专利名称：一种仿真雕塑的制作方法
技术领域：
本发明涉及仿真雕塑领域，特别涉及的是通过对物体或人体采集扫描数据，利用三维数控雕刻机床完成三维雕刻的制作方法。
背景技术：
目前，传统的完整人体三维雕塑是采用手工或手工与机械相结合的方式制作而成的。目前主要采用的方式人工手工雕塑制作工艺品或动漫作品；激光塑胶颗粒快速成型，水晶体内激光造型等工艺。由于人体雕刻在产品工艺与人工技术上都有很高的要求，主要特点是制作时间长，制作成本高，制作数量少，一般多为名人或个别人士群体制作。由于手工技术人才稀少，使得制作塑像的人群非常有限，另外。虽然社会上有很多手工匠在制作各种手工雕塑，但多数是从事卡通型或艺术型的作品，在仿真程度上，只能用类似或基本相像形容，不能用绝对仿真比例制作，而且关键不能成为规模化机械化生产与或批量重复制作。快速成型与水晶激光内雕造型，虽然利用三维技术，但是在整体全身仿真造型以及色彩造型上均无法完成。
发明内容本发明的目的是提供一种仿真雕塑的制作方法，使用该方法制作物体或人体雕像的仿真程度和制作比例一致性大为提高，可以使生产规模化，提高生产效率，制作成本也大幅度降低。
一种仿真雕塑的制作方法，包括如下步骤1)物体或人体三维数据扫描采集、处理；2)准备三维数控雕刻机械；3)准备雕刻用胚料；4)雕刻；5)后续组装及处理得到成品。
上述步骤2)和步骤3)顺序可以颠倒，也可以同时进行。
上述物体或人体三维数据扫描采集、处理时，首先可利用三维扫描相机对物体或人体进行多角度、按部分扫描照相，获取三维物体或人体的扫描数据；将不同角度拍摄的三维数据进行特征点选取，可利用专业软件进行手工或自动进行立体图象拼接，然后对整体数据云点进行修补和除噪音处理，获得物体或人体完整的三维数字化图象，也可应客户需求，按比例缩放数据，获得不同比例的雕刻数据，然后将数据转换成STL雕刻文件格式，输入雕刻机械的司服机中。
上述的三维数控雕刻机械可选用各类大中型三维数控雕刻机床。
上述准备雕刻用胚料时，选用高分子软陶土材料，经过揉制后，通过模具进行物体或人体结构基本模型塑造，为节省材料或方便各部分组装，也可以将软陶土材料附着在支架上，经过高温加热固型、冷却处理成胚料，准备进行物体或人体雕刻。
上述雕刻步骤中，通过司服机控制数控雕刻机床进行工作，根据不同的雕刻部位，选择不同的刀具；调整雕刻角度、零点、刻刀步伐、雕刻精度等，然后逆向雕刻。所谓逆向雕刻就是将物体或人体经过扫描采集三维数据后，通过机械重新进行逆向再造的过程。
在后续处理步骤中，先将雕刻好的胚料进行打磨，如果整体分成几个部分雕刻的，还要将雕刻完的各部分通过支架和连接螺丝等进行组装，然后进行手工修补和着色处理，最后将做好的塑像安装在工艺基座上，得到成品。
使用本发明的制作方法，可以大大减少塑像整体的生产时间，使得实际产量大幅度提高。另外由于采用的全息数字技术，人体的仿真程度大为提高，同时可以重复制作和三维数据的相对永久保存及传送。采用规模化生产线生产，可以大大的提高生产效率，使得制作成本也大幅度降低。同时对专业技术人员的依赖程度大大降低，普通人员经过技术培训，即可以完成成品的生产过程。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明。
实施例制作某人全身雕像使用三维立体照相机对人体不同部位、角度进行全息数字拍照，获得全息三维人体数字点云数据WRL格式(局部)，将相同部位不同角度的三维数据(局部)进行特征点选取，利用手工或自动进行立体图象拼接，对图象进行噪音云点清理和补漏数据处理，使扫描数据更具有完整性和使用性，同时可以降低数据的存储容量，方便数据的远程传送、进一步数据转化、修改和逆向控制利用。这是整个过程的关键步骤。
利用专业软件将采集的人体三维数据的修补和数控逆向控制数据的转化。我们主要采用STL文件格式进行数据逆向三维数控雕刻处理的依据，将数据传送给给司服机，司服机最后将控制三维数控雕刻机床进行工作。
根据固定的规格塑像，选用合适的人体各部位的支架，将软陶土(高分子材料)按人体各体态组成部分形状用手附着在支架上面，塑造出基本形状，一般采用固定模具进行快速胚料造型，从而塑造出基本轮廓形状，对于造型完成的雕刻的胚料进行130度20分钟的烤炉烘烤，使材料坚硬到可以雕刻的程度，根据软陶土的厚度和以不粘刀为准，一般可通过调节烘烤时间以得到合适硬度，并保持相对固定的形状，制得雕刻用胚料。因为人体或物件的结构不固定，多数比较大，人体的体态变化很大，一般机械雕刻没有完全适合一次成型的雕刻机械，所以多数人体雕刻成部件后，要通过组装完成整个作品。
将定型的胚料通过模具固定三维数控雕刻机床上，三维数控雕刻机床将处理好的STL文件进行逆向输出进行人体的局部雕刻。根据不同的雕刻部位，选择不同的刀具；调整雕刻角度、零点、刻刀步伐、雕刻精度等，然后准备逆向雕刻。
经过雕刻后，进行进一步手工的加工修饰和处理，完成雕刻的局部制品进行组合加工，人体各部分通过支架、螺丝等进行连接和固定。对制品进行修补、打磨和造型位置调整等，然后进行人工造皮修饰，并对眼睛和服饰局部细节进行人工美术处理和修饰，从而增加仿真的艺术效果。最后，将成品放在美术处理过的基座上，完成整个作品的制作。
本发明通过对人体三维数字扫描，采集数据，处理后，经过数控雕刻机床雕刻完成人体三维塑像雕刻的工艺生产技术，采用高分子材料制作人体或各类实物的彩色仿真塑像或模型。采用全息三维扫描与数控技术，从设计、数据采集、数控制造到成品只需几小时完成制品的形态制作，再用一、两天的时间进行手工处理包装等即可以完成。而这个时间主要是干燥和冷却的时间，业务处理等非制造时间，这样大大减少了整体的生产时间，使得实际产量大幅度提高。另外由于采用的全息数字技术，人体的仿真程度大为提高。采用规模化生产线生产技术，可以大大的提高生产效率，使得制作成本也大幅度降低。对专业塑像手工技术人员的依赖程度大大降低，普通人员经过技术培训，即可以完成制品的生产过程。
权利要求
1.一种仿真雕塑的制作方法，其特征是包括如下步骤1)物体或人体三维数据扫描采集、处理；2)准备三维数控雕刻机械；3)准备雕刻用胚料；4)雕刻；5)后续组装及处理得到成品；上述步骤2)和步骤3)顺序可以颠倒，也可以同时进行。
2.根据权利要求1所述的一种仿真雕塑的制作方法，其特征是在步骤1)中，首先可利用三维扫描相机对物体或人体进行多角度、按部分扫描照相，获取三维物体或人体的扫描数据；然后将不同角度拍摄的三维数据进行特征点选取，可利用专业软件进行手工或自动进行立体图象拼接，对整体数据云点进行修补和除噪音处理，获得物体或人体完整的三维数字化图象，也可应客户需求，按比例缩放数据，获得不同比例的雕刻数据，然后将数据转换成STL雕刻文件格式，输入雕刻机械的司服机中。
3.根据权利要求1所述的一种仿真雕塑的制作方法，其特征是在步骤2)中，三维数控雕刻机械可选用各类大中型三维数控雕刻机床。
4.根据权利要求1所述的一种仿真雕塑的制作方法，其特征是在步骤3)中，选用高分子软陶土材料，经过揉制后，通过模具进行物体或人体结构基本模型塑造，为节省材料或方便各部分组装，也可以将软陶土材料附着在支架上，经过高温加热固型、冷却处理成胚料，准备进行物体或人体雕刻。
5.根据权利要求1所述的一种仿真雕塑的制作方法，其特征是在步骤4)中，通过司服机控制数控雕刻机床进行工作；根据不同的雕刻部位，选择不同的刀具；调整雕刻角度、零点、刻刀步伐、雕刻精度等，然后逆向雕刻。
6.根据权利要求1所述的一种仿真雕塑的制作方法，其特征是在步骤5)中，先将雕刻好的胚料进行打磨，如果整体分成几个部分雕刻的，还要将雕刻完的各部分通过支架和连接螺丝等进行组装，然后进行手工修补和着色处理，最后将做好的塑像安装在工艺基座上，得到成品。
全文摘要
本发明公开了一种仿真雕塑的制作方法，包括如下步骤1)物体或人体三维数据扫描采集、处理；2)准备三维数控雕刻机械；3)准备雕刻用胚料；4)雕刻；5)后续组装及处理得到成品；上述步骤2)和步骤3)顺序可以颠倒，也可以同时进行。使用本发明的制作方法，可以大大减少塑像整体的生产时间，使得实际产量大幅度提高。另外由于采用的全息数字技术，人体的仿真程度大为提高，同时可以重复制作和三维数据的相对永久保存及传送。采用规模化生产线生产，可以大大的提高生产效率，使得制作成本也大幅度降低。同时对专业技术人员的依赖程度大大降低，普通人员经过技术培训，即可以完成成品的生产过程。
文档编号B44B1/00GK101085588SQ20061006089
公开日2007年12月12日 申请日期2006年6月5日 优先权日2006年6月5日
发明者汤克刚 申请人:汤克刚