[发明专利]无定形图形的接合和扩展方法

说明书

本申请是申请号为00807355.4、申请日为2000年4月6日、申请人为宝洁公司、发明名称为“无定形图形的接合和扩展方法”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及在制造三维片材时有用的、能阻止各个叠加的层互相套叠的无定形图形。本发明还涉及产生这种图形的方法，该方法可使该图形本身或与其它相同的图形边对边地接合，而不会在图形中有可看得见的接缝形式的中断。

背景技术

在1996年11月8日以Mc Guire、Tweddell和Hamilfon名义提出的题为“三维抗套叠片状材料及其制造方法和装置”与本发明具有共同受让人的同时待审(允许)的美国专利申请系列号为08/745339中，公开了在三维片状产品的卷绕滚筒中使用无定形图形来防止套叠的问题。这里引入该专利申请供参考。在本申请中，说明了生成性质均匀的，基于有约束的二度空间的Voronoi棋盘形布置的无定形图形的一种方法。利用这种方法，借助计算机可以生成由不规则多边形的互锁网络组成的无定形图形。

利用在上述专利申请中的方法产生的图形适用于平坦的小型材料。然而，当试图将这种图形用于制造生产工具(例如压花滚筒)时，则由于该图形的边缘是各种各样的，所以当卷绕在滚筒周围时，在图形“相交”的地方有明显的接缝。另外，对于非常大的滚筒，用于生产覆盖这些滚筒的图形所需的计算时间非常长。因此需要一种可以“拼接”的生成这些无定形图形的方法。这里所用的术语“拼接图形(tile)”、“拼接(tiling)”和“拼接的(tiled)”是指：包括充满图形花纹的有边界区域的图形或图形元素，该图形花纹可以其边缘与其它相同图形或具有互补但不相同的边缘几何形状的图形元素连接，用以形成具有不明显可见的接缝的较大图形。如果利用这种“拼接的”图形来制造压花滚筒，则当该图形卷绕在滚筒上时，不会在平的花纹“相交”处出现接缝。另外，将小图形“拼接”起来，可以制成非常大的图形(例如，大的压花滚筒的表面)，并且在小的拼接图形图形的边缘上，不会出现接缝。

因此，希望提供一种基于二度空间的有约束Voronoi棋盘形布置的生成无定形图形的方法，该图形可“拼接”起来而不会在拼接图形边缘出现接缝。

发明内容

本发明提供了一种基于可以拼接的有约束的二度空间的Voronoi棋盘形布置，以生成无定形图形的方法。形成二度空间的有约束的Voronoi棋盘形布置有三个基本步骤：1)配置成核点；2)形成成核点的Delcuney三角形；和3)从Delauney三角形空间中抽取多边形。只需要改变算法中的成核点部分，就可以完成拼接工作。

本发明的一种生成由具有至少二个可以拼接在一起的相对边缘的互锁二维几何形状组成的一个无定形二维图形的方法，所述方法包括下列步骤：(a)规定在二个相对边缘之间的x方向测量的图形的宽度Xmax；(b)沿着位于Xmax距离处的一个边缘，将宽度为B的计算边界区域加在图形上；(c)计算生成X坐标在0与Xmax之间的成核点的坐标(x，y)；(d)选择X坐标为在0和B之间的成核点，并通过将Xmax加上x坐标值上，把该成核点复制在计算边界区上；(e)将计算生成的成核点和在计算边界上相应复制的成核点，与所有先前生成的成核点进行比较；和(f)重复步骤(c)～(e)，直至生成所希望数目的成核点为止。

为了完成生成图形的过程该方法还包括下列步骤：(g)在成核点上形成Delaunay三角形；和(h)在成核点上，进行Voronoi棋盘形布置以形成二维几何形状。通过在二个互相正交的坐标方向，形成计算边界，可以生成具有二对可以拼接在一起的相对边缘的图形。

附图说明

虽然本说明书以具体指出并明确提出本发明权利要求的权利要求书作为结尾，但通过下面结合附图对优选实施例的说明，将会更好地理解本发明。附图中，相同的附图标记表示相同的元件，其中：

图1为有代表性的现有技术的无定形图形的四个相同“拼接图形”的平面图；

图2为图1中四个现有技术的“拼接图形”移动得更接近，以示出图形边缘的不匹配情况的平面图；

图3为与图1相同的，根据本发明无定形图形的优选实施例的四个相同“拼接图形”的平面图；

图4为与图2相同的，图3中四个“拼接图形”更加靠近，以示出图形边缘匹配的平面图；

图5为示出在本发明的图形生成等式中的尺寸的示意图；和

图6为示出在本发明的图形生成等式中的尺寸的示意图。

具体实施方式