專利名稱：制造實(shí)體照片的方法及其制品的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種實(shí)體照片，特別是涉及一種具有與待測(cè)物輪廓完全對(duì)應(yīng)的空間比例的實(shí)體照片。
較早的立體照片是把兩個(gè)由不同角度所照射的照片，經(jīng)過(guò)機(jī)械裝置而分別輸送至觀察者的左、右眼，使得觀察者兩眼分別觀察到不同視角的影像，以借此獲得一模擬的立體照片，但是因?yàn)樽?、右眼所獲得的影像分別只對(duì)應(yīng)單一視角，沒(méi)有辦法隨著觀察者的移動(dòng)而變化，根本沒(méi)有真實(shí)的立體感。
全息照相雖然有效地利用了諸如激光的相干光的時(shí)間與空間相干性，儲(chǔ)存記錄待測(cè)物的光學(xué)影像及位置信息，供光照時(shí)重建該立體影像，但是因?yàn)閮?chǔ)存影像數(shù)據(jù)時(shí)所用光源的頻譜分并非均勻，所以重建的影像數(shù)據(jù)并非真實(shí)的全彩。另一方面，由于各色光的波長(zhǎng)不一，所以觀察白光的全息照片時(shí)，常會(huì)產(chǎn)生不同色光間的重合性不佳，致使各色影像無(wú)法精確疊合重建；此外，由于光斑效應(yīng)(speckleeffect)的影響，重建影像也會(huì)產(chǎn)生不均勻與粗糙的現(xiàn)象。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種制造具有豐富色彩變化實(shí)體照片的方法。
本發(fā)明的再一目的在于提供一種具有實(shí)際立體效果的實(shí)體照片。
于是，本發(fā)明的實(shí)體照片制造方法，是用于依照一待測(cè)物輪廓，制成與該待測(cè)物輪廓對(duì)應(yīng)的實(shí)體照片，其中該待測(cè)物是被置放于一參考座標(biāo)系中，該方法包含下列步驟A)擷取該待測(cè)物輪廓對(duì)應(yīng)于該參考座標(biāo)系的立體光學(xué)影像數(shù)據(jù)；B)劃分該待測(cè)物輪廓位置成多個(gè)空間面素，并將各該空間面素對(duì)應(yīng)的光學(xué)影像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)；C)依照各該空間面素在該參考座標(biāo)系的位置，以一預(yù)定距離區(qū)隔，分為多個(gè)層；D)著色與這些多個(gè)層數(shù)目對(duì)應(yīng)的多個(gè)基片，其中各該基片分別在對(duì)應(yīng)各該多個(gè)層這些空間面素位置處，被著色一色點(diǎn)；以及E)將著色后的各該基片依序疊合，從而構(gòu)成對(duì)應(yīng)該待測(cè)物輪廓的一實(shí)體照片。
圖2是一待測(cè)者的光學(xué)影像數(shù)據(jù)示意圖。
圖3是該光學(xué)影像數(shù)據(jù)依照一圓柱參考座標(biāo)系，以一預(yù)定距離分層的示意圖。
圖4是該光學(xué)影像數(shù)據(jù)被區(qū)分為多個(gè)空間面素的示意圖。
圖5是將這些空間面素?cái)?shù)據(jù)著色至這些基片、及疊合這些基片為一實(shí)體照片的立體示意圖。
圖6是本發(fā)明第二較佳實(shí)施例，把光學(xué)影像數(shù)據(jù)依照一卡氏座標(biāo)分層制作基片的立體示意圖。
圖7是本發(fā)明第三較佳實(shí)施例，把光學(xué)影像數(shù)據(jù)依照一圓柱座標(biāo)的徑向分層，制作連續(xù)基片的立體示意圖。
具體實(shí)施例方式
由于目前已有諸多研究教示如何取得待測(cè)物的三維影像數(shù)據(jù)，諸如將激光光柱投射到待測(cè)物表面，并且利用如電耦合器件(CCD)的感應(yīng)器感應(yīng)待測(cè)物表面的反射光，并用幾何量測(cè)計(jì)算待測(cè)物表面位置的二維影像數(shù)據(jù)，激光光柱再沿另一維度方向掃描，便可獲得三維的光學(xué)影像數(shù)據(jù)，包括待測(cè)物表面的三維座標(biāo)及色彩。
或者，相對(duì)于待測(cè)物的不同角度方向架設(shè)多架數(shù)字相機(jī)，分別獲得來(lái)自不同視角的二維光學(xué)影像數(shù)據(jù)，并以電腦軟件對(duì)比待測(cè)物表面不同點(diǎn)，計(jì)算各點(diǎn)的空間位置，也可獲得如上的待測(cè)物表面各點(diǎn)位置及色彩數(shù)據(jù)。由于擷取影像的技術(shù)并非本發(fā)明的特征所在，以下不再贅述。
為說(shuō)明起見(jiàn)，待測(cè)物以一人物為例，則本發(fā)明制造實(shí)體照片的方法如

圖1所示，在步驟11由以往的三維光學(xué)影像數(shù)據(jù)擷取技術(shù)，擷取如圖2所示人物9的輪廓，并為了易于說(shuō)明起見(jiàn)，虛擬一參考座標(biāo)系供界定人物9的各部分位置；在本實(shí)施例中如圖3以一圓柱座標(biāo)系作為參考座標(biāo)系，任何一點(diǎn)P相對(duì)該座標(biāo)系原點(diǎn)的位置概以距離r、角度θ、以及高度z表示。由上述現(xiàn)有技術(shù)獲得該人物9的各部分對(duì)應(yīng)于該參考座標(biāo)系的立體光學(xué)影像數(shù)據(jù)。
步驟12中，依照所獲得人物9的輪廓位置數(shù)據(jù)，把空間中相鄰且在一預(yù)定大小范圍內(nèi)的表面定為一個(gè)空間面素90，就此可以把人物9的整體輪廓分割為多個(gè)空間面素；所以前述的光學(xué)影像數(shù)據(jù)將依照各空間面素轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的電信號(hào)加以輸出或暫存。此時(shí)的電信號(hào)也蘊(yùn)含代表空間位置及代表該空間面素色彩的信息。
步驟13依照電信號(hào)中各該空間面素在該參考座標(biāo)系的空間位置，以一預(yù)定距離區(qū)隔為多個(gè)層；在本實(shí)施例中為說(shuō)明起見(jiàn)，是以相同的z為一層，每相距達(dá)一固定高度Δz即分為較高一層，所以所有的空間面素可被分別歸入多個(gè)層中，而在每一層中，高度維度z的信息可被忽略，但需處理距離、角度二維的空間信息與色彩信息。
步驟14時(shí)，取數(shù)目與空間信息的分層數(shù)目一致的多個(gè)透光基片20、21、22、…，基片20、21、22、…的面積可完全一致，以激光光束將基片20、21、22、…對(duì)應(yīng)各空間面素位置處分別蝕刻出一大致呈半球形的凹穴，如圖4所示，對(duì)應(yīng)于頭部的基片20將被蝕刻出多個(gè)小凹穴，而各凹穴共同環(huán)繞出類似該人物9頭部某一高度的輪廓；對(duì)應(yīng)上身的基片21及腿部的基片22也是采取相同的方法。
至步驟15，依照由各空間面素光學(xué)影像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的電信號(hào)中的色彩信息，在各小凹穴分別填入對(duì)應(yīng)各空間面素光學(xué)影像數(shù)據(jù)的顏料，使每一小凹穴被著色為一色點(diǎn)。隨后的步驟16將各基片20、21、22、…依高度順序，在每一基片上涂布與基片折射率相匹配的物質(zhì)而形成一粘著層，再將位于上方的基片粘合，構(gòu)成對(duì)應(yīng)該人物9輪廓的一實(shí)體照片。
由于基片各側(cè)緣的斷面可能凹凸不平，使得光無(wú)法順利穿透，造成該面的不可視現(xiàn)象；為了解決這個(gè)問(wèn)題則可以用折射率與基片匹配的材料涂布在凹凸不平處，使該面平滑而不產(chǎn)生漫射。此外，為將各基片疊合后的邊緣部分包覆，使其不致輕易剝離，可在步驟17以上述粘著物涂布覆蓋于這些疊合后的基片外，構(gòu)成使側(cè)面平滑的一包覆層，待包覆層固定后，便可獲得如圖5所示，完全對(duì)應(yīng)于原先人物9輪廓的一實(shí)體照片。
由于基片中的諸多小色點(diǎn)具有其體積，在光源照射下，光束透過(guò)基片照至小色點(diǎn)，并經(jīng)反射出色點(diǎn)本身的光彩，觀察者可獲得與原先待測(cè)人物輪廓、顏色毫無(wú)二致的縮小版影像數(shù)據(jù)。如同熟悉此技術(shù)人士所能輕易理解，前述小凹穴并不限制每一凹穴填入單一色彩顏料，也可依照不同角度可能獲得的不同顏色而分別填入；此外，為了簡(jiǎn)化程序、降低成本，也可不用激光蝕刻基片，改以印刷的方式將顏料直接打印在每一基片的適當(dāng)位置、或以諸如噴墨等方式達(dá)成著色的目的。
當(dāng)然，前述參考座標(biāo)系的選擇并非一成不變，所以如圖6所示，將參考座標(biāo)系改為卡氏座標(biāo)，以X、Y、Z為座標(biāo)軸，則可任意由X軸、Y軸、或Z軸方向分層，并依照上述方法完成該實(shí)體照片。
考慮以圓柱座標(biāo)系為參考座標(biāo)，若在空間面素分層時(shí)，并不采用固定的距離r為分層的基準(zhǔn)，而改以r漸增的方式，每當(dāng)角度θ轉(zhuǎn)過(guò)2π，則令r增大固定厚度Δr；由此，如圖7所示，每一分層的邊緣處恰可與更外的一分層銜接，使得所用的基片間不需要切割，可直接連續(xù)處理后再卷繞疊合。若以上述人物縮小至30公分高的實(shí)體照片為例，其縮小后的總表面積大約2000平方公分，相當(dāng)于約高25公分、寬80公分的面積，以一般彩色打印機(jī)，將可在數(shù)十秒內(nèi)完成。換言之，可以如同目前四處可見(jiàn)的大頭貼的制作速度，完成一立體的實(shí)體照片。
經(jīng)由本發(fā)明的描述，不但可獲得更具有實(shí)際立體效果的實(shí)體照片，并使其色點(diǎn)中可呈現(xiàn)完整全彩的豐富色彩變化，尤其由此制造出具有實(shí)際立體效果的實(shí)體照片，無(wú)論就價(jià)格、品質(zhì)、速度均可符合大眾的要求，充分實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目。
權(quán)利要求
1.一種制造實(shí)體照片的方法，是用于依照一待測(cè)物輪廓，制成與該待測(cè)物輪廓對(duì)應(yīng)的實(shí)體照片，其中該待測(cè)物是被置放于一參考座標(biāo)系中，該方法包含下列步驟A)擷取該待測(cè)物輪廓對(duì)應(yīng)于該參考座標(biāo)系的立體光學(xué)影像數(shù)據(jù)；B)劃分該待測(cè)物輪廓位置為多個(gè)空間面素，并將各該空間面素對(duì)應(yīng)的光學(xué)影像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)；C)依照各該空間面素在該參考座標(biāo)系的位置，以一預(yù)定距離區(qū)隔，分為多個(gè)層；D)著色與這些多個(gè)層數(shù)目對(duì)應(yīng)的多個(gè)基片，其中各該基片分別在對(duì)應(yīng)各該多個(gè)層這些空間面素位置處，被著色一色點(diǎn)；以及E)將著色后的各該基片依序疊合，借此構(gòu)成對(duì)應(yīng)該待測(cè)物輪廓的一實(shí)體照片。
2.如權(quán)利要求1所述的制造實(shí)體照片的方法，其特征在于其中該著色的步驟(D)，還包括下列多個(gè)次步驟D1)蝕刻各該基片對(duì)應(yīng)各該空間面素位置處分別形成一凹穴；D2)依照由各該空間面素光學(xué)影像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的電信號(hào)，在各該凹穴填入對(duì)應(yīng)各該空間面素光學(xué)影像數(shù)據(jù)的顏料。
3.如權(quán)利要求2所述的制造實(shí)體照片的方法，其特征在于該次步驟(D1)是以激光光束蝕刻對(duì)應(yīng)各該空間面素位置的基片至形成一略呈半球狀凹穴，且各該凹穴的深淺是依照各該空間像素的光學(xué)影像數(shù)據(jù)而定。
4.如權(quán)利要求1所述的制造實(shí)體照片的方法，其特征在于該步驟(D)是將對(duì)應(yīng)各該空間面素光學(xué)影像數(shù)據(jù)的顏料印刷在各該基片對(duì)應(yīng)位置上。
5.如權(quán)利要求1所述的制造實(shí)體照片的方法，其特征在于該參考座標(biāo)系是一卡氏座標(biāo)系，而該分層步驟(C)，是依照該參考座標(biāo)系的一座標(biāo)軸向，以一預(yù)定距離依序?qū)⑦@些空間面素分層；以及該疊合步驟(E)是依照各該分層的該座標(biāo)軸向順序，在各該基片間，涂布與這些基片折射率相匹配的物質(zhì)，分別形成一粘著層，從而將各該基片順序粘合。
6.如權(quán)利要求1所述的制造實(shí)體照片的方法，其特征在于該參考座標(biāo)系是一圓柱座標(biāo)系，而該分層步驟(C)，是依照該參考座標(biāo)系的一座標(biāo)軸向，以一預(yù)定距離依序?qū)⑦@些空間面素分層；以及該疊合步驟(E)是依照各該分層的該座標(biāo)軸向順序，在各該基片間，涂布與這些基片折射率相匹配的物質(zhì)，分別形成一粘著層，從而將各該基片順序粘合。
7.如權(quán)利要求2所述的制造實(shí)體照片的方法，其特征在于該參考座標(biāo)系是一卡氏座標(biāo)系，而該分層步驟(C)，是依照該參考座標(biāo)系的一座標(biāo)軸向，以一預(yù)定距離依序?qū)⑦@些空間面素分層；以及該疊合步驟(E)是依照各該分層的該座標(biāo)軸向順序，在各該基片間，涂布與這些基片折射率相匹配的物質(zhì)，分別形成一粘著層，從而將各該基片順序粘合。
8.如權(quán)利要求2所述的制造實(shí)體照片的方法，其特征在于該參考座標(biāo)系是一圓柱座標(biāo)系，而該分層步驟(C)，是依照該參考座標(biāo)系的一座標(biāo)軸向，以一預(yù)定距離依序?qū)⑦@些空間面素分層；以及該疊合步驟(E)是依照各該分層的該座標(biāo)軸向順序，在各該基片間，涂布與這些基片折射率相匹配的物質(zhì)，分別形成一粘著層，從而將各該基片順序粘合。
9.如權(quán)利要求3所述的制造實(shí)體照片的方法，其特征在于該參考座標(biāo)系是一卡氏座標(biāo)系，而該分層步驟(C)，是依照該參考座標(biāo)系的一座標(biāo)軸向，以一預(yù)定距離依序?qū)⑦@些空間面素分層；以及該疊合步驟(E)是依照各該分層的該座標(biāo)軸向順序，在各該基片問(wèn)，涂布與這些基片折射率相匹配的物質(zhì)，分別形成一粘著層，從而將各該基片順序粘合。
10.如權(quán)利要求3所述的制造實(shí)體照片的方法，其特征在于該參考座標(biāo)系是一圓柱座標(biāo)系，而該分層步驟(C)，是依照該參考座標(biāo)系的一座標(biāo)軸向，以一預(yù)定距離依序?qū)⑦@些空間面素分層；以及該疊合步驟(E)是依照各該分層的該座標(biāo)軸向順序，在各該基片間，涂布與這些基片折射率相匹配的物質(zhì)，分別形成一粘著層，從而將各該基片順序粘合。
11.如權(quán)利要求4所述的制造實(shí)體照片的方法，其特征在于該參考座標(biāo)系是一卡氏座標(biāo)系，而該分層步驟(C)，是依照該參考座標(biāo)系的一座標(biāo)軸向，以一預(yù)定距離依序?qū)⑦@些空間面素分層；以及該疊合步驟(E)是依照各該分層的該座標(biāo)軸向順序，在各該基片間，涂布與這些基片折射率相匹配的物質(zhì)，分別形成一粘著層，從而將各該基片順序粘合。
12.如權(quán)利要求4所述的制造實(shí)體照片的方法，其特征在于該參考座標(biāo)系是一圓柱座標(biāo)系，而該分層步驟(C)，是依照該參考座標(biāo)系的一座標(biāo)軸向，以一預(yù)定距離依序?qū)⑦@些空間面素分層；以及該疊合步驟(E)是依照各該分層的該座標(biāo)軸向順序，在各該基片間，涂布與這些基片折射率相匹配的物質(zhì)，分別形成一粘著層，從而將各該基片順序粘合。
13.如權(quán)利要求1所述的制造實(shí)體照片的方法，其特征在于在該制造實(shí)體照片的方法中還包含在步驟(E)后，在經(jīng)疊合后的這些基片外涂布覆蓋一與這些基片折射率相匹配的物質(zhì)，形成一包覆層的步驟(F)。
14.一種實(shí)體照片，其特征在于該實(shí)體照片是以如權(quán)利要求1所述的方法所制成，并可以用來(lái)模擬呈現(xiàn)一待測(cè)物的輪廓，其中各該基片是以大致透明的材質(zhì)制成。
15.如權(quán)利要求14所述的實(shí)體照片，其特征在于這些基片對(duì)應(yīng)各該空間面素位置處分別具有一略呈半球狀凹穴，各該凹穴中填充有對(duì)應(yīng)各該空間面素光學(xué)影像數(shù)據(jù)的一顏料。
16.如權(quán)利要求14所述的實(shí)體照片，其特征在于這些基片對(duì)應(yīng)各該空間面素位置處分別印刷有對(duì)應(yīng)各該空間面素光學(xué)影像數(shù)據(jù)的一色點(diǎn)。
全文摘要
一種制造實(shí)體照片的方法，其主要特征在于將待測(cè)物輪廓的空間影像數(shù)據(jù)劃分為多個(gè)空間面素，并將各空間面素依照其參考坐標(biāo)位置分層，并將每一空間面素的色彩信息著色至對(duì)應(yīng)基片的對(duì)應(yīng)位置，最后將著色后的各該基片依序疊合，借此構(gòu)成對(duì)應(yīng)該待測(cè)物輪廓的一實(shí)體照片，這樣，所獲得的實(shí)體照片不但效果立體，色彩也從而豐富。
文檔編號(hào)G02B27/22GK1459648SQ0212027
公開(kāi)日2003年12月3日 申請(qǐng)日期2002年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2002年5月17日
發(fā)明者黃欽明, 王遵義, 張明雄 申請(qǐng)人:黃欽明, 王遵義, 張明雄