应用于潮州木雕手工艺的演示教学方法

1.本发明涉及潮州木雕教学领域，具体为一种应用于潮州木雕手工艺的演示教学方法。


背景技术：

2.潮州木雕具有针对木料做减法，作品整体立体呈现，具有三百六十度环式雕刻与观赏视角的特征，具有镂空雕刻工艺，区别于泥塑，浮雕等雕刻类型对原料做加法或做局部挪动或进行平面化处理，潮州木雕制作工艺流程中对材料首先进行内容构思，内容描绘，将平面化的动态画稿呈现于木材上，再由工匠凭借经验与技术进行立体转换并雕刻，由于此过程不适用于新手木匠在无师徒教授模式下进行,并不适合目前打断的人员聚集教学现场开展，并且木雕的雕刻为消减过程，其特性束缚了平面动态画稿转化为立体雕塑过程必须经历由浅入深的塑造。


技术实现要素：

3.(一)解决的技术问题
4.针对现有技术的不足，本发明提供了一种应用于潮州木雕手工艺的演示教学方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.(二)技术方案
6.为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现一种应用于潮州木雕手工艺的演示教学方法，包括应用于潮州木雕手工艺的演示教学装置，其包括旋转基座、投影灯、投影定点识别激光探测器和旋转角度识别器，所述旋转基座上设置有活动关卡和环行投影灯移动轨道，所述投影灯安装在环形投影灯移动轨道上，所述投影定点识别激光探测器具体为激光发射与反馈器，且投影定点识别激光探测器与投影主灯位于同一水平线安装设置，所述旋转角度识别器安装于旋转基座底部旋转轴边缘，所述旋转角度识别器在基座设置标准正视角参考线，且以参考线进行的旋转测量角度向电脑反馈；
7.其步骤如下：
8.步骤一：演示教学装置设置云端与电脑互联，基于全系扫描3d自动成像技术对木雕的数字化建模库，对已建立的数字模型连帧截图，通过提取线稿获得动态画稿，通过电脑进行阈值设定，并进行二分法处理导出投影内容的动态画稿；
9.步骤二：基于已建立的投影技术与激光扫描成像技术麻将动态画稿投影到木料上，通过激光顶点对雕刻中变形的木料进行粗略识别，反馈到计算机，计算机识别视域归属三维模型中的某一面后对因异形幕布导致的投影内容变形反向扭曲；
10.步骤三：将动态画稿作为贴图中心附于模型上，对动态画稿进行反向处理；
11.步骤四：通过降低数字模型动态画稿中各转折点定位点密度，对实际木雕半成品进行粗略应和，使雏形的半成品木雕在动态画稿下不断的出现雏形并完善，其中实物越精细动态画稿的线稿越精细；
12.步骤五：将木材置于转盘基座，基座旋转角度由电脑识别并进行动态画稿视角旋转，达成动态画稿适应木材多面的立体呈现。
13.作为进一步优选，所述步骤一中二分法处理包括模型曝光、截图、强化分离效果、输出视频素材、提取不同部件的轮廓线条为线稿，所述二分法处理过程具体为录制数字模型三百六十度转动展示视频，对模型设置正面强曝光，受光部分形成白色色块，表示保留木料区域，将视频每帧截图，将视频每帧截图，利用photoshop打开该截图，去色，曲线调整，高光数值提高，阴影数值提高，使外轮廓清晰，视图中保留木材部分用白色表示，雕除木材部分用黑色表示，即批量阈值设定，导出二分示意图。
14.作为进一步优选，所述步骤二中动态画稿投影过程包括数据写入、模拟照射光线、旋转模型算法、投影算法及数据输出。
15.作为进一步优选，所述模拟照射光线具体为模拟激光扫描仪的扫描方向，在计算机中存入投影灯的移动路线并参数化为1，实现虚拟与现实激光照射方向的对应。
16.作为进一步优选，所述投影算法根据旋转后的三维模型计算出当前模型在三维空间及照射光线下的的投影，并将其基于视窗口位置，输出为二维投影，所述投影算法具体为将数字模型素材环视连帧截图阴阳分离，即雕除部分与保留部分相分离，在平视视角中对于数字模型进行正面强曝光，从而获得基本的二分处理效果。
17.作为进一步优选，所述数据输出基于已建立的投影技术与激光扫描成像技术，将动态画稿投影至木料上，同时通过激光定点，对雕刻中变形的木料进行粗略识别，反馈于计算机，使计算机明确雕刻进度，从而投影该进度下的动态画稿内容，并将该雏型形状与原木料柱形外切面对应，从而计算原料几何柱外切面到最终作品表面雕刻所需深度信息，为深度测算提供依据，并将深度信息以红、黄和绿进行可视化表达给雕刻学习者，其中所述深度信息的呈现方式类似与等高线图。
18.作为进一步优选，所述深度信息以红作为可视化表达时表示未达到深度，所述深度信息以黄作为可视化表达时表示将达到深度，所述深度信息以绿作为可视化表达时表示已达到深度。
19.作为进一步优选，所述步骤二中投影内容具体为动态画稿，动态画稿包括形象具体信息、阴阳示意与雕刻进度颜色示意。
20.作为进一步优选，在所述步骤三中对已建立的数字模型连帧截图中，对于数字模型，以正视角文为单一视角，转动模型并截图获得厚度信息，区别于传统绘制与木材的动态画稿在不同侧面体现不同视角的形象，有雕刻者自行进行深度相关处理。
21.(三)有益效果
22.本发明提供了一种应用于潮州木雕手工艺的演示教学方法，具备以下有益效果：
23.1、基于已建立的经典非物质文化遗产潮州木雕作品数字化模型库,将动态的动态画稿进行处理，将保留与雕刻去除的材料进行阴阳分析呈现，由于该装置针对初学者，故数据库的木雕摹本复杂程度有限，适合的教材立体层次不应太复杂，但应有元素的厚度，元素之间遮挡关系表示的操作空间，通过可旋转基座对应电脑视图旋转角度，使操作者在动态的动态画稿中体会其立体并塑形于木料，转动中可观看元素所需要的厚度与位置，即达到基础课的难度与立体转换的思维训练，投影于木材上且随木材观察视角改变而转动，将教学现场转移至家庭等日常情景，增强潮州木雕教学便捷度，该方法基于手工艺的语境，投影
目标是映入人眼，雕刻以人的平立面思维建立为目标，具备教学意义，人的雕刻包含观察、反馈，建立概括形体的关键意识，从而达成机器传统雕刻思维的区别。
24.2、提高教学便捷性，拓展文化传播途径的功能，针对潮州木雕入门级的学习进行数字媒体引导，初学者建立基本理解能力即可对经典作品进行临摹学习，使教学场景转移至家庭等更加日常的场景，提高了教学的便捷度与兴趣学习的频率，从而能使大众亲手身体验传统手工艺品制作过程，同时适应聚集的教学场景被打断，教学任务转至线上，使传统工艺授艺的师徒模式适应现代化数字教育的趋势，不仅打破了美术临摹处于平面的常态，使美术临摹走向更宽泛的维度，对工匠养成发挥实际推动作用。
25.3、降低学习门槛，激发潜在创造力，将潮州木雕经典作品数字模型进行类似于拓片印制的阈值调整，二分法分析局部保留或雕除的阴阳分析处理的，电脑云端计算程序等，该程序对初学者进行平面立体化转换的引导，从而降低学习门槛，使非从业者提高接触传统手工艺的可能性，从而激发其体验传统手工艺过程中的创造潜力，为非物质文化遗产传统与创新注入新生活力。
具体实施方式
26.本发明公开了一种应用于潮州木雕手工艺的演示教学方法，以下通过具体实施例对本发明作进一步详述。
27.本实施例提供一种应用于潮州木雕手工艺的演示教学方法，包括应用于潮州木雕手工艺的演示教学装置，其包括旋转基座、投影灯、投影定点识别激光探测器和旋转角度识别器，旋转基座上设置有活动关卡和环行投影灯移动轨道，投影灯安装在环形投影灯移动轨道上，投影定点识别激光探测器具体为激光发射与反馈器，且投影定点识别激光探测器与投影主灯位于同一水平线安装设置，旋转角度识别器安装于旋转基座底部旋转轴边缘，旋转角度识别器在基座设置标准正视角参考线，且以参考线进行的旋转测量角度向电脑反馈；
28.其中，旋转基座呈圆盘状，圆盘上置放雕刻木材。通过固定雕刻者的视角，使投影灯只需满足主视角范围观察，仍完成立体示意，节省装置自重与成本，满足便捷教学的目的；该旋转基座变化木材雕刻角度，满足潮州木雕立体雕刻工艺。圆盘将木材固定于正中间，具有根据木材原料底部形状卡住固定的活动关卡。旋转基座上设环行投影灯移动轨道，依靠电动推块移动投影灯，使投影灯与雕刻笔触形成固定偏角，保持最佳投影效果。
29.投影灯针对作为投影幕布素材的木料异形的特征，由于雕刻者位置固定，故根据雕刻者主视角设置主要投影灯。由于人在雕刻中与木料的深刻互动，投影光束不穿透人手造成的投影，为保证动态画稿投影的完整，投影灯与木材、雕刻工具之间设置偏角区间。投影灯内容由电脑对数字模型进行二分法分析，区分保留与雕除的局部的阴阳分析(保留为阳，雕除为阴)后导出，投影内容使动态画稿随雕刻视角转换，随雕刻进展仍保持清晰，克服了传统动态画稿平面化，随雕刻进度逐渐模糊的缺点。由于雕刻者对于雕刻材料保持高度精神集中与视线聚焦，而投影的光线必须满足动态画稿投影清晰的同时具有适当亮度以保护雕刻者视力不损坏。
30.投影定点识别激光探测器为激光发射与反馈器，基于已建立的且逐渐完善的激光探测技术，作为投影主灯的辅助，与投影主灯位于同一水平线安装设置。
31.由于雕刻进展，木料纵深变形，使投影承载的基底进一步复杂变形，故延续激光探测原理：激光发射器由中央参考线向周边对半成品发射激光点阵并得到位置反馈(由于木材不透光使激光发射受阻，激光发射速度与距离公式折算从而得到位置)，此过程在电脑上运算，将已知的点阵谱移动到数字模型相应的位置，使动态画稿扭曲变形再导出投影，从而适应雕刻过程中形状变化的木材。通过横向旋转视角与纵向深入雕刻中的定点纠正动态画稿，最终通过激光束辅助投影定位，保证动态画稿在变化的木料上保持准确度。
32.应用于潮州木雕手工艺的演示教学方法的步骤如下：
33.步骤一：演示教学装置设置云端与电脑互联，基于全系扫描3d自动成像技术对木雕的数字化建模库，对已建立的数字模型连帧截图，通过提取线稿获得动态画稿，通过电脑进行阈值设定，并进行二分法处理导出投影内容的动态画稿；
34.步骤二：基于已建立的投影技术与激光扫描成像技术将动态画稿投影到木料上，通过激光顶点对雕刻中变形的木料进行粗略识别，反馈到计算机，计算机识别视域归属三维模型中的某一面后对因异形幕布导致的投影内容变形反向扭曲；
35.步骤三：线稿作为贴图中心附于模型上时，对动态画稿进行反向处理；
36.步骤四：通过降低数字模型动态画稿中各转折点定位点密度，对实际木雕半成品进行粗略应和，使雏形的半成品木雕在动态画稿下不断的出现雏形并完善，其中实物越精细动态画稿的线稿越精细；
37.步骤五：将木材置于转盘基座，基座旋转角度由电脑识别并进行动态画稿视角旋转，达成动态画稿适应木材多面的立体呈现。
38.在本实施例中，步骤一中二分法处理包括模型曝光、截图、强化分离效果、输出视频素材、提取不同部件的轮廓线条为线稿，二分法处理过程具体为录制数字模型三百六十度转动展示视频，对模型设置正面强曝光，受光部分形成白色色块，表示保留木料区域，将视频每帧截图，将视频每帧截图，利用photoshop打开该截图，去色，曲线调整，高光数值提高，阴影数值提高，使外轮廓清晰，视图中保留木材部分用白色表示，雕除木材部分用黑色表示，即批量阈值设定，导出二分示意图。
39.步骤二中动态画稿投影过程包括数据写入、模拟照射光线、旋转模型算法、投影算法及数据输出。
40.其中，制作视频时，投影算法具体为将数字模型素材环视连帧截图阴阳分离，即雕除部分与保留部分相分离，在平视视角中对于数字模型进行正面强曝光，从而获得基本的二分处理效果。
41.在本实施例中，二分法处理包括数据写入、模拟照射光线、旋转模型算法、投影算法及数据输出。
42.具体的，投影算法根据旋转后的三维模型计算出当前模型在三维空间及照射光线下的的投影，并将其基于视窗口位置，输出为二维投影，投影算法具体为将数字模型素材环视连帧截图阴阳分离，即雕除部分与保留部分相分离，在平视视角中对于数字模型进行正面强曝光，从而获得基本的二分处理效果
43.进一步的，数据输出基于已建立的投影技术与激光扫描成像技术，将动态画稿投影至木料上，同时通过激光定点，对雕刻中变形的木料进行粗略识别，反馈于计算机，使计算机明确雕刻进度，从而投影该进度下的动态画稿内容。
44.通过激光扫描仪对正在雕刻的雏形进行扫描，获得初始点云数据，进行点云的拼接，迭代最近点算法。icp是一种基于最小二乘法的选代优化过程，用于寻找两块三维点云集最优配准的刚性变换。首先假设得到一个初始位姿估计，然后从一个点集中选取一定数量的控制点，在另一个点集中寻找出这些点的邻近点作为对应点。接着通过这些对应点之间的距离平方和最小化来求得一个变换，最后不断地选代该过程直到满足收敛条件。此算法的步骤如下：
45.假设两块点云p、q，重叠区域为ω，设ω中任一点在p中的位置是pi，在q中为qi， k＜＝k
max
是选代运算的次数，tk为p和q之间第k次的变换矩阵：
46.(1)设置初始变换矩阵t0，欧式距离均方差阈值为γ，最大选代次数k
max
，进行迭代初始化；
47.(2)寻找点云集pk在ω上的最近点云集
48.(3)解算变换矩阵tk，使tk(pk))最接近q，即最小
49.(4)变换pk,p
k 1
＝tk(pk)
50.(5)如果f(t
k-1
)-f(tk)《τ或者k》k
max
选代结束。否则，重复(2)至(4)步。
51.点云拼接完成后，对木雕雏形进行点云去噪后，使用基于最小二乘v
t
pv＝min的二次曲面拟合法进行点云数据精简，基本公式如下：
[0052][0053]
分别对系数求导，使其为零
[0054][0055][0056][0057]
其中j∈(0,k)
[0058]
求出系数a,b,c后，将其化为向量形式
[0059][0060]
根据曲面第一基本公式：
[0061]
(ds)2＝i＝e(dx)2 2fdxdy g(dy)2[0062]
e＝r
x
×rx
,f＝r
x
×ry
,g＝ry×ry
[0063]
和第二基本公式：
[0064]
ii＝-dr
×
dn＝l(dx)2 2mdxdy n(dy)2[0065]
l＝r
xx
×
n,m＝r
xy
,n＝r
yy
×n[0066]
从而求出高斯曲率和平均曲率
[0067][0068][0069]
平均曲率反映的雕刻雏形曲面的平坦凹凸程度，高斯曲率反映该点的弯曲特性，因此使用平均曲率作比较，使用高斯曲率选择取舍比较后的点，进而完成木雕雏形点云的精简。
[0070]
最后，根据处理后的点云数据可以实时动态呈现正在进行雕刻的木材形状，与实际木雕的数据一一对应，与教材木雕的雕刻雏形形状进行比对，计算机可以明确雕刻进度，并对该进度下的动态画稿进行投影。
[0071]
并将该雏型形状与原木料柱形外切面对应，从而计算原料几何柱外切面到最终作品表面雕刻所需深度信息，为深度测算提供依据，并将深度信息以红、黄和绿进行可视化表达给雕刻学习者，其中深度信息的呈现方式类似与等高线图。
[0072]
进行有关于深度的塑造时，雕刻者所观为类似等高线图的、以红黄绿为示意包括比例下同一深度线的面积范围信息的动态画稿，此时电脑接收与投影灯同向发出的激光深度测定反馈，同一深度面积内未达指定深度区域由投影灯同步显示为红/黄填色。
[0073]
其中，深度信息以红作为可视化表达时表示未达到深度，深度信息以黄作为可视化表达时表示将达到深度，深度信息以绿作为可视化表达时表示已达到深度。
[0074]
假设计算机上的教材进度下一步为弧线的雕刻，木雕工作者当前加工点为n(xn,yn)，该段弧线的半径为r，圆心在坐标原点的原方程为
[0075]
(1)根据偏差值判定加工点在圆弧的外侧、圆弧上还是在圆弧内侧。
[0076]
偏差值的计算公式如下：
[0077]
若fn》＝0，则加工点在圆弧外侧；若fn《0，则加工点在圆弧内侧。
[0078]
(2)根据判定结果，决定红色投影线向哪个坐标方向给一步,
[0079]
若fn》＝0，为减少偏差，投影光线应像-δx方向走一步，此时下一个加工点坐标为 x
n 1
＝x
n-1
,(只考虑绝对值)、y
n 1
＝yn,则新的判别函数为：
[0080][0081]
若fn《0，为减少偏差，投影光线应像δx方向走一步，此时下一个加工点坐标为 x
n 1
＝xn,y
n 1
＝yn 1,则新的判别函数为：
[0082][0083]
(3)计算出木雕工作者雕刻后的新加工点偏差，提供下一步做判别的依据。开始雕刻时，雕刻工具在弧线起点上，则f0＝0。
[0084]
(4)计算偏差的同时要进行终点判断，若下一个单位到达终点时，则将投影光线颜色改为黄色，若已经到达终点，则投影光线改为绿色。终点的判断可以将所需加工弧线的起点到终点的距离换算成x轴和y轴的坐标，而投影光线每进给一步相当于在坐标系内所移动的距离我们是知道的，这样就能得到如果达到终点，投影光线所需要进给的步数。根据这个步数，我们做减法运算，每当对x轴或者y轴进行一次进给，我们就把总的步数减去一，当总
的步数减到零的时候，就是到达终点位置。
[0085]
最终输出含每局部深度信息示意的动态画稿素材。雕刻者沿精度逐渐提高的画稿雕刻的笔触与投影灯投影光束成固定偏角。由于人在原料塑造过程中与材料的深入互动，投影不穿透人手造成遮挡与画稿变形，通过投影灯与雕刻笔触的限定角度使阴影仅遮挡已完成的雕刻部分，不影响正常雕刻进行(动态画稿对初学者进行雕刻笔触方向辅助：为使投影产生的阴影不遮挡画稿与不阻碍人对画稿内容的识别，限定阴影产生只在已完成雕刻的区域—雕刻笔触从外轮廓最高点向前向下雕刻，投影灯位于笔触斜前上方角度投影，使得投影只产生在笔触前进方向后方，即已完成雕刻的区域；而投影灯根据预设雕刻笔触的出发角度，经固定最佳投影角度计算后沿轨道移动至最佳投影位置)。
[0086]
更改模型角度、光照方向或模型形状中的任一变量，计算机可以实时做出反馈；mesh 中存入样本模型，操作者可以选择木雕作品数字化模型库中的任一模型进行模拟雕刻， slider 01滑块可以从0～360
°
调节，对应实际操作中旋转基座角度，从而变化木材雕刻角度，slider 02滑块可以从0～1调节，0表示投影灯移动起始点，1表示投影灯移动最终点。以上，实际雕刻的进行结合激光反馈装置对进度的识别，画稿变化至某进度时，投影灯两侧的电筒推块获得进度信息与“开始移动”指令。
[0087]
且模拟照射光线具体为模拟激光扫描仪的扫描方向，在计算机中存入投影灯的移动路线并参数化为1，实现虚拟与现实激光照射方向的对应。
[0088]
由于录入数字模型雕刻过程时计算机记载雕刻笔触角度，且投影灯与雕刻笔触成固定最佳投影角度，可得直投影灯相对于雕刻笔触的位置，并通过以上算法，获得电动推块推动投影灯移动至相应位置的轨迹。以上，投影灯两侧的电动推块获得雕刻进度下所需的轨道位置信息。
[0089]
而旋转模型算法以木材基座为旋转平面，以垂直木材基座的方向为旋转方向，同步旋转三维模型样本与正在雕刻中的模型。
[0090]
最终，投影算法根据旋转后的三维模型计算出当前模型在三维空间及照射光线下的的投影，并将其基于视窗口位置，输出为二维投影素材。
[0091]
计算机对潮州木雕经典作品进行三维建模，建立数字模型库该装置设置云端与实物互联，基于已建立的且逐渐扩充的全息扫描3d自动成像技术对经典非物质文化遗产的数字化建模库，由电脑进行阈值设定，进行基础二分法处理，从而导出粗糙的投影素材：计算机将三维模型进行连帧截图，同时进行阈值调整，对雕除与保留的部分进行二分法分析并导出投影仪。由于木雕雕刻时根据概括原则，画稿精细度由粗及细，且形状变化，故需对教材摹本进行人工数字建模，保存雕刻的过程信息，使电脑读取木雕的雏型，从而在激光定点反馈木雕雕刻阶段后得以预知形变从而对画稿进行反向变形，避免投影时走形，同时雕刻深入时画稿切换深入程度。
[0092]
激光扫描仪对雕刻中变形的木料进行粗略扫描定点，反馈于计算机，计算机对画稿可能发生的扭曲进行方向处理并导出投影仪，使画稿仍正常显示，辅助画稿投影精确度提高。由于潮州木雕元素丰富，变形复杂，仅在该教学目的临摹性质的流程中，通过临摹素材作品三维模型的数据库，对变形的木料进行预判与已有形变信息归纳，使局部变形对应三维模型上的某一面后，借由三维数字模型的精准数据，对画稿进行准确对纠正再导出。
[0093]
在实际投影操作过程中，激光扫描设备在装置中与投影灯处于相同位置，计算机
识别视域归属三维模型中的某一面后，对因异形幕布导致的投影内容变形进行反向扭曲，导出后动态画稿在变形的木料上仍呈现正常构图。
[0094]
其中，平面动态画稿作为贴图在预设的雏型建模上贴合，贴合时产生的动态画稿拉伸 (被鼓面顶起)、压缩(被凹面挤压)类的扭曲变形，计算机将记录其变形、并依此将动态画稿沿变形效果反向处理：实际拉伸—预设压缩/实际压缩—预设拉伸，从而实现实际投影肉眼可识别的正常、无扭曲动态画稿；
[0095]
反向处理，计算机对潮州木雕经典作品进行三维建模，建立数字模型库该装置设置云端与实物互联，基于已建立的且逐渐扩充的全息扫描3d自动成像技术对经典非物质文化遗产的数字化建模库，由电脑进行阈值设定，进行基础二分法处理，从而导出投影内容动态画稿。由于木雕雕刻时根据概括原则，动态画稿精细度由粗及细，且形状变化，故需对教材摹本进行人工数字建模，保存雕刻的过程信息，使电脑读取木雕的雏型，从而在激光定点反馈木雕雕刻阶段后得以预知形变从而对动态画稿进行反向变形，避免投影时走形，同时雕刻深入时动态画稿切换深入程度。计算机将三维模型进行连帧截图，同时进行阈值调整，对雕除与保留的部分进行二分法分析并导出投影仪；
[0096]
激光扫描仪对雕刻中变形的木料进行粗略扫描定点，反馈于计算机，计算机对动态画稿可能发生的扭曲进行方向处理并导出投影仪，使动态画稿仍正常显示，辅助动态画稿投影精确度提高。由于潮州木雕元素丰富，变形复杂，仅在该教学目的临摹性质的流程中，通过临摹素材作品三维模型的数据库，对变形的木料进行预判与已有形变信息归纳，使局部变形对应三维模型上的某一面后，借由三维数字模型的精准数据，对动态画稿进行准确对纠正再导出。
[0097]
对于被扭曲的木雕雏形的图像序列{l1,l2…
ln}，其序列的均值在一定程度上可以反映无失真场景l
gt
，因此，将扭曲图像序列中t时刻的某一帧l(x,y,t)到序列均值图像作为神经网络输入。然后经过卷积神经网络得到的扭曲图像帧到序列均值图像的形变向量场「：(x，y)
→
(x，y)，它描述了在t时刻的扭曲图像帧l(x，y，t)到序列均值图像(x，y)，它描述了在t时刻的扭曲图像帧l(x，y，t)到序列均值图像对应点之间的空间映射关系，即
[0098]
i(x，y)＝i[(
ˉ
x，
ˉ
y) d(x，y)]
ꢀꢀꢀ
(1)
[0099]
其中，d(x,y)为形变量。
[0100]
然后经过空间变换网络进行双三次b样插值得到复原后图像
[0101]
i(x
′
，y
′
，t)＝γ[i(x，y，t)]
ꢀꢀꢀ
(2)
[0102]
即对于l中的任意一点x＝[x,y]
t
，可通过一组大小为s
x
×
sy的控制点网格进行图像插值
[0103][0104]
其中φ
i,j
是坐标为(i，j)的网格控制点，b是b样条基函数，它描述了在形变场中x点处网格控制点的权重大小。
[0105]
[0106][0107]
通过这样一组b样条控制点网格，应用最优化算法最小化目标函数
[0108]
c＝arg minψ[i(x，y)，i(x，y)]
ꢀꢀꢀ
(5)
[0109]
便可以得到最优网格参数从而去还原扭曲后的实际雕刻位置，使得投影出来的动态画稿即使在变形的木料上也能呈现准确的位置。
[0110]
由于人在原料塑造过程中与材料的深入互动，投影不穿透人手造成遮挡与动态画稿变形，通过投影灯与雕刻笔触的限定角度使阴影仅遮挡已完成的雕刻部分，不影响正常雕刻进行(动态画稿对初学者进行雕刻笔触方向辅助：为使投影产生的阴影不遮挡动态画稿与不阻碍人对动态画稿内容的识别，限定阴影产生只在已完成雕刻的区域—雕刻笔触从外轮廓最高点向前向下雕刻，投影灯位于笔触斜前上方角度投影，使得投影只产生在笔触前进方向后方，即已完成雕刻的区域；而投影灯根据预设雕刻笔触的出发角度，经固定最佳投影角度计算后沿轨道移动至最佳投影位置)。投影具体操作：经由计算机对建模视图进行一系列处理与解读后，将动态画稿内容录制为视频素材，投影仪将视频素材播放。而雕刻者的个体差异，如雕刻者的作息对雕刻的打断、雕刻者学习进度与雕刻节奏快慢都影响素材视频播放的停顿与快慢，该播放设置应受雕刻进度追踪反馈，由计算机自行对播放进行调整，该追踪能力为投影仪投影时具体操作。针对潮州木雕立体雕刻特性，将木材置于转盘基座，基座旋转角度由电脑识别并进行动态画稿视角旋转，从而达成动态画稿适应木材多面的立体呈现。使用者在临摹经典作品的过程中建立如二分拓片之于雕刻原件的阅读理解思维，为后续的木雕创作培养了平立面转化思维与雕刻动作语义的统一性建立过渡。降低了学习传统手工艺的门槛，提高了潮州木雕传承，建立更广泛欣赏对象的可能性，针对非物质文化遗产手工艺以人为本，依赖手工，民智教化的特性，具有深刻的延伸意义。该装置适用于小、中等大小，基础级别潮州木雕作品临摹，进行较好的入门过渡，为潜在从业者提供更广泛尝试机会，从而激发大众对传统手工艺传承与创新的潜力。该装置为教学服务，是美育模式的新探索。
[0111]
在本实施例中，步骤二中投影内容具体为动态画稿，动态画稿包括形象具体信息、阴阳示意与雕刻进度颜色示意。
[0112]
进一步的，在步骤三中对已建立的数字模型连帧截图中，对于数字模型，以正视角文为单一视角，转动模型并截图获得厚度信息，区别于传统绘制与木材的动态画稿在不同侧面体现不同视角的形象，有雕刻者自行进行深度相关处理。
[0113]
并且，根据雕刻过程不同观察与雕刻需求，可将雕刻过程分为三阶段：阶段一-雕外轮廓时，像橡皮章一样边角雕空可以实现投影，雕镂空部分时边角保留则动态画稿与雕刻部分中间有遮挡，失效。对于高级车削工具，从下往上雕，失效。对于钻孔、车削、横截等大型工具，自身阴影过大块，无法获得充分暗示，解决:投影动态参考线，黑笔描后自行切割。基于由浅入深的学习逻辑与基本形概括的教学，动态画稿内容划分为三阶段:为辅助建立基本几何形，动态画稿以投影辅助线为内容，需黑笔描黑辅助线与切割切口为现实操作；由
于初阶段应用的雕刻工具为大形的锯齿，钻孔枪等，雕刻方向并不简单沿动态画稿轮廓且此类工具在投影灯下产生大块阴影，破坏了视线的观察，故以投影动态辅助线为内容，动态辅助线随基座旋转角度切换，辅助线标记了从基本立体几何体各个面出发的点，借助定位点，人工切割基本型，体现了行列思维与连续构线构形思维的转换，发挥了以计算机为载体的动态画稿数据快速计算与精确度优势。在立体形构建的过程中，框架投影适应观察视角的旋转，从而使平面接收端视觉信息在人脑形成立体概念。
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阶段二—投影内容为动态画稿，动态画稿包括形象具体信息、阴阳示意与雕刻进度颜色示意。该线稿作为贴图重新附于模型上时因平面与立体的差异产生变形失实，由贴图模拟的投影后变形产生的变形轨迹，对动态画稿进行反向处理，如凸变凹,伸长变缩短等，从而适应实际投影，从而导出投影内容动态画稿。基于已建立的投影技术，将动态画稿投影至木料上，同时通过激光定点，对雕刻中变形的木料进行粗略识别，反馈于计算机，计算机识别视域归属三维模型中的某一面后对因异形幕布导致的投影内容变形进行反向扭曲，导出后动态画稿在变形的木料上仍呈现正常构图。由数字模型各转折点定位点密度降低，对实际木雕半成品进行粗略的应合,使只有雏形的半成品木雕在大致的动态画稿下不断出现雏形，完善雏形，实物越趋于精细，动态画稿显示越精细的部件，符合目前工场从大形到细雕的流水线工作模式。由于人在原料塑造过程中与材料的深入互动，投影不穿透人手造成遮挡与动态画稿变形，针对潮州木雕立体雕刻特性，将木材置于转盘基座，基座旋转角度由电脑识别并进行动态画稿视角旋转，从而达成动态画稿适应木材多面的立体呈现。
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使用者在临摹经典作品的过程中建立如二分拓片之于雕刻原件的阅读理解思维。
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其中在雕外轮廓时，像橡皮章一样边角雕空可以实现投影，雕镂空部分时边角保留则动态画稿与雕刻部分中间有遮挡，失效。对于高级车削工具，从下往上雕，失效。对于钻孔、车削、横截等大型工具，自身阴影过大块，无法获得充分暗示，解决：投影动态参考线，黑笔描后自行切割。基于由浅入深的学习逻辑与基本形概括的教学，动态画稿内容划分为三阶段：为辅助建立基本几何形，动态画稿以投影辅助线为内容，需黑笔描黑辅助线与切割切口为现实操作；由于初阶段应用的雕刻工具为大形的锯齿，钻孔枪等，雕刻方向并不简单沿动态画稿轮廓且此类工具在投影灯下产生大块阴影，破坏了视线的观察，故以投影动态辅助线为内容，动态辅助线随基座旋转角度切换，辅助线标记了从基本立体几何体各个面出发的点，借助定位点，人工切割基本型，体现了行列思维与连续构线构形思维的转换，发挥了以计算机为载体的动态画稿数据快速计算与精确度优势。在立体形构建的过程中，框架投影适应观察视角的旋转，从而使平面接收端视觉信息在人脑形成立体概念。而与市面上三维动态投影对比，该装置：动态参考线阶段考量雕刻笔触并不始终沿外轮廓内收，而包括基本型建立阶段的，根据工具(钻孔、锯刀)特性产生的特殊方向笔触、与人脑对特殊方向笔触的灵活运用。
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本实施提供的应用于潮州木雕手工艺的演示教学装置通过设置云端与实物互联，基于已建立的且逐渐扩产的全息扫描3d自动成像技术对经典非物质文化遗产的数字化建模库，由电脑进行阈值设定进行基础二分法处理，从而导出投影内容动态画稿。
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还基于已建立的投影技术与激光扫描成像技术，将动态画稿投影至木料上，同时通过激光定点，对雕刻中变形的木料进行粗略识别，反馈于计算机，计算机识别视域归属三维模型中的某一面后对因异形幕布导致的投影内容变形进行反向扭曲，导出后动态画稿在
变形的木料上仍呈现正常构图。对已建立的数字模型连帧截图，采用提取线稿获得动态画稿，该线稿作为贴图重新附于模型上时因平面与立体的差异产生变形失实,由贴图模拟的投影后变形产生的变形轨迹，对动态画稿进行反向处理，如凸变凹，伸长变缩短等，从而适应实际投影，由数字模型各转折点定位点密度降低，对实际木雕半成品进行粗略的应合，使只有雏形的半成品木雕在大致的动态画稿下不断出现雏形,完善雏形，实物越趋于精细，动态画稿显示越精细的部件，符合目前工场从大形到细雕的流水线工作模式。由于人在原料塑造过程中与材料的深入互动，投影不穿透人手造成遮挡与动态画稿变形，通过主、副投影灯进行立体补光，保证动态画稿的完整性。针对潮州木雕立体雕刻特性，将木材置于转盘基座，基座旋转角度由电脑识别并进行动态画稿视角旋转，从而达成动态画稿适应木材多面的立体呈现。
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使用者在临摹经典作品的过程中建立如二分拓片之于雕刻原件的阅读理解思维，降低了学习传统手工艺的门槛，提高了潮州木雕传承，建立更广泛欣赏对象的可能性，针对非物质文化遗产手工艺以人为本，依赖手工，民智教化的特性，具有深刻的延伸意义。该装置适用于小、中等大小，基础级别潮州木雕作品临摹，进行较好的入门过渡，为潜在从业者提供更广泛尝试机会，从而激发大众对传统手工艺传承与创新的潜力。
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以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。