制造实体照片的方法及其制品的制作方法

专利名称：制造实体照片的方法及其制品的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种实体照片，特别是涉及一种具有与待测物轮廓完全对应的空间比例的实体照片。
较早的立体照片是把两个由不同角度所照射的照片，经过机械装置而分别输送至观察者的左、右眼，使得观察者两眼分别观察到不同视角的影像，以借此获得一模拟的立体照片，但是因为左、右眼所获得的影像分别只对应单一视角，没有办法随着观察者的移动而变化，根本没有真实的立体感。
全息照相虽然有效地利用了诸如激光的相干光的时间与空间相干性，储存记录待测物的光学影像及位置信息，供光照时重建该立体影像，但是因为储存影像数据时所用光源的频谱分并非均匀，所以重建的影像数据并非真实的全彩。另一方面，由于各色光的波长不一，所以观察白光的全息照片时，常会产生不同色光间的重合性不佳，致使各色影像无法精确叠合重建；此外，由于光斑效应(speckleeffect)的影响，重建影像也会产生不均匀与粗糙的现象。
本发明的另一目的在于提供一种制造具有丰富色彩变化实体照片的方法。
本发明的再一目的在于提供一种具有实际立体效果的实体照片。
于是，本发明的实体照片制造方法，是用于依照一待测物轮廓，制成与该待测物轮廓对应的实体照片，其中该待测物是被置放于一参考座标系中，该方法包含下列步骤A)撷取该待测物轮廓对应于该参考座标系的立体光学影像数据；B)划分该待测物轮廓位置成多个空间面素，并将各该空间面素对应的光学影像数据转换为电信号；C)依照各该空间面素在该参考座标系的位置，以一预定距离区隔，分为多个层；D)着色与这些多个层数目对应的多个基片，其中各该基片分别在对应各该多个层这些空间面素位置处，被着色一色点；以及E)将着色后的各该基片依序叠合，从而构成对应该待测物轮廓的一实体照片。
图2是一待测者的光学影像数据示意图。
图3是该光学影像数据依照一圆柱参考座标系，以一预定距离分层的示意图。
图4是该光学影像数据被区分为多个空间面素的示意图。
图5是将这些空间面素数据着色至这些基片、及叠合这些基片为一实体照片的立体示意图。
图6是本发明第二较佳实施例，把光学影像数据依照一卡氏座标分层制作基片的立体示意图。
图7是本发明第三较佳实施例，把光学影像数据依照一圆柱座标的径向分层，制作连续基片的立体示意图。
具体实施例方式
由于目前已有诸多研究教示如何取得待测物的三维影像数据，诸如将激光光柱投射到待测物表面，并且利用如电耦合器件(CCD)的感应器感应待测物表面的反射光，并用几何量测计算待测物表面位置的二维影像数据，激光光柱再沿另一维度方向扫描，便可获得三维的光学影像数据，包括待测物表面的三维座标及色彩。
或者，相对于待测物的不同角度方向架设多架数字相机，分别获得来自不同视角的二维光学影像数据，并以电脑软件对比待测物表面不同点，计算各点的空间位置，也可获得如上的待测物表面各点位置及色彩数据。由于撷取影像的技术并非本发明的特征所在，以下不再赘述。
为说明起见，待测物以一人物为例，则本发明制造实体照片的方法如

图1所示，在步骤11由以往的三维光学影像数据撷取技术，撷取如图2所示人物9的轮廓，并为了易于说明起见，虚拟一参考座标系供界定人物9的各部分位置；在本实施例中如图3以一圆柱座标系作为参考座标系，任何一点P相对该座标系原点的位置概以距离r、角度θ、以及高度z表示。由上述现有技术获得该人物9的各部分对应于该参考座标系的立体光学影像数据。
步骤12中，依照所获得人物9的轮廓位置数据，把空间中相邻且在一预定大小范围内的表面定为一个空间面素90，就此可以把人物9的整体轮廓分割为多个空间面素；所以前述的光学影像数据将依照各空间面素转换成对应的电信号加以输出或暂存。此时的电信号也蕴含代表空间位置及代表该空间面素色彩的信息。
步骤13依照电信号中各该空间面素在该参考座标系的空间位置，以一预定距离区隔为多个层；在本实施例中为说明起见，是以相同的z为一层，每相距达一固定高度Δz即分为较高一层，所以所有的空间面素可被分别归入多个层中，而在每一层中，高度维度z的信息可被忽略，但需处理距离、角度二维的空间信息与色彩信息。
步骤14时，取数目与空间信息的分层数目一致的多个透光基片20、21、22、…，基片20、21、22、…的面积可完全一致，以激光光束将基片20、21、22、…对应各空间面素位置处分别蚀刻出一大致呈半球形的凹穴，如图4所示，对应于头部的基片20将被蚀刻出多个小凹穴，而各凹穴共同环绕出类似该人物9头部某一高度的轮廓；对应上身的基片21及腿部的基片22也是采取相同的方法。
至步骤15，依照由各空间面素光学影像数据转换的电信号中的色彩信息，在各小凹穴分别填入对应各空间面素光学影像数据的颜料，使每一小凹穴被着色为一色点。随后的步骤16将各基片20、21、22、…依高度顺序，在每一基片上涂布与基片折射率相匹配的物质而形成一粘着层，再将位于上方的基片粘合，构成对应该人物9轮廓的一实体照片。
由于基片各侧缘的断面可能凹凸不平，使得光无法顺利穿透，造成该面的不可视现象；为了解决这个问题则可以用折射率与基片匹配的材料涂布在凹凸不平处，使该面平滑而不产生漫射。此外，为将各基片叠合后的边缘部分包覆，使其不致轻易剥离，可在步骤17以上述粘着物涂布覆盖于这些叠合后的基片外，构成使侧面平滑的一包覆层，待包覆层固定后，便可获得如图5所示，完全对应于原先人物9轮廓的一实体照片。
由于基片中的诸多小色点具有其体积，在光源照射下，光束透过基片照至小色点，并经反射出色点本身的光彩，观察者可获得与原先待测人物轮廓、颜色毫无二致的缩小版影像数据。如同熟悉此技术人士所能轻易理解，前述小凹穴并不限制每一凹穴填入单一色彩颜料，也可依照不同角度可能获得的不同颜色而分别填入；此外，为了简化程序、降低成本，也可不用激光蚀刻基片，改以印刷的方式将颜料直接打印在每一基片的适当位置、或以诸如喷墨等方式达成着色的目的。
当然，前述参考座标系的选择并非一成不变，所以如图6所示，将参考座标系改为卡氏座标，以X、Y、Z为座标轴，则可任意由X轴、Y轴、或Z轴方向分层，并依照上述方法完成该实体照片。
考虑以圆柱座标系为参考座标，若在空间面素分层时，并不采用固定的距离r为分层的基准，而改以r渐增的方式，每当角度θ转过2π，则令r增大固定厚度Δr；由此，如图7所示，每一分层的边缘处恰可与更外的一分层衔接，使得所用的基片间不需要切割，可直接连续处理后再卷绕叠合。若以上述人物缩小至30公分高的实体照片为例，其缩小后的总表面积大约2000平方公分，相当于约高25公分、宽80公分的面积，以一般彩色打印机，将可在数十秒内完成。换言之，可以如同目前四处可见的大头贴的制作速度，完成一立体的实体照片。
经由本发明的描述，不但可获得更具有实际立体效果的实体照片，并使其色点中可呈现完整全彩的丰富色彩变化，尤其由此制造出具有实际立体效果的实体照片，无论就价格、品质、速度均可符合大众的要求，充分实现本发明的目。
权利要求
1.一种制造实体照片的方法，是用于依照一待测物轮廓，制成与该待测物轮廓对应的实体照片，其中该待测物是被置放于一参考座标系中，该方法包含下列步骤A)撷取该待测物轮廓对应于该参考座标系的立体光学影像数据；B)划分该待测物轮廓位置为多个空间面素，并将各该空间面素对应的光学影像数据转换为电信号；C)依照各该空间面素在该参考座标系的位置，以一预定距离区隔，分为多个层；D)着色与这些多个层数目对应的多个基片，其中各该基片分别在对应各该多个层这些空间面素位置处，被着色一色点；以及E)将着色后的各该基片依序叠合，借此构成对应该待测物轮廓的一实体照片。
2.如权利要求1所述的制造实体照片的方法，其特征在于其中该着色的步骤(D)，还包括下列多个次步骤D1)蚀刻各该基片对应各该空间面素位置处分别形成一凹穴；D2)依照由各该空间面素光学影像数据转换的电信号，在各该凹穴填入对应各该空间面素光学影像数据的颜料。
3.如权利要求2所述的制造实体照片的方法，其特征在于该次步骤(D1)是以激光光束蚀刻对应各该空间面素位置的基片至形成一略呈半球状凹穴，且各该凹穴的深浅是依照各该空间像素的光学影像数据而定。
4.如权利要求1所述的制造实体照片的方法，其特征在于该步骤(D)是将对应各该空间面素光学影像数据的颜料印刷在各该基片对应位置上。
5.如权利要求1所述的制造实体照片的方法，其特征在于该参考座标系是一卡氏座标系，而该分层步骤(C)，是依照该参考座标系的一座标轴向，以一预定距离依序将这些空间面素分层；以及该叠合步骤(E)是依照各该分层的该座标轴向顺序，在各该基片间，涂布与这些基片折射率相匹配的物质，分别形成一粘着层，从而将各该基片顺序粘合。
6.如权利要求1所述的制造实体照片的方法，其特征在于该参考座标系是一圆柱座标系，而该分层步骤(C)，是依照该参考座标系的一座标轴向，以一预定距离依序将这些空间面素分层；以及该叠合步骤(E)是依照各该分层的该座标轴向顺序，在各该基片间，涂布与这些基片折射率相匹配的物质，分别形成一粘着层，从而将各该基片顺序粘合。
7.如权利要求2所述的制造实体照片的方法，其特征在于该参考座标系是一卡氏座标系，而该分层步骤(C)，是依照该参考座标系的一座标轴向，以一预定距离依序将这些空间面素分层；以及该叠合步骤(E)是依照各该分层的该座标轴向顺序，在各该基片间，涂布与这些基片折射率相匹配的物质，分别形成一粘着层，从而将各该基片顺序粘合。
8.如权利要求2所述的制造实体照片的方法，其特征在于该参考座标系是一圆柱座标系，而该分层步骤(C)，是依照该参考座标系的一座标轴向，以一预定距离依序将这些空间面素分层；以及该叠合步骤(E)是依照各该分层的该座标轴向顺序，在各该基片间，涂布与这些基片折射率相匹配的物质，分别形成一粘着层，从而将各该基片顺序粘合。
9.如权利要求3所述的制造实体照片的方法，其特征在于该参考座标系是一卡氏座标系，而该分层步骤(C)，是依照该参考座标系的一座标轴向，以一预定距离依序将这些空间面素分层；以及该叠合步骤(E)是依照各该分层的该座标轴向顺序，在各该基片问，涂布与这些基片折射率相匹配的物质，分别形成一粘着层，从而将各该基片顺序粘合。
10.如权利要求3所述的制造实体照片的方法，其特征在于该参考座标系是一圆柱座标系，而该分层步骤(C)，是依照该参考座标系的一座标轴向，以一预定距离依序将这些空间面素分层；以及该叠合步骤(E)是依照各该分层的该座标轴向顺序，在各该基片间，涂布与这些基片折射率相匹配的物质，分别形成一粘着层，从而将各该基片顺序粘合。
11.如权利要求4所述的制造实体照片的方法，其特征在于该参考座标系是一卡氏座标系，而该分层步骤(C)，是依照该参考座标系的一座标轴向，以一预定距离依序将这些空间面素分层；以及该叠合步骤(E)是依照各该分层的该座标轴向顺序，在各该基片间，涂布与这些基片折射率相匹配的物质，分别形成一粘着层，从而将各该基片顺序粘合。
12.如权利要求4所述的制造实体照片的方法，其特征在于该参考座标系是一圆柱座标系，而该分层步骤(C)，是依照该参考座标系的一座标轴向，以一预定距离依序将这些空间面素分层；以及该叠合步骤(E)是依照各该分层的该座标轴向顺序，在各该基片间，涂布与这些基片折射率相匹配的物质，分别形成一粘着层，从而将各该基片顺序粘合。
13.如权利要求1所述的制造实体照片的方法，其特征在于在该制造实体照片的方法中还包含在步骤(E)后，在经叠合后的这些基片外涂布覆盖一与这些基片折射率相匹配的物质，形成一包覆层的步骤(F)。
14.一种实体照片，其特征在于该实体照片是以如权利要求1所述的方法所制成，并可以用来模拟呈现一待测物的轮廓，其中各该基片是以大致透明的材质制成。
15.如权利要求14所述的实体照片，其特征在于这些基片对应各该空间面素位置处分别具有一略呈半球状凹穴，各该凹穴中填充有对应各该空间面素光学影像数据的一颜料。
16.如权利要求14所述的实体照片，其特征在于这些基片对应各该空间面素位置处分别印刷有对应各该空间面素光学影像数据的一色点。
全文摘要
一种制造实体照片的方法，其主要特征在于将待测物轮廓的空间影像数据划分为多个空间面素，并将各空间面素依照其参考坐标位置分层，并将每一空间面素的色彩信息着色至对应基片的对应位置，最后将着色后的各该基片依序叠合，借此构成对应该待测物轮廓的一实体照片，这样，所获得的实体照片不但效果立体，色彩也从而丰富。
文档编号G02B27/22GK1459648SQ0212027
公开日2003年12月3日 申请日期2002年5月17日 优先权日2002年5月17日
发明者黄钦明, 王遵义, 张明雄 申请人:黄钦明, 王遵义, 张明雄