专利名称：一种在立体模型上表现层状信息的方法
技术领域：
本发明涉及立体模型，尤其是表达地理特征等高形貌特征的沙盘模型制造领域。
背景技术：
在自然科学和社会科学中，人们为了形象、直观地表现自然环境、建筑物、表现科学现象和规律，表现工农业、服务业生产过程等目的，常常需要制作沙盘和模型。在沙盘和模型表达的内容里，有一种类型的内容是需要用面积发光的效果强化和突出表现的。如地形不同等高线之间的区域、如河(洪)水的淹没范围、水库不同高程间的消落带范围、沉积岩和副变质岩地层露头等。以河道模型为例，河道岸坡有陡有缓，自然环境下我们看到的相同水位高差之间岸坡出露的表面积并不相同。这些等高(厚)层的视宽度与出露处的地面坡度直接相关。岸坡坡度平缓的地方同一水位高程差对应出露的岸坡宽度较宽，在岸坡坡度陡峭的地方同 一水位高程差对应出露的岸坡宽度较窄。在沙盘或模型上表现河水或库水不同水位的淹没区域时，效果如图I所示。图I是河道垂直横断面示意图，图中A和Al是同一高度的水平面，B和BI是同一高度的水平面。A和B位于河道的一侧，Al和BI位于河道的另一侧。A和B之间的地形坡度与Al和BI之间的岸坡坡度不同。当河水水位从A水位下降到B水位时，A、B水位高程差与Al和BI之间的高程差相同，但河岸露出的斜坡宽度却不同。沿河道方向的岸坡并不具有相同的岸坡坡度，这样沿河流方向相同高程差下淹没或露出的河床是不同宽度的条带。目前的技术是在这些等高线位置敷设灯串(条)，由于灯串(条)是等宽的，发光效果是等宽的点串珠效果，带状区域宽度较大时，淹没效果不是面，而是两条不平行灯线。特别是多个带状区域(如多个高程间消落带等类似的面目标)效果表现时，成了多条不平行灯线，反而形成了错误的视觉信息传达。如果是在沙盘上或模型里表现地层信息时，地层的产状(倾向、倾角)与出露位置的地形坡面有不同的相交关系，地层的顶、底面与坡度不同的地面相交后，相同厚度的地层露头就表现为不同的出露宽度(专业术语为岩层的视厚度)。现有技术将灯条放在不同地层间的位置，可以表现地层分界的位置，但不能表现宽窄变化的地层出露范围。
发明内容
鉴于现有技术的以上的不足，本发明的目的是提供一种新的层状信息区域面的表达方法，可使之在沙盘或模型上得到和自然界相协调的视觉效果。本发明的目的是通过如下手段来实现的。—种在立体模型上表现层状信息的方法，基于透明板状材料端面光散射特性，在用透明板状材料多层叠置构制的立体模型上，在所述板状材料上设置光源，在板状材料的层间敷设不透光层；利用透明板状材料内部光传导，在出露端面形成光散射，使立体模型表现层状结构和地面不同等高线之间的区域形貌，包括地面不同等高线之间的区域形貌包含河水淹没范围、水库不同高程间的消落带范围、地层露头的层状信息。本发明使用层叠方式将多层透明板(片)状材料堆叠在一起，在透明板(片)状材料层面间布敷不透明反光材料。层叠材料隐蔽在模型内部一侧的端(断)面上或材料内部的孔洞里敷设光源。由于层面间布敷了不透明反光材料，每一层光源发出的光仅在层内折射、反射、直射，最终到达透明板(片)状材料的端(断)面，光的散射使透明板(片)状材料的端(断)面形成了一个面光源。层间不透明的反射层，保证每一层的光不会影响相邻的层。层与层之间的光互不混叠。并减少了光衰减。
图I河道垂直横断面相同高程差出露表面积的视宽度与岸坡坡度的相关关系示意图。图2本发明制作的立体模型结构示意图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明作进一步说明。图2以表现河道消落带淹没效果的沙盘为例，多个不同高程水位是多层水平层状信息。多层透明板(片)状材料堆叠后水平放置，表现河道的位置切削加工为地面岸坡地形(地表三维空间形状)，隐蔽在模型内部的端(断)面位置或板(片)状材料内的孔洞里敷设光源，每一层上表面和下表面代表设计表现的高程，每一层的光源独立控制，发生光散射的断面与实际地面出露的消落带区域一致。可以逼真地表现水位上升淹没区域和水位下降出露区域——条带面状信息。本发明的方法可在立体模型(包括比例微缩模型和沙盘模型)广泛使用；光源可设置在透明板状材料内部或侧面；光源可采用普通的点光源、管灯和灯带，也可采用新近的LED等光源。以上所陈述的仅仅是本发明方法的优选实施方式，应当指出，在不脱离本发明方法实质的前提下，在实际实施中可以做出若干更改应包含在本发明的保护范围以内。
权利要求
1.一种在立体模型上表现层状信息的方法，基于透明板状材料端面光散射特性，在用透明板状材料多层叠置构制的立体模型上，在所述板状材料上设置光源，在板状材料的层间敷设不透光层；利用透明板状材料内部光传导，在出露端面形成光散射，使立体模型表现层状结构和地面不同等高线之间的区域形貌，包括地面不同等高线之间的区域形貌包含河水淹没范围、水库不同高程间的消落带范围、地层露头的层状信息。
2.根据权利要求I所述之在立体模型上表现层状信息的方法，其特征在于，所述立体模型上包括比例微缩模型和沙盘模型。
3.根据权利要求I所述之在立体模型上表现层状信息的方法，其特征在于，所述光源设置在透明板状材料内部或侧面。
4.根据权利要求I或4所述之在立体模型上表现层状信息的方法，其特征在于，所述光源为点光源或面光源。
全文摘要
本发明公开了一种在立体模型上表现层状信息的方法，基于透明板状材料端面光散射特性，在用透明板状材料多层叠置构制的立体模型上，在所述板状材料上设置光源，在板状材料的层间敷设不透光层；利用透明板状材料内部光传导，在出露端面形成光散射，使立体模型表现层状结构和地面不同等高线之间的区域形貌，包括地面不同等高线之间的区域形貌包含河水淹没范围、水库不同高程间的消落带范围、地层露头的层状信息。
文档编号G09B25/06GK102903292SQ20121041302
公开日2013年1月30日 申请日期2012年10月25日 优先权日2012年10月25日
发明者秦军 申请人:西南交通大学