一种木质精雕晕渲地形模型制作方法与流程

1.本发明属于数控测绘地理信息和3d雕刻技术领域，具体来说，涉及一种木质精雕晕渲地形模型制作方法。


背景技术：

2.雕刻，在雕塑中是把木材、石头或其他材料切割或雕刻成预期的形状皆可称之为雕刻，近几年雕刻艺术越来越受到人们的关注,且对雕刻艺术品的精密度越来越高，传统的雕刻方法对工匠技术水平的要求极高，而且还具有时间周期长、效率低等特点，目前均通过雕刻机对艺术品进行雕刻。
3.在专利号为cn202211554387.6的中国发明专利中，公开了一种不规则圆雕异形体雕刻加工工艺，所述不规则圆雕异形体雕刻加工工艺具体如下：s1：选择需要加工的不规则物体，放置于雕刻机上，并与雕刻机相固定；s2：雕刻机对不规则物体进行扫描，采集三维立体模型，并储存；s3：通过计算机对三维立体模型进行计算分析，并建立雕刻图形与计算雕刻深度；s4：将建立的图形与三维立体模型进行组合，确定雕刻图形边界与雕刻路径，并转换成数据；s5：将图形布局、雕刻路径与雕刻深度数据导入雕刻机床内进行雕刻；s6：通过雕刻机刻刀底部的传感器控制刻刀与不规则物体的距离，通过修改距离参数实现不规则物体雕刻深度可控的效果；s7：通过人工对雕刻完成的不规则物体进行检测修正，获得合格雕刻产品。可实现对不规则物体雕刻深度进行控制的目的，使提高了不规则物体雕刻成品率与效率，达到了不规则物体雕刻深度可控的效果。
4.现有专利的缺陷在于，虽然实现了对不规则物体雕刻深度进行控制的目的，但是缺乏将地形类更为细致的数字高程模型数据还原在精雕的物体上。


技术实现要素：

5.针对现有不规则圆雕异形体雕刻加工工艺缺乏将地形类更为细致的数字高程模型数据还原在精雕的物体上的问题，本发明提供了一种木质精雕晕渲地形模型制作方法。
6.为实现上述技术目的，本发明采用的技术方案如下：
7.一种木质精雕晕渲地形模型制作方法，包括步骤：
8.s1、晕渲地形数据处理：根据所需制作的间距参数并结合所制作木雕地形图的木雕尺寸，利用dem模拟生成相应晕渲地形数据；
9.s2、选材与处理：选取木纹、颜色一致的木材，对其进行预处理；
10.s3、雕刻制作：将地形数据存为stl格式模型导入专业数控软件，精雕软件将数据转换为可识别的eng数控格式，完成雕刻制作；
11.s4、打磨处理：使用砂纸打磨抛光时砂纸的移动要顺着木雕的纹路进行打磨；
12.s5、上蜡处理：通过蜡油对打磨后的木雕进行上蜡。
13.进一步地，晕渲地形数据处理的详细步骤包括：
14.s101、测绘生产地形数据dwg；
15.s102、arcgis生成分辨率为5米的大比例尺dem数据(数字高程模型)；
16.s103、globalmapper分析地形地势起伏，设计模型大小；
17.s104、fmedesktop将数字模型生产为，表面三角格网数据，数据型态为：面形，格式为dxf；
18.s105、3dsmax转换数据为立体光刻文件，格式为stl；
19.s106、数控软件导入stl文件，生成可识别的eng数控格式，执行雕刻指令。
20.进一步地，步骤s2的详细步骤包括：
21.s201、选取质地坚硬的木材；
22.s202、再选取木纹、颜色一致的雕刻板；
23.s203、对雕刻板进行烘干处理，确保雕刻板含水率在一定范围以内；
24.s204、烘干后的雕刻板进行刨料、压料、拼板和砂光工序处理。使其满足产品尺寸要求。
25.进一步地，步骤s3的详细步骤包括：
26.s301、将处理好的雕刻板固定在雕刻机工作台上，进行刀头定位；
27.s302、先用0.4cm平刀，路径设置为0.8毫米，进行粗胚雕刻，雕出大概轮廓；
28.s303、换0.3毫米的锥形平底刀，路径设置为0.14毫米进行3d精细雕刻；
29.s304、最后利用纯手工对雕刻出的文字注记进行精细加工。
30.进一步地，步骤s4的详细步骤包括：
31.s401、将经过步骤s3的木雕地形模型先进行刮磨；
32.s402、采用粗砂纸顺着木雕纤维方向进行一次粗打磨；
33.s403、使用细砂纸进行细致的打磨；
34.s404、采用柔软的布料对木雕进行擦拭。
35.进一步地，步骤s5选用木蜡油作为木雕的上蜡材料。
36.本发明相比现有技术，具有如下有益效果：
37.本方法是将现代数控3d雕刻技术、传统手工雕刻工艺与数字地理信息处理技术整合进行精细化木雕工艺地形制作的方法。解决了常规人工制作投入人员多，却手误差大，观感效果差的弊端，本方法实现运用专业地形数据通过多级操作制作的地形模型不仅精细化呈度高、一览性强、仍保留地形可量测的属性，宏扬了我国传统木雕艺术气息，地形模型可作规划研究，也可作为观赏性艺术品流向市场。
附图说明
38.图1为本发明实施例一种木质精雕晕渲地形模型制作方法的整体流程图。
具体实施方式
39.为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。
40.如图1所示，本实施例提供了一种木质精雕晕渲地形模型制作方法，包括步骤：
41.s1、晕渲地形数据处理：根据所需制作的间距参数并结合所制作木雕地形图的木雕尺寸，利用dem模拟生成相应晕渲地形数据；地貌模型采用的原始数据与等高线模型一致
化处理，也为dem数据。
42.s2、选材与处理：选取木纹、颜色一致的木材，对其进行预处理；
43.s3、雕刻制作：将地形数据存为stl格式模型导入专业数控软件，精雕软件将数据转换为可识别的eng数控格式，完成雕刻制作；
44.s4、打磨处理：使用砂纸打磨抛光时砂纸的移动要顺着木雕的纹路进行打磨；
45.s5、上蜡处理：通过蜡油对打磨后的木雕进行上蜡。
46.晕渲地形数据处理的详细步骤包括：
47.s101、测绘生产地形数据dwg；
48.s102、arcgis生成分辨率为5米的大比例尺dem数据(数字高程模型)；
49.s103、globalmapper分析地形地势起伏，设计模型大小；
50.s104、fmedesktop将数字模型生产为，表面三角格网数据，数据型态为：面形，格式为dxf；
51.s105、3dsmax转换数据为立体光刻文件，格式为stl；
52.s106、数控软件导入stl文件，生成可识别的eng数控格式，执行雕刻指令。
53.测绘生产地形数据dwg；arcgis生成分辨率为5米的大比例尺dem数据(数字高程模型)；globalmapper分析地形地势起伏，设计模型大小；fmedesktop将数字模型生产为，表面三角格网数据，数据型态为：面形，格式为dxf；3dsmax转换数据为立体光刻文件，格式为stl；数控软件导入stl文件，生成可识别的eng数控格式，执行雕刻指令。
54.根据模型制作比例尺，选取相应分辨率的dem数据；推荐1∶1万比例尺地形图模型5米分辨率dem数据；1∶2万比例尺地形图模型10米分辨率dem数据；选用1∶5万比例尺地形图选用25米分辨率的dem数据。
55.根据模型区域裁剪相应分辨率的dem数据，确定模型的形状；采用dem高程分析、山体阴影等方法模拟出3d地形浮雕效果图，通过对地形浮雕效果图的平面视图、3d视图等多角度的可视化分析，提升或降低dem的高度使地形起伏变化对比更明显，最终让实物晕渲地形浮雕模型呈现出最佳效果。
56.通过空间数据转换处理系统(fme)将选取的dem数据转换成表面三角格网数据；
57.将表面三角格网数据文件输出stl文件供精雕软件识别运用。
58.步骤s2的详细步骤包括：
59.s201、选取质地坚硬的木材；适用于地形的木材有紫檀木、金丝楠木、黄杨木、红橡木、菠萝格木、缅甸柚木等质地坚硬不易变形的木材，在价格和特性综合判定，推荐选择缅甸柚木进行制作。
60.s202、再选取木纹、颜色一致的雕刻板；
61.s203、对雕刻板进行烘干处理，确保雕刻板含水率在一定范围以内；木材的含水率保持在12％左右，使边框和雕花板不发生收缩和变形的现象。
62.s204、烘干后的雕刻板进行刨料、压料、拼板和砂光工序处理。使其满足产品尺寸要求。
63.步骤s3的详细步骤包括：
64.s301、将处理好的雕刻板固定在雕刻机工作台上，进行刀头定位；
65.s302、先用0.4cm平刀，路径设置为0.8毫米，进行粗胚雕刻，雕出大概轮廓；
66.s303、换0.3毫米的锥形平底刀，路径设置为0.14毫米进行3d精细雕刻；
67.s304、最后利用纯手工对雕刻出的文字注记进行精细加工。
68.步骤s4的详细步骤包括：
69.s1、将经过步骤s3的木雕地形模型先进行刮磨；让表面平整、无毛刺。
70.s2、采用400号的粗砂纸顺着木雕纤维方向进行一次粗打磨；
71.s3、逐步使用800-1000号细砂纸进行细致的打磨；使其表面更加的光滑。在使用砂纸打磨抛光时砂纸的移动要顺着木雕的纹路进行打磨，这样才能让木雕越打磨越光滑。
72.s4、采用柔软的布料对木雕进行擦拭。将木雕的光泽擦拭出来。
73.步骤s5选用木蜡油作为木雕的上蜡材料。选用木蜡油，木蜡油作为环保植物产品，不含传统油漆中的有害物质，不会覆盖木材本身的质感，能增强木雕等高线模型自然感的呈现。
74.本发明相比现有技术，具有如下有益效果：
75.本方法是将现代数控3d雕刻技术、传统手工雕刻工艺与数字地理信息技术整合统筹完成的一种精细化木雕晕渲地形制作方法。解决了常规人工制作投入人员多，手误差大，观感效果差的弊端，本方法实现运用专业地形数据通过多层级控制制作的地形模型不仅精细化呈度高、一览性强、仍保留地形可量测的属性，真实反映原始地形地貌的空间维度，最终木质地形模型可作规划研究，也可作为观赏性艺术品流向市场，散发着传统文化作品的艺术气息。
76.以上对本技术提供的一种木质精雕晕渲地形模型制作方法进行了详细介绍。具体实施例的说明只是用于帮助理解本技术的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术原理的前提下，还可以对本技术进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本技术权利要求的保护范围内。

技术特征：
1.一种木质精雕晕渲地形模型制作方法，其特征在于，包括步骤：s1、晕渲地形数据处理：根据所需制作的间距参数并结合所制作木雕地形图的木雕尺寸，利用dem模拟生成相应晕渲地形数据；s2、选材与处理：选取木纹、颜色一致的木材，对其进行预处理；s3、雕刻制作：将地形数据存为stl格式模型导入专业数控软件，精雕软件将数据转换为可识别的eng数控格式，完成雕刻制作；s4、打磨处理：使用砂纸打磨抛光时砂纸的移动要顺着木雕的纹路进行打磨；s5、上蜡处理：通过蜡油对打磨后的木雕进行上蜡。2.根据权利要求1所述的一种木质精雕晕渲地形模型制作方法，其特征在于，晕渲地形数据处理的详细步骤包括：s101、测绘生产地形数据dwg；s102、arcgis生成分辨率为5米的大比例尺dem数据；s103、globalmapper分析地形地势起伏，设计模型大小；s104、fmedesktop将数字模型生产为表面三角格网数据；s105、3dsmax转换数据为立体光刻文件；s106、数控软件导入stl文件，生成可识别的eng数控格式，执行雕刻指令。3.根据权利要求2所述的一种木质精雕晕渲地形模型制作方法，其特征在于，步骤s2的详细步骤包括：s201、选取质地坚硬的木材；s202、再选取木纹、颜色一致的雕刻板；s203、对雕刻板进行烘干处理，确保雕刻板含水率在一定范围以内；s204、烘干后的雕刻板进行刨料、压料、拼板和砂光工序处理。4.根据权利要求3所述的一种木质精雕晕渲地形模型制作方法，其特征在于，步骤s3的详细步骤包括：s301、将处理好的雕刻板固定在雕刻机工作台上，进行刀头定位；s302、先用0.4cm平刀，路径设置为0.8毫米，进行粗胚雕刻，雕出大概轮廓；s303、换0.3毫米的锥形平底刀，路径设置为0.14毫米进行3d精细雕刻；s304、最后利用纯手工对雕刻出的文字注记进行精细加工。5.根据权利要求4所述的一种木质精雕晕渲地形模型制作方法，其特征在于，步骤s4的详细步骤包括：s401、将经过步骤s3的木雕地形模型先进行刮磨；s402、采用粗砂纸顺着木雕纤维方向进行一次粗打磨；s403、使用细砂纸进行细致的打磨；s404、采用柔软的布料对木雕进行擦拭。6.根据权利要求5所述的一种木质精雕晕渲地形模型制作方法，其特征在于，步骤s5选用木蜡油作为木雕的上蜡材料。

技术总结
本发明公开一种木质精雕晕渲地形模型制作方法，包括步骤：S1、晕渲地形数据处理：根据所需制作的间距参数并结合所制作木雕地形图的木雕尺寸，利用DEM模拟生成相应晕渲地形数据；S2、选材与处理：选取木纹、颜色一致的木材，对其进行预处理；S3、雕刻制作：将地形数据存为STL格式模型导入专业数控软件，精雕软件将数据转换为可识别的ENG数控格式，完成雕刻制作；S4、打磨处理：使用砂纸打磨抛光时砂纸的移动要顺着木雕的纹路进行打磨；S5、上蜡处理：通过蜡油对打磨后的木雕进行上蜡。本发明实现运用专业地形数据通过多级操作制作的地形模型不仅精细化呈度高、一览性强、仍保留地形可量测的属性。的属性。的属性。


技术研发人员：陈翰新 郑运松 颜宇 刘军 和世开 程飞 孟星星 徐莹 郭磊 夏君 李哲 许国光 罗雪茹
受保护的技术使用者：重庆市测绘科学技术研究院（重庆市地图编制中心）
技术研发日：2023.07.27
技术公布日：2023/10/11