[发明专利]一种真人立体头像大头娃娃制作系统及其实现方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种大头娃娃玩具制作系统，特别是一种利用激光三维取像技术、专用数控雕刻机与喷绘机、卡通身体等制作真人立体头像的玩具大头娃娃的即时制作系统及其实现方法。

背景技术

背景技术之一：真人立体头像大头娃娃的手工制作

制作真人立体头像的大头娃娃，目前的技术是采取手工方法。例如上海众像国际企业有限公司推出的“众像礼念”等系列服务，就是通过手工流程，完成真人立体头像大头娃娃。具体实现方法是：1)提供多张表情照片；2)在门市上填写订单：3)进入质量控制流程；4)形象涉及团队涉及头部模型和躯干；5)制作模具；6)十天左右交货。而自动立体雕刻装置(申请号98120778.2)则仅仅是一种在徽章、糕点等表面进行凸起状浮雕，并没有达到对人头像的等比例或者按照客户要求的比例进行雕刻的三维实体效果，更不是制作真人头像大头娃娃的技术解决方案。

手工制作大头娃娃头像模型的缺点是加工时间太长，不能准确刻画脸部形状，并且没有个性化选择余地。

背景技术之二：大头贴

大头帖，这是一种即时拍照、选像、打印的数码摄像系统。这个摄影界的一朵奇葩，一般人认为是不登大雅之堂，但它的生命力、普及率是不可小视的。在中外大小城市都有它的市场，深受年轻人的喜爱。目前大头贴制作系统与产品有很多种类，包括动画大头贴、立体大头贴等。现有的基于传统平面摄影系统的立体大头贴系统与产品，主要技术基础是平面立体光栅。这种在平面照片上通过光栅来体现的立体效果是一种视觉感知，并不是真正意义上的三维立体物品。

大头贴特点是速度快，几本上半个小时就可以打印出照片，缺点是只有二维平面效果，无法达到真人大头娃娃的效果。

背景技术之二：三维摄影与成像

在现实生活中，物体都是以三维几何实体的形式存在。传统的二维平面照片通过明暗对比和透视关系来造成视觉上的空间立体感，无法产生引人入胜的自然立体观感。而三维影像的空间造型与原形接近，不仅具有高度、深度三维空间几何形体特征，而且具有真实逼真的表面纹理信息，一改平面照片所无法给出的真实感，可给人亲切、逼真的感觉。观察者可从空间任意角度全方位观看三维影像，获得与自然观感相同的立体视觉效果，产生前所未有的新奇、新鲜视觉感受，从而带来美的享受。

19世纪末已经有人探索立体照相的技术问题，最著名的实验是英国人怀特斯通完成的。怀特斯通用2台照相机模拟左、右眼睛分别拍摄2幅照片，然后用2个互相分隔的目镜，由左、右眼观察这2幅照片，于是在大脑中重新合成了立体图像。这种利用双眼视差形成立体视觉的方法，后来又被改进为“红色滤色法立体照相”、“偏振滤光法立体照相”和“柱面镜(光栅片)立体照相”等方法。

利用双眼视差形成立体视觉的方法实质上是模拟人的双眼视差作用的一种仿生学技术，只能在一个特定的方向形成立体视觉，无法获取定量的三维坐标值，不能输入计算机进行其它处理。

自20世纪70年代以来，逆向工程、质量检测、机器视觉、影视动画、3D游戏、虚拟现实、人机交互、生物医学、整形医疗、服装设计、人体测量、文物复制，艺术雕塑等行业用领域纷纷提出了快速获取物体三维几何模型的要求，使物体三维轮廓非接触测量成为光学测量领域的研究热点，出现了众多得到三维轮廓测量仪和三维照相机。三维轮廓测量仪只获取被测物的三维几何模型，三维照相机可获取被测物的三维几何模型和表面纹理贴图，可生成具有真实感的三维模型。

在三维人像摄影领域，三维照相机主要基于两种方法：激光扫描法和结构光影测量法。

1、激光扫描法：激光扫描法以纯粹的三角测量原理为基础，利用激光逐点扫描物体体表面，通过出射点、投影点和成像点三者之间的几何成像关系确定物体各点的三维空间几何坐标。激光扫描仪的价格十分昂贵，非一般用户所能承受。柯尼卡美能达VIVID系列三维激光扫描仪，目前只应用于逆向工程、三维动画、文物复制、虚拟现实、整形医疗等专业领域。国内的发明专利可以参阅本发明人提出的发明专利“三维人像速成制作方法”，专利号94103620。