CN102166085B - 一种用2d图像在家具表面实现3d视觉效果的方法 - Google Patents

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Abstract

一种用2D图像在家具表面实现3D视觉效果的方法，属家具领域。其在将2D平面图像进行3D分解时，根据各2D分解图案在沙发上外表面上所对应的不同位置，确定其不同的缩放比例；根据所对应的缩放比例，对该2D分解图案进行缩放，得到待印刷2D分解图案；用喷墨打印/印刷机将经过缩放处理后的待印刷2D分解图案分别印刷在构成沙发装饰包布的布料上；再对布料进行常规的裁剪、缝合和再加工，制成沙发罩或沙发套产品。其通过对各2D分解图案进行相应缩放，确保了在最佳视觉观察点所看到整体图像之各部份的显示比例更符合原2D平面图像，让所显示的图像呈现出更加接近2D平面原图的逼真视觉效果。可广泛用于各种与家具相关的布艺生产领域。

Description

一种用2D图像在家具表面实现3D视觉效果的方法
技术领域
本发明属于家具领域，尤其涉及一种用于沙发装饰的沙发罩或沙发套。
背景技术
现在的沙发装饰包布，基本在布料生产之后就直接经过裁剪、缝纫制成沙发罩或沙发套，可以说是“先有布再有沙发套”，布上的图案或花纹是在布的生产过程中直接织/印到布上去的，使得沙发整体上的装饰图案现实的是一种平面效果，缺乏统一布局，破坏了沙发布上图案作为装饰用的整体立体效果。
在现在崇尚“个性”的时代，不同顾客对沙发包布图案、花纹的要求不尽相同，如何满足各种顾客对沙发图案、花纹的个性需求，是沙发生产商所面临的新问题。
现有的“个性”图像运用大多是通过转印技术来实现的，将选定的图片打印到特制转印纸上，然后通过高温烫到有单一底色的载体(布料)上，即先把花样印在特制的纸上，然后通过印布机内合适的温度、压力把花样转移到布上从而得到客户所需要的、带有制定图案或花纹的装饰布。
但是这样做的结果，只能得到或制造一些局部带有小的花色、图案的沙发装饰布，其整体现实的仍然是平面图形的效果，想用整个沙发来表现一幅具有整体立体感的立体图案或花纹依然是困难的和无法实现的。
本申请人于2008年申请的，授权公告日为2010年6月16日，授权公告号为CN101229005B的中国发明专利，公开了“一种应用于沙发上使平面图片呈现立体效果的方法”，其将平面图片进行3D分解，用喷墨打印/印刷机将分解的图案分别印刷在构成沙发装饰包布的布料上，再对布料进行裁剪、缝合和再加工，制成沙发罩或沙发套产品，借助沙发的扶手、靠背、坐垫和/或沙发外侧面等不同的立体形状，使沙发的上、左、右、前、后5个面整体连在一起成为一个连续的、立体的图案，让原有的平面图片呈现出立体的多面效果，与沙发整体造型浑然合一，从最佳视角远观沙发，展现在眼前的是一幅完整的画面。
但是在实际产品的制造过程中发现，在采用上述方法进行工艺制作的过程中，由于其仅仅是将平面图形/图像(以下简称为2D图像)进行分解后，形成分解图案，再采用喷墨打印的方式将需印刷的分解图案喷绘/印刷在各片布料上，所以经过缝合制成沙发罩或沙发套产品后所构成的整体图像/画面，在最佳视角远观时，由沙发各部分(诸如沙发的扶手、靠背、坐垫或沙发外侧面等不同的平/侧/立/斜表面)表面图案拼合所构成的立体图像(以下简称为3D图像)，各部分的构成比例会有失真，整体图像的立体视觉效果被扭曲或破坏，进而影响了整体艺术效果和视觉美感。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种用2D图像在家具表面实现3D视觉效果的方法，其更加符合2D图像所展现的艺术效果，各部分的构成比例变形小，图像失真度小，整体视觉美感更加逼真。
本发明的技术方案是：提供一种用2D图像在家具表面实现3D视觉效果的方法，包括将2D平面图片/图像进行3D分解，形成多个2D分解图案，用喷墨打印/印刷机将各2D分解图案分别印刷在构成沙发装饰包布的布料上，再对布料进行裁剪、缝合和再加工，制成沙发罩或沙发套产品，借助沙发的扶手、靠背、坐垫和/或沙发外侧面等不同的立体形状，使沙发的各个外面上的2D分解图案整体构成为一个连续的、具有立体感的图案，让原有的平面图片呈现出立体的视觉效果，其特征是：
在将2D平面图片/图像进行3D分解阶段，根据各2D分解图案在沙发上外表面上所对应的不同位置，确定其不同的缩放/变形比例；
根据各2D分解图案所对应的缩放/变形比例，对该2D分解图案进行缩放/变形，得到待印刷2D分解图案；
用喷墨打印/印刷机将经过缩放/变形处理后的待印刷2D分解图案分别印刷在构成沙发装饰包布的布料上；
再对布料进行常规的裁剪、缝合和再加工，制成沙发罩或沙发套产品；
通过对各2D分解图案进行缩放/变形，以确保其在最佳视觉观察点所看到整体图像之各部份的显示比例接近/符合原2D平面图片/图像，让所显示的图片/图像呈现出更加接近2D平面图片/图像原图的逼真视觉效果。
进一步的，通过对所述各部分2D分解图案，分别进行缩放/变形，使得其整体综合显示比例接近/符合原2D平面图片/图像。
进一步的，通过对所述各部分2D分解图案分别进行不同比例的缩放/变形，确保最后在沙发的最佳视觉观察点所观察到的各部分图片/图像的整体显示比例，接近/符合原2D平面图片/图像。
具体的，所述的2D分解图案在沙发上外表面上所对应的不同位置，包括该部分2D分解图案在沙发的扶手、靠背、坐垫和/或沙发外侧面的对应位置。
其中，所述各部分2D分解图案之缩放/变形比例的确定依据，取决于其在沙发外表面上所对应的不同位置。
更进一步的，所述各部分2D分解图案之缩放/变形比例的确定依据，取决于该部分2D分解图案的实际大小和在最佳视觉观察点所观察到的投影面上之该部分2D分解图案投影大小之比。
更进一步的，所述位于某一沙发的外表面上2D分解图案之最佳缩放/变形比例，等于该部分2D分解图案的实际尺寸/面积，与在最佳视觉观察点所观察到的投影面上之该部分2D分解图案的投影尺寸/面积之比值。
或者，所述位于某一沙发的外表面上2D分解图案之最佳缩放/变形比例，等于该部分2D分解图案所在沙发外表面的实际尺寸/面积，与在最佳视觉观察点所观察到的投影面上之该部分沙发外表面所对应的投影尺寸/面积之比值。
其所述沙发的最佳视觉观察点，为距沙发前面1～2米，在斜上方30～45度的观察位置。
所述各部分2D分解图案之不同的缩放/变形比例，保证了在最佳视觉观察点所观察到的沙发各部分所显示的图片/图像，符合/接近原图的整体显示比例，呈现出更加接近原图的逼真视觉效果。
与现有技术比较，本发明的优点是：
1.通过对沙发各外表面上图像/画面采用不同的缩放/变形比例，确保其在最佳视觉观察点所看到图像之各部份的显示比例接近/符合原2D平面图片/图像，让所显示的图片/图像呈现出更加接近原图的逼真视觉效果。
2.仅仅对沙发各表面上图像/画面进行不同的缩放/变形，实现手段简洁，易于实现；
3.所有的缩放/变形处理手段均可在计算机上来实现，工作效率高，处理周期短，便于调整或修改，易于在工业化生产过程中采用和实现，完全适用于现有的生产工艺和制造工序。
附图说明
图1是本发明的方法示意流程图；
图2是最佳视觉观察点图与沙发的位置关系示意图；
图3是最佳缩放/变形比例确定原理示意图；
图4是最佳缩放/变形比例计算过程示意图；
图5是原2D平面图案示例图；
图6是缩放/变形后的分解2D图案示例图；
图7是2D分解图案和待印刷2D分解图案的对应关系示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。
图1中，本技术方案的具体步骤如图所示：
A、根据各2D分解图案在沙发上外表面上所对应的不同位置，确定其不同的缩放/变形比例；
B、根据各2D分解图案所对应的缩放/变形比例，对该2D分解图案进行缩放/变形，得到待印刷2D分解图案；
C、用喷墨打印/印刷机将经过缩放/变形处理后的待印刷2D分解图案分别印刷在构成沙发装饰包布的布料上；
D、再对布料进行常规的裁剪、缝合和再加工，制成沙发罩或沙发套产品；
E、通过对各2D分解图案进行缩放/变形，以确保其在最佳视觉观察点所看到整体图像之各部份的显示比例接近/符合原2D平面图片/图像。
F、整体沙发所显示的图像，呈现出更加接近2D原图的逼真视觉效果。
其中，本技术方案通过对所述各部分2D分解图案，分别进行缩放/变形，使得其整体综合显示比例接近/符合原2D平面图片/图像。
或者，本技术方案通过对所述各部分2D分解图案分别进行不同比例的缩放/变形，确保最后在沙发的最佳视觉观察点所观察到的各部分图片/图像的整体显示比例，接近/符合原2D平面图片/图像。
其中，所述的2D分解图案在沙发上外表面上所对应的不同位置，包括该部分2D分解图案在沙发的扶手、靠背、坐垫和/或沙发外侧面的对应位置。
所述各部分2D分解图案之缩放/变形比例的确定依据，取决于其在沙发外表面上所对应的不同位置。
进一步的，所述各部分2D分解图案之缩放/变形比例的确定依据，取决于该部分2D分解图案的实际大小和在最佳视觉观察点所观察到的投影面上之该部分2D分解图案投影大小之比。
更进一步的，所述位于某一沙发的外表面上2D分解图案之最佳缩放/变形比例，等于该部分2D分解图案的实际尺寸/面积，与在最佳视觉观察点所观察到的投影面上之该部分2D分解图案的投影尺寸/面积之比值。
或者，所述位于某一沙发的外表面上2D分解图案之最佳缩放/变形比例，等于该部分2D分解图案所在沙发外表面的实际尺寸/面积，与在最佳视觉观察点所观察到的投影面上之该部分沙发外表面所对应的投影尺寸/面积之比值。
采用上述技术方案后，保证了在最佳视觉观察点所观察到的沙发各部分所显示的图片/图像，更加符合/接近原图的整体显示比例，呈现出更加接近原图的逼真视觉效果。
图2中，本技术方案中的最佳视觉观察点2，为距沙发1前面1～2米，在斜上方30～45度的观察位置，该位置正好为一个成年人站立和观察沙发装饰效果的位置。
图3中，给出了最佳缩放/变形比例的确定原则和依据，其中，1为沙发，2为最佳视觉观察点，3为观察投影面，4-1～4-3为各个沙发表面，5-1～5-3为各沙发表面在投影面上的对应投影，6为原2D平面图片/图像，7为分解后的2D图案，8为投影面，4-1′～4-3′为各个沙发表面的实际尺寸，5-1′～5-3′为各个沙发表面在投影面上的对应投影尺寸。
以图中所示为例可知，本技术方案根据各沙发表面所对应的投影尺寸5-1′～5-3′，2D平面图片/图像6被分割为Y1～Y3三幅分图像，根据各沙发表面所对应的投影尺寸(5-1′～5-3′)与各个沙发表面(4-1～4-3)的实际尺寸(4-1′～4-3′)的对应比值，将各分图像Y1～Y3进行相应的缩放/变换，得到了分解后的2D图案7，其分解后的2D图案由F1～F3构成，各分解后的2D图案F1～F3的实际尺寸4-1′～4-3′，等于各个沙发表面的实际尺寸4-1′～4-3′。
由图可知，对于正对最佳视觉观察点的第一2D分解图案(或称之为第一分图像，下同)Y1(实际上等同于所对应的相应沙发外表面4-1，其边长为5-1′，下同)，通常无需对其进行缩放/变形，直接输出待印刷2D分解图案F1(其边长为4-1′，下同)，将其进行相应的印刷和后续处理即可，则对于Y1和F1而言，其缩放/变换比例为0。
对于实际尺寸/面积大于其投影尺寸/面积的第二2D分解图案Y2，需要对其进行放大/拉伸，构成一个对应的待印刷2D分解图案F2，再进行相应的印刷和后续处理，其放大/拉伸的比例由Y2和F2的边长或面积之比来确定。
反之，对于实际尺寸/面积小于其投影尺寸/面积的第三2D分解图案4-3，需要对其进行缩小/收缩，构成一个对应的待印刷2D分解图案F3，再进行相应的印刷和后续处理，其缩小/收缩的比例由Y3和F3的边长或面积之比来确定。
很明显，通常在实际制作过程中，极少会遇到如同第三2D分解图案之需要缩小/收缩的情况，但是不排除在某些极特殊的情况下会出现这种情况。
各部分2D分解图案之缩放/变形比例的确定依据，取决于该部分2D分解图案的实际大小和在最佳视觉观察点所观察到的投影面上之该部分2D分解图案投影大小之比。
或者说，位于某一沙发的外表面上2D分解图案之最佳缩放/变形比例，等于该部分2D分解图案的实际尺寸/面积，与在最佳视觉观察点所观察到的投影面上之该部分2D分解图案的投影尺寸/面积之比值。
更进一步的，位于某一沙发的外表面上2D分解图案之最佳缩放/变形比例，等于该部分2D分解图案所在沙发外表面的实际尺寸/面积，与在最佳视觉观察点所观察到的投影面上之该部分沙发外表面所对应的投影尺寸/面积之比值。
在实际生产和制作过程中，通常采用根据该部分2D分解图案所在沙发外表面的实际尺寸，与在最佳视觉观察点所观察到的投影面上之该部分沙发外表面所对应的投影尺寸之比值，来确定位于该部分沙发外表面上2D分解图案之最佳缩放比例即可满足普通用户的需求。
上述图像的缩放/变形过程，可以在计算机中借助图像处理软件(诸如AdobePhotoshop、CorelDRAW等软件)来完成，由于这已经是现有技术，故具体的图像缩放/变形过程，在此不再叙述。
实施例：
以图3所示为例。
在图3中，在位于最佳视觉观察点2的最佳观测点观看产品，看到产品自上而下的三个块面(各个沙发表面)4-1，4-2和4-3，在2D视觉中表现为一个平面图像8(8为实际为投影面)，由2D平面图片/图像6中的Y1，Y2，Y3构成，但实际这三个块面的规格在3D空间中的比例应对应为分解后的2D图案7中的F1，F2，F3，故得到以下图像重现方法：
1，需要展现的图像做成2D平面图片/图像6的比例，切分成Y1，Y2，Y3三部分；
2，Y1，Y2，Y3各部分宽度不变，高度分别拉伸/压缩为分解后的2D图案7中的F1，F2，F3高度；
3，变形后的图像放置在产品相应位置后，在最佳观测点得以还原成正常的2D图像。
一、最佳观察点可实现的证明：
如图3所示：
沙发被观察的最佳位置在靠背中心部位。
图中沙发靠背大部分后倾30°，故设定最佳观察角度为30°即∠XYZ＝30°
靠背中部距地面的高度为60cm，即ZN＝60cm
最佳观测点X与视觉中心Y及视觉中心垂线上的Z点组成直角三角形。
其中：XN为人的眼部高度，我们设定为150cm；
那么，在RTΔXYZ中，
已知，一直角边XZ＝150-60＝90cm
∠XYZ＝30°
那么，由于tg30°＝√3/2
YZ＝XZ/√3/2＝90/(1.732/2)≈104cm
即，眼睛高度150cm的人站在距沙发靠背中心104cm处是最佳观察点相应的，身高越高的人，最佳观察点越靠后
身高越低的人，最佳观察点越靠前
即，只要眼睛高度能处于XY及延长线上，调整前后距离，都可以得到最佳观察点。
最低眼睛高度：
由于视觉中心在靠背上，但观察者只能在M点以右，
所以，MH长度为最低眼睛高度限制
MH＝MG+GH
＝ZN+GH
＝60+YG*TG30°
＝60+65(实际测量)*√3/2
≈116cm
即，眼睛高度不低于116cm的人都能通过调整距离找到最佳观察点。
二、分解图像变形比例测算：
如图，F1，F2，F3三个处于3D空间的平面在最佳观测点的观察者视觉中形成Y1，Y2，Y3组成的2D平面映像，此平面垂直于观察者视线(30°)我们假定观察者的所有视线为平行线，即AA’//BB’//CC’//DD’那么，水平方向可以认为没有发生形变
垂直方向中：
A’B’的映像长度来自AB，
因为AB//A’B’AA’//BB’
所以AB＝A’B’
因为∠XYZ＝30°XY//CC’
所以∠BCE＝30°
所以BC＝BE/TG30°
＝B’C’/TG30°
≈B’C’/0.866
即BC＝1.155B’C’
同理可得：
CF＝FD*TG30°
＝C’D’*TG30°
≈0.866C’D’
根据勾股定理计算可得：
CD＝1.323C’D’
综上，AB＝A’B’BC＝1.155B’C’CD＝1.323C’D’
三、实际应用举例：
经测量，AB＝60CM BC＝60CM CD＝20CM
经变形比例计算A’B’＝60B’C’＝51.95CM  C’D’＝15.12CM
所以，我们需要一张60+51.95+15.12＝127.07cm高度的图，如图5所示。
1、将此图分解为高度分别为60，51.95，15.12cm的三个部分图案，得到图6所示的Y1～Y3三部分图案；
2、把上述三部分图案的高度分别调整/变形为60，60，20cm，得到图7所示的F1～F3三部分图案；
3、用喷墨打印/印刷机将各2D分解图案F1～F3分别印刷在构成沙发装饰包布的布料上，再对布料进行裁剪、缝合和再加工，制成沙发罩或沙发套产品后，在最佳观察点查看，所呈现的2D图像按原图的各部分显示比例得以还原，尽可能地避免了视觉比例上的图形/图像的失真和变形。
本技术方案通过上述方法，确保了其在最佳视觉观察点所看到沙发外表面所呈现图像之各部份的显示比例更接近/符合原2D平面图片/图像，让所显示的图像/图案呈现出更加接近原图的逼真视觉效果。
由于本发明的技术方案通过对位于沙发外表面上的各部分2D分解图案，分别进行了不同比例的缩放/变形，确保了最后在沙发的最佳视觉观察点所观察到的各部分图片/图像的整体显示比例不变，使得其更加符合2D图像所展现的艺术效果，其实现手段简洁，易于实现，各部分图案/画面的构成比例变形小，图像失真度小，整体视觉美感更加逼真。
本发明可广泛用于各种与家具相关的布艺生产领域。

Claims (3)

1.一种用2D图像在沙发罩表面实现3D视觉效果的方法，包括将2D平面图片/图像进行3D分解，形成多个2D分解图案，用喷墨打印/印刷机将各2D分解图案分别印刷在构成沙发装饰包布的布料上，再对布料进行裁剪、缝合和再加工，制成沙发罩产品，借助沙发的扶手、靠背、坐垫和/或沙发外侧面不同的立体形状，使沙发的各个外面上的2D分解图案整体构成为一个连续的、具有立体感的图案，让原有的平面图片呈现出立体的视觉效果，其特征是：
在将2D平面图片/图像进行3D分解阶段，根据各2D分解图案在沙发上外表面上所对应的不同位置，确定其不同的缩放/变形比例；
根据各2D分解图案所对应的缩放/变形比例，对该2D分解图案进行缩放/变形，得到待印刷2D分解图案；
用喷墨打印/印刷机将经过缩放/变形处理后的待印刷2D分解图案分别印刷在构成沙发装饰包布的布料上；
再对布料进行常规的裁剪、缝合和再加工，制成沙发罩产品；
其中，所述位于某一沙发的外表面上2D分解图案之最佳缩放/变形比例，等于该部分2D分解图案的实际尺寸/面积，与在最佳视觉观察点所观察到的投影面上之该部分2D分解图案的投影尺寸/面积之比值；
或者，其所述位于某一沙发的外表面上2D分解图案之最佳缩放/变形比例，等于该部分2D分解图案所在沙发外表面的实际尺寸/面积，与在最佳视觉观察点所观察到的投影面上之该部分沙发外表面所对应的投影尺寸/面积之比值；
通过对各2D分解图案进行缩放/变形，以确保其在最佳视觉观察点所看到整体图像之各部份的显示比例接近/符合原2D平面图片/图像，让所显示的图片/图像呈现出更加接近2D平面图片/图像原图的逼真视觉效果。
2.按照权利要求1所述的用2D图像在沙发罩表面实现3D视觉效果的方法，其特征是所述各部分2D分解图案之缩放/变形比例的确定依据，取决于该部分2D分解图案的实际大小和在最佳视觉观察点所观察到的投影面上之该部分2D分解图案投影大小之比。
3.按照权利要求1所述的用2D图像在沙发罩表面实现3D视觉效果的方法，其特征是所述沙发的最佳视觉观察点，为距沙发前面1～2米，在斜上方30～45度的观察位置。
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