，對於正四角柱體模型而言，角柱面數F為四，且單面寬度W等於兩倍的內圓半徑R。另外，符號模型P1~P2為鑲板狀的立體模型，而符號模型參數包括符號模型P1~P2的尺寸PS。
於圖4A與圖4B所示的範例中，假設符號串列為字元串列「AB」。分析模組113依據字元串列「AB」，可分析出字元串列「AB」具有符號「A」以及符號「B」且字元串列「AB」的符號數量為二。其中，符號「A」對應至符號模型P1，而符號「B」對 應至符號模型P2。請參照圖4A，分析模組113基於符號數量與符號模型P1~P2的尺寸PS而決定符號串列的串列長度LS1，串列長度LS1代表嵌入符號「A」以及符號「B」的所需最小寬度。
如圖4A所示，由於串列長度LS1短於角柱體M2的單面寬度W，因此分析模組113依據符號模型P1~P2的尺寸PS與符號次序決定出符號模型P1~P2於x軸方向上的第一位移量△x1與△x2。具體來說，分析模組113例如可利用下列程式碼(L2)來產生各符號模型於x軸方向上的第一位移量：if(p%2=0)//p is even △x i =ps * sx *(((i-(p/2))+0.5)* 2)；else △x i =ps * sx *((i-(p/2))* 2)； (L2)其中，p為符號串列的符號數量，i為符號模型的符號次序，PS為符號模型的尺寸，sx為用以調整符號模型的尺寸的係數因子，而△xi為各符號模型於第一軸線方向上的第一位移量。綜上所述，於基底模型為角柱體的範例中，當串列長度小於單面寬度，分析模組113可依據符號模型的符號次序、符號模型參數以及基底模型參數而計算出各個符號模型於第一軸線方向上的第一位移量。
相較於以圓柱體的基底模型，由於角柱體的表面不具有弧度的平面，因此分析模組113不需要以z軸方向為軸心來旋轉各個符號模型P1~P2，且各個符號模型P1~P2於y軸方向上的位移量皆相同，即位移量△y1等於位移量△y2。再者，於本實施例中，所有符號模型P1~P2的放置於角柱體M2上的高度以預設為一預設高度，但本發明並不以此為限。因此，以符號模型P1為 例，基於符號模型P1的第一位移量△x1、位移量△y1以及預設高度，建立模組114可據以將符號模型P1移動至座標點B1處，以將符號模型P1整合至角柱體M2上而產生合成後的立體模型。如圖4B所示，符號模型P1~P2沿x軸方向而排列於角柱體M2上。
另一方面，圖4C至圖4D為依照本發明一實施例所繪示的合成立體模型的範例示意圖。請先參照圖4C，於本範例實施例中，假設基底模型建立於XYZ正交座標系之下，其中第一軸線方向為x軸方向，第二軸線方向為z軸方向而第三軸線方向為y軸方向。於本範例實施例中，角柱體M2的基底模型參數包括角柱面數F與角柱的內圓半徑R2。再者，如圖4C所示，對於正四角柱體模型而言，角柱面數F為四，且單面寬度W等於兩倍的內圓半徑R2。另外，符號模型P1~P2為鑲板狀的立體模型，而符號模型參數包括符號模型P1~P2的尺寸PS。
於圖4C與圖4D所示的範例中，假設符號串列為字元串列「ABCDE」。分析模組113可分析出字元串列「ABCDE」具有字元「A」、字元「B」、字元「C」、字元「D」以及字元「E」，且字元串列「ABCDE」的符號數量為五。其中，字元「A」對應至符號模型P1，字元「B」對應至符號模型P2，字元「C」對應至符號模型P3，字元「D」對應至符號模型P4，而字元「E」對應至符號模型P5。於本範例實施例中，分析模組113基於字元串列「ABCDE」的符號數量與符號模型P1~P5的尺寸PS而決定串列長度LS2，串列長度LS2代表嵌入字元「A」、字元「B」、字元「C」、 字元「D」以及字元「E」的所需最小寬度。
於圖4C與圖4D所示的範例中，分析模組113判定串列長度LS2大於角柱體M2的單面寬度W。因此，分析模組113依據各符號模型P1~P5的尺寸PS與符號次序決定符號模型P1~P5於z軸方向上的第二位移量△z1~△z5。也就是說，當串列長度LS2大於角柱體M2的單面寬度W，相較於圖4A與圖4B所示的範例，分析模組113並非計算符號模型於x軸方向上的第一位移量，而是計算符號模型於z軸方向上的第二位移量。舉例來說，分析模組113例如可利用下列程式碼(L3)來產生各符號模型於z軸方向上的第二位移量：if(p%2=0)//p is even △z i =ps * sx *(((i-(p/2))+0.5)* 2)；else △z i =ps * sx *((i-(p/2))* 2)； (L3)其中，p為符號串列的符號數量，i為符號次序，PS為符號模型的尺寸，sx為用以調整符號模型的尺寸的係數因子，而△zi為各符號模型於第二軸線方向上的第二位移量。
基此，於基底模型為角柱體的範例中，當串列長度大於單面寬度，分析模組113可依據符號模型的符號次序、符號模型參數以及基底模型參數而計算出各個符號模型於第二軸線方向上的第二位移量。簡單來說，當分析模組113判定串列長度大於單面寬度，分析模組113改變排列符號模型的排列方向。如圖4D所示，符號模型P1~P5沿z軸方向而排列於角柱體M2上。值得一 提的是，當分析模組113改變排列符號模型的排列方向時，分析模組113更依據預先設置決定符號模型以y軸方向為軸心的旋轉角度。於圖4D所示的範例中，分析模組113依據預先設置將所有符號模型P1~P5以y軸方向為軸心旋轉90度，使符號模型能夠因應其排列方向而顯現出最佳的文字呈現體驗。
綜上所述，於本發明的一實施例中，立體模型合成裝置藉由分析與計算基底模型的基底模型參數與符號模型的符號模型參數，從而獲取符號模型相對於基底模型的空間位置資訊。因此，立體模型合成裝置可依據此空間位置資訊符號模型放在特定的空間位置上，以自動合成出嵌入符號模型的立體模型。如此一來，使用者僅需要透過簡易的操作步驟就可將符號模型整合至已知的基底模型上以產生關聯於一物件的三維合成模型，大幅節省手動設計與繪制三維立體模型所需的時間。更進一步來說，當使用者欲於待列印的物件上嵌上文字或符號時，本實施例所示之立體模型合成方法可大幅降低所需耗費的人力與時間。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
S210~S240‧‧‧一實施例之立體模型合成方法的各步驟

Claims (14)

  1. 一種立體模型合成方法，適用於一電子裝置從一候選資料庫建立關聯一物件的一立體模型，該立體模型合成方法包括：設定一基底模型；依據一符號串列從該候選資料庫挑選出至少一符號模型，其中該符號串列包括依序排列的至少一符號，該至少一符號分別關聯於該至少一符號模型；分析該基底模型與該至少一符號模型，從而獲取該至少一符號模型相對於該基底模型的一空間位置資訊；以及依據該空間位置資訊，將該至少一符號模型整合至該基底模型上，以建立關聯於該物件的該立體模型。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的立體模型合成方法，其中分析該基底模型與該至少一符號模型，從而獲取該至少一符號模型相對於該基底模型的該空間位置資訊的步驟包括：初始化該至少一符號模型的該空間位置資訊，其中該空間位置資訊包括一旋轉角度與一位移資訊；判斷該至少一符號於該符號串列中的一符號次序：以及依據該符號次序、該基底模型的一基底模型參數與該至少一符號模型的一符號模型參數，決定該至少一符號模型的該旋轉角度與該位移資訊。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的立體模型合成方法，其中該基底模型為一圓柱體，而依據該符號次序、該基底模型的該基底 模型參數與該至少一符號模型的該符號模型參數，決定該至少一符號模型的該旋轉角度與該位移資訊的步驟包括：依據該圓柱體的半徑與該至少一符號模型的尺寸決定該至少一符號模型的一單位旋轉角度；以及依據各該符號的該符號次序與該單位旋轉角度決定該至少一符號模型以一第一軸線方向為旋轉軸心的該旋轉角度。
  4. 如申請專利範圍第3項所述的立體模型合成方法，其中依據該符號次序、該基底模型的該基底模型參數與該至少一符號模型的該符號模型參數，決定該至少一符號模型的該旋轉角度與該位移資訊的步驟更包括：依據該圓柱體的半徑與該單位旋轉角度決定該至少一符號模型的一參考位移量；以及依據該參考位移量與該旋轉角度決定該至少一符號模型於一第二軸線方向上的一第一位移量與一第三軸線方向上的一第二位移量。
  5. 如申請專利範圍第2項所述的立體模型合成方法，其中該基底模型為一角柱體，而依據該符號次序、該基底模型的該基底模型參數與該至少一符號模型的該符號模型參數，決定該至少一符號模型的該旋轉角度與該位移資訊的步驟包括：依據該符號串列中該至少一符號的一符號數量與該至少一符號模型的尺寸，決定該符號串列的一串列長度；若該串列長度不大於該角柱體的一單面寬度，依據該至少一 符號模型的尺寸與該符號次序決定該至少一符號模型於一第一軸線方向上的一第一位移量；以及若該串列長度大於該角柱體的該單面寬度，依據該至少一符號模型的尺寸與該符號次序決定該至少一符號模型於一第二軸線方向上的一第二位移量。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的立體模型合成方法，其中若該串列長度大於該角柱體的該單面寬度，依據該至少一符號模型的尺寸與該符號次序決定該至少一符號模型於一第一軸線方向上的位移量的步驟更包括：依據一預先設置，決定該至少一符號模型以一第三軸線方向為軸心的該旋轉角度。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的立體模型合成方法，其中該至少一符號的種類包括數字符號、字母(alphabet)符號與標點符號的其中之一及其組合者。
  8. 一種立體模型合成裝置，適用於建立關聯一物件的一立體模型，包括：一儲存單元，記錄多個模組與儲存一候選資料庫；以及一處理單元，耦接該儲存單元，以存取並執行該儲存單元中記錄的所述模組，所述模組包括：一設定模組，設定一基底模型；一挑選模組，依據一符號串列從該候選資料庫挑選出該至少一符號模型，其中該符號串列包括依序排列的至少一符 號，該至少一符號分別關聯於該至少一符號模型；一分析模組，分析該基底模型與該至少一符號模型，從而獲取該至少一符號模型相對於該基底模型的一空間位置資訊；以及一建立模組，依據該空間位置資訊，將該至少一符號模型整合至該基底模型上，以建立關聯於該物件的該立體模型。
  9. 如申請專利範圍第8項所述的立體模型合成裝置，其中該分析模組初始化該至少一符號模型的該空間位置資訊，該空間位置資訊包括一旋轉角度與一位移資訊，該分析模組判斷該至少一符號於該符號串列中的一符號次序，以及該分析模組依據該符號次序、該基底模型的一基底模型參數與該至少一符號模型的一符號模型參數，決定該至少一符號模型的該旋轉角度與該位移資訊。
  10. 如申請專利範圍第9項所述的立體模型合成裝置，其中該基底模型為一圓柱體，該分析模組依據該圓柱體的半徑與該至少一符號模型的尺寸決定該至少一符號模型的一單位旋轉角度，以及該分析模組依據各該符號的該符號次序與該單位旋轉角度決定該至少一符號模型以一第一軸線方向為旋轉軸心的該旋轉角度。
  11. 如申請專利範圍第10項所述的立體模型合成裝置，其中該分析模組依據該圓柱體的半徑與該單位旋轉角度決定該至少一符號模型的一參考位移量，以及該分析模組依據該參考位移量與該旋轉角度決定該至少一符號模型於一第二軸線方向上的一第一 位移量與一第三軸線方向上的一第二位移量。
  12. 如申請專利範圍第9項所述的立體模型合成裝置，其中該基底模型為一角柱體，該分析模組依據該符號串列中該至少一符號的一符號數量與該至少一符號模型的尺寸，決定該符號串列的一串列長度，其中，若該串列長度不大於該角柱體的一單面寬度，該分析模組依據該至少一符號模型的尺寸與該符號次序決定該至少一符號模型於一第一軸線方向上的一第一位移量，其中，若該串列長度大於該角柱體的該單面寬度，該分析模組依據該至少一符號模型的尺寸與該符號次序決定該至少一符號模型於一第二軸線方向上的一第二位移量。
  13. 如申請專利範圍第12項所述的立體模型合成裝置，其中若該串列長度大於該角柱體的該單面寬度，該分析模組依據一預先設置，決定該至少一符號模型以一第三軸線方向為軸心的該旋轉角度。
  14. 如申請專利範圍第8項所述的立體模型合成裝置，其中該至少一符號的種類包括數字符號、字母符號與標點符號的其中之一及其組合者。
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