一种屏风扩展式设计方法以及屏风制造方法
【专利摘要】本发明提供了一种屏风扩展式设计方法以及屏风制造方法，包括在虚拟三维坐标空间内形成一沿三维方向延展的、代表部分屏风支架的第一虚拟连杆；沿连杆的一端部沿三维方向扩展出代表部分屏风支架的第二虚拟连杆；根据第一虚拟连杆和第二虚拟连杆的坐标来扩展出代表部分屏风支架的第三虚拟连杆和第四虚拟连杆，以此建立第一虚拟支架框或者第一虚拟隔板；根据第一虚拟支架框和第一虚拟隔板的坐标，沿三维方向扩展出多根虚拟连杆，以形成其他虚拟支架框或虚拟隔板，在虚拟三维坐标空间内组建虚拟屏风；根据预设的连接关系来实时统计所需的材料尺寸、型号和数量等，以便生产线进行统一制造。
【专利说明】
一种屏风扩展式设计方法以及屏风制造方法
技术领域
[0001] 本发明涉及办公家具制造领域，特别涉及一种利用3D技术来虚拟屏风扩展式设 计方法以及屏风制造方法。
【背景技术】
[0002] 基于三维建模的家具虚拟展示设计主要是通过几何式虚拟现实技术的设计方式 实现的，目前市场上基于几何式虚拟现实技术的软件已发展得相当成熟，如我们熟知的 3D-MAX、MAYA，犀牛等。通过这些软件比较真实的表现现实世界中的场景和物体，同时也能 生成动画，并通过多媒体软件建立互动操作，用户可利用交互功能多视角查看家具细节及 展示空间漫游，并可实现空间个性装饰及多种家具的随意摆放和设计。
[0003] 虽然，目前的屏风已经通过三维建模的方式来设计，但目前的设计方式主要是屏 风的布局和外形，包括屏风支架、屏风隔板等等。在设计之后，还是需要人工根据经验来估 算建造这个屏风所需要的板材型号、金属框架型号、连接件型号以及各自的数量等等，再将 估算出来的型号和数量用于生产制造之中。
[0004] 可见，传统的屏风的设计结果仅仅是效果图，无法进入生产线。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于提供一种屏风扩展式设计方法以及屏风制造方法，攻克了传统 的设计结果仅是效果图，无法进入生产线的难题。采用本方法的设计结果直接包含生产所 需的信息，快速进入生产线，提高家具制造的整体生产效率。
[0006] 根据本发明的一个方面，提供一种屏风扩展式设计方法，包括以下步骤：
[0007] 在虚拟三维坐标空间内形成一沿三维方向延展的、代表部分屏风支架的第一虚拟 连杆；
[0008] 沿连杆的一端部沿三维方向扩展出代表部分屏风支架的第二虚拟连杆；
[0009] 根据第一虚拟连杆和第二虚拟连杆的坐标来扩展出代表部分屏风支架的第三虚 拟连杆和第四虚拟连杆，以此建立代表屏风支架的第一虚拟支架框、或者带虚拟玻璃的第 一虚拟支架、或者代表屏风隔板的第一虚拟隔板；
[0010] 根据第一虚拟支架框和第一虚拟隔板的坐标，沿三维方向扩展出多根虚拟连杆， 以形成其他虚拟支架框或虚拟隔板，在虚拟三维坐标空间内组建虚拟屏风；
[0011] 调取部件匹配数据，所述部件匹配数据包括预设的连接虚拟连杆与虚拟连杆之 间、虚拟连杆与虚拟隔板之间、虚拟连杆与虚拟玻璃之间所需的未显示在虚拟三维坐标空 间中的连接件的数量；以及
[0012] 实时根据部件匹配数据来统计虚拟三维坐标空间内的设计数据，所述设计数据包 括虚拟三维坐标空间内所有扩展出的虚拟连杆、虚拟隔板和虚拟玻璃的长宽尺寸、各类材 料型号和数量，和扩展出的虚拟连杆、虚拟隔板和虚拟玻璃时所新增的未显示在虚拟三维 坐标空间中的连接件的各类连接件型号、数量和位置。
[0013] 优选地，所述部件匹配数据还包括虚拟连杆、虚拟隔板和虚拟玻璃的尺寸中的厚 度、各类板材或材料的供应商、颜色中的至少一种。
[0014] 优选地，所述虚拟三维坐标空间为一 3D户型场景。
[0015] 优选地，所述虚拟连杆、虚拟玻璃、虚拟支架框或虚拟隔板均为经过预渲染的3D 模块。
[0016] 优选地，所述虚拟三维坐标空间生成于移动设备上。
[0017] 优选地，所述移动设备将其内的虚拟三维坐标空间的全部数据发送到服务器，更 新存储在服务器中的虚拟三维坐标空间。
[0018] 优选地，所述虚拟三维坐标空间生成于服务器，所述服务器将其内的虚拟三维坐 标空间的全部数据发送到移动设备，更新存储在移动设备中的虚拟三维坐标空间。
[0019] 优选地，在3D户型场景内添加虚拟摄像机，所述虚拟摄像机的视点在室内自由移 动并且所述虚拟摄像机的角度自由调整。
[0020] 优选地，还包括更换3D户型场景内的墙纸、地板和光照效果。
[0021] 根据本发明的另一个方面，提供一种屏风制造方法，包括：根据前述的屏风扩展式 设计方法获得的虚拟屏风设计结果中包含的设计数据进行制造。
[0022] 优选地，在同一类材料型号的标准板材上排列并切割出若干不同长宽尺寸要求的 屏风隔板。
[0023] 由于使用了以上技术，本发明的屏风扩展式设计方法以及屏风制造方法通过扩展 的方式在虚拟空间内设计屏风的结构、连接关系以及位置布局，并实时显示，然后通过统计 在虚拟空间内显示的部件编号（板材、支架等主体部件）和未显示的部件编号（连接件）， 向厂家下单，运输组装。攻克了传统的设计结果仅是效果图，无法进入生产线的难题。采用 本方法的设计结果直接包含生产所需的信息，快速进入生产线，提高家具制造的整体生产 效率。
【附图说明】
[0024] 以下结合附图和具体实施例对本发明的技术方案进行详细的说明，以使本发明的 特性和优点更为明显。
[0025] 图1至图9为本发明第一实施例中在虚拟三维坐标空间内设计屏风的过程示意 图。
【具体实施方式】
[0026] 以下将对本发明的实施例给出详细的说明。尽管本发明将结合一些【具体实施方式】 进行阐述和说明，但需要注意的是本发明并不仅仅只局限于这些实施方式。相反，对本发明 进行的修改或者等同替换，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
[0027] 另外，为了更好的说明本发明，在下文的【具体实施方式】中给出了众多的具体细节。 本领域技术人员将理解，没有这些具体细节，本发明同样可以实施。在另外一些实例中，对 于大家熟知的结构和部件未作详细描述，以便于凸显本发明的主旨。
[0028] 第一实施例
[0029] 本发明的一种屏风扩展式设计方法，包括以下步骤：
[0030] 在虚拟三维坐标空间内形成一沿三维方向（例如沿3D空间中的X轴，或Y轴，或 Ζ轴）延展的、代表部分屏风支架的第一虚拟连杆。所述虚拟三维坐标空间为一 3D户型场 景，但不以此为限，也可以是其他的3D制图应用或是3D制图软件。本发明中的所述虚拟连 杆、虚拟玻璃、虚拟支架框或虚拟隔板均为经过预渲染的3D模块（并且可以替换其纹理、颜 色、透光性等等，此处不再赘述），以便最快速的在3D户型场景内展示屏风的直观效果，但 不以此为限。也可以是通过实时渲染的方式来展示3D户型场景内屏风的直观效果，但由于 计算量的差别，使用预渲染的3D模块的响应速度和用户体验明显强于实时渲染的方式。在 3D户型场景内添加虚拟摄像机，所述虚拟摄像机的视点在室内自由移动并且所述虚拟摄像 机的角度自由调整。并且，可以更换3D户型场景内的墙纸、地板和光照效果。
[0031] 其次，沿连杆的一端部沿三维方向扩展出代表部分屏风支架的第二虚拟连杆。本 发明中的扩展方式主要是沿着三维方向进行扩展的，例如：用户的鼠标指向连杆一端部的 垂直方向，就会以虚线或是半透明等形成在虚拟三维坐标空间内形成第二虚拟连杆的方向 的大致的视觉效果，并且进一步根据用户的鼠标操作，例如在沿第二虚拟连杆的方向上的 点击位置，来决定第二虚拟连杆的长度等等。虚拟三维坐标空间可以相对明确地根据使用 者的操作例如鼠标的位置等扩展出相应位置的可能的扩展部件，但不以此为限。并且，在输 入某个虚拟连杆的数据后，自动从该数据库中调取并给出多种可以匹配的连接件的规格、 位置，并由设计人员选择。
[0032] 接着，根据第一虚拟连杆和第二虚拟连杆的坐标来扩展出代表部分屏风支架的第 三虚拟连杆和第四虚拟连杆，以此建立带虚拟玻璃的第一虚拟支架框或代表屏风隔板的第 一虚拟隔板。到此，完成了从代表屏风框架的线条到代表虚拟支架框或屏风隔板的面的设 计过程。并且，在输入某个虚拟支架或虚拟隔板的数据后，自动从该数据库中调取并给出多 种可以匹配的连接件的规格、位置，并由设计人员选择。
[0033] 然后，根据第一虚拟支架框和第一虚拟隔板的坐标，沿三维方向扩展出多根虚拟 连杆，以形成其他虚拟支架框或虚拟隔板，在虚拟三维坐标空间内组建虚拟屏风。同样地， 在输入形成其他虚拟支架框或虚拟隔板的数据后，自动从该数据库中调取并给出多种可以 匹配的连接件的规格、位置，并由设计人员选择。
[0034] 在上述的整个过程中，本发明根据预设的连接虚拟连杆与虚拟连杆之间、虚拟连 杆与虚拟隔板之间、虚拟连杆与虚拟玻璃之间所需的未显示在虚拟三维坐标空间中的连接 件的数量，实时统计新扩展出虚拟连杆、虚拟隔板和虚拟玻璃的长宽尺寸、各类材料型号和 数量，以及新扩展出虚拟连杆、虚拟隔板和虚拟玻璃时所新增的未显示在虚拟三维坐标空 间中的连接件的各类连接件型号和数量、位置。可以实现，使用者把屏风设计到哪一结构， 就能实时计算出该结构所使用的长宽尺寸、各类材料型号和数量等等。并且这些长宽尺寸 和材料型号等等都是满足行业标准的参数，可以直接提供给生产线进行生产，实现从设计 到生产的无缝连接。
[0035] 最后，生产线根据一套或者多套虚拟屏风最终设计结果中包含的所使用到的屏风 支架的长宽尺寸、各类材料型号和总数量，屏风隔板的长宽尺寸、各类板材型号和总数量， 以及各类连接件型号和总数量、位置，来进行统一制造。本发明中的所述虚拟三维坐标空间 可以独立生成于移动设备上。所述移动设备将其内的虚拟三维坐标空间的全部数据发送到 服务器，更新存储在服务器中的虚拟三维坐标空间，但不限于此。或者，所述虚拟三维坐标 空间生成于服务器，所述服务器将其内的虚拟三维坐标空间的全部数据发送到移动设备， 更新存储在移动设备中的虚拟三维坐标空间。
[0036] 本发明中的在虚拟三维坐标空间内设计屏风，是指以个人计算为传播媒介的非沉 浸式虚拟现实展示设计。这种设计原理是：通过各种三维建模软件，从零构建，以线条-平 面-立体的过程来进行逐步设计。并进行符合虚拟现实技术条件的运动、贴图、渲染处理之 后导入虚拟现实制作软件实现交互操作，同时实时计算出该结构所使用的长宽尺寸、各类 材料型号和数量等等，以便生产线进行统一制造。
[0037] 以下通过图1至图9,通过本发明的方法建立简单的屏风。
[0038] 首先，确定用于连接虚拟连杆与虚拟连杆之间、虚拟连杆与虚拟隔板之间、虚拟连 杆与虚拟玻璃之间所需的未显示在虚拟三维坐标空间中的连接件的数量。
[0039] 如图1所示，在虚拟三维坐标空间（包括X轴、Y轴、Z轴）内沿X轴形成第一虚拟 连杆1，第一虚拟连杆1两端的坐标位置分别是A、B。
[0040] 如图2所示，以第一虚拟连杆1的A端扩展出第二虚拟连杆2,可以从A点沿X轴 的负方向、Y轴的正负方向、Z轴的正负方向之一来扩展第二虚拟连杆2,图2中是使用者将 鼠标移至A点的Y轴的正方向的区域时，通过虚线的形式显示的第二虚拟连杆2 (本发明并 不限于仅通过虚线的形式来显示未确定的虚拟连杆，也可以是半透明形式等等，此处不再 赘述）。第二虚拟连杆2两端的坐标位置分别是A、C。
[0041] 如图3所示，使用者通过鼠标确认了第二虚拟连杆2,第二虚拟连杆2的虚线变为 实线。
[0042] 如图4所示，使用者将鼠标移至B点的Z轴的正方向的区域时，通过虚线的形式显 示的第三虚拟连杆3和第四虚拟连杆4。
[0043] 如图5所示，使用者通过鼠标确认了第三虚拟连杆3和第四虚拟连杆4后，第三虚 拟连杆3和第四虚拟连杆4的虚线变为实线，形成了虚拟屏风的第一垂直平板5。第一虚拟 连杆1、第二虚拟连杆2、第三虚拟连杆3和第四虚拟连杆4所围成的区域内（A、B、C、D四 点之间），通过点击鼠标右键弹出扩展选窗，在区域内扩展出虚拟玻璃E。
[0044] 如图6所示，使用者将鼠标移至第一垂直平板5的Z轴的负方向区域时（也可以 移至方向，向不同的方向继续扩展虚拟屏风），通过虚线的形式显示的第二垂直平板6 (A、 B、F、G四点之间）。
[0045] 如图7所示，使用者通过鼠标确认了第二垂直平板6后，第二垂直平板6的虚线变 为实线，第二垂直平板6是第一垂直平板5的Z轴的负方向上的延展。
[0046] 如图8和图9所示，使用者还可以沿着第一垂直平板5、第二垂直平板6的一边， 朝Y轴的正方向扩展出第三垂直平板7、第四垂直平板8,方法同前，此处不再赘述。并且， 在自图1开始至图9的过程中，实时统计新扩展出虚拟连杆、虚拟隔板和虚拟玻璃的长宽尺 寸、各类材料型号和数量，以及新扩展出虚拟连杆、虚拟隔板和虚拟玻璃时所新增的未显示 在虚拟三维坐标空间中的连接件的各类连接件型号和数量、位置。
[0047] 继续参考图8和9,本实施例中的，第一垂直平板5、第二垂直平板与第三垂直平板 7、第四垂直平板8之间的连接是一种L型连接的方式，涉及到如下连接件 ：
[0048]
[0049] 并且，根据设计的屏风的高度，可以选用不同型号的框架和连接件，其中，厚+薄 转接柱与屏风高度的对应关系如下表所示 ：
[0050]
[0051 ] 厚+薄^接柱^与屏风高度的k应关系如下表所示\ '
[0052]
[0053]
[0054] 可见，组建屏风所用到的连接件极其繁杂，难以让使用者去逐一设计每个连接件 的具体位置。而本发明通过仅让使用者设计屏风的主体框架和隔板等主体部件，自动统计 组建这些部件所需要的连接件，并且，这些连接件无需显示在虚拟三维坐标空间中，从而大 大提高用户体验，既能保证设计的屏风立刻就能得到准确的生产数据，从而发送到生产线 进行生产，又能保证使用者不必为繁杂的连接件所劳心，是一种人性化的屏风设计并制造 的方法。
[0055] 由于本发明对屏风支架的长宽尺寸、各类材料型号和总数量，屏风隔板的长宽尺 寸、各类板材型号和总数量，以及各类连接件型号和总数量、位置等等的精确统计，远胜于 现有屏风设计中人力估算的方法，更能减少生产中的损耗，对生产资源的合理利用率更高。
[0056] 综上可知，本发明的屏风扩展式设计方法以及屏风制造方法通过扩展的方式在虚 拟空间内设计屏风的结构、连接关系以及位置布局，并实时显示，然后通过统计在虚拟空间 内显示的部件编号（板材、支架等主体部件）和未显示的部件编号（连接件），向厂家下单， 运输组装。攻克了传统的设计结果仅是效果图，无法进入生产线的难题。采用本方法的设 计结果直接包含生产所需的信息，快速进入生产线，提高家具制造的整体生产效率。
【主权项】
1. 一种屏风扩展式设计方法，其特征在于，包括以下步骤： 在虚拟三维坐标空间内形成一沿三维方向延展的、代表部分屏风支架的第一虚拟连 杆； 沿连杆的一端部沿三维方向扩展出代表部分屏风支架的第二虚拟连杆； 根据第一虚拟连杆和第二虚拟连杆的坐标来扩展出代表部分屏风支架的第三虚拟连 杆和第四虚拟连杆，以此建立代表屏风支架的第一虚拟支架框、或者带虚拟玻璃的第一虚 拟支架、或者代表屏风隔板的第一虚拟隔板； 根据第一虚拟支架框和第一虚拟隔板的坐标，沿三维方向扩展出多根虚拟连杆，以形 成其他虚拟支架框或虚拟隔板，在虚拟三维坐标空间内组建虚拟屏风； 调取部件匹配数据，所述部件匹配数据包括预设的连接虚拟连杆与虚拟连杆之间、虚 拟连杆与虚拟隔板之间、虚拟连杆与虚拟玻璃之间所需的未显示在虚拟三维坐标空间中的 连接件的数量；以及 实时根据部件匹配数据来统计虚拟三维坐标空间内的设计数据，所述设计数据包括虚 拟三维坐标空间内所有扩展出的虚拟连杆、虚拟隔板和虚拟玻璃的长宽尺寸、各类材料型 号和数量，和扩展出的虚拟连杆、虚拟隔板和虚拟玻璃时所新增的未显示在虚拟三维坐标 空间中的连接件的各类连接件型号、数量和位置。2. 如权利要求1所述的屏风扩展式设计方法，其特征在于，所述部件匹配数据还包括 虚拟连杆、虚拟隔板和虚拟玻璃的尺寸中的厚度、各类板材或材料的供应商、颜色中的至少 一种。3. 如权利要求1或2所述的屏风扩展式设计方法，其特征在于，所述虚拟三维坐标空间 为一 3D户型场景。4. 如权利要求3所述的屏风扩展式设计方法，其特征在于，所述虚拟连杆、虚拟玻璃、 虚拟支架框或虚拟隔板均为经过预渲染的3D模块。5. 如权利要求4所述的屏风扩展式设计方法，其特征在于，所述虚拟三维坐标空间生 成于移动设备上。6. 如权利要求3所述的屏风扩展式设计方法，其特征在于，所述移动设备将其内的虚 拟三维坐标空间的全部数据发送到服务器，更新存储在服务器中的虚拟三维坐标空间。7. 如权利要求3所述的屏风扩展式设计方法，其特征在于，所述虚拟三维坐标空间生 成于服务器，所述服务器将其内的虚拟三维坐标空间的全部数据发送到移动设备，更新存 储在移动设备中的虚拟三维坐标空间。8. 如权利要求3所述的屏风扩展式设计方法，其特征在于，在3D户型场景内添加虚拟 摄像机，所述虚拟摄像机的视点在室内自由移动并且所述虚拟摄像机的角度自由调整。9. 如权利要求3所述的屏风扩展式设计方法，其特征在于，还包括更换3D户型场景内 的墙纸、地板和光照效果。10. 如权利要求1所述的屏风扩展式设计方法，其特征在于，所述虚拟连杆、虚拟支架 框或虚拟隔板相互平行或者垂直。11. 一种屏风制造方法，其特征在于，包括：根据前述任一项权利要求所述的屏风扩展 式设计方法获得的虚拟屏风设计结果中包含的设计数据进行制造。12. 如权利要求11所述的屏风制造方法，其特征在于，在同一类材料型号的标准板材 上排列并切割出若干不同长宽尺寸要求的屏风隔板。
【文档编号】A47G5/00GK106033479SQ201510111935
【公开日】2016年10月19日
【申请日】2015年3月13日
【发明人】李育青, 张帆, 葛茜茜
【申请人】震旦（中国）有限公司