[发明专利]一种面向弹性物体制造的逆向形状设计方法

说明书

技术领域

本发明主要涉及工业/艺术设计、产品制造/三维打印/快速成型、虚拟物体/角色创建等应用领域，尤其涉及一种面向弹性物体制造的逆向形状设计方法。

背景技术

本发明相关的技术背景简述如下：

一、面向制造的设计

近来研究领域涌现出不少用于创建几何形状的可计算设计工具，它们能在设计过程中施加制造或者物理属性方面的约束，比如结构稳定性（WHITING,E.,SHIN,H.,WANG,R.,OCHSENDORF,J.,AND DURAND,F.2012.Structural optimization of3d masonry buildings.ACM Trans.Graph.31,6(Nov.),159:1–159:11.;STAVA,O.,VANEK,J.,BENES,B.,CARR,N.,AND MˇE781CH,R.2012.Stress relief:Improving structural strength of3d printable objects.ACM Trans.Graph.31,4(July),48:1–48:11.）、变形（M.,BICKEL,B.,JAMES,D.L.,AND PFISTER,H.2012.Fabricating articulated characters from skinned meshes.ACM Transactions on Graphics(TOG)31,4,47.;CALì,J.,CALIAN,D.A.,AMATI,C.,KLEINBERGER,R.,STEED,A.,KAUTZ,J.,AND WEYRICH,T.2012.3D-printing of non-assembly,articulated models.ACM Trans.on Graphics(TOG)31,6.）、运动（ZHU,L.,XU,W.,SNYDER,J.,LIU,Y.,WANG,G.,AND GUO,B.2012.Motion-guided mechanical toy modeling.ACM Trans.Graph.31,6,127.;COROS,S.,THOMASZEWSKI,B.,NORIS,G.,SUEDA,S.,FORBERG,M.,SUMNER,R.W.,MATUSIK,W.,AND BICKEL,B.2013.Computational design of mechanical characters.ACM Transactions on Graphics(TOG)32,4,83.;CEYLAN,D.,LI,W.,MITRA,N.J.,AGRAWALA,M.,AND PAULY,M.2013.Designing and fabricating mechanical automata from mocap sequences.ACM Trans.Graph.32,6(Nov.).）和外观（DONG,Y.,WANG,J.,PELLACINI,F.,TONG,X.,AND GUO,B.2010.Fabricating spatially-varying subsurface scattering.ACM Trans.Graph.29,4(July),62:1–62:10.;LAN,Y.,DONG,Y.,PELLACINI,F.,AND TONG,X.2013.Bi-scale appearance fabrication.ACM Trans.Graph.32,4(July).;CHEN,D.,LEVIN,D.I.W.,DIDYK,P.,SITTHI-AMORN,P.,AND MATUSIK,W.2013.Spec2fab:A reducer-tuner model for translating specifications to3d prints.ACM Trans.Graph.32,4(July).）等。在建筑几何设计中也有类似工具被开发出来，但大都关注平面网格方面的设计（LIU,Y.,POTTMANN,H.,WALLNER,J.,YANG,Y.-L.,AND WANG,W.2006.Geometric modeling with conical meshes and developable surfaces.ACM Trans.Graph.25,3(July),681–689.;LIU,Y.,XU,W.,WANG,J.,ZHU,L.,GUO,B.,CHEN,F.,AND WANG,G.2011.General planar quadrilateral mesh design using conjugate direction field.ACM Trans.Graph.30,6(Dec.).;VOUGA,E.,M.,WALLNER,J.,AND POTTMANN,H.2012.Design of self-supporting surfaces.ACM Trans.Graph.31,4(July),87:1–87:11.）。