用于制造设计的自动化的3D字体的制作方法

计算机系统当前采用二维(2D)字体来显示文本。这些字体可以被显示在虚拟用户显示器上或者被打印在二维介质(例如纸张或海报上)。2D字体通常针对每个符号都具有字符。例如，一些2D字体的每个字母都分隔开，以用于印刷文本，并且其它2D字体的每个字母可以连接起来，以表示手写体。

技术实现要素：

在实施例中，一种用于对定制产品进行三维(3D)打印的方法包括从数据库加载3D字体。3D字体包括多种字符关系。每种字符关系连接3D字体的任何两个给定的字符。该方法还包括基于3D字体来生成定制产品的3D表示。定制产品基于从用户接收到的多个字符。

在实施例中，该方法还可以包括根据所生成的3D表示来对定制产品进行3D打印。

在实施例中，该方法还可以包括经由显示器向用户呈现定制产品的3D表示。该方法还可以包括提示用户(a)同意用于3D打印的定制产品，或者(b)进入对定制产品的进一步定制。

在实施例中，3D字体包括通过第一索引和第二索引来进行索引的字符关系的矩阵。每种字符关系表示将用第一索引表示的字符过渡到用第二索引表示的字符的连接。

在实施例中，该方法还可以包括通过基于具体材料的机械特性确定该具体材料的用以连接任何两个给定字符的最小阈值来针对具体材料创建3D字体。该方法可以另外包括从存储器加载具体材料的机械特性。该方法还包括加载3D字体模板，该3D字体模板具有采用确定间距的多个字符的连接模板。该方法还包括：基于具体材料的机械特性和确定间距，确定用于连接多个字符的材料的量。该方法还包括通过将该量的材料应用到3D字体模板的连接模板来生成3D字体。

在实施例中，该方法还包括从用户接收对定制产品的请求。请求包括从用户输入的多个字符。

在实施例中，一种用于对定制产品进行三维(3D)打印的系统包括处理器，处理器与被配置为执行指令的存储器耦合。指令包括从存储器中的数据库加载3D字体。3D字体包括多种字符关系。每种字符关系可以连接3D字体的任何两个给定字符。指令还包括基于3D字体来生成定制产品的3D表示。定制产品可以基于从用户接收到的多个字符。

在实施例中，指令还包括根据所生成的3D表示来引导3D打印机对定制产品进行3D打印。

在实施例中，指令还包括经由显示器向用户呈现定制产品的3D表示，并提示用户(a)同意用于3D打印的定制产品，或者(b)进入对定制产品的进一步定制。

在实施例中，3D字体包括通过第一索引和第二索引进行索引的字符关系的矩阵。每种字符关系表示将用第一索引表示的字符过渡至用第二索引表示的字符的连接。

在实施例中，指令还包括通过基于具体材料的机械特性确定该具体材料的用以连接任何两个给定字符的最小阈值来针对具体材料创建3D字体。

在实施例中，创建3D字体还包括从存储器加载具体材料的机械特性。指令还包括加载3D字体模板，该3D字体模板具有采用确定间距的多个字符的连接模板。指令还包括：基于具体材料的机械特性和确定间距，确定用于连接多个字符的材料的量。指令还包括通过将该量的材料应用到3D字体模板的连接模板来生成3D字体。

在实施例中，指令还包括从用户接收对定制产品的请求。请求具有从用户输入的多个字符。

在实施例中，一种用于创建三维(3D)字体的方法包括：通过基于具体材料的机械特性确定该具体材料的用以连接任何两个给定字符的最小阈值来针对具体材料创建3D字体。

在实施例中，该方法还包括从存储器加载具体材料的机械特性。该方法还包括加载3D字体模板，该3D字体模板具有采用确定间距的多个字符的连接模板。该方法还包括：基于具体材料的机械特性和确定间距，确定用于连接多个字符的材料的量。方法还包括通过将该量的材料应用到3D字体模板的连接模板来生成3D字体。

在实施例中，该方法还包括填充通过第一索引和第二索引进行索引的字符关系的矩阵。每种字符关系表示将用第一索引表示的字符过渡至用第二索引表示的字符的连接。

在实施例中，每种字符关系提供用于每个连接的材料的量。

在实施例中，一种用于创建三维(3D)字体的系统包括字体创建模块，该字体创建模块被配置为：通过基于具体材料的机械特性确定该具体材料的用以连接任何两个给定字符的最小阈值来在存储器中针对该具体材料创建3D字体。

在实施例中，创建模块还被配置为：从存储器加载具体材料的机械特性；加载3D字体模板，该3D字体模板具有采用确定间距的多个字符的连接模板；基于具体材料的机械特性和确定间距，确定用于连接多个字符的材料的量；以及通过将该量的材料应用到3D字体模板的连接模板来生成3D字体。

在实施例中，创建模块还被配置为：填充通过第一索引和第二索引进行索引的字符关系的矩阵。每种字符关系表示将用第一索引表示的字符过渡至用第二索引表示的字符的连接。

在实施例中，每种字符关系提供用于每个连接的材料的量。

附图说明

根据下面对本发明的示例性实施例的更具体的描述，前述内容将显而易见，如在附图中所例示的，在附图中类似的附图标记指代贯穿不同视图的相同部分。附图不一定要按比例缩放，而是对例示本发明的实施例加以强调。

图1A是例示了使用3D字体的本发明的示例性实施例的框图。

图1B是例示了创建3D字体的本发明的示例性实施例的框图。

图2是例示了使用由本发明的示例性实施例所采用的3D字体的过程的流程图。

图3是例示了创建由本发明的示例性实施例所采用的3D字体的过程的流程图。

图4是例示了本发明的示例性实施例所采用的表的示意图。

图5例示了其中可以实施本发明的实施例的计算机网络或类似的数字处理环境。

图6是图5的计算机系统中的计算机(例如，客户端处理器/设备或服务器计算机)的示例性内部结构的示意图。

具体实施方式

对本发明的示例性实施例的描述如下。

三维(3D)打印实现了可定制产品的经济且快速的生产。3D打印使用3D打印机来根据3D打印文件创建物理的3D物体。很多时候，3D打印机基于3D打印文件来使用塑料层创建物体。3D打印文件可以是物体的3D模型。在一个示例中，诸如3DVIA Make(Dassault Systèmes的产品)之类的软件可以创建这种3D打印文件并将它们发送到3D打印机以用于打印。

在本发明的实施例中，使用软件，可以针对来自零售商或品牌的网站内的单个顾客来使产品个性化，在顾客体验方面控制每次交易。可以通过3D打印服务或本地办事处来按照需要完成订购，以减少对囤积各种各样的产品的需求。例如，顾客可以访问零售商网站或电子商店(e-商店或e商店)，并通过从各种各样的材料、颜色、形状和设计中进行选择来创建个性化的项链或其它产品。

使用所见即所得(“WYSIWYG”)界面，顾客可以在决定是否要购买个性化产品之前从360度的视角看到该个性化产品。随后可以使用3D打印机来打印个性化的、独特的产品(例如珠宝商品)，并按照需要将其运输给顾客。

3D打印允许零售商减少存货并按照需要创建产品。本发明的实施例使得顾客能够通过合作式个性化来利用这种灵活性，合作式个性化在零售商的很少的基础设施成本的情况下通过允许顾客容易地创建个性化产品以满足他们的准确需求，来为顾客、零售商和品牌提供优势。

本发明的实施例是被设计用于集成到商业网站中来给予顾客虚拟的设计体验的第一3D解决方案。本发明的实施例可以用于可以被个性化的产品。个性化产品的示例包括但不限于珠宝、玩具、以及配饰。当产品是已知的并且由设计师设计时(例如机器的定制部分)，3D打印的这种示例是有帮助的。利用当前的3D打印的一个问题在于用户创建在结构上稳定且持久的按需定制产品的能力。例如，顾客可能期望拥有具有定制文本或符号的3D打印的物体。然而，设计并验证每个定制设计的3D建模装置是昂贵的、耗时的，并减慢顾客订购定制的3D打印产品的周转时间。因此，期望的是创建出自动为用户创建被验证为在结构上稳定的定制3D产品而不要求独立设计的系统。

用于自动创建定制3D产品的一个挑战在于在定制文本的每个字母/字符之间创建结构上稳定且可靠的连接。材料的物理链接应当存在于每两个字符之间。然而，即使仅在小写字母之中，在任两个字符之间也存在26²、或676种可能的过渡。当考虑数字、大写字母、非字母表符号、以及来自其它语言的符号时，在字母之间存在更多过渡。因此，字符的使用不同材料的每种组合可以使用不同类型的连接。例如，较弱的材料可以使用更多材料(例如，较厚的链接)来在两个字符之间建立更稳定的链接，其中，较强的材料可以使用较少的材料(例如，较薄的链接)。利用3D字体，顾客可以创建用3D连接的定制的文本串，使得3D打印机能够打印该定制的文本串。定制产品可以是3D铭牌、项链、珠宝、或其它定制产品。

在本发明的实施例中，3D字体为被验证为是稳定的具体材料提供了任两个字符之间的连接。在实施例中，3D字体在每种材料的基础上包括每个字符的3D表示以及每个字符之间的3D过渡。例如，不同类型的塑料可以具有不同的强度。因此，可以针对每种材料定制3D字体，以使得每一个每种材料的3D字体是针对产品的3D打印材料而优化的。在其它实施例中，可以基于材料的性质来针对具体材料生成3D字体。

图1A是例示了使用3D字体的本发明的示例性实施例的框图100。用户102将定制文本106输入到具有用户显示器104的系统中。系统向3D生成模块124发送模型生成请求108。模型生成请求108可以包括定制文本106、由用户请求的定制产品的材料、产品的大小、以及用于生成产品的任何其它参数。3D生成模块124作为响应向数据库112发出对3D字体的请求110，并从数据库112中加载3D字体114。本领域普通技术人员可以认识到，数据库112可以存储多种3D字体，并且对3D字体的请求110可以指定选择哪种3D字体。请求110还可以指定用于3D打印的材料，并且所返回的3D字体114可以是该材料所特定的。请求110还可以指定用于3D打印的字体大小，并且所返回的3D字体114可以是该字体大小所特定的。替代地，3D字体114可以被构造为大小不可知的模板，并且对于所有大小都是可按比例缩放的，并且3D生成模块可以基于所请求的产品的大小而按比例缩放内容。

3D生成模块124随后生成产品的3D表示116。产品的3D表示116可以是用于对产品进行3D打印、并且还用于生成对产品的3D渲染以在用户显示器104处向用户102进行显示的文件。在示例性实施例中，产品的3D表示116可以是可以用于渲染并3D打印产品的软件文件。一旦用户同意，用户就可以向订购模块126发出订购请求120。作为响应，订购模块126向3D生成模块124发出对3D表示的请求118，并且3D生成模块124作为响应向订购模块126发出3D表示116。在其它实施例中，订购请求120可以包括3D表示116，或者订购模块126可以请求来自订购系统105的3D表示116。

订购模块126还处理来自用户102的订购细节(例如，支付信息、运输信息、紧急订单、等等)。订购模块126随后向3D打印机128发送3D表示116。3D打印机128被配置为将3D表示116打印为3D定制产品122，3D定制产品122随后可以被发送给顾客。

图1B是例示了创建3D字体的本发明的示例性实施例的框图150。使用具有显示器的用户界面154的用户152在用户界面154上所示出的多种呈现的材料和多种呈现的模板之中选择所选择的材料156和所选择的模板158。在图1B中，用户152被示出为具有所选择的“钢”作为所选择的材料156和“模板3”作为所选择的模板158的名字。然而，本领域普通技术人员可以采用具有另外的材料和模板的系统。

3D字体的创建可以发生变化，这是因为材料的强度可以基于材料的特性而不同，并且材料的设计可以基于字体模板而不同。例如，较弱的材料通常需要应用更多材料来达到表示终端产品的质量阈值的强度。类似地，不同的模板可以使用不同的形状，该不同的形状需要应用更多或更少的材料。例如，基于针对弯曲的材料强度特性，与具有弯曲的连接相比，需要直线连接的模板可以需要更少的材料。本领域普通技术人员可以认识到，产生持久的定制产品的3D字体的自动创建基于对至少这些因素的考虑。

用户界面154向字体创建模块164(在某些实施例中，通过中间模块、处理器、总线、或网络)发送所选择的材料156和所选择的模板158。字体创建模块164向材料特性数据库160(或存储器)发送对材料特性的请求166，并且还向模板数据库162发送对模板的请求168。作为响应，材料特性数据库160将材料特性170返回到字体创建模块164并且模板数据库162返回模板172。本领域普通技术人员可以认识到，在该实施例中，所选择的材料156和所选择的模板158是对相应材料和模板的指示，而不是材料特性和模板本身的数据。然而，在其它实施例中，用户界面154可以向字体创建模板164直接发送该信息。

基于从相应的数据库/存储器(160/162)中加载的材料特性170和模板172，字体创建模块164产生3D字体。字体创建模块164基于材料特性170和模板172来产生3D字体可用的字符之间的连接。所创建的3D字体174随后可以用于在以上关于图1A所描述的系统中创建可按需定制的产品。

本领域普通技术人员将认识到，3D字体还可以由3D字体设计师来手动创建，并随后用于以上关于图1A所描述的系统中。然而，字体的自动创建节省了时间并提高了字体创建的效率。

图2是例示了使用由本发明的示例性实施例所采用的3D字体的过程的流程图200。首先，诸如在线零售商之类的系统从用户接收对定制产品的请求(202)。请求具有由用户输入的字符。例如，字符可以采用数据串结构的形式。过程随后从存储器加载3D字体(204)。3D字体具有连接3D字体中可用的任意两个字符的字符关系。系统随后生成定制产品的3D表示(例如，用于软件程序或网站内的文件)(206)。定制产品基于从用户接收到的字符(例如，串)。系统随后经由显示器向用户呈现定制产品的3D表示(208)。系统随后提示用户(a)同意定制产品以进行3D打印，或者(b)输入对定制产品的进一步定制(210)。如果用户选择进一步定制，则系统接收对定制产品的更新的请求(202)。如果用户同意，则系统通过向3D打印机发送3D表示文件来请求对定制的3D产品的3D打印(212)。

图3是例示了创建由本发明的示例性实施例所采用的3D字体的过程的流程图300。系统从存储器中加载具体材料的机械特性(302)。系统随后加载具有采用确定间距的多个字符的连接模板的3D字体模板(304)。3D字体模板的示例可以是字符之间的连接的3D形状。然而，3D字体模板可能缺少指示每个连接的材料的量(例如，体积)的信息。系统随后通过基于具体材料的机械特性确定该具体材料的用以连接任何两个给定字符的最小阈值来针对具体材料创建3D字体(308)。例如，系统可以基于材料的强度来确定创建3D字体模板所指示的字体的两个字符之间的稳定的、持久的连接需要多少材料。随后，系统通过将该量的材料应用于3D字体模板的连接模板来生成3D字体(310)。

图4是例示了本发明的示例实施例所采用的表格402的图示400。图4例示了在小写字母之间的连接的示例性表格402。这是3D字体的一个元素。在实施例中，表格的行表示第一、或者起始的字符，并且表格的列表示第二、或者过渡的字符。因此，表格402的每个条目表示从第一字符到第二字符的过渡。例如，表格的对应于“r”的行和“o”的列的条目表示在3D字体中从字符“r”到字符“o”的过渡。本领域普通技术人员还可以认识到，起始字符和过渡字符可以包括未在图4中示出的其它字符。

3D字体还可以包括字母本身，以及其它过渡表格。其它过渡表格可以包括从大写字母到大写字母的过渡、从大写字母到小写字母的过渡、从任何字母到符号的过渡、从字母到数字的过渡、从数字到符号的过渡、或者字符之间的任何其它过渡。此外，表格402可以扩展到除了字母以外的符号和其它字符。

在一个非限制性的实施例中，3D字体可以包括小写字母到小写字母的字符过渡表格、大写字母到大写字母的字符过渡表格、数字到数字的字符过渡表格、以及大写字母到小写字母的字符过渡表格。这将允许用户输入具有大写字母作为第一字母和/或数字组的许多名字。作为一个示例，另外的表格可以提供小写字母到大写字母的字符过渡表格，以允许诸如“McCoy”之类的名字。此外，诸如大写字母到符号的字符过渡表格和符号到大写字母的字符过渡表格之类的额外的表格可以允许用于诸如“O’Malley”之类的具有符号字符的名字的过渡。本领域普通技术人员可以认识到基于每个个性化产品所需要的过渡的类型而可能期望的其它表格。然而，增加额外的表格可能需要使用更多的存储器来存储3D字体，假设系统具有足够的存储器，3D字体系统是可按比例缩放的，以允许用于除了本文中明确列出的那些字符类型过渡以外的不同的字符类型过渡的额外的表格。

图4还例示了从小写字母‘a’到小写字母‘a’的特定过渡。表格402在该条目中存储第一字母404(例如，‘a’)和第二字母408(例如，‘a’)。连接406是在3D文件中连接第一字母404和第二字母408的路径。在一个实施例中，连接406可以是模板，其示出了连接的路径，而不是体积或材料。在另一个实施例中，如果将用于3D字体的材料是已知的，或者3D字体是材料所特定的，则连接406可以包括体积以及特定形状和体积。存储在3D字体中的连接406可以是将第一字母404连接到第二字母408的路径的2D轮廓。在这种实施例中，系统可以例如通过使2D连接406突出来为3D打印机投影连接406的3D体积。在其它实施例中，连接406可以包括3D形状，并且可以基于产品需求而沿着适当的轴线或多个适当的轴线发生扩展、收缩、换位、平移、或歪斜。

在一些实施例中，表格402可以包括第一字母404、连接406和第二字母408。在其它实施例中，表格402可以包括连接406，而不具有第一字母404和第二字母408，并用矢量、链接的列表、或其它数据结构来单独存储每个字母，这可以节省存储器，因为不论正在处理的字母是什么，每个字母都可以是相同的，并且因此只需要每个字体存储一次，而不需要每个字母每个字体都存储一次。然而，本领域普通技术人员还可以设计取决于正在处理的第一字母而具有连接406和第二字母408两者的3D字体的实施例，其需要将第一字母404、连接406和第二字母408存储在表格402中。

图5例示了其中可以实施本发明的实施例的计算机网络或类似的数字处理环境。

一个或多个客户端计算机/设备50和一个或多个服务器计算机60提供执行应用程序等等的处理、存储、和输入/输出设备。一个或多个客户端计算机/设备50还可以通过通信网络70链接到其它计算设备，包括其它客户端设备/处理设备50和一个或多个服务器计算机60。通信网络70可以是远程接入网络、全球网络(例如，互联网)、世界范围的计算机集合、局域网或广域网、以及当前使用相应的协议(TCP/IP、蓝牙等等)的网关的部分，以彼此进行通信。其它电子设备/计算机网络架构是适合的。

图6是图5中的计算机系统中的计算机(例如，客户端处理器/设备50或服务器计算机60)的示例性内部结构的示意图。每个计算机50、60包含系统总线79，其中，总线是用于在计算机或处理系统的部件之中进行数据传输的硬件线的组。系统总线79本质上是连接计算机系统的不同元件(例如，处理器、磁盘储存器、存储器、输入/输出端口、网络端口、等等)的共享导管，其实现了这些元件之间的信息的传输。附接到系统总线79的是用于将各种输入和输出设备(例如，键盘、鼠标、显示器、打印机、扬声器、等等)连接到计算机50、60的I/O设备接口82。网络接口86允许计算机连接至附接到网络(例如，图5的网络70)的各种其它设备。存储器90提供了对用于实施本发明的实施例的计算机软件指令92和数据94(例如，用户输入模块、意向模块、映射模块、显示模块、虚拟辅助)的易失性存储。磁盘储存器95提供了对用于实施本发明的实施例的计算机软件指令92和数据94的非易失性存储。中央处理器单元84还附接到系统总线79并提供对计算机指令的执行。

在一个实施例中，处理器例程92和数据94是计算机程序产品(共同标记为92)，包括提供用于本发明的系统的软件指令的至少一部分的非暂态计算机可读介质(例如，诸如一个或多个DVD-ROM、CD-ROM、磁盘、卡带等之类的可移动存储介质)。计算机程序产品92可以由本领域中公知的任何适当的软件安装程序来进行安装。在另一个实施例中，软件指令的至少一部分可以通过电缆通信和/或无线连接来进行下载。在其它实施例中，本发明的程序是计算机程序传播的信号产品，该信号产品体现在传播介质(例如，无线电波、红外波、激光波、声波、或通过诸如互联网之类的全球网络或其它一种或多种网络进行传播的电波)上的所传播的信号上。这些载体介质或信号可以用于为本发明的例程/程序92提供软件指令的至少一部分。

在替代的实施例中，所传播的信号是在传播介质上携带的模拟载波或数字信号。例如，所传播的信号可以是通过全球网络(例如，互联网)、电信网络、或其它网络进行传播的数字化的信号。在一个实施例中，所传播的信号是在一段时间内通过传播介质进行传输的信号，例如在毫秒、秒、分钟或更长的期间内通过网络用数据包发送的软件应用的指令。

尽管已经参照本发明的示例性实施例具体示出并描述了本发明，但本领域技术人员将理解，可以在本文中做出形式和细节上的各种改变，而不脱离所附权利要求所涵盖的本发明的范围。