FLASH在專利設計中的應用

林立宇

[摘要]申請專利時，用Flash根據軸測投影理論繪制立體圖，比采用三維建模軟件生成三維圖省功省時。Flash制作的軸測圖動畫，能進行三維虛擬裝配，和檢驗出各種設計錯誤，并提高專利設計質量，但繪制軸測圖時必須消除各零件的三維坐標方向誤差。用Flash的填充漸變色功能，可以制作出高畫質的專利產品介紹動畫。用Flash導航指令還可以作出操作簡單、介面友好的全自動交互式專利產品介紹系統。

[關鍵詞]FLASH；專利；軸測圖；虛擬裝配

FLASH是操作簡單的網絡動畫軟件，在藝術、教育等領域被廣泛應用，但在專利設計方面的應用確很少。本人運用FLASH設計了一項專利產品（國家專利申請號：201521039155.2）。現將FLASH在設計過程中的應用簡介如下：

一、專利產品簡介

專利設計必須具有新穎性、實用性和經濟性。若將普通高靠背椅的靠背板分為多塊（圖1），每塊靠背板的一端與靠背側桿鉸接，另一端用拉桿4鉸接在一起，并用弧形梯架5支撐上椅背板，用定位連桿2和3，使梯架和椅子固定在一起，則將椅子變成了梯子。

脫開圖1中定位連桿2和3前端的鉤子與弧形梯架5的掛接，并將弧形梯架掛在椅背側桿旁，則組裝成圖2所示的椅子。在高靠背椅的四個腳下端設置插接銷，弧形梯架的內弧面上設置插接孔，插接后就組合成圖3所示的搖椅。這樣便構成了具有新穎性、實用性和經濟性的專利產品。

二、FLASH在設計過程中的應用

（一）用FLASH繪制立體圖

生成三維立體圖象，一般選用三維建模軟件進行三維建模，再經過材質和燈光設置，最后生成各種三維圖象，這一過程非常麻煩，費時費力。要想方便快捷地生成立體圖，可采用動畫軟件FLASH直接繪制有立體感的軸測圖。例如繪制圖1所示的椅背側桿，只要用FLASH在二維繪圖區畫一條圖4所示的弧線，將該弧線復制三條，按軸測圖的三個坐標方向拖動弧線，便構成圖5所示的椅背側桿立體圖。再將側桿的立體圖復制四份，將其中兩份水平翻轉，也按軸測圖的三個坐標方向拖動，即可構成圖6所示的椅背和梯架的側桿立體圖。三個靠背板與靠背側桿的連接處，形狀相同，因此只需繪制一個，再復制兩個即構成圖7所示的椅背板立體圖。再加上其余零件，便完成圖1所示的梯子立體圖。這樣繪制立體圖，比采用三維建模軟件生成立體圖省功省時。

（二）用FLASH進行三維虛擬裝配

專利產品若能進行三維虛擬裝配，則可在投產前發現各種尺寸和結構錯誤，以免造成經濟損失。三維虛擬裝配一般用三維動畫軟件，在三維空間建模后，制作裝配動畫。但是三維動畫制作非常麻煩，若能用FLASH繪制的軸測圖，在二維空間對零件進行三維虛擬裝配，則可簡化動畫的制作過程。其具體做法是：將圖1中各零件的軸測圖轉換成FLASH元件，根據前遮后的原則，放入不同的層。再按照裝配過程在時間軸上對每個零件建立兩個關鍵幀，第一關鍵幀是零件裝配前的位置，第二關鍵幀是零件裝配后的位置。將兩個關鍵幀之間的時間段定成補問動畫，便完成了裝配過程的動畫的制作。可以看出上述過程非常簡單。但是這種軸測圖動畫能否反映出三維空間的設計錯誤呢？能。由于各零件軸測圖的三個軸測坐標方向和軸向伸縮率均相同，因此軸測圖動畫中能反映出同一坐標方向的尺寸誤差、結構的可行性和可靠性等問題。例如初始設計時圖1中弧形梯架的內側尺寸等于椅背側桿的外側尺寸，在弧形梯架向椅背側桿掛接的動畫中，梯架不能嵌入椅背兩側，原因是椅背外側有凸出的小螺釘頭，阻礙了梯架的進入，將弧形梯架內側尺寸加大后，小螺釘頭不再阻礙了，但弧形梯架還是不能進入，原因是弧形梯架兩端的橫支板是放在上面，阻礙了進人，將橫支板改到下面才解決了問題。若將圖2中的人作成FLASH元件，并作出人的使用過程動畫，還可以檢查和修正人機工學方面的參數，例如椅背的弧度、斜度、椅板高度等對人體舒適度的影響。動畫中還發現人坐在搖椅上搖動時，當人體重心移到四個椅腳插接點所確定的支撐面之外時，另一邊的椅腳會從插接孔中向上拔出，使椅子翻倒，在插接孔旁作一卡槽便解決了問題。

用軸測圖動畫進行三維虛擬裝配的關鍵問題是，每個零件的軸測圖的三個坐標方向不能有作圖誤差。為此，畫圖前要先畫三條基準坐標軸線，在畫每個零件的軸測圖時，都從基準坐標軸線上復制線條來組成所需的圖線，這樣便保證了各零件的坐標方向絕對相同，沒有作圖誤差。

Flash繪制的圖像是矢量圖，它只存貯特征點坐標和線寬、顏色等代碼，因此，存貯空間非常小，比一般三維建模軟件生成的點陣圖的存貯空間小幾百倍。矢量圖的另一優點是，局部放大后清晰度不下降，這一優點對檢查局部結構的設計錯誤非常有利。而三維建模軟件生成的點陣圖，局部放大時清晰度會下降。因此用Flash動畫檢查和改進設計，又簡單又好用。

（三）用FLASH動畫介紹專利產品

在參加發明展覽會、產品展銷會等各種推廣產品的活動中都要介紹產品。虛擬裝配時制作的動畫，都可以作為介紹產品的動畫素材，可以用來生動地演示各種組裝過程、產品使用方法、產品結構特點等。

要強化產品宣傳效果，畫面質量非常重要。為了提高Flash動畫的畫面質量，可以用顏色填充工具，在軸測圖的各個線框中填充所需的漸變色，最后根據光線設置調整各線框的高光方向和位置，這樣生成的立體圖，比點陣圖清晰美觀，局部放大后清晰度不下降，可構成高質量的宣傳畫面。

要進一步提高產品介紹的效果，還可以將動畫作成全自動的交互式系統。具體做法是：將產品介紹材料一級目錄的文字放在場景1的第一幀，給該幀附上動作“stop”，便構成系統的一級介面。將每條文字轉換成Flash的按鈕元件，在第一條文字上附上動作“On（release）{GotoAndStop（2）}”（該動作的含意是單擊文字時跳轉到第二幀，并停在第二幀上），其他文字也附上同樣的動作，但跳轉的幀數分別是3、4、5等。在3、4、5等幀上放置二級目錄的文字，構成系統的二級介面，其作法和導航動作與一級介面相同。若內容很多，還可以建立三級介面。在以后的各個幀上，每幀建立一個動畫元件，雙擊并打開動畫元件后，將事先作好的相應組裝動畫用幀復制復制命令，復制到被打開動畫元件的時間軸上。這樣一個基本的組裝動畫，在場景1中只站一幀的位置，使導航鏈接非常簡便。運行時用戶只要點擊一級介面的任一選項，即進入對應的二級介面，再點擊二級介面中任一選項，即進入想觀看的動畫。看完成點擊返回按鈕即可。這樣的系統可由用戶自己操作，想看什么內容就點擊什么目錄選項，操作非常方便。

結論

用Flash根據軸測投影理論繪制立體圖，比采用三維建模軟件生成三維圖省功省時。軸測投影理論還使Flash制作的二維動畫，能具有進行三維虛擬裝配，并檢驗各種設計錯誤的功能。用Flash的填充漸變色功能，可以制作出高畫質的產品介紹動畫。用Flash導航指令可以作出操作簡單、介面友好的全自動交互式系統。