CN105335543A - 3d物件分割方法及计算机系统 - Google Patents

Abstract

一种3D物件分割方法及计算机系统，该方法用以通过一计算机系统分割一3D物件，该方法先建立一标准打印区域，并判断该3D物件的尺寸大于该标准打印区域时，依据一分割准则数值将该3D物件分割成数个3D子物件，并适当调整该分割准则数值，以使所述3D子物件的尺寸皆大于一临界尺寸，借此避免某些3D子物件因分割的体积过小而难以进行后续组装，并且于任二个3D子物件所相邻的一第一切面与一第二切面分别形成对应的至少一接合结构，借此，所述3D子物件被3D打印机列印成一实体子物件后，用户能借由形成在所述实体子物件上的接合结构，迅速地完成实体子物件之间的对位及接合。

Description

3D物件分割方法及计算机系统

技术领域

本发明涉及一种虚拟物件分割方法，特别是涉及一种3D物件分割方法及应用该方法的计算机系统。

背景技术

在现有的3D列印技术中，当要列印的3D物件体积大于3D打印机的打印区域时，通常需要使用者自行分割3D物件，并在列印完成后自行结合物件。但这对于不会使用3D绘图软件分割或修改3D物件图档的使用者来说，并不方便也不可行。

发明内容

本发明提供一种能自动分割3D物件的3D物件分割方法及应用该方法的计算机系统。

本发明的3D物件分割方法，用以通过一计算机系统分割一3D物件，该方法包含下列步骤：(A)沿三轴方向建立一标准打印区域；(B)读取该3D物件，并判断该3D物件的尺寸大于该标准打印区域时，读取一预设的分割准则数值；(C)依据该分割准则数值将该3D物件分割成数个小于该标准打印区域的3D子物件；(D)判断所述3D子物件的尺寸是否皆大于一临界尺寸，若是，进行步骤(F)，否则进行步骤(E)；(E)调整该分割准则数值，并根据调整后的该分割准则数值，重复执行步骤(C)及(D)；及(F)于任二个3D子物件所相邻的一第一切面与一第二切面分别形成对应的至少一接合结构。

在本发明的一实施例中，在步骤(B)中，该分割准则数值是一标准分割尺寸，且在步骤(E)中，是借由调整该标准分割尺寸的大小，对应调整所述3D子物件的尺寸。

在本发明的一实施例中，在步骤(B)中，该分割准则数值是一标准分割尺寸，且在步骤(E)中，只调整尺寸小于该临界尺寸的该3D子物件以及与其相邻的其它3D子物件的该标准分割尺寸。

在本发明的一实施例中，在步骤(B)中，该分割准则数值包含数个不同的标准分割尺寸，且在步骤(E)中，是借由调整所述标准分割尺寸的大小，对应调整所述3D子物件的尺寸。

在本发明的一实施例中，在步骤(B)中，该分割准则数值包含数个不同的标准分割尺寸，且在步骤(E)中，只调整对应于尺寸小于该临界尺寸的3D子物件以及与其相邻的其它3D子物件的所述标准分割尺寸。

在本发明的一实施例中，该分割准则数值会使形成有该接合结构的各该3D子物件的尺寸小于该标准打印区域。

在本发明的一实施例中，在步骤(D)中，该临界尺寸是根据所述接合结构的尺寸而设定。

在本发明的一实施例中，该第一切面的该接合结构包含一卡孔，且该第二切面的该接合结构包含一可插入该卡孔且与该卡孔紧密地卡合的卡块。

在本发明的一实施例中，该第一切面与该第二切面分别标示相对应的一识别图案。

在本发明的一实施例中，各该识别图案为一数字码、一文字码或者一数字与文字码的组合。

本发明实现上述方法的一种计算机系统，用以分割一3D物件，并包括：一打印区域建立模块，其沿三轴方向建立一标准打印区域；一物件尺寸判断模块，其读取该3D物件，并判断该3D物件的尺寸是否大于该标准打印区域；及一物件分割模块，其在该物件尺寸判断模块判断该3D物件的尺寸大于该标准打印区域时，根据一预设的分割准则数值，将该3D物件分割成数个小于该标准打印区域的3D子物件，且判断所述3D子物件的尺寸未皆大于一临界尺寸时，调整该分割准则数值，并根据调整后的该分割准则，将该3D物件重新分割成数个小于该标准打印区域的3D子物件，直到所述3D子物件的尺寸皆大于该临界尺寸，并且于任二个3D子物件所相邻的一第一切面与一第二切面分别形成对应的至少一接合结构。

在本发明的一实施例中，该分割准则数值是一标准分割尺寸，该物件分割模块根据该标准分割尺寸将该3D物件分割成数个3D子物件，且该物件分割模块是借由调整该标准分割尺寸的大小，对应调整所述3D子物件的尺寸。

在本发明的一实施例中，该分割准则数值是一标准分割尺寸，该物件分割模块根据该标准分割尺寸将该3D物件分割成数个3D子物件，且该物件分割模块只调整尺寸小于该临界尺寸的该3D子物件以及与其相邻的其它3D子物件的该标准分割尺寸。

在本发明的一实施例中，该分割准则数值包含数个不同的标准分割尺寸，该物件分割模块根据所述标准分割尺寸将该3D物件分割成数个大小不同的3D子物件，且该物件分割模块是借由调整所述标准分割尺寸的大小，对应调整所述3D子物件的尺寸。

在本发明的一实施例中，该分割准则数值包含数个不同的标准分割尺寸，该物件分割模块根据所述标准分割尺寸将该3D物件分割成数个大小不同的3D子物件，且该物件分割模块只调整对应于尺寸小于该临界尺寸的3D子物件以及与其相邻的其它3D子物件的所述标准分割尺寸。

在本发明的一实施例中，该分割准则数值会使形成有该接合结构的各该3D子物件的尺寸小于该标准打印区域。

在本发明的一实施例中，该临界尺寸是根据所述接合结构的尺寸而设定。

在本发明的一实施例中，该第一切面的该接合结构包含一卡孔，且该第二切面的该接合结构包含一可插入该卡孔且与该卡孔紧密地卡合的卡块。

在本发明的一实施例中，该第一切面与该第二切面分别标示相对应的一识别图案。

在本发明的一实施例中，各该识别图案为一数字码、一文字码或者一数字与文字码的组合。

基于上述，本发明借由计算机系统根据一3D打印机的打印区域建立一标准打印区域，并判断待列印的一3D物件的尺寸大于该标准打印区域时，根据一分割准则数值将该3D物件分割成数个尺寸小于该标准打印区域的3D子物件，并于判断所述3D子物件其中任一的尺寸未大于一临界尺寸时，即调整该分割准则数值，并根据调整后的分割准则数值重新分割3D物件，直到所述3D子物件的尺寸皆大于临界尺寸，借此避免某些3D子物件因分割的体积过小而难以进行后续组装。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式作详细说明如下。

附图说明

图1是本发明3D物件分割方法的一实施例的流程图。

图2是本发明计算机系统的一实施例的主要组成构件，其用以实现本发明3D物件分割方法。

图3显示本实施例建立的一标准打印区域以及待分割的3D物件的示意图。

图4显示本实施例建立的一标准分割尺寸以及待分割的3D物件的示意图。

图5显示本实施例以图4的标准分割尺寸分割3D物件所产生的数个3D子物件的示意图。

图6显示本实施例以一调整后的标准分割尺寸分割3D物件所产生的数个3D子物件的示意图。

图7显示本实施例以另一调整后的标准分割尺寸分割3D物件所产生的数个3D子物件的示意图。

图8显示本实施例在两个相邻3D子物件相对的切面上分别形成对接的一接合结构的示意图。

图9是本实施例在两个3D子物件相对的切面分别标示相对应的一识别图案的示意图。

图10是本实施例针对3D子物件的切面具有两个分隔的部分时，分别在各该部分形成能与另一相邻的3D子物件对应接合的一接合结构的示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明。

有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在下配合参考图式的各实施例的详细说明中，将可清楚地呈现。以下实施例中所提到的方向用语，例如：「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」等，只是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用来说明，而并非用来限制本发明。并且，在下列各实施例中，相同或相似的组件将采用相同或相似的标号。

如图1及图2所示，是本发明3D物件分割方法的一实施例，该方法被应用并实现在一计算机系统2中，计算机系统2可由内部的一储存单元20或者从外接的一储存装置(图未示)读取一3D物件。且为实现本发明的方法，本实施例的计算机系统2主要包括一打印区域建立模块21、一物件尺寸判断模块22以及一物件分割模块23，且所述模块21、22、23可以是被预先载置于计算机系统2中，并由计算机系统2的中央处理器或图像处理器等执行的一软件或固件程序。且计算机系统2通常与一3D打印机(图未示)配合或者整合在一起，以提供待列印的一3D物件图文件给3D打印机。

因此，为了确定待列印的3D物件尺寸不致超出3D打印机的打印区域，如图1的步骤S1，计算机系统2的打印区域建立模块21会根据3D打印机提供的一打印区域，沿三轴(X、Y、Z轴)方向建立一标准打印区域3，例如图3所示长(6公分)X宽(6公分)X高(8公分)的立方体。且该标准打印区域3被储存在计算机系统2的储存单元20。

接着，如图1的步骤S2，计算机系统2的物件尺寸判断模块22读取待列印的一3D物件4，例如图3所示的一直径4公分，高24公分的圆柱体，并从储存单元20读取标准打印区域3，且如图1的步骤S3，物件尺寸判断模块22比对3D物件4与标准打印区域3，以判断3D物件4是否超出3D打印机的打印区域。例如图3所示，物件尺寸判断模块22判断3D物件4的一最大投影面积(即本实施例3D物件4的底面积)未超出标准打印区域3，但3D物件4的高度超出标准打印区域3。因此，物件尺寸判断模块22判定3D物件4需要被分割成多个尺寸不超出标准打印区域3的3D子物件。

因此，如图1的步骤S4，计算机系统2的物件分割模块23会读取一预设的分割准则数值，然后执行步骤S5，如图4和图5所示，物件分割模块23会根据该分割准则数值，将3D物件4分割成数个3D子物件41～44。其中如图4所示，分割准则数值是依据预设的一标准分割尺寸5，将3D物件4平均分割成数个3D子物件41～44，且标准分割尺寸5通常设定为小于标准打印区域3的一最大可列印尺寸，例如长(5公分)X宽(5公分)X高(7公分)的立方体。因此，3D物件4被分割成3个高7公分的3D子物件41～43以及一个高3公分的3D子物件44。

然后，如步骤S6所示，物件分割模块23判断所述3D子物件41～44的尺寸是否皆大于一临界尺寸，例如在本实施例中，该临界尺寸设定的目的为避免某些3D子物件因分割的体积过小而难以进行后续组装。因此，临界尺寸可以是3D子物件能够方便使用者进行后续组装的一最小体积，其通常可以依照3D物件实际组装需求而被弹性调整或设定。且在本实施例中临界尺寸是以预设的标准分割尺寸5的二分之一为例，亦即其高度只有标准分割尺寸5的二分之一。因此，物件分割模块23经过判断后发现3D子物件44的尺寸(高度)未大于临界尺寸(的高度)。所以，如步骤S7所示，物件分割模块23会重新调整分割准则数值，并重复步骤S5，根据调整后的分割准则数值将3D物件4重新分割成如图6所示的数个3D子物件41’～44’。

更确切地说，在步骤S7中，物件分割模块23是借由调整标准分割尺寸5的大小，例如将标准分割尺寸5’的高度调整为6公分，再重复步骤S5，根据调整后的标准分割尺寸5’重新分割3D物件4，则可得到如图6所示的四个高度皆为6公分的3D子物件41’～44’。然后，再重复步骤S6，物件分割模块23即能判定所述3D子物件41’～44’的尺寸(高度)皆大于临界尺寸(的高度)，即3.5公分。

或者，更确切地说，在步骤S7中，物件分割模块23也可以只调整尺寸小于临界尺寸5的3D子物件44以及与其相邻的其它3D子物件43的分割尺寸，例如将3D子物件43、44的标准分割尺寸5”的高度皆向下调整为5公分，且3D子物件41、42的标准分割尺寸5维持不变，并依此重复步骤S5，重新分割3D物件4，则可得到如图7所示的四个3D子物件41、42、43”及44”，其中3D子物件41、42的高度为7公分，3D子物件43”及44”的高度为5公分。因此物件分割模块23重复步骤S6时，即能判定所述3D子物件41、42、43”、44”的尺寸皆大于临界尺寸。

值得一提的是，如图7所示，本实施例的标准分割尺寸可以包含两种以上的尺寸，亦即在步骤S5中，物件分割模块23可以多种不同的标准分割尺寸来分割3D物件，且在步骤S6中，当判断分割形成的某一或某些3D子物件的尺寸小于临界尺寸时，物件分割模块23在步骤S7中，可以借由适当地调整所述标准分割尺寸中的全部或部分的尺寸后，再重复步骤S5，以调整后的所述标准分割尺寸重新分割3D物件，并重复步骤S6，直到分割形成的全部3D子物件的尺寸皆大于临界尺寸。

因此，借由物件分割模块23判断3D子物件的尺寸，并对应调整其分割准则数值，使得最终分割出来的所有3D子物件的体积皆能大于一临界尺寸，而避免某些3D子物件因分割的体积过小而难以进行后续组装的问题发生。

最后，如图1的步骤S8及图8所示，物件分割模块23会在任二个相邻的3D子物件，例如3D子物件41(41’)、42(42’)所相邻(相对)的一第一切面411与一第二切面421分别形成相对应的至少一接合结构412、422，其中一接合结构412可以是一卡孔，且另一接合结构422可以是一可插入卡孔且与卡孔紧密地卡合的卡块，但并不以此为限，实际上只要能够让第一切面411及第二切面421紧配合地对接的任何接合结构，皆能应用在本实施例中。

而且上述的标准分割准则数值中设定的标准分割尺寸5、5’、5”会确保形成所述接合结构412、422的各该3D子物件的尺寸不致超过(小于)标准打印区域3。并且上述临界尺寸亦可根据接合结构412、422的尺寸而设定，亦即临界尺寸与接合结构412、422的尺寸有关。例如接合结构(卡孔)412的深度为0.2公分，接合结构(卡块)422的高度为0.2公分，则考虑到3D子物件实体化后的体积及强度需达到一适合组装的标准，临界尺寸的高度(厚度)需设定为1.5公分或2公分等。

借此，当所述3D子物件41’～44’(或41、42、43”、44”)的图文件被计算机系统输出至3D打印机，列印出相对应的实体子物件后，用户组装所述实体子物件时，即能借由所述接合结构412、422迅速地完成实体子物件之间的对位及接合。

此外，当由3D物件分割出来的3D子物件数量较多时，为方便使用者后续组装物件时，易于分辨子物件之间相对应的接合面，物件分割模块23还会在任二个相邻的3D子物件，例如图9所示的3D子物件41(41’)、42(42’)相对的第一切面411与第二切面421，分别标示相对应的一识别图案45，例如一数字码、一文字码或者一数字与一文字码的组合。

再者，如图10所示，若3D物件4因为内部中空，使得其分割产生的3D子物件，例如3D子物件41(41’)、42(42’)相对的第一切面411’及第二切面421’被分隔成两个部分413、414及423、424时，为方便3D子物件41(41’)、42(42’)之间对位及定位，物件分割模块23会在第一切面411’及第二切面421’的两个部分413、414及423、424分别形成相对应的接合结构415、416及425、426。

综上所述，上述实施例借由计算机系统2根据一3D打印机的打印区域建立一标准打印区域3，并判断待列印的一3D物件的尺寸大于该标准打印区域时，根据一分割准则数值将该3D物件分割成数个尺寸小于该标准打印区域的3D子物件，并于判断所述3D子物件其中任一的尺寸未大于一临界尺寸时，即调整该分割准则数值，并根据调整后的分割准则数值重新分割3D物件，直到所述3D子物件的尺寸皆大于临界尺寸，借此避免某些3D子物件因分割的体积过小而难以进行后续组装。且各该3D子物件的至少一切面形成能与另一相邻的3D子物件对应接合的至少一接合结构，借此，所述3D子物件被3D打印机列印成一实体子物件后，用户能借由形成在所述实体子物件上的接合结构，迅速地完成实体子物件之间的对位及接合。

Claims (20)

1.一种3D物件分割方法，用以通过一计算机系统分割一3D物件，其特征在于：

该方法包含下列步骤：

(A)沿三轴方向建立一标准打印区域；

(B)读取该3D物件，并判断该3D物件的尺寸大于该标准打印区域时，读取一预设的分割准则数值；

(C)依据该分割准则数值将该3D物件分割成数个小于该标准打印区域的3D子物件；

(D)判断所述3D子物件的尺寸是否皆大于一临界尺寸，若是，进行步骤(F)，否则进行步骤(E)；

(E)调整该分割准则数值，并根据调整后的该分割准则数值，重复执行步骤(C)及(D)；及

(F)于任二个3D子物件所相邻的一第一切面与一第二切面分别形成对应的至少一接合结构。

2.根据权利要求1所述的3D物件分割方法，其特征在于：在步骤(B)中，该分割准则数值是一标准分割尺寸，且在步骤(E)中，是借由调整该标准分割尺寸的大小，对应调整所述3D子物件的尺寸。

3.根据权利要求1所述的3D物件分割方法，其特征在于：在步骤(B)中，该分割准则数值是一标准分割尺寸，且在步骤(E)中，只调整尺寸小于该临界尺寸的该3D子物件以及与其相邻的其它3D子物件的该标准分割尺寸。

4.根据权利要求1所述的3D物件分割方法，其特征在于：在步骤(B)中，该分割准则数值包含数个不同的标准分割尺寸，且在步骤(E)中，是借由调整所述标准分割尺寸的大小，对应调整所述3D子物件的尺寸。

5.根据权利要求1所述的3D物件分割方法，其特征在于：在步骤(B)中，该分割准则数值包含数个不同的标准分割尺寸，且在步骤(E)中，只调整对应于尺寸小于该临界尺寸的3D子物件以及与其相邻的其它3D子物件的所述标准分割尺寸。

6.根据权利要求1所述的3D物件分割方法，其特征在于：该分割准则数值会使形成有该接合结构的各该3D子物件的尺寸小于该标准打印区域。

7.根据权利要求1至6其中任一项所述的3D物件分割方法，其特征在于：在步骤(D)中，该临界尺寸是根据所述接合结构的尺寸而设定。

8.根据权利要求1所述的3D物件分割方法，其特征在于：该第一切面的该接合结构包含一卡孔，且该第二切面的该接合结构包含一可插入该卡孔且与该卡孔紧密地卡合的卡块。

9.根据权利要求1所述的3D物件分割方法，其特征在于：该第一切面与该第二切面分别标示相对应的一识别图案。

10.根据权利要求9所述的3D物件分割方法，其特征在于：各该识别图案为一数字码、一文字码或者一数字与文字码的组合。

11.一种计算机系统，用以分割一3D物件，其特征在于：

该计算机系统包括：

一打印区域建立模块，其沿三轴方向建立一标准打印区域；

一物件尺寸判断模块，其读取该3D物件，并判断该3D物件的尺寸是否大于该标准打印区域；及

一物件分割模块，其在该物件尺寸判断模块判断该3D物件的尺寸大于该标准打印区域时，根据一预设的分割准则数值，将该3D物件分割成数个小于该标准打印区域的3D子物件，且判断所述3D子物件的尺寸未皆大于一临界尺寸时，调整该分割准则数值，并根据调整后的该分割准则数值，将该3D物件重新分割成数个小于该标准打印区域的3D子物件，直到所述3D子物件的尺寸皆大于该临界尺寸，并且于任二个3D子物件所相邻的一第一切面与一第二切面分别形成对应的至少一接合结构。

12.根据权利要求11所述的计算机系统，其特征在于：该分割准则数值是一标准分割尺寸，该物件分割模块根据该标准分割尺寸将该3D物件分割成数个3D子物件，且该物件分割模块是借由调整该标准分割尺寸的大小，对应调整所述3D子物件的尺寸。

13.根据权利要求11所述的计算机系统，其特征在于：该分割准则数值是一标准分割尺寸，该物件分割模块根据该标准分割尺寸将该3D物件分割成数个3D子物件，且该物件分割模块只调整尺寸小于该临界尺寸的该3D子物件以及与其相邻的其它3D子物件的该标准分割尺寸。

14.根据权利要求11所述的计算机系统，其特征在于：该分割准则数值包含数个不同的标准分割尺寸，该物件分割模块根据所述标准分割尺寸将该3D物件分割成数个大小不同的3D子物件，且该物件分割模块是借由调整所述标准分割尺寸的大小，对应调整所述3D子物件的尺寸。

15.根据权利要求11所述的计算机系统，其特征在于：该分割准则数值包含数个不同的标准分割尺寸，该物件分割模块根据所述标准分割尺寸将该3D物件分割成数个大小不同的3D子物件，且该物件分割模块只调整对应于尺寸小于该临界尺寸的3D子物件以及与其相邻的其它3D子物件的所述标准分割尺寸。

16.根据权利要求11所述的计算机系统，其特征在于：该分割准则数值会使形成有该接合结构的各该3D子物件的尺寸小于该标准打印区域。

17.根据权利要求11至16其中任一项所述的计算机系统，其特征在于：该临界尺寸是根据所述接合结构的尺寸而设定。

18.根据权利要求11所述的计算机系统，其特征在于：该第一切面的该接合结构包含一卡孔，且该第二切面的该接合结构包含一可插入该卡孔且与该卡孔紧密地卡合的卡块。

19.根据权利要求11所述的计算机系统，其特征在于：该第一切面与该第二切面分别标示相对应的一识别图案。

20.根据权利要求19所述的计算机系统，其特征在于：各该识别图案为一数字码、一文字码或者一数字与文字码的组合。