TWI639097B - 一種三維模型文件之保護方法及其系統 - Google Patents

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Abstract

本發明係揭露一種三維模型文件之保護方法及其系統，其包含有資料讀取模組讀取一三維模型文件之一數據；面元位移模組用以選取至少一三角面元，並對至少一三角面元之三個頂點座標進行一向量位移；縫隙填補模組用以填補至少一三角面元因向量位移所產生之縫隙以修改三維模型文件；以及模型產生模組用以回存經過修改之三維模型文件以產生一加密三維模型文件。相較於先前技術，本發明能提供用戶預覽三維模型文件，並僅提供授權用戶能正確列印出原始三維模型，因此能達到保護三維模型文件之目的。

Description

一種三維模型文件之保護方法及其系統
本發明係關於三維模型文件，特別是關於一種三維模型文件之保護方法及其系統。
三維列印(3D Printing)，是一種快速成形技術，透過將設計者繪製之三維模型文件之數據輸入三維列印機中，運用粉末狀金屬或塑膠等可黏合材料，將材料以平面列印方式，逐層堆疊列印以形成最終成品，而這類技術在工業上被稱為增材製造(Additive Manufacturing)，其特點在於能夠製造出任何形狀之物品。
近年來三維列印技術快速發展，同時也越來越受到重視，廠商亦因應不同需求開發出各種三維列印技術。然而，習知三維模型文件大部分都處於一種無保護狀態，當這些文件放置於網路上時，任何使用者皆可透過三維列印系統讀取這些文件數據並進行模型列印和生產，如此一來缺乏對設計者之工作成果或擁有者之資產給予適當保護。
習知三維模型文件之保護方法大多是透過對文件加密而使未授權之用戶無法完全取得其內容，如中國大陸申請公開號CN102855657揭露一種通過變換三維物件的點保護三維物件(Object) 的方法和設備，其乃是一種針對保護圖形物件之方法，該方法包含以下步驟：獲取受保護圖形物件；生成平移向量(Vector)並通過將所述點與平移向量相加變換所述點；以及輸出受保護圖形物件。於具體實施例中，該圖形物件是一三維物件。
然而，習知保護三維物件之方法和設備，於實際應用時，三維物件和受保護之三維物件在視覺上是不同的；此外，受保護之三維物件在預覽上幾乎無法辨認出原始三維物件之樣貌，亦無法提供購買者一預覽三維物件之影像，以讓購買者能進一步決定是否購買。
有鑒於此，本發明提出一種三維模型文件之保護方法及其系統，通過對三角面元之頂點座標進行一向量位移，並藉由複數個填充三角面元來填補三角面元因向量位移所產生之縫隙以修改三維模型文件，以形成一封閉之模型。
本發明更提出一種三維模型文件之保護方法，其包含以下步驟：(S1)讀取一三維模型文件之一數據，其中三維模型文件包含複數個三角面元，數據則包含每一三角面元各自所對應之三個頂點座標；(S2)選取至少一三角面元，並對至少一三角面元之三個頂點座標進行一向量位移；(S3)填補至少一三角面元因向量位移所產生之縫隙以修改三維模型文件；以及(S4)回存經過修改之三維模型文件以產生一加密三維模型文件。其中步驟(S3)係產生複數個填充三角面元，藉以填補至少一三角面元因向量位移所產生之縫隙以修改三維模型文件。
本發明提出一種三維模型文件之保護方法，更包含下列步驟：(S5)判斷是否授權以進行瀏覽與列印加密三維模型文件；(S6)若步驟(S5)之判斷結果為是，則將加密三維模型文件中，經向量位移之至少一三角面元還原為各自所對應之三角面元，並回存於三維模型文件；以及(S7)輸出三維模型文件以進行瀏覽與列印。
此外，本發明另提出一種三維模型文件之保護系統，其包含：一資料讀取模組，用以讀取一三維模型文件之一數據，其中三維模型文件包含複數個三角面元，數據則包含每一三角面元各自所對應之三個頂點座標；一面元位移模組，連接資料讀取模組，用以選取至少一三角面元，並對至少一三角面元之三個頂點座標進行一向量位移；一縫隙填補模組，連接資料讀取模組及面元位移模組，用以填補至少一三角面元因向量位移所產生之縫隙以修改三維模型文件；以及一模型產生模組，連接資料讀取模組、面元位移模組及縫隙填補模組，用以回存經過修改之三維模型文件以產生一加密三維模型文件。其中複數個填充三角面元，係由縫隙填補模組所產生，用以填補至少一三角面元因向量位移所產生之縫隙以修改三維模型文件。
本發明更提出一種三維模型文件之保護系統，另包含：一授權判斷模組，連接模型產生模組，用以判斷是否有授權以進行瀏覽與列印加密三維模型文件，若判斷結果為否，則輸出加密三維模型文件以進行瀏覽與列印；以及一面元還原模組，連接於授權判斷模組，用以當授權判斷模組之判斷結果為是時，則將加密三維模型文件中，經向量位移之至少一三角面元還原為各自所對應之三角面元，並回存 三維模型文件，以輸出三維模型文件以進行瀏覽與列印。
承上所述，相較於習知技術，本發明提出之三維模型文件之保護方法及其系統能夠對三維模型文件進行保護。當使用者拿到受保護之三維模型文件，可以利用三維建模軟體(3D Modeling Software)來瀏覽受保護之三維模型文件，但在非授權之情況下將無法修復及還原受保護之三維模型文件；於此情況下將受保護之三維模型文件利用三維列印機列印出來，其模型表面會呈一凹凸不平狀，與原始三維模型存有一定誤差。至此因無法正確列印，從而能對三維模型文件達到保護之效果，藉以改善先前技術之缺失。
S1~S8‧‧‧流程步驟
1‧‧‧三維模型文件之保護系統
10‧‧‧資料讀取模組
20‧‧‧面元位移模組
30‧‧‧縫隙填補模組
40‧‧‧模型產生模組
50‧‧‧授權判斷模組
60‧‧‧面元還原模組
V‧‧‧向量
圖一係繪示本發明之三維模型文件之保護方法於一具體實施例之方法流程圖。
圖二係繪示本發明於一具體實施例之三角面元經向量位移及填補縫隙後之示意圖。
圖三A係繪示本發明於一具體實施例未授權情況下之三維模型文件之示意圖。
圖三B係繪示本發明於一具體實施例授權情況下之三維模型文件之示意圖。
圖四係繪示本發明之三維模型文件之保護系統於一具體實施例之功能方塊圖。
請參閱圖一，係繪示本發明之三維模型文件之保護方法於一 具體實施例之方法流程圖。如圖所示，本發明之一種三維模型文件之保護方法，其包含下列步驟：(S1)讀取一三維模型文件之一數據，其中三維模型文件包含複數個三角面元(Triangle Patch)，數據則包含每一三角面元各自所對應之三個頂點座標；(S2)選取至少一三角面元，並對至少一三角面元之三個頂點座標進行一向量位移；(S3)填補至少一三角面元因向量位移所產生之縫隙以修改三維模型文件；以及(S4)回存經過修改之三維模型文件以產生一加密三維模型文件。其中步驟(S3)係產生複數個填充三角面元，藉以填補至少一三角面元因向量位移所產生之縫隙以修改三維模型文件。於本實施例中，所述之三維模型文件為STL文件，其中STL文件係用來保存以三角形為像素(Pixel)所構成之三維模型之所有點和面之資訊，惟三維模型文件不以STL文件為限，於實際應用時，三維模型文件亦可以為WRL,PLY,OBJ,FBX,DAE,STP,IGS等文件格式。
圖二係繪示本發明於一具體實施例之三角面元經過向量位移以及填補縫隙後之示意圖。請同時參閱圖一及圖二，步驟(S1)係讀取一三維模型文件之一數據，其中三維模型文件包含一三角面元ABC，數據則包含三角面元所對應之三個頂點座標，分別為A點(125,30,30)、B點(145,45,30)、C點(130,60,30)，惟三角面元ABC之座標並不以上述為限，三角面元ABC之座標參數設定能視情況作適當地調整。步驟(S2)係選取三角面元ABC，並對三角面元ABC之三個頂點座標進行一向量V(0,0,35)之位移，惟向量並不以上述為限，向量之參數設定能視情況作適當地調整，於本實施例中，向量V可以是(0,0,K)，而K為自然數。當三角面元ABC經過向量V(0,0,35)位移後會得到一對應之三角面元A’B’C’，三角面元A’B’C’所對應 之三個頂點座標分別為A’點(125,30,65)、B’點(145,45,65)、C’點(130,60,65)。步驟(S3)係產生複數個填充三角面元，藉以填補三角面元ABC在經向量V(0,0,35)位移後與所得之三角面元A’B’C’間產生之縫隙，其中，複數個填充三角面元分別為填充三角面元A’AB、填充三角面元B’A’B、填充三角面元B’CB、填充三角面元B’C’C、填充三角面元C’AC以及填充三角面元C’A’A，惟複數個填充三角面元並不以上述組合為限，亦可視情況而有不同之組合。
請再參閱圖一，本發明之一具體實施例之三維模型文件之保護方法，更包含下列步驟：(S5)判斷是否授權以進行瀏覽與列印加密三維模型文件；(S6)若步驟(S5)判斷結果為是，則將加密三維模型文件中，經向量位移之至少一三角面元還原為各自所對應之三角面元，並回存三維模型文件；以及(S7)輸出三維模型文件以進行瀏覽與列印。其中若步驟(S5)判斷結果為否，則執行步驟(S8)輸出加密三維模型文件以進行瀏覽與列印。
再者，請參閱圖三A及圖三B，圖三A係繪示本發明於一具體實施例未授權情況下之三維模型文件之示意圖，圖三B係繪示本發明於一具體實施例授權情況下之三維模型文件之示意圖。當加密三維模型文件於未授權之情況下，經步驟(S8)所輸出之加密三維模型文件並未還原至原始之三維模型文件，使用者僅可以預覽到與原始三維模型文件具有相類似外型之模型，且利用三維列印機所列印出來之模型表面會凹凸不平，而與原始三維模型存有一定誤差。同時，由於加密三維模型文件並無授權，所以使用者無法獨自將其修復還原至原始之三維模型文件。換 言之，當加密三維模型文件於授權情況下，經過步驟(S7)所輸出之三維模型文件即為加密三維模型文件還原至原始之三維模型文件，使用者除了能夠瀏覽原始之三維模型文件外，亦能夠列印出原始三維模型。
請參閱圖四，係繪示本發明之三維模型文件之保護系統於一具體實施例之功能方塊圖。如圖所示，本發明之三維模型文件之保護系統1，其包含：一資料讀取模組10、一面元位移模組20、一縫隙填補模組30、一模型產生模組40、授權判斷模組50以及一面元還原模組60。
資料讀取模組10用以讀取一三維模型文件之一數據，其中三維模型文件包含複數個三角面元，數據則包含每一三角面元各自所對應之三個頂點座標。
面元位移模組20連接資料讀取模組10，用以選取至少一三角面元，並對至少一三角面元之三個頂點座標進行一向量位移。
縫隙填補模組30連接資料讀取模組10及面元位移模組20，用以填補至少一三角面元因向量位移所產生之縫隙以修改三維模型文件。
模型產生模組40連接資料讀取模組10、面元位移模組20及縫隙填補模組30，用以回存經過修改之三維模型文件以產生一加密三維模型文件，其中縫隙填補模組30係產生複數個填充三角面元，用以填補至少一三角面元因向量位移所產生之縫隙以修改三維模型文件，而向量位移為(0,0,K)，K為自然數。
授權判斷模組50連接模型產生模組40，用以判斷是否有授權以進行瀏覽與列印加密三維模型文件，若判斷結果為否，則輸出 加密三維模型文件以進行瀏覽與列印。
面元還原模組60連接授權判斷模組50，用以當授權判斷模組50之判斷結果為是時，則將加密三維模型文件中，經向量位移之至少一三角面元還原為各自所對應之三角面元，並回存三維模型文件，以輸出三維模型文件以進行瀏覽與列印。
由於本發明之三維模型文件之保護方法及其系統，係透過三角面元之頂點座標進行一向量位移，並藉由產生複數個填充三角面元以填補至少一三角面元經向量位移所產生之縫隙以修改三維模型文件，以形成一封閉模型之加密三維模型文件。相較於習知技術，本發明除了提供授權與未授權用戶預覽三維模型文件之功能，亦能讓授權與未授權用戶獲得不同列印品質之模型成品，進而達到對三維模型文件保護之效果，以改善先前技術之缺失。
以上較佳具體實施例之詳述，俾利清楚描述本發明之特徵與精神，但並非以上述所揭露之較佳具體實施例來對本發明之範疇加以限制。雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本創作之精神和範圍內，當可作各種更動與潤飾，而本發明所申請之專利範圍之範疇應根據上述說明作最寬廣之解釋，以致使其涵蓋所有可能之改變及具相等性之安排。

Claims (10)

  1. 一種三維模型文件之保護方法，包含下列步驟：讀取一三維模型文件之一數據，其中該三維模型文件包含複數個三角面元，該數據則包含每一三角面元各自所對應之三個頂點座標；選取至少一三角面元，並對該至少一三角面元之該三個頂點座標進行一等量的向量位移；填補該至少一三角面元因該向量位移所產生之縫隙以修改該三維模型文件；以及回存經過修改之該三維模型文件以產生一加密三維模型文件；其中，一使用者在檢視藉由該三維模型文件之保護方法所加密的該三維模型文件所呈現的輪廓外型時，仍能從該加密三維模型文件中辨識該三維模型文件之未加密前的原始輪廓外型。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之三維模型文件之保護方法，其中填補該至少一三角面元因該向量位移所產生之縫隙以修改該三維模型文件步驟，更包含下列步驟：產生複數個填充三角面元，藉以填補該至少一三角面元因該向量位移所產生之縫隙以修改該三維模型文件。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之三維模型文件之保護方法，其中該向量位移為(0,0,K)，K為自然數。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之三維模型文件之保護方法，更包含下列步驟： 判斷是否授權以進行瀏覽與列印該加密三維模型文件；若判斷結果為是，則將該加密三維模型文件中，經該向量位移之該至少一三角面元還原為各自所對應之該三角面元，並回存於該三維模型文件；以及輸出該三維模型文件以進行瀏覽與列印。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之三維模型文件之保護方法，其中在判斷是否授權以進行瀏覽與列印該加密三維模型文件後，更包含下列步驟：若判斷結果為否，則輸出該加密三維模型文件以進行瀏覽與列印。
  6. 一種三維模型文件之保護系統，包含：一資料讀取模組，用以讀取一三維模型文件之一數據，其中該三維模型文件包含複數個三角面元，該數據包含每一三角面元各自所對應之三個頂點座標；一面元位移模組，連接該資料讀取模組，用以選取至少一三角面元，並對該至少一三角面元之該三個頂點座標進行一等量的向量位移；一縫隙填補模組，連接該資料讀取模組及該面元位移模組，用以填補該至少一三角面元因該向量位移所產生之縫隙以修改該三維模型文件；以及一模型產生模組，連接該資料讀取模組、該面元位移模組及該縫隙填補模組，用以回存經過修改之該三維模型文件以產生一加密三維模型文件；其中，一使用者在檢視藉由該三維模型文件之保護系統所加密的該三維模型文件所呈現的輪廓外型時，仍能從該加密三 維模型文件中辨識該三維模型文件之未加密前的原始輪廓外型。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之三維模型文件之保護系統，更包含：複數個填充三角面元，係由該縫隙填補模組所產生，用以填補該至少一三角面元因該向量位移所產生之縫隙以修改該三維模型文件。
  8. 如申請專利範圍第6項所述之三維模型文件之保護系統，其中該向量位移為(0,0,K)，K為自然數。
  9. 如申請專利範圍第6項所述之三維模型文件之保護系統，更包含：一授權判斷模組，連接該模型產生模組，用以判斷是否有授權以進行瀏覽與列印該加密三維模型文件，若判斷結果為否，則輸出該加密三維模型文件以進行瀏覽與列印。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之三維模型文件之保護系統，更包含：一面元還原模組，連接該授權判斷模組，用以當該授權判斷模組之判斷結果為是時，則將該加密三維模型文件中，經該向量位移之該至少一三角面元還原為各自所對應之該三角面元，並回存該三維模型文件，以輸出該三維模型文件以進行瀏覽與列印。
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