用于将三维数字模型转换成由板材料制成的空间对象的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于将三维数字模型转换成由板材料制成的空间对象的方法，其能够用来研究三维数字模型以及创建由板材料制成的空间对象，该空间对象是实际对象/博物馆件、雕刻品等的准确复本或者是自由生成的，该方法还能够用来缩小/放大可移动的及不可移动的文化历史遗迹、建筑房屋以及旅游景点。
【背景技术】
[0002]公知一种魔方(USP 4662638)，其由空间中多个相互连接的元件构成，这些元件完全填充该魔方体积并且定位成使得允许将它们彼此分割。其设计的特征在于，填充该魔方的每一个元件由若干更小的方体构成，这些方体在它们的侧边彼此接触并且彼此紧密连接。构建该魔方需要将至少两个小的方体一个定位在一个对面，朝向定位在三个空间方向中的每一个元件。
[0003]从技术角度看，该魔方的缺点是要相当复杂的实施小的构建方体，这导致形状复杂并且成本高。
[0004]公知了一种三维拼图(USP 4874176)，其实质上是一种三维图片拼图，包括很多数量的拼图件，这些拼图件具有相同尺寸，形状由上表面、下表面以及侧表面确定。其元件通过它们的下表面彼此连接，因为先前确定的连接部件已经实现了固定，这样构建出了三维形状。
[0005]该三维拼图的缺点在于，为了构造，要求三维形状连接有形状和尺寸相同的很多数量的元件，而且在空间中并不存在对它们位置的提示。该形状的另一劣势是，成形元件彼此定位和连接，并不放置在基座上，结果是，不能以请求的稳定度来构建该三维形状。
[0006]公知一种三维对象(5817378)，其由纸板材制成，折叠成沿着交叉线彼此垂直的两半部，其中板材料在折叠板材的一个半部上设置有切口元件，切口元件间隔放置并且彼此平行，其中切口件的形状从折叠板材的一个半部至另一半部逐渐变化，结果形成了三维形状，该三维形状中，最前部分不同于最后部分。由纸板材制成的该三维对象的缺点在于，为了构建，诸如三维对象被请求另外量的构造元件以实现形状的请求稳定度，以及请求另外量的成形元件平行定位在该形状上。
[0007]公知了一种三维拼图(USP5681041)，其由很多数量的元件构成，每个元件具有预先确定的形状，由硬板材料制成。这些元件实施为平行定位的平坦平面，具有相同厚度。为了稳定地构建该三维拼图形状，取决于构建形状，起初确定数量的元件还装备有摩擦接合介质以实现三维图的请求的稳定度。这种稳定度还可在额外的承载元件的帮助下实现，承载元件还具有在布置成形元件期间进行引导的功能。
[0008]该三维拼图的缺点在于，获得了复杂的构建，这导致不可能完全连续的再造该三维对象。
[0009]公知了一种用于构建三维形状的方法，尤其是体积拼图，其中三维对象被分割成在空间中连接的很多数量的拼图件，即成形元件，在这之后，所获得的多个拼图件即成形元件根据先前确定的图像彼此连接，直到获得一个空间构造，为了该目的，拼图件即成形元件至少以在该空间中垂直定位的两个相同表面通过模块类型的可拆卸连接进行连接，直到获得该三维空间构造。
[0010]该方法的缺点在于，获得了短持续时间的可拆卸式三维构造，基本上是一个三维构造，成形元件和整个三维构造的再生产具有高复杂度。
[0011]专利公开W02003084622中还公知了一种用于构建三维对象的方法，该方法包括:将对象用其与水平面的相交进行分割，该水平面沿空间坐标定位，直到确定了对象的适当轮廓，其中对象被分割成多个成形元件，成形元件具有不同的构型。然后，依靠公知技术设备将这些元件切割成多个件，在这之后，它们被彼此连续地放置以及固定，并且在由其自身轮廓限定的板表面的方向上不可拆卸开，因为每个接连元件固定至先前的一个元件，直到完全再生产出三维对象的形状。
[0012]该方法的缺点在于，要固定成形元件，直到完全再生产出三维对象的形状，这具有高复杂度，并且也不适合于用于具有壳体的构建对象。
【发明内容】
[0013]鉴于本领域中上述引用的现有技术，本发明的目的是提供一种不同的方法，其能够将三维数字模型容易地且准确地转换成由板材料制成的物理空间对象，并且能够用来以高精度构建复杂度不同的对象。
[0014]该目的是由一方法实现的，该方法包括:通过用平面横切对象来创建成形元件，之后对成形元件进行切割和连续布置(consecutive arrangement)直到构造出物理空间对象。
[0015]根据本发明，该对象是三维数字模型，将三维数字模型置于几何构型中，几何构型包含整个三维数字模型即正体(positive)并且代表其基体，其中三维数字模型的外轮廓由同时属于三维数字模型以及几何构型的多点确定；将它们彼此分割；以及确定分割轮廓。然后，取决于三维数字模型的多边形网格来生成具有规定构型的型芯，型芯容纳在三维数字模型中，同时，同时属于正体和型芯的多点在三维数字模型中形成分割内轮廓。绘出通过三维数字模型的截面，由此在正体和基体之间建立构造接头，在正体和型芯之间建立构造接头，以及在正体的各段之间建立构造接头。生成用于构造元件以及构造引导件的几何构型，构造元件以及构造引导件将对板基体和由板材料制成的空间对象的成形元件以及型芯进行固定。用在请求方向上与三维数字对象交叉的平面来切割由正体、基体、型芯、构造元件和构造引导件所构成的三维数字对象，切割是以间距进行的，该间距取决于将用于物理上构建由板材料制成的空间对象的板材料被起初确定。所获得的成形元件经历初步制备，然后使用公知技术的外围设备(peripheral device)从设定板材料切割出成形元件,然后成形元件被布置以及固定，直到依靠板基体、正体的型芯、正体段之间的构造接头、构造元件和构造引导件达到了稳定度。为了完整地完成由板材料制成的空间对象，断开起初设定的构造接头，之后从正体移除板基体以及从正体移除型芯。为了完整地完成板基体，固定板基体的成形元件以及从正体移除的型芯。作为完成了指示顺序动作的结果，同时获得了两个独立的对象，它们分别是正体和板基体，正体代表了三维数字模型的准确复本，其是由板材料制成的空间对象，实施为具有三维数字模型中的规定空间特性。
[0016]用于将三维数字模型转换成由板材料制成的空间对象的方法的主要优势在于，在使用技术外围设备时，用一个操作同时切割出两个彼此独立对象的的成形元件。它们中的一个是由板材料制成的空间对象/正体，其代表三维数字模型的准确复本，另一个是板基体，具有与三维数字模型相同的特性，用来再生产材料的空间对象。
[0017]该方法允许每个人获取每个空间构型，并且根据起初设定指令重创建最后一个作为由板材料制成的空间对象，空间对象的形状可为空间拼图。
[0018]该方法确定了用于再生产由板材料制成的空间对象的可能性，空间对象比如是具有新特性的出版发行物，其中使用发行物的页同时作为信息载体以及构造元件(板材料，从其移除成形元件以用于获得空间对象)。在该方法的该版本中，出版的发行物具有额外的功能，即转换成由板材料制成的空间对象的可能性。
[0019]该方法