CN102782686A

CN102782686A - 与用于设计对象的用户界面相关的改进

Info

Publication number: CN102782686A
Application number: CN2010800538071A
Authority: CN
Inventors: S·H·迈达维; A·阿舒瓦可; N·迪科德斯
Original assignee: Digital Forming Ltd
Current assignee: Digital Forming Ltd
Priority date: 2009-11-04
Filing date: 2010-11-04
Publication date: 2012-11-14
Also published as: JP2016035761A; KR20120114253A; WO2011055144A2; US9342631B2; JP2013510358A; KR101756209B1; IL219526A0; US20120281013A1; EP2497042A2; WO2011055144A9; JP5823971B2; US20170011137A1; JP6041958B2; WO2011055144A3

Abstract

描述了一种生成在第一用户和第二用户之间对象的设计表示的协作方法。该方法包括：在第一用户终端，指定与该设计表示的不同方面相关的一组设计对象变量；在该第一用户终端，列举用于该组设计对象变量的约束，该约束包括用于该组的指定对象变量每一个的第一用户指定值的范围；在第二用户终端，通过通信网络接收该组设计对象变量，用于该组的约束和该设计表示；在该第二用户终端，使能该设计对象表示的操作，该使能步骤包括使能仅在该第一用户指定的约束值范围内的指定对象变量的至少一个的特定值选择；在该第二用户终端上展示如由该第二用户选择所列举的该设计对象表示的图形表示。

Description

与用于设计对象的用户界面相关的改进

发明领域

本发明涉及与用于设计对象的用户界面相关的改进，更具体但非排他地相关于工业制造对象的协作设计的改进步骤。本发明也涉及改变工业设计和控制所述改变以保存正设计主题功能的目的的图像处理的增强的新方式。

发明背景

当前计算机辅助设计软件包分布于二维(2D)基于矢量的制图系统到三维(3D)立体表面造型系统。现有的3D计算机辅助设计(CAD)包(如AutoCAD和QCAD)可获得用于设计制造的工业对象。通常，熟悉这些包的设计者使用他们用来设计用于大量生产的特定工业对象。在该设计步骤期间能够做出修改，他们在该CAD包内经常作为三维物体对象而可视化。

由自身工作的个人设计者或如果合作出现时则其处于公平竞争环境即设计者都具有该几何模型的修改和增强的相同机会，来使用这些包。因而，对于一个设计者来说不存在任何能力能够比其他人对该设计具有更大程度的控制。同样对于此，设计者都需要具有相同能力以能够使用现有CAD包来表达在设计中主题的他们修改。这需要该CAD包的应用知识，其能够排除不具有该必需CAD包知识的显著多数量的设计者。

每一个3D CAD对象表示由许多互连顶点组成，顶点形成多边形，通常被称作为3D多边形网络。不得不操作这些顶点每一个以影响在该对象设计中的变化。这些顶点定义了该对象的表面和在该对象表面内的特征的形状和取向。当将任意改变应用于该对象的所有顶点时，为操作这些表示所需的计算能力是重要的。该大能力需求的影响在于，或渲染该图像花费相当大量的时间或为加快图像渲染所需的计算硬件显著地增加成本。

发明概述

期望去克服上述与生成和操作工业设计表示的现有已知方法相关的限制的至少一些。

根据本发明的一方面，提供了一种方法和系统，使得工业设计的表示的设计者能够将约束应用于限制另一协作设计者远离改变该设计的完全自由的设计。换句话说，本发明包含了一种用于两个或更多人在一个人具有比其他人更多控制时修改对象的设计表示的方法。以这种方式，可能存在两种类型的用户，即专业的“原创设计者”和业余的“协作设计者”。该原创设计者也是该最初模型的创造者并能够设置在这些“协作设计者”能够设计范围内的限制。因而该设计的部分由该原创设计者“打开”用于该协作设计者进行操作。该设计的其他“未打开”部分被“锁定”且不能由该协作设计者改变。该协作设计者自由地操作和/或修改该最初设计的在由该原创设计者设置的限制内被指定为“打开”的那些部分。

更具体地，根据本发明的一方面，提供了一种生成在第一用户和第二用户之间对象的设计表示的协作方法，该方法包括：在第一用户终端，指定与该设计表示的不同方面相关的一组设计对象变量；在该第一用户终端，列举用于该组设计对象变量的约束，该约束包括用于该组的指定对象变量每一个的第一用户指定值的范围；在第二用户终端，通过通信网络接收该组设计对象变量，用于该组的约束和该设计表示；在该第二用户终端，使能该设计对象表示的操作，该使能步骤包括使能仅在该第一用户指定的约束值范围内的指定对象变量的至少一个的特定值选择；在该第二用户终端上展示如由该第二用户选择所列举的该设计对象表示的图形表示。

以上已经描述了本方法的优点。

该方法可进一步包括选择该设计表示的多个点的选择和将这些选择点作为该设计表示的功能区域的分组。在一实施方案中，由多边形网格表示的标记选择顶点的步骤实现该分组。当能够列举该设计的不同区域且为该分组列举了用于操作的一组变量时，该分组非常有用。当不得不处理的数据点的数量相对整个设计减少时，使用该方式存在显著的计算成本节省。

该选择和分组步骤可包括将该设计对象表示的一组非相邻点选择和分组到该功能区域中。这具有使得设计的空间分布点能够由普通的一组约束所控制的优点。可替换地，该选择和分组步骤包括将该设计对象表示的一组相邻点选择和分组到该功能区域中。

可重复该选择和分组步骤以创建该设计表示的多个功能区域，该方法可进一步包括锁定这些功能区域中的一个以阻止由该第二用户对该设计的这部分的任意操纵。这个定义和锁定该设计的某些部分的能力使得该第一用户能够具有由该第二协作设计者将允许操纵上的高度控制。

该方法可进一步包括将衰减加权功能应用到该选择的功能区域，该衰减加权功能将该选择功能区域的任意第二用户操作的效果分等级到该设计表示的其他区域。该衰减加权功能运行使得固定在他们结构内的区域和该第二用户可能做出重要变化的其他区域之间能够平稳过渡。

该方法可进一步包括将动态皮肤功能应用于该设计表示，其中该动态皮肤功能使得能够导入其他几何体并附在组内的每一个顶点上，以创建该设计表示的有纹理的皮肤效果。

该方法可进一步包括将装配功能应用于该设计表示，其中该装配功能使得预定义的几何体能够附在该设计表示的选择点上。

该方法可进一步包括将分组聚合功能应用于该设计表示，其中该分组聚合功能使得该用户定义的约束能够用于该设计表示的列举区域。

在第一用户终端处的约束列举步骤，可包括锁定该设计对象变量组的至少一个，以阻止在该第二用户终端处该操作使能步骤进行的任意变化。

该设计对象表示可以是由多边形网格表示的对象的三维模型，该方法可进一步包括在该第一用户终端处导入该对象的设计表示；其中该指定步骤包括通过选择被包括在该多边形网格内的一个或多个多边形顶点来指定该设计对象变量组；该列举步骤可包括为该一个或多个选择的多边形顶点列举坐标值的范围。

该方法可进一步包括将列举的这些约束的结果和该设计对象变量指定步骤编入约束文件中并将同一文件传送到该第二用户终端。这是一种方便的方式，其中能够将这些约束传播到该第二用户终端。

该方法可进一步包括将在该第二用户终端处的操作使能步骤的结果编入完成设计文件并将同一文件传送到中央数据存储设施。而且，该方法可进一步包括在该中央位置处接收该完成设计文件并将同一文件存储在中央数据存储中。

该方法可进一步包括将该完成设计文件发送到三维打印机，该三维打印机被设置用户制造依照该完成设计文件的三维对象。以这种方式，能够快速制造用于该第二用户的完成设计并便宜地制造成产品。

该方法可进一步包括在该第一用户终端上显示在图形用户界面中的该设计对象表示的图形表示，其中该图形用户界面提供了用于执行这些约束列举和设计对象变量指定步骤的工具。以这种方式，该第一用户能够方便地操作这些约束并观看在投入实际列举值之前在该设计上的其的效果。

该阻止步骤可包括使用在该第二用户终端上的图像用户界面以阻止该设计对象表示的图形表示，该方法进一步包括在该图形用户界面中提供工具用于执行该操作使能步骤。

该图形用户界面的工具可包括一组滑块图标，其中每一个滑块相关于一个设计对象变量和表示用于该相关设计对象变量的可能变化范围的滑块可允许移动数量。这是一种改变该设计变量值的一种简单，合理和直观的方式。

每一个滑块图标优选地具有可变限量，其由该第一用户调整以限制该相关设计对象变量变化的范围。

同样，该方法可进一步包括提供用于这些滑块图标的至少一个的本地复选框，该复选框为该第一用户提供一种方式以将该设计对象变量值锁在特定量上。

该方法可进一步包括提供用于该设计的全局复选框，该全局复选框为该第一用户提供一种方式以将全局功能应用于该设计的至少一方面，如表面取向。

该方法可进一步包括：自动确定为保留使用物理模块的设计功能所需的设计变量修改约束的一全局组，将这些全局修改约束应用于该设计对象变量组以阻止正做出的修改，其阻止该设计实施其所需的功能。

该确定设计变量修改约束的全局组的确定步骤可包括使用物理引擎，该物理引擎能够使用列举几何体来模拟对象的行为并能够确定该列举几何体在该环境内将是否稳定。

该方法可进一步包括当由该第一用户确定时分析该设计对象变量组和用以给定设计表示的组的约束，或当由该第二用户列举时分析该给定设计表示的指定对象变量的特定选择值以确定可阻止将对象自动机器创建到该设计的任意逻辑不一致。

根据本发明的另一方面，提供了一种生成在第一用户和第二用户之间对象的设计表示的协作系统，该系统包括：指定模块，在第一用户终端处提供，用于使能与该设计表示的不同方面相关的一组设计对象变量的确定；列举模块，在该第一用户终端处提供，用于使得第一用户能够列举用于该设计对象变量组的约束，该约束包括用于该组的指定对象变量每一个的第一用户指定值的范围；接收器，在第二用户终端处提供，设置该接收器用来接收该组设计对象变量，用于通过通信网络的该组和设计表示的约束；操作模块，在该第二用户终端处提供，设置该操作模块使能该设计对象表示的操作，通过使能仅在该第一用户列举的约束值范围内的指定对象变量的至少一个的特定值选择；和图形用户界面(GUI)，在该第二用户终端处提供，设置该GUI以展示如由该第二用户选择所列举的该设计对象表示的图形表示。

该系统可进一步包括与该第一和第二用户终端通信的中央服务器，其中设置该第一终端以从该中央服务器下载该指定和列举模块，以及设置该第二终端以将这些指定对象变量的至少一个的特定值的选择上传到该中央服务器作为完成的第二用户设计。

根据本发明的另一方面，提供了允许两个不同用户协作地操作设计对象表示的A协作设计系统，该系统包括：第一用户终端，设置用来由第一用户操作；第二用户终端，设置用来由第二用户操作；通信网络，设置用来允许该设计对象数据在该第一和第二用户终端之间的传输；其中设置该第一用户终端以允许该第一用户指定与设计对象表示相关的一组设计对象变量，并用来列举用于该组的指定对象变量每一个的第一用户指定值的范围；设置该第二用户终端以通过该通信网络接收该第一用户指定的设计对象变量组，并且通过选择仅在该第一用户列举的指定值范围内的指定对象变量的至少一个的特定值来进一步设置用来允许该第二用户操作该设计对象表示。

该设计对象表示可以是由多边形网格表示的对象的三维模型，可设置该第一用户终端用来通过选择被包括在该多边形网格内的一个或多个多边形顶点来指定该设计对象变量组；通过列举该一个或多个选择的多边形顶点的坐标值的范围来列举该第一用户指定值的范围。

该系统可进一步包括合并装置，设置用来将该至少一个指定对象变量的该第二用户选择值与该设计对象表示合并以生成第二设计对象表示；其中该第二设计对象表示表示了包括该第二用户的选择对象变量值的设计对象的三维多边形网格。

该系统可进一步包括三维打印机，其中设置该系统以将该第二设计对象表示推送到该三维打印机，设置该三维打印机以依照第二设计对象表示来操作三维对象。就这一点而言，该系统可进一步包括转化装置，用来将该第二用户操作设计对象表示转化成由该三维打印机可执行的一组指令。

该系统可包括对该第一和第二用户终端都远程设置的共享数据存储，设置用来与该第一和第二用户终端都通过该通信网络进行通信；其中设置该第二用户终端以访问该设计对象表示，该设计对象变量组，和指定值的列举范围，其通过该通信网络被存储在该共享数据存储中。

可设置该共享数据存储以接收来自该第二用户终端的至少一个指定对象变量的第二用户选择值并将同一值存入该共享数据存储。

该系统可进一步包括生产装置，用来基于该接收到的指定对象变量值和该存储的对象设计表示来生产该第二用户设计对象表示。同样，该系统可进一步包括转化装置，用来将该第二用户设计对象转化成为该三维打印机可执行打印指令。优选地，设置该三维打印机以依照激光烧结步骤来操作该对象。

该设计对象可能是由计算机辅助设计(CAD)生成，使用对于该第一用户终端为本地的CAD装置。

根据本发明的另一方面，提供了一种允许协作性设计系统的两个不同用户协作地操作设计对象表示的方法，该方法包括：在第一用户终端，指定与该设计对象表示相关的一组设计对象变量；在该第一用户终端，列举用于该组设计对象变量每一个的第一用户指定值的范围；在第二用户终端，接收该第一用户指定的设计对象变量组和通过通信网络的设计对象表示；在该第二用户终端，操作该设计对象表示，该操作步骤包括选择仅在该第一用户指定的约束值范围内的指定对象变量的至少一个的特定值；在该第二用户终端上展示如由该第二用户所列举的该设计对象表示的图形表示。

根据本发明的另一方面，提供了用于修改对象设计表示的图形用户界面(GUI)，该GUI包括可视窗口用于观看该对象设计表示，控制面板用于使能与该设计表示相关的多个不同变量的用户变化，其中每一个不同变量具有相关的用户可操作图形装置，其中的操作使得该显示的设计表示能够实时变化，显示在该设计表示上的设计变量值中变化的效果。

优选地，这些图形装置中的每一个具有用户可调节特征用来设置该设计变量的变化范围。可设置该GUI使得该用户能够锁定该选择的设计变量的值。可设置该GUI使得该用户能够选择用来形成该整个设计的子组的设计表示的点，基于此使用该控制面板能够执行用户操作。可设置该GUI使能多个子组的选择以及对于该用户能够锁定来自任意进一步变化的这些子组中的至少一些。该控制面板可能包括具有固定该可滑动范围的最大值的能力的滑块控制。可替换地，该控制面板可包括雷达图形装置，其中该变化的选择角度确定了该设计变量的变化。锁定设计的某些部分的能力方便地使得该原创设计者能够保存该对象的功能，并能够保存该对象的审美。因而，能够用来实施其功能的该对象的基本特征能够非常方便地被阻止于由该协作设计者进行的改变。相同地，该原创设计者也可以控制可修改的对象的审美吸引力的程度，以保留任意有特色的设计特征。

因而用于更大选择自由度的顾客需求，不仅在产品的颜色或材料上，也在能够方便地适应的他们购买的产品的形状上(通过作为协作设计者的他们)。设计者和商标能够保留他们设计的控制，通过锁定该设计的某些特征或限制其他部分的变化量，但是同时允许协作设计者剪裁这些设计的非基本方面以适合他们个人的品味。

这种类型的协作需要用于此的在工业范围内当前可获得并已知的不同工具组，本发明，在一方面功能性地提供了这些新工具。

本发明的的另一方面设计该图形用户界面控制，例如滑块，其在调节时将这些变化应用到该设计的列举元件。

根据另一方面的本发明提供了操作三维图形图像的机制，以需要远远少于先前已经可获得的计算费用的有效方式。通过感兴趣的标记区域的处理来实现于此(即能或邻近或不邻近的列举顶点的组)，其后仅仅将变换应用于这些标记组而不是整个对象本身。

一旦已经完成该3D对象表示，能够将其发送到工业上的打印步骤，其能够根据该CAD表示的说明来创建(打印)真实的3D对象。这个打印步骤是激光烧结步骤，其包括连续性的操作该表示的对象的各个层，并使用高功率激光器将这些层融合在一起直到创建了实际的对象。随后能够将其发送到协作设计者以使用。该方式的关键优点在于具有创建低容量的唯一对象而不需要与原型设计相关的先前高成本的能力。

该原创设计者进行的可能修改数量众多并可能包括对该对象表现的任意修改，如扭动，弯曲，伸展或修改对象的表面。一旦发生在该设计上，该原创设计者将该产品设计投送到为该协作设计者可访问的远程服务器。随后该协作设计者可经过因特网浏览器应用来访问并修改该设计对象，通过导航到该快速制造网站，如UCODO.com，由该服务器作为主机。该协作设计者在由该原创设计者所指定的创造性自由度内自由地修改该设计。

该协作设计者(顾客)随后能够：

1.在3D环境内在线观看这些产品；

2.实时对该产品进行修改，其可能包括形状，表面抛光和颜色；

3.基于后处理技术的大型选择决定；并最终

4.订购为该在线的唯一设计所作的每一个对象的一个或多个以用于传递。

本发明的协作设计的方式深刻地挑战了产品的设计者和用户/顾客的传统角色。本发明的的系统和方法为这些用户提供了与专业产品设计者一起协作创造和协作设计产品的选项。通过这样，用户能够“矫饰”现有设计到他们个人的品味，在由该原创设计者所设置的限制范围内。面对由该工业步骤所生产的产品，该用户现今面对绝对不在询问之前的问题：我要购买该产品用于设计，或我要改变他吗？该设计者现今必须询问自己这个问题：何时这不再是我的设计？

本发明允许将实现的大规模定制。通过这样，公众能够通过在线图书馆或销售房屋与专业产品设计者一起协作创造和协作设计产品。在3D环境中，能够实时修改产品-伸展，扭动，冲压，装配-使用鼠标的简单移动完成所有。在顶部，用户能够调节形状，选择颜色和材料，节省在线图书馆内的设计，并在准备传递时候购买，其可能属于两周内的订单。该协作设计者绝不能毁灭产品的功能，如钢笔。类似地，该协作设计者绝不能毁灭茶壶的平衡或稳定，因为该指定的约束将至少部分地被选择以保留功能和结构上的完整。

现在将参照附图描述本发明的实施方案。

附图简述

图1是根据本发明实施方案示出快速制造系统的原理方框图；

图2a是示出原创设计者在为协作设计者建立ODO设计文件中与图1系统的交互的流程图；

图2b是示出协作设计者在完成已经由原创设计者建立的设计文件CODO文件中与图1系统的交互的流程图；

图3a是示出示出其主要组件的图1的ODO文件的实施例的列表；

图3b是示出图1中快速制造服务器的主要组件的原理方框图；

图4是图1的快速制造系统所生成的GUI的抓屏，示出蛋架(蛋杯)的设计表示；

图5是将该设计表示示出为顶点网格的图4的GUI的抓屏；

图6是更具体地示出该顶点网格的图5的GUI的抓屏；

图7是示出已经由使用该GUI的设计者所选择的一组顶点的图6的GUI的抓屏；

图8是示出已经分配给图7中所选区域的Group Poly Tool的图7的GUI的抓屏；

图9是图7的GUI的抓屏，示出了用于设置约束的一组滑块和通过来自底部滑块的第六个的操作如何已经减少在Z方向的所选区域软边界；

图10a和10b是图9的GUI抓屏，示出了其中该滑块控制的操作影响该对象的同一定义区域的两种不同方式；

图11是更具体示出了该滑块控制的图9的GUI的放大抓屏；

图12是图9的GUI的放大抓屏，示出了由使用该滑块控制的原创设计者如何设置这些约束；

图13a，13b和13c是图9的GUI的抓屏，示出了其中由工作在该原创设计者所设置的约束内的协作设计者进行的滑块控制操作影响该对象的同一定义区域的三种不同方式；

图14a和14b是根据本发明实施方案的GUI的抓屏，其示出了用于在应用之前和之后的对象的选择表面特征的表面重取向功能；

图15是图14a的GUI放大视图，示出了如何不同滑块控制能够具有固定应用的约束和其他具有可变的应用的约束；

图16是图9的GUI的抓屏，示出了无约束对象如何能够由协作设计者操作以扭曲使用该滑块控制的对象的功能；和

图17a和17b是根据本发明的进一步实施方案的GUI抓屏，示出了用于该对象的约束的操作的雷达控制的使用。

具体实施方式

快速制造和激光烧结技术的存在使得做出本实施方案成为可能。基本上对于该步骤存在两个阶段，该第一阶段是所需对象的3D设计的创建，该第二阶段是在制造该对象并将其提供给该顾客时的设计的使用。该第一阶段包括来自未加工设计数据的限制设计的原创设计者的创建和其后协作设计者完成设计的创建。该第二阶段是使用基于层的制造的完成设计的打印步骤，使用粉末形状的各种类型的塑料，金属或合金。该类型的所有制造系统包括计算机CAD系统与激光烧结机(或3D打印机)的组合以实施在计算机控制下的层的建造。

将本发明的实施方案实施作为提供基于网络服务的快速制造系统。参照图1，该快速制造系统1包括控制该服务操作的快速制造服务器2(或平台)。将该快速制造服务器2耦合到用来存储3D对象设计文件的图书馆和他们的各个约束文件的数据库4和激光烧结3D打印机6。而且，为了使得该服务为用户通过因特网8可获得，也在该制造服务器2中提供网络服务器。

在优选实施方案中，该原创设计者和该协作设计者都与来自两个不同用户终端的本系统进行交互，对于该快速制造服务器2而远程定位。该用户终端可涉及常用的计算机，具有本地处理能力。可替换地，这些终端可能是具有观看和编辑这些文件的能力的任意计算装置。例如，该协作设计者终端可能是移动装置，如具有因特网浏览器能力的手机，平板电脑或个人数字助理(PDA)。在这些优选实施方案的后续说明中，将这些终端称作为计算机。

同样在图1中，是连接到该快速制造服务器2的原创设计者计算机10，协作设计者计算机12也通过该因特网8或其他通信装置连接到该快速制造服务器2。该原创设计者计算机12具有原有未加工CAD数据文件的数据存储13，这些文件已经使用如

或Autodesk 3ds

(原先的3D)的常见CAD应用而被创建以命名，除了当前商业上可获得的常见CAD产品的少数几个。

该系统1的每一个用户与其使用不同方式进行交互，通过使用运行在该用户终端上的本地程序。在本实施方案中，该原创设计者计算机10也已经将原创设计对象(ODO)应用程序14下载到其上用来创建在该原创CAD设计上的一组约束，该协作设计者计算机具有协作设计者对象(CODO)浏览器插件15，被提供以使得该协作设计者计算机12的网络浏览器(未图示)能够阅读任意3D CAD文件并允许在已经由来自原创设计者终端的原创设计者设置的约束内的CAD文件的操作和/或修改。将这些约束存入ODO数据文件16并与该原有CAD未加工数据文件17一起送到该快速制造服务器2以存入该数据库4内的限制设计图书馆。因而在使用时，该原创设计者将通过所需的他的终端/计算机10来获得允许将生成的ODO文件16的应用14。例如，用于当前目的可被称作为ODO应用程序14的这样的应用，可从该快速制造服务器2下载到该原创设计者的计算机10上。该ODO应用程序14将保留该原有CAD设计的未加工数据CAD文件17作为他的输入，并允许该原创设计者限制该CAD对象。此后更具体地对该步骤进行描述。

类似地，该协作设计者计算机12需要装配有用来阅读和访问该原创设计者生成的ODO文件16的装置，作为阅读未加工数据3D CAD文件的补充。这可通过将能够同时阅读ODO文件16和未加工数据3D CAD文件17的应用下载到该协作设计者计算机12来实现。在优选实施方案中，下载插件，其将附加功能提供给该协作设计者的当前网络浏览器，允许该ODO文件16和未加工数据3D CAD文件17都被该网络浏览器阅读。一旦安装了该插件15，随后在该协作设计者的计算机12上的浏览器能够打开该正确格式的任意未加工数据3D CAD文件，并允许该协作设计者使用他的计算机12在他们计算机10上的原创设计者所设置的约束内操作他。由该原创设计者已经创建的约束文件(ODO数据文件)和该未加工数据CAD文件都被下载到该协作设计者的计算机12，并由该协作设计者使用以定义，或选择将被应用在完成对象设计个人中的最终约束组给该协作设计者。将该协作设计者的选择限制在由该原创设计者所设置的整个约束组内，即其进一步限制该设计的变化程度。实际上，在定义这些约束中，该原创设计者正定义为该协作设计者可获得的对象设计自由度，该协作设计者在这些约束内完成该设计工作。该步骤随后也将进行具体描述。

如先前所述，本发明的可替换实施方案可包括云计算的使用，其中由该远程位置的快速制造服务器2专门地提供该所需计算服务，或可替换地，通过任意数量的远程位置的服务器。在这样的实施方案中，该用户终端10和12实际上是非智能终端，具有极少的处理能力，由该云(远程计算资源组-未图示)提供与该共享资源的交互，由该云执行所有处理和代码执行。相同地，可能由该快速制造服务器2执行所有处理和代码执行任务。在这样的实施方案中，该原创设计者终端10和该协作设计者终端12都由浏览器和插件提供。在这样的实施方案中，该快速制造服务器2将需要提供该ODO应用程序的功能，或可替换地，该云将需要提供该功能。在这些可替换实施方案中，在常见网络浏览器窗口中可生成的GUI可为每一个用户而生成。

现在将参照图2a和2b来描述该系统1的操作。根据访问该系统的用户类型，该系统的操作是不同的，在后续说明中将根据与该系统1的原创设计者的交互和后续地根据与该系统1的协作设计者的交互来进行描述。图2a示出了与原创设计者交互的系统，图2b示出了与可能是顾客的协作设计者交互的系统。将参照该原创设计者终端10和该协作设计者终端12都使能由常见个人计算机所提供的本地处理能力的实施方案来描述图2a和2b。

首先涉及图2a，该步骤19开始于在步骤20中该原创设计者下载ODO应用程序14，允许该原创设计者在设计对象上设置约束，其在先前CAD应用中已经被创建。该ODO应用程序14可都支持离线和在线的操作模式。在该离线的操作模式中，该原创设计者使用该原创设计者终端10指定该所需的设计对象约束，并将该指定存入该ODO应用文件16中，其在稍后被上传到该快速制造服务器2。在该在线的操作模式中，该原创设计者使用该原创设计者终端10来指定该设计对象约束，同时处于与该快速制造服务器2的直接通信中。在选择他们时将该指定的约束上传到该快速制造服务器2。为了说明的目的，将在该在线操作模式中的这些指定的约束认作为等同于该ODO文件16。

该原创设计者可创建在任意所需CAD包中的未加工3D设计。如先前所述，商业上可获得的CAD应用的实施例是

或Autodesk 3ds

随后该原创设计者从该CAD应用中导出该几何体作为STL文件(尽管也可能是其他的文件格式)，并将其作为未加工数据CAD文件17存入本地数据存储4中，如图1所述。熟练的读者将认识到，STL文件仅仅描述了三维对象的表面几何体而没有颜色，纹理或其他常见CAD模型属性的任意表示。

随后在步骤21该原创设计者将在该STL文件中体现的未加工3D模型设计导入该ODO应用程序14。图4到8是依照优选实施方案的ODO应用程序14的GUI表示的实施例。随后进一步进行具体讨论上述这些图。

为该原创设计者提供有在使能在该未加工3D对象模型内感兴趣的任意顶点的选择的ODO应用程序14中的工具。熟练的读者将认识到，该未加工的3D模型实际上是该所需对象的3D多边形网格模型。每一个多边形包括数个顶点，基于使用的多边形的类型。例如，常见地，使用三角形的多边形的网格，其中每一个三角形与三个不同的可被操作和/或修改的顶点相关。在步骤23，该原创设计者选择这些所需的顶点。在步骤25通过标记步骤(其随后进行具体描述)将这些选择的顶点组合在一起。一旦已经定义了组，在步骤27，使用使得该原创设计者能够设置该组合顶点的约束的GUI所提供的其他修改工具。该标记功能，定义了该协作设计者可操作和/或修改的3D对象的拓扑区域。现在该原创设计者定义了授权给该协作设计者的操作和/或修改的类型，作为量化由该协作设计者可应用的指定操作和/或修改的数量的补充。

现在将3D对象顶点定义为在该选择组之内或之外。在该阶段对该3D对象所做的任意修改将仅仅影响在该选择组中的顶点。然而，存在另一种由使用衰减工具定义“衰减”定义该3D对象的拓扑区域的方法。这里，替代由修改所影响的顶点仅在他们落在指定组内，能够以通过定义衰减应用于他们的加权的准确比例来影响顶点。该衰减通过邻近正操作的指定顶点的顶点定义该数量或比例，响应于对该指定顶点的操作和/或修改将被操作和/或修改。定义衰减的目标是有助于保留设计对象的审美要求。同样对于该协作设计者存在具有已定义衰减的优点。例如，该协作设计者可操作选择的顶点，自动地相对于该选择顶点操作成比例地操作该邻近顶点-该协作设计者不需要分别操作这些邻近的顶点。在步骤26中定义该衰减。

例如，该衰减可能相关于在3D对象空间内放置的三维分布(例如高斯)，在该区域中修改影响顶点的数量能够由在对象空间中的坐标处的分布值来确定。

图9是该衰减的好的实施例。该圆形区域93相关于已经定义了衰减的区域。在这些顶点上的分布的强度由渐进的衰落阴影所描绘。在所述的实施例中，这些高亮顶点90已经为了修改而选择，而且已经将衰减应用于该邻近的顶点92，其将也由该应用的衰减所确定的数量来修改，如果该协作设计者决定操作和/或修改该高亮顶点90。例如，图10a和10b都描述了该协作设计者如何能够操作和/或修改这些高亮顶点90的实施例。通过该应用的衰减定义了响应于该高亮区域90的操作而操作的这些邻近区域的比例，或相同地数量。

该衰减工具的使用是可选的，一旦已经完全定义了区域，具有或没有衰减，在步骤27，可将修改工具应用于他。该修改工具具有数个相对于他的不同方面，以下简要地总结了可应用的一些不同类型的修改工具的实施例。

该动态皮肤工具29允许另一3D几何体被导入和附属或连接到该选择组内的每一个顶点。这对该对象创建了有纹理的皮肤效果。该导入的表面几何体能被以任意所需角度取向并被缩放到合适大小。

该装配工具35允许该原创设计者选择各个顶点并指定能连接到该区域的装配几何体的多个选项。例如，咖啡杯几何体可能具有协作设计者可访问到并能够连接到特定顶点的多个处理。

在该分组聚合工具33中，修改具有衰减的区域。这些修改将针对该区域本身的几何体。这可能包括这些顶点的位置(x，y，z)，他们互相相对的旋转(x，y，z)，和他们互相相隔多远，其通常被已知为缩放。

该软件聚合工具31非常类似于该分组聚合工具33，除了这里仅选择几个顶点，通常在该3D对象的不同区域。否则他们的操作等同于该分组聚合工具33。

该原创设计者也能从该GUI窗口内选择，他/她将允许该3D对象将被操作的所有颜色和后处理技术(光滑，不光滑，染色)。这创建了将为该协作设计者在做出最终选择时将可获得做出的子选择。(稍后将进行具体说明)。

如先前已经描述的一样，该原创设计者通过选择定义该对象表面的顶点组创建区域。能够许多方式和通过该协作设计者定义的数量来操作每一个区域。因此该原创设计者的工作是从修改工具(动态皮肤29，软件聚合31，分组聚合33和装配35)列表进行选择并定义将授予该协作设计者设计其中的设计的选择区域的实际限制和自由。一旦该处理对于一个区域已经完成，能够选择另一区域并且应用于该区域的不同约束用来生产用于该设计的该部分的不同可变性。对于该原创设计者可能定义的区域数量不存在限制。相应地。可如该原创设计者希望的一样为许多不同区域定义步骤23和25。如稍后将示出的一样，该原创设计者具有使得将该允许修改应用到该ODO应用程序14内的未加工3D的效果可视化的选项。在优选实施方案中，在该GUI内实时显示这些修改，允许该原创设计者去观看将当前这些约束应用到当前设计的效果。在步骤37，该原创设计者定义了对于该指定的顶点区域的可应用约束。

一旦该原创设计者已经完成了定义这些约束，他节省了在步骤41中称作为.odo文件16(图1中)的约束文件。该.odo文件16完整定义了该原创设计者所选择的所有约束。该文件也包括已经由该原创设计者做出对于该协作设计者可获得的颜色和后处理技术。

一旦该对象设计的几何体(STL文件)和这些约束(ODO文件16)文件在步骤43中被上传到该快速制造服务器2，完成该原创设计者的处理。与该原有未加工数据CAD文件(STL文件)一起的该ODO文件16(即该约束文件)完整地定义了由该协作设计者如何能够修改该设计对象的参数。该原创设计者当前已经创建了能由该协作设计者操作的“开放设计产品”以成为用于该协作设计者的最终个人设计对象。

现在参照图2b，参照优选实施方案现在描述与该快速操作服务器2的协作设计者互动，其中该协作设计者终端是常见的计算机，具有本地处理能力。该处理在步骤50由下载插件(图1中的CODO插件16)的协作设计者启动，该插件允许该协作设计者终端观看和操作和/或修改在该浏览器应用程序内的设计对象的原创设计者指定的开放部分。该插件非常类似于用于Adobe

和Microsoft

等的插件。其中一旦安装，该浏览器将在其每次出现于该正确文件格式时使用他。

在步骤52，该协作设计者从由一个或多个不同原创设计者所创建的配置设计的在线图书馆搜索相关于产品的对象设计，该图书馆被存入该中央数据库4，并通过该快速制造服务器2可访问。在步骤52，该协作设计者选择所需设计对象。基于选择，相关于该选择的对象设计的STL文件和相应的ODO文件16(该约束文件)都被流入该协作设计者计算机12并临时存入RAM。该STL文件和相关ODO文件16二者的RAM存储是可选特征，且在该原创设计者希望保护该设计于未授权再生产和/或使用的实施方案中可以是优选的。该协作设计者被阻止于在该浏览器窗口(GUI)内的设计对象的几何体，与该可获得颜色，后期处理技术和可应用于该设计对象的允许的限制操作和/或修改列表一起。注意到，该协作设计者决不观看该后期处理技术的无法获得的颜色并不意识到该原创设计者已经限制他的对象多少。极少为该协作设计者提供多个操作工具，使用该工具可在该原创设计者所选约束内操作该设计对象，这些约束在该ODO文件16内定义。

在步骤56，该协作设计者使用由该原创设计者的选择约束使得可获得的操作工具，其在该GUI内展示为图标用来改变该设计的不同对象变量。图11到17描述了依照本发明的实施方案的协作设计者GUI的实施例。在该所述的实施方案中，将该操作工具展示为简单的滑块(见图11到17b)，与具有能够改变该对象设计变量不同一个相关的每一个滑块。在本实施例中改变这些变量的效果，便于使用的方式由该协作设计者实时可见，作为该3D设计对象的显示的几何表示的操作和/或修改。该实时观看的特征仅仅是可能的，因为这些操作和/或修改正应用于先前定义(即通过该原创设计者)的该整个设计对象表示的子组(即标记的顶点)。

一旦该协作设计者已经选择了所需的颜色和后期处理技术并已经操作和/或修改由该ODO文件16所定义的约束内的设计对象的拓扑，在步骤58存储该协作设计者的选择。在此时，使用该协作设计者所有选择的修改来生成CODO文件18(最终定制文件)。在步骤60将该文件上传到该快速制造服务器2，并给出临时的时间戳的名称。阅读该CODO文件18的头部并确定该协作设计者对象的边界框量。可将此用作在查找表(未图示)内的变量以确定和显示后续制造的产品的最终价格给该操作和/或修改设计对象提供给该协作设计者。

基于付款的接收(通过如Paypal的常见网络服务付款通道来做出)，将该CODO文件18发送给该快速制造服务器2。将该CODO文件与该服务器2已经创建且唯一标识该协作设计者购买的18位数一起存储。该读者将认识到该CODO文件18完整地描述了该协作设计者选择的操作和/或修改，其包括作为该协作设计者所选择的任意拓扑修改的补充的颜色和纹理，来自该可获得的，原创设计者指定的约束。可将该18位数传递到3D标记(类似于衣服标记)中并附属到依据该最新协作设计3D对象模型制造的对象的物理几何体。换句话说，将该18位数合并到依照该协作设计者操作和/或修改的3D CAD设计对象制造的物理对象中。该18位数用作识别该物理产品的一种方式，当其出现自该3D打印机时。该快速制造服务器2采用该CODO文件18并将其与该最初STL文件(即该未加工数据3D对象模型，也通常称作为3D CAD文件)关联，并创建了将该协作设计者选择的操作和/或修改和该3D标记合并到一个连贯文件STL文件中的新修改STL文件。随后将该文件发送到该3D打印机，能够将该对象/产品打印并送给该协作设计者。

在不同实施方案中，未将该3D打印机附属到该快速制造服务器而是由第三方提供作为基于网络打印服务(打印局)的一部分。在这样的实施方案中，将具有附属3D标记的修改的STL文件放置到该3D打印局能够看到的目录中。随后该局通过其门户网站，能够将该新几何体下载并发送用于3D打印。该局也将具有其能复制并附属到包裹用以快递服务处分拣的协作设计者的发送地址。

已经描述了从上传未加工数据3D设计对象文件创建限制设计对象文件的原创设计者的处理；该协作设计者选择并操作和/或修改该3D对象设计的开放部分以创建最终的设计对象文件；提供给该协作设计者选择设计的物理对象的通常打印，与提供给最终设计的3D设计对象的制造相关的进一步细节，将在以下进行描述。

熟练的收件人将认识到，该协作设计者选择的最终设计文件(即CODO文件18)和该原有STL文件，当一起使用时实际上是该协作设计者操作和/或修改对象的3D CAD表示(最终定制设计)。如先前所述，将该STL文件和该CODO文件18合并以生成更新的STL文件，其可由该3D打印机所执行。在优选实施方案中，在该3D打印使用激光烧结处理之处，该最终STL文件需要适应用于该3D激光烧结打印机中。该使用包括将该修改和/或操作的3D CAD表示切成某些厚度的横断面层，通常0.1到0.25mm。该二维(2D)横截面图被以三角形(棋盘格)的格式存入该STL文件中。随后该快速制造服务器2可将该适应STL数据转换成机器语言，其由该3D打印机6可执行。可替换地，该适应处理可直接由该3D打印机自身在打印之前执行。需要该2D横截面层使得该激光烧结3D打印机6能够使用该列举的制造步骤持续打印该设计对象的每一个层。

为该切成的3D对象表示的每一个层重复该步骤，使得该设计对象的打印逐层发生。在该烧结机器内的激光器将该粉末材料的新的，邻近层融合在一起，通过加热和熔化，逐渐“成为”经过多个小时的立体对象(对象组)。一旦移动，该对象被磨损以消除过多的表面颗粒，被清洁和后处理成为该顾客的说明。

能够是本发明的设计步骤的主题的对象实施例非限制列表是家居用品，珠宝，电子产品，礼物和个人制品。

随后，能够使用常见装置将该完成的对象发送到该协作设计者(顾客)，如通过邮寄。

图3a提供了ODO文件16的实施例，并用于描述可能被包括在约束文件内的信息类型。这里能够看出：将该容量，颜色和表面特征列举在WEBHEADER部分70中；在该HEADER部分中识别该3D CAD未加工数据文件72(这些约束应用的STL文件)；在该VERTEX GROUPS部分74中列举这些顶点组的每一个(Vertexlist 0，Vertexlist 1，Vertexlist 2)；由在该MODIFIER CONSTAINTS部分76下列举将应用的工具所定义的修饰符约束的每一个。在后面的部分中，能够看到已经将两个不同工具应用到三个顶点组，即DYNAMIC SKIN应用到Group 0，SOFT POLY应用到Group1和Group 2。也提供了给予每一个工具内每一个参数的列举值。该MODIFIER CONSTRAINTS定义了该原创设计者已经指定的修改和/或操作类型，接着定义了该协作设计者可能选择的操作和/或修改类型。例如，该协作设计者可应用DYNAMIC SKIN 29和SOFT POLY工具31中的一个或多个以定义该未加工3D对象模型的顶点组。而且，该原创设计者已经设置了用于该可应用修改和/或操作的每一个的最大值。这些最大值定义了可由该协作设计者应用到该未加工3D设计对象的每一个指定工具所使用的定量值。换句话说，该协作设计者通过在该原创设计者指定的最大值内数量自由地使用这些指定工具的一个或多个。

图3b是依照本发明的实施方案的快速制造服务器2的原理图。该快速制造服务器2由数个提供了所需功能的模块组成。至少存在两个该服务器的主要功能：1)通过与该原创设计者的交互提供用来创建该限制数据文件(即该ODO文件16)的功能；2)通过与该协作设计者的交互提供用来创建该最终定制设计文件(即该CODO文件18)的功能。由该原创设计者/协作设计者交互控制模块80来提供该功能。

该打印控制模块82提供了用来与该3D打印机6通信并控制该更新STL文件生成的界面。如先前所述，这需要将该3D对象数据文件的修改拓扑表示为数个2D横截面层，该3D打印机6接着使用其构建该对应的物理对象，使用先前所述的层处理。该数据库交互文件管理模块84控制在该3D设计对象数据库4内的未加工3D CAD数据文件17，该ODO文件16和该CODO文件18的存储。该模块也提供了该图书馆功能，为该协作设计者需要用来选择用于修改和/或操作的3D对象设计。

示出了四个进一步可选择的模块，即该顶点选择和标记工具86，该修改工具88，衰减设置工具90和原创设计者/协作设计者特征设置模块92。这些模块提供了较早已经描述的ODO应用程序14和CODO插件15的功能。特别地，这些可选择模块提供用于本发明的实施方案，其中未将该ODO应用程序14本地存入该原创设计者的终端10，以及其中通过该原创设计者和协作设计者共同进行的与该快速制造服务器2的所有交互是通过具有先前所述插件15的浏览器。在这些实施方案中，通过该快速制造服务器2来提供该ODO应用14的功能。

熟练的读者将认识到，在其中使用本地存储和可访问ODO应用处理模块来提供该原创设计者终端10的替换实施方案中，这些先前所述的可选模块-即，顶点选择和标记工具86，修改工具88，衰减设置工具90和原创设计者/协作设计者特征设置模块92-在该快速制造服务器2处不是必须要提供的。

为了使得该协作设计者能够依照在该ODO文件16中所指定的原创设计者约束来修改和/或操作该未加工3D设计对象，该CODO插件15提供了由该修改工具88和特征设置模块92所提供的功能子组。

标记

图4描述了依照本实施方案的ODO应用GUI 100的实施例。应该认识到，该ODO应用14为该原创设计者提供所需功能以指定该所需3D对象设计操作和/或修改，其可由该协作设计者接着通过该CODO插件15来使用。例如，该描述的GUI 100包括标题为“修饰符”的下拉文件菜单标签101，其提供了先前所述的修饰工具。该设计者将3D几何体102(未加工设计文件17)导入该ODO应用14。如先前所述，该ODO应用14可以或在该原创设计者终端10上本地执行，或可替换地在该快速制造服务器2上远程执行，其中该原创设计者与该远程执行应用交互，使用例如装配有合适的ODO插件(未图示)的网络浏览器。为了本说明的目的，以下描述了这两个先前所述的实施方案中的第一个。

使用该ODO应用GUI 100，该原创设计者能够导入3D设计对象几何体102，指定和存储已定义对象操作和/或修改约束。可将该导入的3D设计对象视为线框，具有高亮的顶点，或仅仅作为立体物。该“视图”菜单标签103允许该原创设计者选择所需的3D设计对象视图类型。

该原创设计者具有到所有当前可获得修饰工具的入口，如来自该修饰符标签101的软件聚合31，分组聚合33，动态皮肤29和装配35工具。先前所述修饰工具仅仅用于描述目的，而不是对本发明的限制。熟练的读者将认识到，可将任意3D对象设计修饰工具并入该ODO应用14，这样的替换可以想象并落在本发明的范围内。

在指定设计约束之前，该原创设计者能够可视化提供给该协作设计者的3D对象设计操作和/或修改。例如，该原创设计者可处理该协作设计者可在这些已定义约束内做出的指定操作和/或修改的所有不同合并的手动可视确认。可替换地，更复杂的实施方案可能附加地包括在该ODO应用14内的仿真工具模块(未图示)，其自动可视地为该原创设计者示出了该协作设计者可能在这些指定约束内选择的3D对象设计操作和/或修改的所有可能合并。相同地，该仿真模块可能在该ODO应用GUI 100内仿真和可视地描绘仅仅可允许的3D对象设计操作和/或修改的选择，并可视地描绘在该ODO应用GUI 100内。例如，该仿真模块可描述在这些已定义约束内3D对象设计的操作和/或修改的随机选择。该仿真模块能够非常有助于该原创设计者认识到对用于该协作设计者可允许操作的设置范围的设计的影响。

一旦该原创设计者已经决定了哪一个3D对象操作和/或修改用来许可协作设计者，标记该3D对象几何体。该标记定义了该协作设计者如何能够操作和/或修改该3D设计对象。

标记包括选择在定义了该3D设计对象的3D多边形表面网格上的顶点。随后将这些选择的顶点组合并命名。在优选实施方案中，可简单地通过该设计者控制该左边鼠标按钮并在所需顶点上拖拉来完成这些顶点的选择。以这种方式选择的顶点随后可在该GUI内用颜色高亮。这些选择的顶点随后可被命名以便于后续参考。例如，可通过放下该控制键并选择从0到9的任意数来命名这些选择的顶点。想象到可替换的命名方法，实际使用的方法对本发明不重要，证明了可认识到顶点的不同选择组合。

图5示出了在该ODO应用GUI 100内可观看到图4的3D设计对象的替换方式。将该3D设计对象表示为图4的3D对象的3D多边形表面网格106。该3D多边形网格定义了该3D对象的表面。当选择/标记和组合顶点时，该3D多边形网格视图可能是优选的，因为在该3D设计对象的该可视表示中容易识别到这些顶点。

图6是图5的3D设计对象的3D多边形表面网格108的放大视图。该表面网格由具有称作为顶点的角的三角形(或多边形)构成。该圆形区域110示出了该先前所述多边形和顶点的实施例。是这些顶点能够以先前所述方式被选择和标记。

图7示出了已经由该原创设计者所选择的顶点组112，其成阴影用于当前描述目的。这些顶点被组合在一起并变成已知的区域。每一个区域的组合定义了该后续标记将应用到的顶点。

每一个区域具有指定给他的工具，其定义了该协作设计者能够如何与该对象的区域交互。

在优选实施方案汇总，由顶点组的标记生成并具有应用到他们的修饰工具的ODO数据文件的结构，如下所示：

图3a描述了该ODO数据文件的实际实施例并已经先前描述如上。

图8描述了被分配给该阴影区域115的“分组聚合”工具的实施例。从该修饰符标签菜单101选择该分组聚合工具33。

一旦该分组聚合工具33已经自该修饰符菜单101被选择到并应用到所选区域115，以数个滑块形式的修改工具117出现，其允许该分组聚合工具33的操作。在图9的GUI的左手边上示出了这些滑块117a。每一个滑块117a对应于与该选择修饰工具相关的不同变量-在先前描述的实施方案中，为该分组聚合工具33。这些滑块117a的变化允许该用户去操作和/或修改该分组聚合工具33如何应用到该3D设计对象的选择区域。换句话说，这些滑块117a的变化允许该用户去修改和控制该选择修饰工具117如何应用到该3D设计对象的选择区域或定点。每一个滑块117a与该分组聚合工具33的不同类型操作相关，相应地将以不同方式修改该选择的区域。类似地，在选择时每一个不同可选择的修饰符117工具带来类似的滑块117a组。

每一个不同滑块允许该选择的修饰工具以不同方式操作和/或修改。例如，参照图9，其中选择了该分组聚合修饰符，该顶部三个“移动”滑块119的任一个的选择允许该选择区域的顶点的位置将沿着该x-，y-和/或z-轴任一个放置。该后续三个“缩放”滑块121的任一个的选择，允许沿着该x-，y-和/或z-轴任一个在该选择区域内的顶点的坐标的比例的修改和/或操作。该后续三个“旋转”滑块123的任一个的选择，允许沿着该x-，y-和/或z-轴任一个在该选择区域内的顶点的旋转。后续滑块125的选择使得该3D设计对象的选择区域膨胀。该底部六个滑块127的任一个的选择允许该3D设计的对象扩展区域被定义，其将由该选择的修改工具所影响。该逐渐淡出的阴影区域92描述了这个。该阴影远离该选择区域90淡出。该滑块127的优点在于能将该选择的修改工具应用于该选择的区域面积90，依照加权修改该邻近顶点，使得该应用的修改工具的效果在较远位置的顶点中逐渐减少。这有助于保留该设计对象的审美并确保了该用户(即，该原创设计者和/或该协作设计者)不需要选择和定义因为该修饰工具的应用将修改和/或操作的每一个顶点。例如，来自该底部的第六个滑块129的选择影响到在该z-轴方向中如何可修改该选择区域的软边界。

图10a和10b都示出了图9中的3D设计对象的相同选择区域如何能够通过该“移动”滑块119，该“缩放”滑块121和该“旋转”滑块123的一个或多个的选择以不同方式进行操作和/或修改的实施例。将与每一个滑块相关的修改使用滑块127可修改地应用到这些选择的顶点，并依照该加权应用到任意邻近顶点。在二种情况中，该修改影响到各个顶点的程度与在该点处的修饰符的强度成比例(如由该阴影所描绘)。

设置约束

如先前所述，为了创建该ODO文件16(限制的设计文件)，该原创设计者需要定义与该3D设计对象相关的设计约束。换句话说，该原创设计者需要定义协作设计者可操作和/或修改该3D设计对象范围内的约束。

一旦该原创设计者已经建立了操作和/或修改的哪一个类型以允许该协作设计者去使用，该原创设计者定义了该可应用的设计约束。为了说明，一旦该原创设计者已经选择了哪一个修饰工具为该协作设计者可应用，定义用于每一个修饰工具的设计约束。该约束的设置可包括选择与每一个指定修饰工具相关的每一个滑块可改变的数量。在优选实施方案中，每一个滑块，替代具有能够从左到右移动的一个按钮，有三个。

图11描述了该优选实施方案的实施例。该黄色按钮滑块131定义了当前可视化的修改的位置。从左到右移动该按钮滑块131可视地实时修改该对象的几何体。

在该黄色按钮滑块131左边和右边的橙色按钮滑块133，设置该协作设计者能够修改他对象范围的限度。他们表示了该设计约束。

图12示出了该黄色和橙色按钮滑块131，133。该原创设计者设置的约束如何能够影响到该协作设计者的实施例观看第一滑块135来看出，已经将其中的黄色按钮滑块131限制为仅仅在该30和70的值内移动。该定义的约束限制了所需修饰工具能够具有的值。

在优选实施方案中，未将这些约束的数量值示出给该协作设计者，该协作设计者不必认识到他已经被限制在30和70的值之间，当规范该滑块比例且该黄色按钮滑块已经与137都一起被移动时。

图13a，13b和13c分别示出了在该原创设计者已经设置的约束内由协作设计者所做的对原创设计139的不同修改。能够看到，即使已经限制了该对象(蛋杯)的修改，仍存在由该协作设计者创造自由的实质空间。

锁定修改

可在替换实施方案中使用复选框作为高亮信息的一种方法。能够使用他们用来改变使用工具的方式或能够用来锁定某些交互。该后续实施例描述了本发明的实施方案，其类似于该先前描述的实施方案，其中差别如下所述。

在本实施方案中，所示实施例是复选框140如何能够用来将表面特征从置于一个方向中重取向到代替地置于垂直他们正位于的表面。图14a示出了选择在该复选框140之前的交互，图14b示出了如何能够使用该复选框140用来重取向对象表示142的这些选择表面特征。存在提供的允许这种情况发生的特定表面重取向功能。一般地，该表面重取向功能读出该顶点的方向并将同一方向指向附属其上的对象。

仍旧能够以相同方式修改该表面特征的维数，通过使用这些限制滑块以一般方式仍旧能够限制该修改的范围。该仅有的区别在于，这里由该原创设计者已经确定该方向，随后该协作设计者使用该分配的方向进行修改。

其中在该实施方案使用复选框140的另一方式在于完全锁定修改并因而阻止该协作设计者使用具有该选择修饰工具相关的特定变量进行的交互。替代定义约束，该原创设计者选出用于该滑块的特定值并将其锁定在位置上。这是该协作设计者不具有以任意方式修改该特征的能力。

以下参照图15描述了如何能够使用复选框的实施例。如从该图中能看到的一样，该第一个三个滑块141具有已定义的约束，但是滑块143，145和147相反地已经具有选中的他们的各个复选框140。

限制的理由

存在用来设置对该协作设计者修改产品的自由的约束的三个理由。

1.该原创设计者将希望该定制产品保留审美吸引力并符合该产品的他的原有见解。几何上移开此太远将相同地导致不再吸引人的形状。

2.该对象需要保留功能性。如果修改无限制地留下，则存在该对象的几何体能够具有对该对象功能和性能的损害效应的较好机会。

3.3D打印机阅读的文件需要非常特殊，因此其对于无经验的协作设计者的变化非常敏感。通过对该几何体的糟糕修改而可能发生的问题包括包括倒多边形，糟糕边缘和孔。这些错误如果未检查将引起该打印步骤期间的错误并导致受损的产品。

图16示出了对于对象的设计表示的“无限制”修改的实施例。显然地，已经毁坏了该对象的审美，其不再正确运行(如蛋杯/蛋架)并具有多个倒顶点，其将导致不能由3D打印机执行的糟糕数据文件。

用户界面

在原创设计者和协作设计者之间的连接不限于滑块的使用，因为存在其他实施方案，具有在约束内设置和工作的不同方式。参照图17a和17b所做出的另外实施方案的后续说明，属于该CODO应用图像用户界面150，其中该修改工具117不再是滑块组117a，而是替换地“雷达”160，其中在该GUI 150上的雷达图形装置的每一个段162的选择以不同方式影响到该对象表示但仍旧由该原创设计者的约束所限制。

该雷达界面实际上是该滑块界面的另一实施方案。然而在滑块中，滑块按钮获得选择并左右移动，在该雷达图形装置160上，这些按钮原地不动。通过简单地选择他们，将他们高亮并随后通过将该设计者的鼠标从该按钮的位置移开，与左右移动该滑块一样的效果获得实现。这是一种这些控制部件的非常审美满足的实施方案。在该特定雷达图形装置160中，这些同心圆表示了自该外圆到中心的“移动”，“旋转”和“缩放”的功能。

可替换实施方案

本发明的可替换实施方案可包括物理模型。该物理引擎模块可能位于该快速制造服务器2(图1)内。一旦已经将该未加工3D设计对象CAD文件导入该3D未加工设计数据库4，该物理模块分析该3D设计对象并确定需要保留该设计对象功能的设计变量约束组。例如，这可能包括实施该3D设计对象的几何体的静态分析。从这样的分析，该物理模块可确定该对象的质心，并相应地可确定对该几何体的某些修改如何影响该对象的稳定性。基于这样的分析，该物理模块可确定可允许的修改，其不将质心(相应地该对象的稳定性)修改到该对象丢失其功能的这样的程度。在该设计对象用作实际目的时该功能尤其重要，如杯子或其他需要稳定度的对象，其中由非专业协作设计者的修改可能不注意地减少了该设计所制造的对象的实际功能。

该物理模块可能涉及物理引擎，其能够仿真具有确定的几何特性的对象将如何动作。例如，用于开发电脑动画的大部分应用包括物理引擎，其仿真虚拟对象将如何以各种现实生活设置进行活动，如当受制于引力场时具有质量的对象的行为。换句话说，该物理引擎提供了物理系统的仿真，特别地可仿真刚体的动态和静态。

而且，该物理模块的使用也可能相当地简化了该原创设计者的设计约束的确定。由该物理模块处理与保留对象功能相关的所有设计约束。该原创设计者仅需要考虑保留该设计的审美吸引力的约束。

有限元分析(FEA)也可用来仿真这些效果，原创设计者指定操作和/或修改可能已经在该设计制造的产品的静态和动态均衡上。可在该物理模块(未图示)内使用已知算法来实施该FEA。

在又一可替换实施方案中，也可为该系统1提供有为了与该设计对象相关的3D多边形网格内的任意逻辑不一致展示而对该原创设计者设计和该协作设计者修改设计都进行分析的模块。在该完成STL文件中的任意逻辑不一致展示可能组织该3D打印机能够将该产品打印给该设计。相应地，重要的是，在创建该完成STL文件之后识别出在该3D多边形网格内的任意逻辑不一致展示。实际上，这是识别该设计对象的3D多边形网格的允许操作和/或修改的一种形式，其可能导致在后续生成的完成STL文件内的糟糕数据，并最后导致无法使用的STL文件。

在该3D多边形网格中的逻辑不一致的实施例可能涉及倒多边形，孔和糟糕边缘。识别这样逻辑不一致的出现通常对于该原创设计者来说非常困难。“逻辑不一致”模块的使用自动化识别逻辑不一致的任务并明细地对该原创设计者和协作设计者用户体验都进行改善。

一旦原创设计者已经选择了设计约束，该逻辑不一致模块可仿真在该指定约束内的可允许修改的选择以识别任意可允许的设计修改和/或操作，其可能不注意地导致在该3D多边形网络内这样的逻辑不一致的出现。可将任意识别的有问题的操作和/或修改对该原创设计者高亮，为该设计者提供修正该指定设计约束的机会以阻止具有这样不一致的协作设计者修改设计的风险。相等地，除了仅仅仿真该可允许的设计修改的子组，该逻辑不一致模块可以分析和仿真可允许设计操作和/或修改的每一个合并和排列。在该分析和仿真之后，高亮任意操作和/或修改，其可能导致在该3D多边形网格内的逻辑不一致。相等地，可调整该模块以自动地修正该原创设计者已定义约束以排除任意可能导致逻辑不一致的设计修改和/或操作。

是商业上可获得的快速原型设计应用的实施例，其将CAD文件转化成可随后由3D打印机读出的STL文件。在该转化处理期间，该应用分析与该CAD文件相关的3D多边形网格以确定是否任意逻辑不一致出现。可结合本发明使用

然而，需要用于仿真该可允许修改的一些进一步的功能以避免该原创设计者不得不使用该应用14手动仿真可允许的修改的所有合并。

在优选实施方案中，通过该逻辑不一致模块(未图示)自动化可允许设计约束的仿真，识别和修正。可在该系统1内任意位置包括该模块本身，在该快速制造服务器2内，或在该原创设计者终端10，和/或该协作设计者终端12处。

已经描述了本发明的特定优选实施方案，应当认识到，讨论中的这些实施方案仅是示范性的，可做出如将发生到那些拥有合适知识和技能的人们上的变化和修改而不背离如在附属权利要求中提出的本发明的精神和范围。

Claims

1.一种生成在第一用户和第二用户之间对象的设计表示的协作方法，该方法包括：

在第一用户终端，指定与该设计表示的不同方面相关的一组设计对象变量；

在该第一用户终端，列举用于该组设计对象变量的约束，该约束包括用于该组的指定对象变量每一个的第一用户指定值的范围；

在第二用户终端，通过通信网络接收该组设计对象变量，用于该组的约束和该设计表示；

在该第二用户终端，使能该设计对象表示的操作，该使能步骤包括使能仅在该第一用户指定的约束值范围内的指定对象变量的至少一个的特定值选择；和

在该第二用户终端上展示如由该第二用户选择所列举的该设计对象表示的图形表示。

2.如权利要求1所述的方法，进一步包括选择该设计表示的多个点并将这些选择的点组合成该设计表示的功能区域。

3.如权利要求2所述的方法，其中该选择和组合步骤包括将该设计对象表示的非相邻点组选择和组合成该功能区域。

4.如权利要求2所述的方法，其中该选择和组合步骤包括将该设计对象表示的相邻点组选择和组合成该功能区域。

5.如权利要求2至4中任一项所述的方法，其中重复该选择和组合步骤以创建该设计表示的多个功能区域，并且该方法进一步包括锁定这些功能区域之一以阻止该第二用户对该设计的该部分的任意操作。

6.如权利要求2至5中任一项所述的方法，进一步包括将衰减加权功能应用到该选择的功能区域，该衰减加权功能将该选择功能区域的任意第二用户操作的效果分等级到该设计表示的其他区域。

7.如权利要求2至6中任一项所述的方法，进一步包括将动态皮肤功能应用到该设计表示，其中该动态皮肤功能使得另一几何体能够被导入并附属到组内的每一个顶点，以创建该设计表示的有纹理的皮肤效果。

8.如权利要求2至7中任一项所述的方法，进一步包括将装配功能应用到该设计表示，其中该装配功能使得预定义几何体能够被附属到该设计表示的选择点上。

9.如权利要求2至8中任一项所述的方法，进一步包括将分组聚合功能应用到该设计表示，其中该分组聚合功能使得该用户定义的约束能够被应用到该设计表示的列举区域。

10.如权利要求2至9中任一所述的方法，其中该约束列举步骤，在第一用户终端，包括锁定该设计对象变量组的至少一个，以阻止在该第二用户终端的操作使能步骤进行的任何变化。

11.如权利要求2至10中任一项所述的方法，其中该设计对象表示是由多边形网格表示的对象的三维模型，该方法进一步包括在该第一用户终端导入该对象的设计表示；以及其中该指定步骤包括通过被包括在该多边形网格内的一个或多个多边形顶点的选择来指定该设计对象变量组；该列举步骤包括列举用于该一个或多个选择多边形网格的每一个的坐标值范围。

12.如任一以上权利要求所述的方法，进一步包括将该约束结果列举和该设计对象变量指定步骤编辑成约束文件并将同一文件传送到该第二用户终端。

13.如任一以上权利要求所述的方法，进一步包括在该第二用户终端将该操作使能步骤的结果编辑成完成设计文件并将同一文件传送到中央数据存储设施。

14.如权利要求13所述的方法，进一步包括在该中心位置接收该完成设计文件并将同一文件存入中央数据存储。

15.如权利要求14所述的方法，进一步包括将该完成设计文件发送到三维打印机，将该三维打印机设置用来依照该完成设计文件制造三维对象。

16.如任一以上权利要求所述的方法，进一步包括在该第一用户终端上将该设计对象表示的图形表示显示在图形用户界面中，其中该图形用户界面提供了用来执行该约束列举和该设计对象变量指定步骤的工具。

17.如任一以上权利要求所述的方法，其中该展示步骤包括使用在该第二用户终端上的图形用户界面以展示该设计对象表示的图形表示，该方法进一步包括在该图形用户界面中提供用于执行该操作使能步骤的工具。

18.如权利要求16或17所述的方法，其中该图形用户界面的工具包括一组滑块图标，其中每一个滑块相关于一个设计对象变量和表示用于该相关设计对象变量可能的变化范围的滑块可允许移动量。

19.如基于权利要求16时的权利要求18的方法，其中每一个滑块图标具有可变限量，其由该第一用户可调整以限制该相关设计对象变量的变化范围。

20.如权利要求19所述的方法，进一步包括为这些滑块图标的至少一个提供本地复选框，该复选框为该第一用户提供了一种将该设计对象变量值锁定在特定量的方式。

21.如权利要求18或19所述的方法，进一步包括为该设计提供全局复选框，该全局复选框为该第一用户提供了一种将该全局功能应用到该设计至少一个方面的方式，如表面取向。

22.如任一以上权利要求所述的方法，进一步包括：

使用物理模块自动确定为保留该设计功能所需的全局组设计变量修改约束，和

将这些全局修改约束应用于该设计对象变量组以阻止将该设计阻止于实施其期望功能而做出的修改。

23.如权利要求22所述的方法，其中该确定全局组设计变量修改约束的步骤包括使用物理引擎，该物理引擎能够模拟具有特定几何体的对象的行为并能够确定该特定几何体是否在该环境内是稳定的。

24.如任一以上权利要求所述的方法，进一步包括当由该第一用户确定时分析该设计对象变量组和用以给定设计表示的组的约束，或当由该第二用户列举时分析该给定设计表示的指定对象变量的特定选择值以确定可阻止将对象自动机器创建到该设计的任意逻辑不一致。

25.一种生成在第一用户和第二用户之间对象的设计表示的协作系统，该系统包括：

指定模块，在第一用户终端处提供，用于使能与该设计表示的不同方面相关的一组设计对象变量的确定；

列举模块，在该第一用户终端处提供，用于使得第一用户能够列举用于该设计对象变量组的约束，该约束包括用于该组的指定对象变量每一个的第一用户指定值的范围；

接收器，在第二用户终端处提供，设置该接收器用来接收该组设计对象变量，用于通过通信网络的该组和设计表示的约束；

操作模块，在该第二用户终端处提供，设置该操作模块使能该设计对象表示的操作，通过使能仅在该第一用户列举的约束值范围内的指定对象变量的至少一个的特定值选择；和

图形用户界面(GUI)，在该第二用户终端处提供，设置该GUI以展示如由该第二用户选择所列举的该设计对象表示的图形表示。

26.如权利要求25所述的系统，进一步包括与该第一和第二用户终端通信的中央服务器，其中设置该第一终端以从该中央服务器下载该指定和列举模块，以及设置该第二终端以将这些指定对象变量的至少一个的特定值的选择上传到该中央服务器作为完成的第二用户设计。

27.一种允许两个不同用户协作地操作设计对象表示的协作设计系统，该系统包括：

第一用户终端，设置用来由第一用户操作；

第二用户终端，设置用来由第二用户操作；

通信网络，设置用来允许该设计对象数据在该第一和第二用户终端之间的传输；其中

设置该第一用户终端以允许该第一用户指定与设计对象表示相关的一组设计对象变量，并用来列举用于该组的指定对象变量每一个的第一用户指定值的范围；和

设置该第二用户终端以通过该通信网络接收该第一用户指定的设计对象变量组，并且通过选择仅在该第一用户列举的指定值范围内的指定对象变量的至少一个的特定值来进一步设置用来允许该第二用户操作该设计对象表示。

28.一种允许协作性设计系统的两个不同用户协作地操作设计对象表示的方法，该方法包括：

在第一用户终端，指定与该设计对象表示相关的一组设计对象变量；

在该第一用户终端，列举用于该组设计对象变量每一个的第一用户指定值的范围；

在第二用户终端，接收该第一用户指定的设计对象变量组和通过通信网络的设计对象表示；

在该第二用户终端，操作该设计对象表示，该操作步骤包括选择仅在该第一用户指定的约束值范围内的指定对象变量的至少一个的特定值；和

在该第二用户终端上展示如由该第二用户所列举的该设计对象表示的图形表示。