WO2012058978A1 - 中国元素工程数据库构建方法、系统及其在工业设计领域的应用 - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to digital design and manufacturing technology, and relates to computer-aided design and manufacturing technology based on database technology, and particularly relates to a construction method of a Chinese element engineering database, a database system and its application in the field of industrial design.
- the Chinese element refers to the cultural achievements that are gradually formed in the process of integration, evolution and development of the Chinese nation.
- the Chinese people create, inherit, reflect Chinese humanistic spirit and folk psychology, and have Chinese characteristics. They are all Chinese elements, including tangible substances. Symbols and intangible spiritual content, namely material cultural elements and spiritual cultural elements. Such as ideology, morality, value system, folk affairs, living habits, religion, architecture, art, science and technology, law, ethics, etc., up to the Three Emperors and the Five Emperors, down to the Song and Yuan Dynasties, to the Great Wall of the Forbidden City, as small as the window.
- Chinese traditional culture is a Chinese element, but Chinese elements are not equal to Chinese traditional culture, but also include Chinese modern literature.
- Chinese economy is inseparable from the growing Chinese economy, world civilization is also inseparable from Chinese culture.
- Chinese culture is an indispensable part of human beings.
- the "Chinese element” that breeds the spirit of Chinese culture will create confidence for Chinese brands to go global, and it will take on the mission of integrating into the world and influencing the world.
- the present invention combines the construction of the Chinese elemental engineering database system with the industrial design and manufacturing of industrial design products, and provides innovative cases of applying Chinese elements to intermediate industrial products to promote "Made in China” to " China has created the pace of change.
- the object of the present invention is to overcome the above-mentioned deficiencies in the prior art and provide a complete technical solution for linking the Chinese elemental engineering database system and the computer-aided design and manufacturing of industrial design, and specifically providing a construction method of the Chinese elemental engineering database.
- the technical solution provided by the present invention is:
- a method for constructing a Chinese elemental engineering database system characterized in that its original material database construction comprises the following steps:
- each vectorized surface metadata is arranged and combined to obtain vectorized voxel data, which is numbered and stored in the voxel database;
- the aforementioned method for constructing the Chinese elemental engineering database system is characterized in that the Chinese element refers to the gradual formation in the process of integration, evolution and development of the Chinese nation, and the creation, inheritance and reflection of the Chinese humanistic spirit and folklore psychology by the Chinese.
- the cultural achievements with Chinese characteristics are all Chinese elements, including tangible material symbols and intangible spiritual content, namely material cultural elements and spiritual cultural elements.
- the aforementioned Chinese element engineering database system construction method the Chinese pattern, pattern information, including: Chinese characters, engraving, calligraphy; Chinese porcelain traditional colors and patterns; Chinese painting, traditional dragon and phoenix patterns ( ⁇ , ⁇ , Lei, Hui, Ba Wen), Xiangyun pattern, Chinese weaving embroidery (embroidery, etc.), Fengyan; Chinese crafts, costume colors and patterns; Chinese furniture carving, pattern Decorations, component outlines; decorative patterns of Chinese decorations, etc.
- a Chinese element engineering database system using the foregoing construction method characterized in that it comprises a database management module and a database storage module for communicating with each other; wherein the database management module comprises a database creation, retrieval, extraction, modification, numbering sub-module,
- the database storage module includes a line element database, a face database, and a voxel database submodule.
- the foregoing line element database is used for storing texture and line data; the facet database is used for storing textures, lines and their constituents, positional relationship data in a finite area plane; the voxel database is used for storing a limited number of bins The shape of the data and its composition, positional relationship data.
- the foregoing database creation, retrieval, extraction, and modification sub-modules are all human-computer interaction interfaces; the numbered sub-module is an automatic operation module, which invokes the creation, retrieval, extraction, and modification of sub-modules, and the same group data is clamped. Associate with a numbering rule.
- the CAM system can be a CNC machining center, other NC processing systems, etc.;
- the data is sent to the CAM system for manufacturing, and the voxel data after the mapping is numbered and stored in the voxel database; when the visual effect of the design cannot be achieved, the voxel data is decomposed into faces. Metadata, modify the facet data and then combine it into voxel data, repeat step (4);
- the facet data is decomposed into line element data, and the line element data is modified and then combined into facet data, and then further combined into voxel data. Repeat step (5).
- the aforementioned industrial product comprises a main body and a protective decorative layer coated or attached to the surface of the main body; wherein the main body is made of metal materials such as gold, silver, copper, iron, tin or ceramic, glass, wood a non-metallic material, a product, a member or a component obtained by processing; the protective decorative layer is a structural layer formed of a material such as ceramics, leather, paint, etc., and the inner or outer surface is provided with the pattern of the Chinese element. , pattern or engraving.
- the industrial product described is one of furniture, toys, handicrafts, automotive supplies, daily necessities, and other industrial products, which have both cultural decoration and practicality.
- the Chinese element engineering database system constructed by the invention is to gradually convert the non-editable two-dimensional image information into vectorized data which can be freely edited and output without deformation. After this conversion, the database can be repeatedly repeated.
- the use and sharing of usage through the network, etc. greatly extend the value of the data; the construction method, creatively separates the body, surface, line and other information of the Chinese elements of the collected objects, and then vectorizes them according to the original
- the non-vector information structure is reorganized, so that the Chinese elements of the collected objects can be restored, the processed information is compared with the original information, and the original information is continuously improved, so that the original Chinese elements of the original collection object are retained, and the original Chinese elements are formed.
- Engineering database system As the collection of objects continues to increase, the database system will become more powerful, more fulfilling and complete, and more Chinese elements can be sorted, processed, and preserved to provide a data foundation for subsequent applications and innovations.
- the construction method of the Chinese element engineering database system provided by the invention also provides a derivative Chinese element engineering database system, which is obtained by sequentially modifying and innovating the line, surface and voxel data in the original database. Derived data of one or more series, the order of modification is from body to face to line, contrary to the original database construction order, in order to facilitate designers to improve design speed and efficiency, which is continuous innovation on the basis of tradition. Provides a technical foundation. Derived data stored in the database also becomes new data, which is called directly for the next design.
- the database system includes a database creation module, a database creation, retrieval, extraction, modification, numbering sub-module, which can complete various operations of Chinese element data, and complete high-quality data management work through a human-machine interaction interface.
- the database storage module includes a line element database, a facet database, and a voxel database sub-module, and stores the corresponding data hierarchically according to the mutual composition relationship, so that the user can directly call according to the need.
- the invention provides a complete technical solution combining traditional cultural elements with industrial products.
- the innovative products of the invention carry Chinese elements, let the world know China through Chinese elements, understand China, enrich the world civilization, and let the life of the world people Better.
- the invention combines computer database technology, graphic image processing technology, Chinese culture, computer aided product design and manufacture, and can be widely applied to the manufacture of various metal and non-metal industrial products, and then applied to furniture, toys, automobiles,
- the fields of manufacturing of electronic products, electrical appliances, handicrafts and other industrial products and intermediate products have a wide range of applications and have great development prospects.
- the invention provides a method for constructing a Chinese element engineering database system, and the original material database construction comprises the following steps:
- each vectorized surface metadata is arranged and combined to obtain vectorized voxel data, which is numbered and stored in the voxel database;
- the aforementioned construction method of the Chinese elemental engineering database system, the construction of the derivative material database includes the following steps:
- the raw data and the derived data are mutually causal and mutually invoking, and can generate more innovative design data and solutions based on traditional Chinese elements, allowing designers to easily complete product innovation design.
- the Chinese elements mentioned are the cultural achievements that are gradually formed during the process of integration, evolution and development of the Chinese nation.
- the Chinese people create, inherit, reflect Chinese humanistic spirit and folk psychology, and have Chinese characteristics, all of which are Chinese elements, including Tangible material symbols and intangible spiritual content, namely material cultural elements and spiritual cultural elements.
- the "Chinese element” is divided into three parts.
- the first is China's inherent elements: such as China's territory (including 3 million square kilometers of territorial waters), Chinese ethnicity, China's climate, etc.; second is Chinese traditional culture.
- the third element is the modern culture of China.
- the pattern and pattern information embodying Chinese elements include: Chinese characters, engraving, calligraphy; Chinese porcelain traditional colors and patterns; Chinese paintings, traditional dragon and phoenix patterns ( ⁇ pattern, wishful pattern, thunder pattern, back pattern, bar pattern), Xiangyun pattern, Chinese weaving embroidery (embroidery, etc.), Fengyan; Chinese handicrafts, costume colors and patterns; Chinese furniture carving, ornamentation, component contours; Chinese decorative patterns.
- a Chinese element engineering database system using the foregoing construction method characterized in that it comprises a database management module and a database storage module for communicating with each other; wherein the database management module comprises a database creation, retrieval, extraction, modification, numbering sub-module,
- the database storage module includes a line element database, a face database, and a voxel database submodule.
- the foregoing line element database is used for storing texture and line data; the facet database is used for storing textures, lines and their constituents, positional relationship data in a finite area plane; the voxel database is used for storing a limited number of bins The shape of the data and its composition, positional relationship data.
- the foregoing database creation, retrieval, extraction, and modification sub-modules are all human-computer interaction interfaces; the numbered sub-module is an automatic operation module, which invokes the creation, retrieval, extraction, and modification of sub-modules, and the same group data is clamped. Associate with a numbering rule.
- the CAM system can be a CNC machining center, other NC processing systems, etc.;
- the data is sent to the CAM system for manufacturing, and the voxel data after the mapping is numbered and stored in the voxel database; when the visual effect of the design cannot be achieved, the voxel data is decomposed into faces. Metadata, modify the facet data and then combine it into voxel data, repeat step (4);
- the facet data is decomposed into line element data, and the line element data is modified and then combined into facet data, and then further combined into voxel data. Repeat step (5).
- the aforementioned industrial product comprises a main body and a protective decorative layer coated or attached to the surface of the main body; wherein the main body is made of a metal material such as gold, silver, copper, iron or tin or a non-metallic material such as ceramic, glass or wood. a product, component or component obtained by processing; the protective decorative layer is a structural layer formed of a material such as ceramics, leather, paint, etc., and the inner or outer surface of the protective decorative layer is provided with the pattern, pattern or engraving of the Chinese element. .
- the industrial product described is one of furniture, toys, handicrafts, automotive supplies, daily necessities, and other industrial products, which have both cultural decoration and practicality.
- the invention relates to database technology, digital design and manufacturing technology, in particular to tactile three-dimensional rapid modeling design software based on UG and FREEFORM kernel, combined with Chinese element engineering database system, applied to industrial product design and manufacture; and automated precision processing equipment such as CNC And the production line, as well as new environmentally friendly composite materials such as ceramics and special alloys, are applied to industrial products, so that traditional industrial products have the Chinese elements of inheritance, optimization and innovation, and become the new carrier for inheriting, developing and spreading Chinese culture.
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Abstract
本发明提供了一种中国元素工程数据库系统的构建方法，包括：选取关系型数据库管理系统，将采集到信息进行数字化处理存入体元数据库，分色获得镂空二维图形信息存入面元数据库，矢量化线元图形信息存入线元数据库；将矢量化线元图形信息进行组合获得矢量化面元数据存入面元数据库；将各矢量化面元数据进行排列组合，获得矢量化体元数据，编号存入体元数据库中；将同一组数据通过编号进行关联；重复上述步骤获得多组数据并编号存入数据库中，获得原始中国元素工程数据库系统。本发明还提供了采用上述方法构建的中国元素工程数据库系统，其包括数据库管理模块和数据库存储模块；本发明还提供了该数据库系统在工业设计制造领域的应用。
Description
说 明 书 中国元素工程数据库构建方法、 系统及其在工业设计领域的应用 技术领域
本发明涉及数字化设计和制造技术， 涉及基于数据库技术的计算机辅助 设计、 制造技术， 具体涉及一种中国元素工程数据库的构建方法、 数据库系 统及其在工业设计领域的应用。
背景技术
近年来， 随着信息化和自动化设备的迅猛发展， 计算机辅助设计、 制造 技术应用也越来越广泛。 一方面， 包括工业设计在内的各种产品设计和应用 曰益丰富， 另一方面， 文化的发展和人民审美的需求也越来越大。 因此， 如 何将文化， 特别是将我国文化元素通过计算机技术引入工业设计设计、 制造 领域， 提升产品的文化品位和附加值， 就成为一个较为重要的技术问题。
自 2008年奥运会及 2010年世博会之后， 国内外均更加重视中国元素， 即中国元素的研究。 中国元素是指在中华民族融合、 演化与发展过程中逐渐 形成的、 由中国人创造、 传承、 反映中国人文精神和民俗心理、 具有中国特 质的文化成果， 都是中国元素， 其包括有形的物质符号和无形的精神内容， 即物质文化元素和精神文化元素。 如思想意识、 道德观念、 价值体系、 民俗 事象、 生活习惯、 宗教信仰、 建筑、 艺术、 科技、 法律、 伦理等， 上至三皇 五帝， 下到宋元明清， 大到故宫长城， 小至窗棂门钉。 中国传统文化都是中 国元素， 但中国元素不全等于中国传统文化， 还包括中国现代文。 当世界经 济离不开持续增长的中国经济时， 世界文明也离不开中国文化。 因为中国文 化是人类不可或缺的重要组成部分。 孕育着中国文化精神的 "中国元素" 将 会为中国品牌走向世界奠定自信， 它会承担起融入世界、 影响世界的时代使 命。
但是， 目前， 国内外对于中国元素的系统性研究和探索刚刚开始， 虽然 有一些单位组织了一些中国元素的探讨活动， 但是由于中国文化博大精深、 涉及面极为宽泛， 尚未取得系统性成果。 2008年奥运会、 2010年世博会， 均 集中展示了中国文化的魅力， 得到了全世界人民的认可和惊叹， 也给中国文
化的继承和创新、 发展提供了有力的案例。
中国文化传统的载体是各种书籍和工艺美术品， 比如中国丝绸、 瓷器、 字画等， 但是在工业产品领域， 特别是在工业设计等中间产品领域， 体现中 国元素的问题尚未引起重视。 目前的中国元素的应用， 多集中在文化传播、 传媒、 出版等领域， 而且尚未见到有关中国元素数据库等数字化、 信息化建 设的报道。
针对上述状况， 本发明将中国元素工程数据库系统构建， 与工业设计产 品的产业化设计、 制造等结合起来， 提供将中国元素应用于中间工业产品的 创新性案例， 以推动 "中国制造" 向 "中国创造" 转变的前进步伐。
发明内容
本发明的目的在于， 克服现有技术上的上述不足， 提供一种将中国元素 工程数据库系统、 工业设计的计算机辅助设计、 制造联系起来的完整技术方 案， 具体提供中国元素工程数据库的构建方法、 数据库系统及其在工业设计 制造领域的应用， 以工程数据库为基础，将中国元素转换为矢量化图形数据, 提高工业设计设计和制造速度， 提高产品的文化含量和附加值。
为解决上述技术问题， 本发明提供的技术方案为：
一种中国元素工程数据库系统的构建方法， 其特征在于， 其原始材料数 据库构建包括以下步骤：
1 )选取一关系型数据库管理系统， 并在该系统中依次新建相互关联的线 元数据库、 面元数据库、 体元数据库；
2 )釆集体现中国元素的对象， 并将釆集到的体现中国元素的各种产品或 资料对象上记载的图案、 花紋信息， 进行数字化处理为二维数字图形， 编号 并存入体元数据库中；
3 )将二维数字图形进行 RGB分色处理， 并根据其背景 RGB色差范围， 去 除其背景获得镂空二维图形信息； 釆用去除背景后的镂空的图形信息， 可以 大大降低后续所需处理的数据量， 加快处理速度；
4 )将镂空二维图形信息导入人工辅助分区工作界面， 在人工干预下， 将 镂空二维图形信息拆分为多数个区域面图形信息， 分别编号并存入面元数据 库；
5 )将区域面图形信息导入人工辅助紋理提取工作界面， 在人工干预下，
将区域面图形信息拆分为多数个线元图形信息；
6 )将各线元图形信息矢量化， 编号并存入线元数据库中；
7 )根据面元数据库中的区域面图形信息，将各矢量化线元图形信息进行 排列组合， 获得矢量化面元数据， 编号并存入面元数据库中；
8 )根据产品造型数据库中二维数字图形信息，将各矢量化面元数据进行 排列组合， 获得矢量化体元数据， 编号并存入体元数据库中；
9 )将上述同一组的线元数据、 面元数据、 体元数据通过编号进行关联；
10 )重复步骤 2 )—9 ), 获得多组数据并编号存入数据库中， 获得原始中 国元素工程数据库系统。
前述的中国元素工程数据库系统的构建方法， 其特征在于， 其衍生材料 数据库构建包括以下步骤：
1 1 )调取任一组矢量化线元数据， 导入人工辅助修改工作界面， 并通过 人工对其进行修改， 获得新的矢量化线元数据， 重新编号后存入线元数据库 中；
12 )将经过修改的矢量化线元数据进行排列组合， 并对其进行修改， 获 得新的矢量化面元数据， 重新编号后存入面元数据库中；
1 3 )将经过修改的矢量化面元数据进行排列组合， 并对其进行修改， 获 得新的矢量化体元数据， 重新编号后存入体元数据库中；
14 )将上述同一组的线元数据、 面元数据、体元数据通过编号进行关联;
15 )重复步骤 11 )—14 ), 获得多组衍生数据并编号存入数据库中， 获得 衍生中国元素工程数据库系统。
前述的中国元素工程数据库系统的构建方法， 其特征在于， 所述的中国 元素是指在中华民族融合、 演化与发展过程中逐渐形成的、 由中国人创造、 传承、 反映中国人文精神和民俗心理、 具有中国特质的文化成果， 都是中国 元素， 其包括有形的物质符号和无形的精神内容， 即物质文化元素和精神文 化元素。
前述的中国元素工程数据库系统的构建方法，所述体现中国元素的图案、 花紋信息， 包括： 中国文字、 篆刻、 书法； 中国瓷器传统色彩和图案； 国画、 传统龙凤紋样 （饕餮紋、 如意紋、 雷紋、 回紋、 巴紋）、 祥云图案、 中国 织绣（刺绣等）、 凤眼； 中国工艺品、 服饰色彩和图案； 中式家具雕刻、 紋
饰、 构件轮廓； 中式装饰的装饰图案等。
一种釆用前述构建方法的中国元素工程数据库系统， 其特征在于， 其包 括相互通讯的数据库管理模块和数据库存储模块； 其中数据库管理模块包括 数据库创建、 检索、 提取、 修改、 编号子模块， 所述的数据库存储模块包括 线元数据库、 面元数据库、 体元数据库子模块。
前述的线元数据库用于存储紋理、 线条数据； 所述的面元数据库用于存 储有限区域面内的紋理、 线条及其构成、 位置关系数据； 所述体元数据库用 于存储有限个面元数据组成的形体及其构成、 位置关系数据。
前述的数据库创建、 检索、 提取、 修改子模块， 均为人机交互界面； 所 述的编号子模块为自动运行模块， 其调用所述创建、 检索、 提取、 修改子模 块， 并将同组数据釆用编号规则进行关联。
前述中国元素工程数据库系统在工业设计制造领域的应用，其特征在于， 其包括如下步骤：
1 )设置一工业产品三维造型设计软件，并开发一数据库接口使其与所述 中国元素工程数据库系统交互通讯； 造型设计软件可以选取 PR0/E、 UG、 FREEF0RM等之一；
2 )设置一与该三维设计造型设计软件数据输出端相连接、并由其驱动的 CAM系统； CAM系统可以为 CNC加工中心、 其他 NC加工系统等；
3 ) 通过三维造型设计软件界面设计新的工业产品造型；
4 )调取中国元素工程数据库系统中体元数据，对该产品造型进行表面贴 图， 并测试其视觉效果；
5 )达到产品设计视觉效果时， 将数据发送给 CAM系统进行制造， 同时将 贴图后的体元数据编号、 存入体元数据库； 不能达到设计视觉效果时， 则将 该体元数据分解为面元数据， 修改该面元数据后再组合为体元数据， 重复步 骤（4 );
6 )如修改后的面元数据仍然不能达到设计视觉效果时，则将该面元数据 分解为线元数据， 修改该线元数据后再组合为面元数据， 再进一步组合为体 元数据， 重复步骤（5 )。
前述的工业产品， 包括主体及包覆或附着在该主体表面的保护装饰层； 其中所述的主体是用金、 银、 铜、 铁、 锡等金属材料或者陶瓷、 玻璃、 木质
等非金属材料， 通过加工所得到的产品、 构件或部件； 所述的保护装饰层为 陶瓷、 皮革、 油漆等材料形成的结构层， 其内侧或外表面上设有所述体现中 国元素的图案、 花紋或雕刻。
所述的工业产品， 为家具、 玩具、 工艺品、 汽车用品、 日用品之一， 以 及其他工业制品， 其具备文化装饰和实用性两种作用。
本发明所提供的中国元素工程数据库系统的构建方法， 是将不可编辑的 二维图像信息逐步转换为可以自由编辑且输出不变形的矢量化数据， 经过这 一转换后， 数据库可以供多次重复使用、 以及通过网络等形式共享使用， 大 大延伸了数据的价值； 该构建方法， 创造性的将所釆集对象的体现中国元素 的体、 面、 线等信息进行逐步分离， 矢量化之后再根据原来的非矢量信息结 构进行重组， 从而可以还原釆集对象的中国元素， 将加工后的信息与原信息 进行对比、 不断改进， 使之保留原釆集对象的中国元素的艺术风格， 形成原 始中国元素工程数据库系统。 随着对釆集对象的不断增加， 数据库系统将越 来越强大、 越来越充实和完整， 可以将更多的中国元素进行整理、 加工、 保 存， 为后续各种应用和创新提供数据基础。
本数据库系统的构建过程中， 大部分为计算机自动运算完成， 部分通过 人机交互界面、 通过人工参与方式完成， 可以避免计算机程序不能对图形图 像所承载的内容， 以及完整的艺术表达形式准确理解的缺陷， 通过人机结合 的方式， 可以扬长避短， 快速获得高质量的矢量化数据。
本发明提供的中国元素工程数据库系统的构建方法， 还提供了衍生中国 元素工程数据库系统， 其是通过对原始数据库中的线、 面、 体元数据依次进 行修改、 创新设计， 而获得的新的一个或多个系列的衍生数据， 其修改的顺 序是由体到面再到线， 与原始数据库的构建顺序相反， 是为了方便设计人员 提高设计速度和效率， 其为在传统的基础上持续创新提供了技术基础。 存入 数据库的衍生数据， 也成为新的数据， 供下次设计时直接调用。
本发明提供的数据库系统， 其中的数据库管理模块包括数据库创建、 检 索、 提取、 修改、 编号子模块， 可以完成中国元素数据的各种操作， 并且通 过人机交互界面， 高质量的完成数据管理工作； 其数据库存储模块包括线元 数据库、 面元数据库、 体元数据库子模块， 其根据相互组成关系分类分层级 存储相应数据， 方便使用者根据需要直接调用。
本发明提供的中国元素工程数据库系统在工业设计领域的应用，将中国 元素创新性地应用于各种工业产品或其中间产品，将中国元素数据库系统与 工业设计三维快速造型设计软件结合起来， 釆用基于 UG、 FREEF0RM等引擎 的三维自由计算机造型设计系统，直接调用中国元素数据库与工业设计造型 的数据， 进行快速、 高效、 具有中国元素的工业设计产品设计， 然后再根据 设计得到的三维数据驱动 CNC等自动化设备进行相关模具或产品的生产，再 结合所釆用的各种陶瓷、 玻璃、 特种合金、 水性涂料等环保材料， 产业化的 制造出各种创新设计的工业产品， 并推向巿场。
本发明提供了将传统文化元素与工业产品相结合的完整的技术方案，通 过本发明创新产品承载中国元素，通过中国元素让世界认识中国，了解中国， 让世界文明更加丰富， 让世界人民的生活更加美好。
本发明将计算机数据库技术、 图形图像处理技术、 中国文化、 计算机辅 助产品设计和制造完美结合起来， 可以广泛应用于各类金属、 非金属材质的 工业产品制造， 进而应用于家具、 玩具、 汽车、 电子、 电器、 工艺品等工业 品及其中间产品制造领域， 其应用范围非常广泛， 具有远大的发展前景。
下面结合具体实施例对本发明做进一步详细说明。
具体实施方式
本发明提供的一种中国元素工程数据库系统的构建方法， 其原始材料数 据库构建包括以下步骤：
1 )选取一关系型数据库管理系统， 并在该系统中依次新建相互关联的线 元数据库、 面元数据库、 体元数据库； 本实施例选择的 SQL SERVER 2005系 统， 其他实施例也可以选择 O ra c l e 、 SYBASE , Acc e s s等数据库之一。
1 )选取一关系型数据库管理系统， 并在该系统中依次新建相互关联的线 元数据库、 面元数据库、 体元数据库；
2 )釆集体现中国元素的对象， 并将釆集到的体现中国元素的各种产品或 资料对象上记载的图案、 花紋信息， 进行数字化处理为二维数字图形， 编号 并存入体元数据库中；
本实施例中， 我们通过对于中国瓷器和相关工艺品的研究， 建立了用于 工业设计等产品设计的中国元素工艺产品类数据库系统，其包括产品的分类、 材料、 工艺和图案等信息， 重点研究了外国人历来欣赏的做工精美、 质感优
良的中国瓷器产品， 如 "青花瓷" "唐三彩"， "紫砂壶" 等等， 这些工艺品凝 聚了中国一代代工匠的心血， 不仅据有中国特色， 而且赏心悦目， 是国内外 消费者喜爱的家居生活好产品。
3 )将二维数字图形进行 RGB分色处理， 并根据其背景 RGB色差范围， 去 除其背景获得镂空二维图形信息； 釆用去除背景后的镂空的图形信息， 可以 大大降低后续所需处理的数据量， 加快处理速度； 背景 RGB色差范围可以根 据实际需要而设定；
4 )将镂空二维图形信息导入人工辅助分区工作界面， 在人工干预下， 将 镂空二维图形信息拆分为多数个区域面图形信息， 分别编号并存入面元数据 库； 具体应该分为多少个线元图形信息， 可以由操作人员根据具体情况选择;
5 )将区域面图形信息导入人工辅助紋理提取工作界面， 在人工干预下， 将区域面图形信息拆分为多数个线元图形信息；
6 )将各线元图形信息矢量化， 编号并存入线元数据库中； 编号由编号子 模块自动完成编号；
7 )根据面元数据库中的区域面图形信息，将各矢量化线元图形信息进行 排列组合， 获得矢量化面元数据， 编号并存入面元数据库中；
8 )根据产品造型数据库中二维数字图形信息，将各矢量化面元数据进行 排列组合， 获得矢量化体元数据， 编号并存入体元数据库中；
9 )将上述同一组的线元数据、 面元数据、 体元数据通过编号进行关联；
10 )重复步骤 2 )—9 ), 获得多组数据并编号存入数据库中， 获得原始中 国元素工程数据库系统。
前述的中国元素工程数据库系统的构建方法， 其衍生材料数据库构建包 括以下步骤：
1 1 )调取任一组矢量化线元数据， 导入人工辅助修改工作界面， 并通过 人工对其进行修改， 获得新的矢量化线元数据， 重新编号后存入线元数据库 中；
12 )将经过修改的矢量化线元数据进行排列组合， 并对其进行修改， 获 得新的矢量化面元数据， 重新编号后存入面元数据库中；
1 3 )将经过修改的矢量化面元数据进行排列组合， 并对其进行修改， 获 得新的矢量化体元数据， 重新编号后存入体元数据库中；
14 )将上述同一组的线元数据、 面元数据、体元数据通过编号进行关联;
15 )重复步骤 11 )—14 ), 获得多组衍生数据并编号存入数据库中， 获得 衍生中国元素工程数据库系统。
所述原始数据与衍生数据互为因果、 相互调用， 可以产生出更多基于传 统中国元素的创新设计数据和方案， 让设计人员轻松完成产品创新设计。
所述的中国元素是指在中华民族融合、 演化与发展过程中逐渐形成的、 由中国人创造、 传承、 反映中国人文精神和民俗心理、 具有中国特质的文化 成果， 都是中国元素， 其包括有形的物质符号和无形的精神内容， 即物质文 化元素和精神文化元素。
具体的， "中国元素" 分为三部分， 第一是中国固有元素： 比如中国 的领土 （包括 300万平方公里的领海）， 中国的人种， 中国的气候等等； 第二是中国传统文化元素； 第三是中国的现代文化。
所述体现中国元素的图案、 花紋信息， 包括： 中国文字、 篆刻、 书法； 中国瓷器传统色彩和图案； 国画、 传统龙凤紋样（饕餮紋、 如意紋、 雷紋、 回紋、 巴紋）、 祥云图案、 中国织绣 （刺绣等）、 凤眼； 中国工艺品、 服 饰色彩和图案； 中式家具雕刻、 紋饰、 构件轮廓； 中式装饰的装饰图案等。
一种釆用前述构建方法的中国元素工程数据库系统， 其特征在于， 其包 括相互通讯的数据库管理模块和数据库存储模块； 其中数据库管理模块包括 数据库创建、 检索、 提取、 修改、 编号子模块， 所述的数据库存储模块包括 线元数据库、 面元数据库、 体元数据库子模块。
前述的线元数据库用于存储紋理、 线条数据； 所述的面元数据库用于存 储有限区域面内的紋理、 线条及其构成、 位置关系数据； 所述体元数据库用 于存储有限个面元数据组成的形体及其构成、 位置关系数据。
前述的数据库创建、 检索、 提取、 修改子模块， 均为人机交互界面； 所 述的编号子模块为自动运行模块， 其调用所述创建、 检索、 提取、 修改子模 块， 并将同组数据釆用编号规则进行关联。
前述中国元素工程数据库系统在工业设计制造领域的应用， 其包括如下 步骤：
1 )设置一工业产品三维造型设计软件，并开发一数据库接口使其与所述 中国元素工程数据库系统交互通讯； 造型设计软件可以选取 PR0/E、 UG、
FREEFORM等之一；
2 )设置一与该三维设计造型设计软件数据输出端相连接、并由其驱动的 CAM系统； CAM系统可以为 CNC加工中心、 其他 NC加工系统等；
3 ) 通过三维造型设计软件界面设计新的工业产品造型；
4 )调取中国元素工程数据库系统中体元数据，对该产品造型进行表面贴 图， 并测试其视觉效果；
5 )达到产品设计视觉效果时， 将数据发送给 CAM系统进行制造， 同时将 贴图后的体元数据编号、 存入体元数据库； 不能达到设计视觉效果时， 则将 该体元数据分解为面元数据， 修改该面元数据后再组合为体元数据， 重复步 骤（4 );
6 )如修改后的面元数据仍然不能达到设计视觉效果时，则将该面元数据 分解为线元数据， 修改该线元数据后再组合为面元数据， 再进一步组合为体 元数据， 重复步骤（5 )。
前述的工业产品， 包括主体及包覆或附着在该主体表面的保护装饰层； 其中所述的主体是用金、 银、 铜、 铁、 锡等金属材料或者陶瓷、 玻璃、 木质 等非金属材料， 通过加工所得到的产品、 构件或部件； 所述的保护装饰层为 陶瓷、 皮革、 油漆等材料形成的结构层， 其内侧或外表面上设有所述体现中 国元素的图案、 花紋或雕刻。
所述的工业产品， 为家具、 玩具、 工艺品、 汽车用品、 日用品之一， 以 及其他工业制品， 其具备文化装饰和实用性两种作用。
本发明是将数据库技术、 数字化设计、 制造技术， 特别是基于 UG、 FREEFORM内核的触觉式三维快速造型设计软件， 结合中国元素工程数据库系 统， 应用于工业产品设计制造； 将 CNC等自动化精密加工设备和生产线， 以 及陶瓷、 特种合金等新型环保复合材料， 应用于工业产品， 使传统的工业产 品具备了继承和优化、 创新的中国元素， 成为继承、 发展和传播中国文化的 新型载体。
如本发明上述实施例所述， 釆用与其相同或相似的方法、 系统及应用， 均在本发明保护范围之内。
Claims
1.一种中国元素工程数据库系统的构建方法， 其特征在于， 其包 括以下步骤：
1 )选取一关系型数据库管理系统， 并在该系统中依次新建相互 关联的线元数据库、 面元数据库、 体元数据库；
2 )釆集体现中国元素的对象， 并将釆集到的体现中国元素的各 种产品或资料对象上记载的图案、 花紋信息， 进行数字化处理为二维 数字图形， 编号并存入体元数据库中；
3 )将二维数字图形进行 RGB分色处理， 并根据其背景 RGB色差 范围， 去除其背景获得镂空二维图形信息；
4 )将镂空二维图形信息导入人工辅助分区工作界面， 在人工干 预下， 将镂空二维图形信息拆分为多数个区域面图形信息， 分别编号 并存入面元数据库；
5 )将区域面图形信息导入人工辅助紋理提取工作界面， 在人工 干预下， 将区域面图形信息拆分为多数个线元图形信息；
6 )将各线元图形信息矢量化， 编号并存入线元数据库中；
7 )根据面元数据库中的区域面图形信息， 将各矢量化线元图形 信息进行排列组合，获得矢量化面元数据，编号并存入面元数据库中；
8 )根据产品造型数据库中二维数字图形信息， 将各矢量化面元 数据进行排列组合，获得矢量化体元数据，编号并存入体元数据库中；
9 )将上述同一组的线元数据、 面元数据、 体元数据通过编号进 行关联；
10 ) 重复步骤 2 ) —9 ), 获得多组数据并编号存入数据库中， 获 得原始中国元素工程数据库系统。
2. 根据权利要求 1 所述的中国元素工程数据库系统的构建方 法， 其特征在于， 其还包括以下步骤：
11 )调取任一组矢量化线元数据， 导入人工辅助修改工作界面， 并通过人工对其进行修改， 获得新的矢量化线元数据， 重新编号后存 入线元数据库中； 12 )将经过修改的矢量化线元数据进行排列组合， 并对其进行修 改， 获得新的矢量化面元数据， 重新编号后存入面元数据库中；
1 3 )将经过修改的矢量化面元数据进行排列组合， 并对其进行修 改， 获得新的矢量化体元数据， 重新编号后存入体元数据库中；
14 )将上述同一组的线元数据、 面元数据、 体元数据通过编号进 行关联；
15 ) 重复步骤 11 ) —14 ), 获得多组衍生数据并编号存入数据库 中， 获得衍生中国元素工程数据库系统。
3. 根据权利要求 1或 2所述的中国元素工程数据库系统的构建 方法， 其特征在于， 所述的中国元素是指在中华民族融合、 演化与发 展过程中逐渐形成的、 由中国人创造、 传承、 反映中国人文精神和民 俗心理、 具有中国特质的文化成果， 都是中国元素， 其包括有形的物 质符号和无形的精神内容， 即物质文化元素和精神文化元素。
4. 根据权利要求 1或 2所述的中国元素工程数据库系统的构建 方法， 其特征在于， 所述体现中国元素的图案、 花紋信息， 包括： 中 国文字、 篆刻、 书法； 中国瓷器传统色彩和图案； 国画、 传统龙凤 紋样、 祥云图案、 中国织绣、 凤眼； 中国工艺品、 服饰色彩和图 案； 中式家具雕刻、 紋饰、 构件轮廓； 中式装饰的装饰图案。
5. 一种釆用权利要求 1所述构建方法的中国元素工程数据库系 统， 其特征在于， 其包括相互通讯的数据库管理模块和数据库存储模 块； 其中数据库管理模块包括数据库创建、 检索、 提取、 修改、 编号 子模块， 所述的数据库存储模块包括线元数据库、 面元数据库、 体元 数据库子模块。
6. 根据权利要求 5所述的中国元素工程数据库系统， 其特征在 于， 所述的线元数据库用于存储紋理、 线条数据； 所述的面元数据库 用于存储有限区域面内的紋理、 线条及其构成、 位置关系数据； 所述 体元数据库用于存储有限个面元数据组成的形体及其构成、位置关系 数据。
7. 根据权利要求 5所述的中国元素工程数据库系统， 其特征在 于， 所述的数据库创建、 检索、 提取、 修改子模块， 均为人机交互界 面； 所述的编号子模块为自动运行模块， 其调用所述创建、 检索、 提 取、 修改子模块， 并将同组数据釆用编号规则进行关联。
8. 根据权利要求 5所述中国元素工程数据库系统在工业设计制 造领域的应用， 其特征在于， 其包括如下步骤：
1 )设置一工业产品三维造型设计软件， 并开发一数据库接口使 其与所述中国元素工程数据库系统交互通讯；
2 )设置一与该三维设计造型设计软件数据输出端相连接、 并由 其驱动的 CAM系统；
3 )通过三维造型设计软件界面设计新的工业产品造型；
4 )调取中国元素工程数据库系统中体元数据， 对该产品造型进 行表面贴图， 并测试其视觉效果；
5 )达到产品设计视觉效果时， 将数据发送给 CAM系统进行制造, 同时将贴图后的体元数据编号、存入体元数据库； 不能达到设计视觉 效果时， 则将该体元数据分解为面元数据， 修改该面元数据后再组合 为体元数据， 重复步骤（4 );
6 ) 如修改后的面元数据仍然不能达到设计视觉效果时， 则将该 面元数据分解为线元数据，修改该线元数据后再组合为面元数据， 再 进一步组合为体元数据， 重复步骤（5 )。
9. 根据权利要求 8所述中国元素工程数据库系统在工业设计领 域的应用， 其特征在于， 所述的工业产品包括主体及包覆或附着在该 主体表面的保护装饰层； 其中所述的主体是用金、 银、 铜、 铁、 锡等 金属材料或者陶瓷、 玻璃、 木质等非金属材料， 通过加工所得到的产 品、 构件或部件； 所述的保护装饰层为陶瓷、 皮革、 油漆等材料形成 的结构层， 其内侧或外表面上设有所述体现中国元素的图案、 花紋或 雕刻。
10. 根据权利要求 8 所述中国元素工程数据库系统在工业设计 制造领域的应用， 其特征在于， 所述的工业产品， 为家具、 玩具、 工 艺品、 汽车用品、 日用品之一。
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