由面元件构成的多面体的编码及解码方法和立体拼图技术

本发明专利技术公开了一种由面元件构成的多面体的编码方法，将多面体的结构信息转换为拼装编码；其中包括步骤a对参照顶点进行编码，并标记最后的首次编码的面元件；步骤b沿着最后的首次编码的面元件的顶点构成的环形路线和扩展的螺旋形路线，搜索下一个参照顶点，并根据路径信息进行编码；循环重复执行步骤a和b直至编码结束。本发明专利技术还公开了对应的解码方法，可将拼装编码还原为预定的多面体形状。本发明专利技术还公开了对应的立体拼图，通过读取拼装编码，按解码方法的步骤，将实体的面元件拼装成预定的真实的多面体立体形状。本发明专利技术用编码替代三维组装图和展开图，可降低制作成本，并提供拼装的顺序信息，可用于拼图、模型、教具等的制作和拼装。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种由面元件构成的多面体的编码方法，将多面体的结构信息转换为拼装编码；其中包括步骤a对参照顶点进行编码，并标记最后的首次编码的面元件；步骤b沿着最后的首次编码的面元件的顶点构成的环形路线和扩展的螺旋形路线，搜索下一个参照顶点，并根据路径信息进行编码；循环重复执行步骤a和b直至编码结束。本专利技术还公开了对应的解码方法，可将拼装编码还原为预定的多面体形状。本专利技术还公开了对应的立体拼图，通过读取拼装编码，按解码方法的步骤，将实体的面元件拼装成预定的真实的多面体立体形状。本专利技术用编码替代三维组装图和展开图，可降低制作成本，并提供拼装的顺序信息，可用于拼图、模型、教具等的制作和拼装。【专利说明】由面元件构成的多面体的编码及解码方法和立体拼图
本专利技术涉及一种多面体的编码及解码方法和立体拼图，特别是一种由面元件构成 的多面体的编码及解码方法和立体拼图。
技术介绍
在构造真实的立体形状的时候，为了描述正确的安装方法，通常使用三维的组装 图。这种三维组装图将构造元件的透视图案组合起来，并标以组装顺序。其绘制比较复杂， 制作成本较高。 对于以面结构元件构成的多面体立体形状，通常以构造面的展开图来描述多面体 的结构，例如：在中国专利201120379415. 6"可互联的正多边形组合魔块"中的"图6-2…… 展开示意图"所示。绘制这种展开图仍然比较复杂，并且不能直接指示拼装的顺序。当多面 体的结构变复杂时，如凹面体、带孔洞的结构、大型组合造型等，又或者面结构是带有图案 的印刷制品时，用展开图表示是较困难的，并且，拼装时难以根据展开图确定拼装顺序。
技术实现思路
本专利技术的目的在于：提供一种由面元件构成的多面体的编码方法，按编码方法的 流程，将多面体的结构信息转换为拼装编码。本专利技术还提供对应的解码方法，按解码方法的 流程，将拼装编码还原为预定的多面体形状。本专利技术还提供对应的立体拼图，通过读取拼装 编码，按解码方法的步骤，将实体的面元件拼装成预定的真实的多面体立体形状。 本专利技术的目的通过以下技术方案实现： -种由面元件构成的多面体的编码方法，以多面体的一个顶点作为第一参照点， 以第一参照点的一个构成面元件作为第一参照面，对多面体进行编码，其特征在于，包括以 下步骤： a.对第一参照点进行编码，并以最后的首次编码的面元件作为第二参照面； 所述的对第一参照点进行编码包括，从第一参照面开始，按照第一旋转方向，遍历 第一参照点的所有的构成面元件，根据面元件的信息进行编码；所述的信息包括面元件的 未编码标志和构成角的索引值； 当多面体的所有面元件都被编码过时，编码结束； 所述的第一旋转方向是顺时针或逆时针方向；本步骤所述的编码还可以包含第一 旋转方向；本编码方法可以约定一个固定的第一旋转方向，当第一旋转方向与约定的固定 方向相同时，编码可以省略第一旋转方向以减小编码输出长度； 所述的未编码标志是面元件是否被编码过的标志； 所述的构成角是面元件的在第一参照点的角；所述的构成角的索引值是用于查找 面元件和构成角的数据，例如是编号、预定义数值、内存地址等；当面元件不是首次编码时， 可以省略角索引值，以减小编码输出长度； b.沿着第二参照面的顶点构成的环形路线，搜索路径终点和第三参照面，并根据 路径信息进行编码； 所述的环形路线，是以第一参照点为起点，按照第二旋转方向，遍历第二参照面的 所有的顶点所形成的非闭合路线；所述的路径终点是具有未编码的构成面元件的顶点；所 述的第三参照面是指向路径终点的末端路径的在第一方位的面元件；所述的路径信息包括 路径长度信息； 当搜索不到路径终点时，编码结束； 所述的第二旋转方向是顺时针或逆时针方向，与第一旋转方向相同或不同；本步 骤所述的编码还可以包含第二旋转方向；本编码方法可以约定一个固定的第二旋转方向， 当第二旋转方向与约定的固定方向相同时，编码可以省略第二旋转方向以减小编码输出长 度； 所述的路径长度信息可以包含路径步长数值，也可以包含表示路径长度极值的标 志，例如最长或最短的标志； 所述的路径信息还可以包含路径经过的顶点的信息，可用于在解码时验证路径是 否正确； 所述的第一方位是左边或右边；当搜索路线仅限于第二参照面的顶点时，在顺时 针旋转路径的右侧的第三参照面，或在逆时针旋转路径的左侧的第三参照面，等同于第二 参照面；本步骤所述的编码还可以包含第一方位；本编码方法可以约定一个固定的第一方 位，当第一方位与约定的固定方位相同时，编码可以省略第一方位以减小编码输出长度； c.以路径终点作为第一参照点，以第三参照面作为第一参照面，重新执行步骤a 及其后续步骤。 在上述基础上，本编码方法还可作如下改进： 在步骤a中，还包含根据面元件与其相邻面的夹角信息进行编码； 所述的夹角信息可以包含夹角的数值或范围或凹凸标志，用于在解码时将面元件 加载到符合夹角信息的位置。 这种改进方式可以明确面元件与相邻面的夹角关系；对夹角范围或凹凸标志编码 可以减少编码输出的数据量。 在上述基础上，本编码方法还可作如下改进： 在步骤b中，将环形路线延伸为以第二旋转方向旋转的螺旋形路线，并在螺旋形 路线上搜索路径终点； 所述的延伸为螺旋形路线，是从当前搜索路线中的次末顶点开始，按第二旋转方 向的相反方向，环绕最末顶点的相邻顶点；当找到第一个不在路线中的顶点时，以此顶点为 新的最末顶点，按新的最末顶点重复操作以确定路线经过的下一个顶点；当最末顶点的所 有相邻顶点都在路线上时，搜索路线中止。 这种改进方式的作用在于，在对复杂的多面体进行编码时，如果初始路线结束而 搜索不到具有未编码的构成面元件的顶点，可以对路线进行延伸，并在延伸路线再次寻找 具有未编码的构成面元件的顶点，从而减少由于编码提前结束而导致部分面元件未编码的 情况。 在上述基础上，本编码方法还可作如下改进： 选择多组初始参数和执行参数，输出多组多面体编码数据，将多组编码数据进行 排序，选择排序最优先的编码作为最终输出编码； 所述的初始参数可以包含第一参照点，还可以包含第一参照面； 所述的执行参数可以包含步骤a中的第一旋转方向，还可以包含步骤b中的第二 旋转方向，还可以包含步骤b中的路径终点的位置，还可以包含步骤b中的第一方位； 所述的排序的关键字包含输出构成面的数量，还可以包含编码输出的长度。 这种改进方式可从多组编码中选择经过优化的编码。 利用以上方法输出的编码数据，可以通过反向的读取编码数据的方式，对多面体 编码数据进行解码： -种由面元件构成的多面体的解码方法，通过读取编码数据，对多面体编码数据 进行解码，其特征在于，包括以下步骤： d.读取一段顶点构造数据组，该数据组包含一组面元件的未解码标志和角索引 值；从第一参照面开始，按照第一旋转方向，根据顶点数据组解码出第一参照点的全部构成 面；并标记最后首次解码的面元件作为第二参照面； e.读取一段路径数据，该数据包含路径长度信息；从第一参照点开始，按照第二 旋转方向，遍历第二参照面的所有的顶点，并将搜索路线延伸为以第二旋本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种由面元件构成的多面体的编码方法，以多面体的一个顶点作为第一参照点，以第一参照点的一个构成面元件作为第一参照面，对多面体进行编码，其特征在于，包括以下步骤：a.对第一参照点进行编码，并以最后的首次编码的面元件作为第二参照面；所述的对第一参照点进行编码包括，从第一参照面开始，按照第一旋转方向，遍历第一参照点的所有的构成面元件，根据面元件的信息进行编码；所述的信息包括面元件的未编码标志和构成角的索引值；b.沿着第二参照面的顶点构成的环形路线，搜索路径终点和第三参照面，并根据路径信息进行编码；所述的环形路线，是以第一参照点为起点，按照第二旋转方向，遍历第二参照面的所有的顶点所形成的非闭合路线；所述的路径终点是具有未编码的构成面元件的顶点；所述的第三参照面是指向路径终点的末端路径的在第一方位的面元件；所述的路径信息包括路径长度信息；c.以路径终点作为第一参照点，以第三参照面作为第一参照面，重新执行步骤a及其后续步骤。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：冯卫国，
申请(专利权)人：冯卫国，
类型：发明
国别省市：广东;44