TWI476618B - 依據圖形文字（國字）產生地標建築或雕塑 - Google Patents

Description

依據圖形文字(國字)產生地標建築或雕 塑

此應用是關於電腦的輔助設計，更明確的說是的(3D)立體圖形文字的表現。

圖形文字如傳統中國文字已普遍被應用於亞洲語言，如中文，日語，韓語等，不同於英文字母，圖形文字是由一系列筆劃形成的二度空間(2D)圖像。而中國文字有三千五百個常用的字和八萬個已知文字。中國文字的多樣化和複雜性，可用於設計軟體中的畫圖組件。一般而言，現有市面上建築設計築軟體在畫圖功能上明顯不足。中國文字一般指是平面的字體。書法在過去很盛行，在現代它也是被人當成藝術的表現。圖1a顯示擠壓的字體當例子，它是一個表現立體的字形，常用在商業廣告或廣告招牌設計。陰影10和部分字劃一前一後，讓人看起來有立體的感覺。一般而言被擠壓字體如平面文字加上它的厚度。中國字偶而在東方及西方文化被用於建築的平立面圖，如圖1b所示高雄85大樓是以高字來設計。由弗蘭克．勞埃德．賴特設計的教堂，其平面圖就像中國文字的“古”如2的圖2a所示。以上這兩棟建築所設計的方式，就像被擠壓的文字一樣，是以平面的字體加上它的厚度。目前的軟件不是缺乏畫圖功能設計，就是有限的3D功能。傳統的電腦畫圖軟體也許有好的3D表現功能，然而直線，圓弧，圓 環，矩形，多邊形等基本典型的繪圖工具的元件，使用者往往會被其引導至簡單的3D圖形設計。要設計一個有趣和複雜的圖形，使用者通常依賴素描和做模型，這是一個相當耗費時間的過程。正因為如此，在設計過程仍有需要進一步改善的空間，可藉由電腦輔助環境，大量的設計構造和圖形文字可有系統地探討和顯示在電腦螢幕上。

【發明摘要】

本發明的具體應用，包括應用電腦輔助方法。可由一組圖形文字藉由電腦輔助產生不同組合的3D物件。其中有些3D物件可作為地標設計方案來源。使用者只需修改這些物件用“功能”和“编制”，進一步達到其特定的設計目的。設計者篩選由一組圖形文字和操作規則藉由電腦輔助產生3D物件，該系統使設計者專注到選定有潛能的物件作為初步的設計步驟，而非依傳統設計方式從草圖設計開始。另一個可具體應用是現有的二度空間國字，可根據筆劃順序轉換成三度空間的字。每一筆劃可被放置在立方體的一層一層上面。如果從一特定角度看3D國字，這字仍可被分辨，每一個3D國字可用來當建築組合方塊，它可以利用電腦軟體補助方式和其它3D國字相重疊而產生數組不同3D物件，使用者可篩選及分析這些所產生的3D物件以作為不同的應用。另一個可具體應用是電腦螢幕的保護程式(computer screen saver)，電腦螢幕保護程式可藉所輸入的圖形文字產生，它可在電腦螢幕上顯現由2D文字變成3D圖形或者由3D圖形變回2D文字。根據所選擇的操作規則，這所輸入文字可堆疊、演變、重疊而進一步產生多個3D圖形。

本發明的目的是依圖形文字產生在多層上的3D圖形，它和傳統單層3D字體不同。

本發明的目的是將國字依據筆劃分開，而堆疊筆劃在立方體的多層內 。

本發明的目的是利用電腦輔助依數學方式將3D字重疊，已重疊3D字可再利用手動，或是電腦程式加以操作修改。

本發明的目的是篩選數百或上千的3D重疊文字，以作為地標的設計。

本發明的目的是以3D文字產生3D雕塑或建築。

中國國字將用來當作例子，圖1a顯示一個過去已有的藝術立體表現的中國字。它其實是依照傳統2D字形在另一空間加上厚度。圖1b顯示一個2D文書字體它的每一筆劃都在同一層上。圖2a和圖2b顯示同一個字體在一個正方形內。正方形是字體的框，特意讓它顯示出作解說之用。圖2b更進一不依一般書寫順序標示字體的筆劃。每一個國字可以在不同圖形內轉化成3D字形，它接著可用當作3D建築組合方塊，依據某種操作規則，作為進階設計如圖例3-12會在下面文章作更進一步的說明。

a建造一個字在立方體內

每一個人都知道圖形文字是由順序筆劃組成，圖3顯示圖2a的字可分解成每一筆劃，筆劃7，8，9，10，和11各別代表1~5每一筆劃，每一筆劃可以當作3D基本構造可依照不同筆劃順序從上到下或從下到上置入立方體或是其它可放大縮小3D圖形的層內。圖4內每一筆劃的長寬高以三度空間座標XYZ來各別表示，每一筆劃的高度或厚度，可用一個字最多的相連筆劃數除以立方體的一邊來決定。例如筆 劃910和11在圖形4的國字3形成最多連接的部分，筆劃的厚度等於三分之一立方體的邊，當然本發明不限於在如決定筆劃的厚度，例如有某種藝術理由，可事先指定一個筆劃的厚度和儲存在數據庫內當作這個字體的數位值。同樣的，有很多不同的方法去安置筆劃的順序在立方體內。圖4所舉的例子每一筆劃置於另一筆劃之上且相連結，但是放置的規則可設定允許不同筆劃放置方法。像有間距的漂浮筆劃可移動到一個不同連接點，旋轉依所預設方向，放大縮小到一尺寸不同於預設的值等等，值得一題，飄浮的筆劃在設計上是允許的，它或許需要靠隔壁的筆劃來支撐。在實施階段，可利用小支撐的元件像鋼柱，或是透明的玻璃纖維來支撐。

b 兩個字重疊在立方體內

圖5顯示一個重疊3D的字形，國字3和國字4的筆劃重疊在一起，這個例子顯示兩個字如何合併在一起而形成新的3D結構，圖4的國字4是由二個沒連接的部首所組成，它的筆劃個別標示7-9和10-11，字的部首如圖5所示，可各別處理，國字4的筆劃7-9可放置國字3的上面，而國字4的筆劃10-11可放置國字3的前二層，或在其下方，因為二度空間圖形在xy座標沒有改變，國字3和4如由上看，它們一樣是兩個字重疊在一起，以實用的理由和母指定律，這數字的部首可以視為進階的建築方塊用於放置數個部首(國字)於立方體內，當然本發明並不限於上述的方法去說明數個國字的部首如何排放在多重層內，很明顯有很多不同，但很好的放置方法，但是它們都屬於本發明的精隨，例如為某種藝術理由，在放置部首之前，部首可依據之 前經驗操作，像用旋轉，移動，放大縮小，和演變，且部首的各種理想的形，可以存在數據庫裡，在電腦輔助時可取出使用。

c 根據部首操作

每一個國字部首可以進一步區分成數個部首，每一個部首代表簡短的筆劃順序，或局部的筆劃，它們之所以被稱部首，因他們會用於其它的國字，例如圖形6顯示複合字5，是由部首40及50組成，每一個部首其實是一個國字，整個部首40可以進一步區分出另外部首像30，31和32。因為每一部首是依局部筆劃順序，它可以簡化設計過程，由應用同樣的操作規則在相同的部首上，例如圖6的3D結構筆劃順序22-23，24-26，27-29等組成不同部首，可視為不同方案是以部首的順序而非筆劃順序去代表所選的字和以有限的部首去建立一些3D結構要件事有它的好處，這設計的過程由數個部首(字)產生的3D圖形和由一個單字所產生的3D圖形是類似，不同是前者是由部首而後者是依筆劃順序。

d.設計用縮小指示立方體(Key Cube)

在電腦輔助的環境，標示一個立方體的方位是恰當的以應用操作規則用於操作數個立方體。每一個立方體可容納一或多個國字，以圖形7a-7b為使用縮小指示立方體設計實例，在這縮小立方體內有6個指定面，例如為了區分圖4的2個不同的立方體，一個縮小立方體標示1~6面，另外一則是用A~F代表個別6個面(如圖7b)。當縮小指示立方體旋轉90度，面5則旋轉到上面如圖7C所示。圖7a所顯示的結果是由圖4的一組國字所產生。在重疊前先以縮小指示圖顯示圖4的國字旋轉90度再和另一個字重疊。縮小指示圖變成很實用，用於指示設計工具，從複製立方體結構成完全一樣的另一個，或是鏡面影像對稱形和數個立 方體相連接，或堆疊在一起去創造另一高層設計。圖8顯示複製一組和圖7a一模一樣的3D結構。這設計更進一步到另一階段的設計如圖10所示所複製的結構轉變成鏡面對稱圖形然後與另一組在a與b點相連接。圖12所產生的結構看似藝術上複雜，但它是從圖4很簡單字產生的。這是很明顯的，如採用不同建造組合或不同放置規則所產生的立體圖形將有很大不同。因此做一比喻一組圖形文字的形有如在儲存庫內的基因，複製與合併和生物演化過程類似。為使適合的物種演化出來，設計者採主動和選擇者的角色，只需調整電腦輔助設計規則與電腦互動方式，從產生多數3D圖形中決定他或她的選擇。這種設計過程很適合像一般專業人員如建築師或雕塑家 他們可以此設計過程尋找新奇和藝術的想法。另一方面是一個完全自動的設計環境，可以為一般大眾建立。他們參與的過程是簡單的從數據庫選擇一組預設規則和選擇指定字所能產生的複雜程度值。應用於此簡單環境可以指引到以下方面但不限於此所列，如語言教育(language education)，範本建立(template creation)，電腦的螢幕的保護程式(screen saver)。使用者輸入數個字和字體重疊的複雜值，接著不同組合3D的構造顯現在電腦螢幕，其中的過程圖形可以或是可不用顯現出來。

圖13所示是本發明的具體產生3D圖形流程圖。使用者100可以輸入一個或數個圖形文字。輸入方式有鍵盤，滑鼠或聲控輸入等。如中文字基本輸入有“漢語拼音”，“部首”和“兩種混合式”，或採用現有的手寫識別工具。其他使用者如不熟悉現有方式可依靠語言翻譯101輸入 字體102。在整批作業環境(batch operation type)，使用者也許不需親自輸入所有理想能字體，但可以從字典選擇一組字體，或輸入一組預先歸類的字。選定的字在規則引擎103經過部首符分辨及筆劃分析，這規則引擎103然後從數據庫頡取相對應的3D部首和或是筆劃，而數據庫104已儲存預處理的部首和筆劃，相對應的於一立方體內產生3D圖形或是3D字體105。它可以根據所選的操作規則或是預先設定值進一步合併(或稱融合，合併，或重疊)。系統將產生多重可選的3D結構，使用者可以從中選擇最佳的一個。藉由互動方式篩選106並以電腦螢幕或印表機等不同方式顯示出來。操作規則如複製，翻轉，旋轉，平移，縮放，重疊和演變，能夠被預先設定，或是根據使用者的選擇。值得注意是設計的結果，可能無法具體應用。例如，從系統中產生的一個地標的雕塑107，可能需進一步通過傳統的“功能”，“結構”，“编制”和“預算”檢驗修正，以符合成建築物要件。

上述透露(disclosure)具體實行的例子所用的圖例和說明的目的非用於很詳細的描述或是局限於展現很精確圖形。當然還有許多可修改的可能性或不同的方法可根據上述產生。這具體實行例子的選擇和描述是為解釋所透露的原理與其實際的應用，而能夠使一般人在藝術上可利用所透露的以不同實用方式和不同修改方法去符合他們所預想的使用。對這群普通人在藝術上將有更明顯不同實用方式。但對本發明而言是屬相關的而無法偏離跳出本發明的範圍和精隨。本透露的範圍定義在專利範圍部分，而非上述的描述和其中具體實例的說明。

1‧‧‧“高”字

2‧‧‧“古”字

3‧‧‧三維”古”字

4‧‧‧三維”外”字

7至29‧‧‧筆劃

30至35‧‧‧部首

40‧‧‧“魚”字或部首

50‧‧‧“京”字或部首

100‧‧‧使用者

101‧‧‧語言翻譯

102‧‧‧二維字體輸入

103‧‧‧規則引擎

104‧‧‧數據庫

105‧‧‧3D圖形或是3D字體輸出

106‧‧‧篩選3D圖形

107‧‧‧地標設計輸出

a‧‧‧連接點

b‧‧‧連接點

c‧‧‧字體的框

圖1a說明一個被擠壓2D文字，它是已經有的藝術作品。

圖1b是說明已存在藝術的2D字體。

圖2a是顯示國字在一正方型內。

圖2b是顯示國字可以依筆劃將其拆開。

圖3顯示一國字依筆劃拆開而依順序排開如圖2b所示。

圖4顯示兩個3D國字在透視立方體內。

圖5顯示兩個國字如圖4所示重疊在一起。

圖6顯示一個比較複雜多筆劃3D國字，其中國字可以部首來表示。

圖7a顯示二個重疊國字而是以其中一個轉90度和另一個重疊。

圖7b顯示兩個縮小指示立方體(key cube)個別標示有1~6面及A-F面。

圖7c顯示一個縮小指示立方體代表溶合二個縮小立方體，其中一個面5和其中一個面A相對重疊在一起。

圖8顯示複製(cloning)和移動(translation)的功能如圖7a所示，去複製一組重疊的3D文字。

圖9顯示一個合併一組重疊3D字體如圖7a所示，被重疊3D文字是鏡面影像(mirror-reflecting)與另一組對稱。

圖10顯示複製和移動如圖9所示重疊3D圖形。

圖11顯示翻轉鏡面影像(mirror-flipping)如圖10所示一組重疊圖形。

圖12顯示將一組重疊3D圖形轉變(morphing)與另一組3D圖形連接在特定的點。

圖13顯示依據本發明具體產生3D圖形的一個方塊流程圖(block diagram)

有

Claims (6)

1. 一電腦輔助設計方法，用於在電腦螢幕顯示三維(3D)圖形文字，這方法包括：使用者選擇至少一個圖形文字；其中每一個字由一系列筆劃所組合，每一筆劃則是一個3D元件可從一組預先設計好3D筆劃元件選出；依照第一組安置規則將所選圖形文字筆劃建造成一或多個3D的物件，在電腦螢幕顯示出具有多層次3D的圖形；每一個3D物件由多層次結構組成，其中各結構層至少包括一3D元件，及相對於對應3D元件基準面，至少兩個不同的高度的結構層，其中第一組的安置規則包括移動、複製、放大縮小、翻轉、演變、和重疊，在安置3D元件時允許改變所預設的值，而每一3D元件由所選數個圖形文字的部份連續筆劃所組成；其中，所選數個圖形文字進一步依據第二組的安置規則，其中第二組的安置規則包括移動、複製、放大縮小、翻轉、演變、和重疊，在安置3D元件時允許改變所預設的值，可用所選的部份圖形文字的至少一部首作為運作單元，而一個部首至少有兩個筆劃組成。
2. 如申請專利範圍第1項所述之電腦輔助設計方法，其中所選數個圖形文字進一步依據第二組安置規則重疊或對接成一個3D結構，這二組安置規則係以所選圖形文字的連續筆劃(部首)作為運作單元。
3. 一個可在電腦螢幕表現3D圖形文字的系統，這系統包括：使用者可選擇至少一個圖形文字的輸入方法，其中每一個字由一系列筆劃所組合，每一筆劃則是一個3D元件可從一組預先設計好3D筆劃元件選出；一個數據庫(database)用於儲存表現3D圖形文字的資料；一組設計軟體程式(module)依照第一組安置規則將所選圖形文字筆劃建造 成一或多個3D的物件；在電腦螢幕顯示出具有多層次3D的圖形；每一個3D物件由多層次結構組成；其中各結構層至少包括一3D元件，及相對於對應3D元件基準面，至少兩個不同的高度的結構層，其中第一組的安置規則包括移動、複製、放大縮小、翻轉、演變、和重疊，在安置3D元件時允許改變所預設的值，而每一3D元件由所選數個圖形文字的部份連續筆劃所組成；其中，所選數個圖形文字進一步依據第二組的安置規則，其中第二組的安置規則包括移動、複製、放大縮小、翻轉、演變、和重疊，在安置3D元件時允許改變所預設的值，可用所選的部份圖形文字的至少一部首作為運作單元，而一個部首至少有兩個筆劃組成。
4. 如申請專利範圍第3項所述之可在電腦螢幕表現3D圖形文字的系統，其中所選數個圖形文字進一步依據第二組安置規則重疊或對接成一個3D結構，這二組安置規則係以所選圖形文字的部份連續(部首)作為運作單元。
5. 一個電腦可讀取的記憶裝置(medium)，用以儲存一組軟體程式(module)，此軟體程式可藉由一電腦系統執行輔助設計，用以執行以下步驟的方法：使用者選擇至少一個圖形文字，其中每一個字由一系列筆劃所組合，每一筆劃則是一個3D元件可從一組預先設計好3D筆劃元件選出；依照第一組安置規則將所選圖形文字筆劃建造成一或多個3D的物件；在電腦螢幕顯示出具有多層次3D的圖形；每一個3D物件由多層次結構組成，其中各結構層至少包括一3D元件，及相對於對應3D元件基準面，至少兩個不同的高度的結構層，其中第一組的安置規則包括移動、複製、放大縮小、翻轉、演變、和重疊，在安置3D元件 時允許改變所預設的值，而每一3D元件由所選數個圖形文字的部份連續筆劃所組成；其中，所選數個圖形文字進一步依據第二組的安置規則，其中第二組的安置規則包括移動、複製、放大縮小、翻轉、演變、和重疊，在安置3D元件時允許改變所預設的值，可用所選的部份圖形文字的至少一部首作為運作單元，而一個部首至少有兩個筆劃組成。
6. 如申請專利範圍第5項所述之電腦可讀取的記憶裝置(medium)，其中所選數個圖形文字進一步依據第二組安置規則重疊或對接成一個3D結構，這二組安置規則係以所選圖形文字的連續筆劃(部首)作為運作單元。