CN106393693A - 三维模型的位图生成方法及用于执行该方法的装置和系统 - Google Patents

三维模型的位图生成方法及用于执行该方法的装置和系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种三维模型的位图生成方法及用于执行该方法的装置和系统。根据示例性的实施例的位图生成装置包括：模型分割部，将三维模型分割为多个子模型，其中以平行于三维印刷机的输出方向的方向分割三维模型；多个子位图生成部，针对所述多个子模型，分别生成与垂直于所述输出方向的平面对应的子位图；作业分配部，将所述多个子模型分别传输到所述多个子位图生成部而进行分配，以并行处理所述子位图的生成作业；位图合并部，将生成的多个子位图中所述输出方向的坐标相同的子位图进行合并。

Description

三维模型的位图生成方法及用于执行该方法的装置和系统
技术领域
本发明的实施例涉及三维印刷技术。
背景技术
早期的三维印刷机主要被用于试用品的生产，然而随着可输出多样的颜色和素材的印刷机的出现，其应用领域逐渐得到扩大。尤其，能够高精确地、多颜色地、多素材地输出的MJM(多喷印建模；Multi Jet Modeling)方式作为下一代印刷方式而受到瞩目。
然而，为了高精确地输出包含多样的颜色以及素材的物体，需要一种非常复杂的预处理过程(即，截切(Slicing))。例如，假设印刷机的分辨率为600DPI(Dots Per Inch)的情况下，1立方英寸内存在大约1亿个单位像素(即，体素(Voxel))。因此，将输入模型变换为体素单位，并对各个体素分配颜色和素材等属性而生成二维层叠面的位图的分割过程的计算量非常大，因此需要大量的运算时间。
在此，为了减少运算时间，需要截切过程的并行处理，然而对于MJM方式等在层叠面的位图中包含支撑材料区域的情形而言，存在很难进行并行化处理的问题。即，为了在特定的层叠面求出支撑材料区域，需要知道相关层叠面上部的所有层叠面信息，所以很难独立地执行求出各个层叠面的支撑材料区域的过程，因此很难执行截切过程。
【现有技术文献】
【专利文献】
专利文献1：韩国授权专利公报第10-0450358号(2004.09.16)
发明内容
本发明的实施例用于提供一种能够缩短截切作业所消耗的时间的三维模型的位图生成方法及用于执行该方法的装置和系统。
根据一个示例性实施例的一种三维模型的位图生成装置，包括：模型分割部，将三维模型分割为多个子模型，其中以平行于三维印刷机的输出方向的方向分割三维模型；多个子位图生成部，针对所述多个子模型，分别生成与垂直于所述输出方向的平面对应的子位图；作业分配部，将所述多个子模型分别传输到所述多个子位图生成部而进行分配，以并行处理所述子位图的生成作业；位图合并部，将生成的多个子位图中所述输出方向的坐标相同的子位图进行合并。
所述模型分割部可将所述三维模型分割成使包含在所述多个子模型的空间要素的个数均等。
所述模型分割部可将所述三维模型分割成使所述多个子模型的宽度相同。
所述子位图生成部可沿垂直于所述输出方向的方向来对所述子模型进行格栅化，并根据与所述子模型的轮廓线之间的位置关系而判断通过所述格栅化而生成的各个像素的类型。
所述子位图生成部可将存在于所述轮廓线上或者存在于所述轮廓线内部的像素判断为对应于局部材料区域的像素。
所述子位图生成部可将不存在于所述轮廓线内部且以所述输出方向为基准而在上部存在有所述轮廓线的像素判断为对应于支撑材料区域的像素。
所述位图生成装置还可以包括：作业调整部，根据所述多个子位图生成部的子位图生成作业的进行程度而将所述子位图生成作业进行再分配。
所述作业调整部可对所述多个子位图生成部的剩余作业程度进行监视，并对完成所述子位图生成作业的子位图生成部再分配未完成所述子位图生成作业的子位图生成部的一部分作业量。
所述作业调整部可在存在完成所述子位图生成作业的子位图生成部的情况下，确认在未完成所述子位图生成作业的子位图生成部中是否存在剩余作业为已设定的临界值以上的子位图生成部，并将所述剩余作业为已设定的临界值以上的子位图生成部的作业量中的一部分作业量再分配到已完成所述作业的子位图生成部。
根据另一示例性实施例的一种三维模型的位图生成方法，包括如下步骤：在位图生成装置中，将三维模型分割为多个子模型，其中以平行于三维印刷机的输出方向的方向分割三维模型；在所述位图生成装置中，分配子位图生成作业，以并行处理针对所述多个子模型的子位图生成作业；在所述位图生成装置中，针对所述多个子模型，分别生成与垂直于所述输出方向的平面对应的子位图；在所述位图生成装置中，将生成的多个子位图中所述输出方向的坐标相同的子位图进行合并。
在分割三维模型的步骤中，可在所述位图生成装置中将所述三维模型分割成使包含在所述多个子模型的空间要素的个数均等。
在分割三维模型的步骤中，可在所述位图生成装置中将所述三维模型分割成使所述多个子模型的宽度相同。
生成所述子位图的步骤还可以包括如下步骤：在所述位图生成装置中，以垂直于所述输出方向的方向来对所述子模型进行格栅化；在所述位图生成装置中，根据与所述子模型的轮廓线之间的位置关系而判断通过所述格栅化而生成的各个像素的类型。
在判断像素的类型的步骤中，在所述位图生成装置中，可将存在于所述轮廓线上或者存在于所述轮廓线内部的像素判断为对应于局部材料区域的像素。
在判断像素的类型的步骤中，在所述位图生成装置中，可将不存在于所述轮廓线内部且以所述输出方向为基准而在上部存在有所述轮廓线的像素判断为对应于支撑材料区域的像素。
所述位图生成方法还可以包括如下步骤：在所述位图生成装置中，根据所述子位图生成作业的进行程度而将所述子位图生成作业进行再分配。
将子位图生成作业进行再分配的步骤可包括如下步骤：在所述位图生成装置中，确认是否存在完成子位图生成作业的进程；在所述位图生成装置中，将未完成所述子位图生成作业的进程的作业量中的一部分作业量再分配到已完成所述作业的进程。
将所述子位图生成作业进行再分配的步骤可包括如下步骤：在所述位图生成装置中，确认是否存在完成所述子位图生成作业的进程；如果存在已完成所述子位图生成作业的进程，则在所述位图生成装置中确认未完成子位图生成作业的进程中是否存在剩余作业为已设定的临界值以上的进程；如果存在剩余作业为所述已设定的临界值以上的进程，则在所述位图生成装置中把剩余作业为已设定的临界值以上的进程的作业量中的一部分作业量再分配到已完成所述作业的进程。
根据别的又一示例性实施例的一种装置，包括一个以上的处理器、存储器以及一个以上的程序，其特征在于，所述一个以上的程序存储于所述存储器并构成为通过所述一个以上的处理器而被执行，所述程序包括用于执行如下操作的指令：将三维模型分割为多个子模型，其中以平行于三维印刷机的输出方向的方向分割三维模型；分配子位图生成作业，以并行处理针对所述多个子模型的子位图生成作业；针对所述多个子模型，分别生成与垂直于所述输出方向的平面对应的子位图；将生成的多个子位图中所述输出方向的坐标相同的子位图进行合并。
根据另外的又一示例性实施例的一种系统，用于提供印刷服务，其特征在于，包括位图生成装置，所述位图生成装置构成为执行如下操作：接收三维模型；将所述三维模型分割为多个子模型，其中以平行于三维印刷机的输出方向的方向分割三维模型；分配子位图生成作业，以并行处理针对所述多个子模型的子位图生成作业；针对所述多个子模型，分别生成与垂直于所述输出方向的平面对应的子位图；将生成的多个子位图中所述输出方向的坐标相同的子位图进行合并。
根据示例性的实施例，把三维模型按平行于输出方向的方向进行分割而使子模型中包括水平层叠面的信息，从而可以对多个子模型进行并行处理而执行截切作业而缩短截切作业所需要的时间，与此同时还可以容易地求出支撑材料区域。另外，根据生成子位图的作业的进行程度而对子位图生成作业的分配工作进行再调整，从而可以更为有效地进行截切作业，并可以进一步缩短截切作业所需要的时间。
附图说明
图1是表示根据示例性的实施例的三维模型的位图生成装置的构造的图。
图2是概略性地表示利用根据示例性的实施例的位图生成装置来生成三维模型的位图的过程的图。
图3是表示构成根据示例性的实施例的子模型的像素列以及垂直截面的一例的图。
图4是表示根据示例性的实施例的模型分割部分割三维模型的方式的图。
图5是表示根据示例性的另一实施例的三维模型的位图生成装置的构造的图。
图6是表示根据示例性的实施例的作业调整部对子位图生成作业进行再分配的过程的图。
图7是表示根据示例性的实施例的三维模型的位图生成方法的流程图。
图8是表示根据示例性的实施例的利用位图生成装置的印刷服务系统的构造的图。
图9是表示包含适合在示例性的实施例中使用的示例性的计算装置的计算环境的图。
符号说明
100：位图生成装置 102：模型分割部
104：作业分配部 106：子位图生成部
108：位图合并部 110：属性分配部
112：作业调整部 200：印刷服务系统
202：用户终端 204：服务用服务器
206：印刷机 211：模型变换模块
213：模型校正模块 215：位图生成模块
具体实施方式
以下，参照附图而对本发明的具体的实施形态进行说明。以下的详细的说明是为帮助包括对本说明书中描述的方法、装置以及/或者系统的理解而提供的。然而这仅仅为示例，本发明并不局限于此。
在对本发明的实施例进行说明时，如果判断为对与本发明相关的公知技术进行的具体的说明会给本发明的主旨带来不必要的混乱，则省去对其进行的详细说明。而且，下述的术语是考虑到本发明中的功能而给出定义的术语，其可以根据运用者的意图或者惯例等而互不相同。因此，其需要基于本说明书全部的内容来做出定义。在详细的说明中使用的术语只是用于叙述本发明的实施例，当单数的表述在文脉上没有明显为单个的意思时，也包括复数的含义。在本申请中，要理解“包括”或者“构成”等术语是用于指定说明书上所记载的特征、数字、步骤、操作、构成要素、部件或者它们的组合的存在，而不是用于事先排除一个或一个以上的其他特征、数字、步骤、操作、构成要素、部件或者它们的组合的存在性或者可存在性。
图1是根据示例性的实施例的三维模型的位图生成装置的构造的图，图2是概略性地表示利用根据示例性的实施例的位图生成装置来生成三维模型的位图的过程的图。
参照图1以及图2，三维模型的位图生成装置100可以包括：模型分割部102、作业分配部104、多个子位图生成部106以及位图合并部108。
位图生成装置100用于接收三维模型的输入而生成用于三维印刷机的输出的位图。此时，三维模型例如可以意味着STL格式的文件。三维模型的位图生成装置100例如可以实现为：由网络来与三维印刷机连接的服务器乃至个人计算机等具有数据存储以及运算能力的装置的一部分构造。然而并不局限于此，三维模型的位图生成装置100还可以实现为包含在三维印刷机的一部分构造。
模型分割部102将接收到的三维模型分割为多个子模型。模型分割部102以平行于三维印刷机的输出方向(以下，称之为输出方向)的方向分割三维模型，即沿平行于重力方向的方向来分割三维模型。
作为具体的例，参照图2的(a)部分，当假设图2中的三维印刷机的输出方向为Z轴方向时，模型分割部102可以在包含有三维模型50的三维空间上平行于Z轴方向地分割三维模型50，从而可以将其划分为多个子模型50a。如图2所示，模型分割部102使子模型50a的截面与Z-X平面平行地进行了分割，然而并不局限于此，还可以使子模型50a的截面与Z-Y平面平行地进行分割。
此时，被分割的各个子模型50a的宽度可以是预定的宽度，也可以不是预定的宽度。在子模型50a的截面与Z-X平面平行地被分割的情况下，子模型50a的宽度可以意味着该子模型50a的沿Y轴方向的宽度。在子模型50a的截面与Z-Y平面平行地被分割的情况下，子模型50a的宽度可以意味着该子模型50a的沿着X轴方向的宽度。
在此，子模型50a可以是像素列的集合或者竖直截面的集合。此时，像素列可以意味着沿输出方向堆积位图的像素的长方体。竖直截断面可以意味着在包含有三维模型50的三维空间上与Z轴平行的平面(即，Z-X平面或者Z-Y平面)。
作为具体的例，参照图3的(a)，在图示的例中假设Z轴方向为三维印刷机的输出方向的情况下，像素列60意味着沿Z轴方向堆积各个像素的列。另外，在图示的例中，在X-Y平面上以格纹来表示的部分70表示构成与三维印刷机的输出方向垂直的平面的像素的集合。另外，参照图3的(b)，在图示的例中，在把Z轴方向假设为三维印刷机的输出方向的情况下，竖直截面90可以是具有一个像素的宽度的Z-X平面。
如上所述，通过以平行于输出方向(即，重力方向)的方向(以下，可称之为竖直方向)分割三维模型50，使分割后的子模型50a可以包括水平层叠面(即，与输出方向垂直的方向(以下，可称之为水平方向)的层叠面)的信息，据此可以得到生成支撑材料区域所需要的信息。支撑材料区域意味着作为在输出三维模型50时支撑悬浮在空中的部分的支撑台的支撑材料所形成的区域。在此，被分割的子模型50a本身包含生成支撑材料区域所需要的信息，因此可以与其他子模型独立地对各个子模型进行截切(Slicing)作业，而据此可以使截切作业的并行化可行。
另外，模型分割部102可以将三维模型50分割成使被分割的子模型50a中包含的空间要素(例如，三角形、顶点、线段等)的个数均等。此时，在三维模型50中，各个子模型50a的宽度可以根据空间要素的分布而变得相互不同。或者，模型分割部102可以将三维模型50分割成使被分割的子模型50a的宽度均等。此时，在三维模型50中，包含在各个子模型50a中的空间要素的个数可以根据空间要素的分布而变得相互不同。对此将会参照图4而进行说明。为了说明的方便性，图4表示了构成三维模型50的空间要素为三角形网格的情形。
参照图4的(a)，将三维模型50分割为多个，以使各个子模型50a的宽度均等。在此情况下，各个子模型50a中包含的空间要素(即，三角形个数)分别可以为50个、80个、100个、80个、40个。
参照图4的(b)，将三维模型50分割为多个，以使子模型50a所包含的空间要素(即，三角形)的个数均等。即，把三维模型50分割为多个，以使包含在各个子模型50a的三角形的个数为70个。如此，在分割成使包含在子模型50a中的空间要素的个数均等的情况下，在下述的子位图生成部106中可以提高并行处理的效率。
作业分配部104将被分割的各个子模型50a分配到各个子位图生成部(106-1、106-2、……、106-n)。即，作业分配部104为了用于生成各个子模型50a的位图的作业而把各个子模型50a传输到各个子位图生成部(106-1、106-2、……、106-n)而进行分配。在图2的(b)部分中概略性地图示了各个子模型50a被分配的状态。在模型分割部102把三维模型50分割为n个子模型50a的情况下，作业分配部104可以把n个子模型50a分别传输到n个子位图生成部(106-1、106-2、……、106-n)并分配。此时，作业分配过程可以包括：向各个子位图生成部(106-1、106-2、……、106-n)的作业空间(例如，存储器或者硬盘等)复制以及移动相关子模型50a的过程。
各个子位图生成部(106-1、106-2、……、106-n)生成针对分配到的子模型50a的位图。以下，针对子模型50a的位图可被称为“子位图”。此时，各个子位图生成部(106-1、106-2、……、106-n)通过独立的进程而对各个子模型50a进行处理(即，并行处理)，因此可以缩短作业时间。图1所图示的进程1至进程n可以意味着可同时执行的逻辑和/或物理性执行进程。进程1至进程n分别可以根据独立的进程而执行，然而并不局限于此，其还可以在一个进程或者2个以上的进程中以线程为单位而被执行。
具体而言，各个子位图生成部(106-1、106-2、……、106-n)可以针对相关子模型50a而沿垂直于输出方向的方向(即，水平方向)进行格栅化(Rasterize)。各个子位图生成部(106-1、106-2、……、106-n)可以利用扫描线变换(scan-line conversion)等格栅化技术而对相关子模型50a进行格栅化。各个子位图生成部(106-1、106-2、……、106-n)可以把根据格栅化而生成的像素合并而生成针对垂直于输出方向的一部分平面的子位图。各个子位图生成部(106-1、106-2、……、106-n)在通过格栅化而生成的像素中，可以把作为输出方向的Z轴上的坐标相同的像素合并而生成与垂直于输出方向的平面对应的子位图。此时，各个子位图生成部(106-1、106-2、……、106-n)可以从最下端开始对Z轴上的坐标值依次进行增加，并以各个输出方向的坐标值为基准而依次生成与垂直于输出方向的一部分平面对应的子位图。在图2的(c)部分中概略性地图示了针对各个子模型50a而生成的子位图。在此，为了说明的方便性，以Z轴方向的预定的坐标值为基准而示出与垂直于输出方向的平面对应的各个子位图。
例如，子位图生成部106-1可以合并Z轴上的坐标为c(相关子模型的Z轴上的最下端坐标值)的像素，从而可以生成与垂直于输出方向的一部分平面对应的子位图。其对应于在通过三维印刷机进行输出时关于第c次输出的层的子位图。接着，子位图生成部106-1可以合并Z轴上的坐标为c+1的像素，从而可以生成与垂直于输出方向的一部分平面对应的子位图。其对应于在通过三维印刷机进行输出时关于第c+1次输出的层的子位图。据此，可以把Z轴上的值从最下端开始依次增加而依次生成子位图。
各个子位图生成部(106-1、106-2、……、106-n)可以判断通过格栅化来生成的像素的类型。在此，像素的类型可以包括对应于局部(part material)区域的像素、对应于支撑材料(support material)区域的像素以及对应于空余的空间的像素。具体而言，局部材料区域意味着由三维印刷机输出的三维模型所对应的区域。另外，支撑材料区域意味着在输出三维模型时作为用于支撑悬浮于空中的部分的支撑台的支撑材料形成区域。另外，空余的空间意味着不与局部材料区域和支撑材料区域对应的区域。对应于局部材料区域的像素在格栅化过程中被填充像素值，而对应于支撑材料区域以及空余的空间的像素则在格栅化过程中不被填充像素值。
在示例性的实施例中，各个子位图生成部(106-1、106-2、……、106-n)在求出相关子模型50a的轮廓线之后，可以根据与相关子模型50a的轮廓线之间的位置关系而判断各个像素的类型。具体而言，各个子位图生成部(106-1、106-2、……、106-n)可以将存在于相关子模型50a的轮廓线上的像素或者存在于轮廓线内部的像素判断为对应于局部材料区域的像素，并可以把存在于相关子模型50a的轮廓线外部的像素判断为对应于支撑材料区域或者空余的空间的像素。此时，在相关像素的沿着Z轴方向的上部存在有相关子模型50a的轮廓线的情况下，相关像素可以被判断为与支撑材料区域对应的像素。相反，在相关像素的沿着Z轴方向的上部不存在子模型50a的轮廓线的情况下，相关像素可以被判断为与空余的空间对应的像素。
在此，对求出子模型50a的轮廓线的过程进行如下说明。在假设输出方向为Z轴方向的情况下，可以在任意的平面方程中改变X轴或者Y轴的坐标值并生成平行于输出方向的多个平面。此时，各个平面之间的间隔可以根据三维印刷机的分辨率而确定，然而并不局限于此，除了分辨率以外还可以根据多样的基准而确定。接着，可以计算所生成的各个平面与子模型50a之间的交叉地点而在各个平面上求出子模型50a的截面轮廓线。
位图合并部108对由各个子位图生成部(106-1、106-2、……、106-n)生成的多个子位图进行合并，从而生成与垂直于输出方向的整个平面对应的位图。具体而言，位图合并部108将多个子位图中输出方向(即，Z轴)的坐标相同的子位图进行合并，从而可以生成对应于水平面的位图。即，子位图是在相同的Z轴坐标值中针对垂直于输出方向的一部分平面的位图，位图合并部108合并上述的子位图，从而可以生成相关Z轴坐标上与输出方向垂直的整个平面所对应的位图。位图合并部108在将Z轴上的坐标相同的子位图进行合并时可以考虑各个子位图的X轴坐标以及Y轴坐标而对各个子位图进行排序之后合并。在图2的(d)部分中，概略性地图示了将具有相同的Z轴坐标值的子位图进行合并的状态。位图合并部108从最下端开始依次增加Z轴上的坐标值，并将Z轴的坐标相同的子位图进行合并，从而可以依次生成相关Z轴坐标值上的垂直于输出方向的整个平面所对应的位图。
根据示例性的实施例，将三维模型50沿平行于输出方向的方向分割而使子模型50a包含水平层叠面的信息，从而可以通过并行处理而对多个子模型进行截切作业，从而可以缩短截切作业所消耗的时间，与此同时还可以容易地求出支撑材料区域。
图5是示出根据示例性的其他实施例的三维模型的位图生成装置的构造的图。以下，对与图1所图示的实施例之间有差异的部分进行重点说明。
参照图5，三维模型的位图生成装置100可以包括：模型分割部102、作业分配部104、多个子位图生成部106、位图合并部108、多个属性分配部110、以及作业调整部112。在此，模型分割部102、作业分配部104、子位图生成部106以及位图合并部108与图1所图示的内容相同或者相似，因此省略对其进行的详细的说明。
各个属性分配部(110-1、110-2、……、110-n)可以与各个子位图生成部(106-1、106-2、……、106-n)联动而执行预定的作业。具体而言，各个属性分配部(110-1、110-2、……、110-n)可以执行对各个子位图生成部(106-1、106-2、……、106-n)生成的各个子位图的局部材料区域所对应的像素分配至少一个属性的作业。此时，属性例如可以包括颜色、材质等，然而并不局限于此。除了颜色、材质以外还可以包括可对由三维印刷机输出的输出物给予变形的多样的事项。在此，各个子位图生成部(106-1、106-2、……、106-n)和与之对应的各个属性分配部(110-1、110-2、……、110-n)可以通过独立的进程执行。即，在图5中，进程1执行针对第一子模型的子位图生成作业以及属性分配作业，进程2执行针对第二子模型的子位图生成作业以及属性分配作业，而进程n可以执行针对第n子模型的子位图生成作业以及属性分配作业。各个进程1至进程n可以在位图生成装置100中并行地执行。
具体而言，各个属性分配部(110-1、110-2、……、110-n)可以提取位于离该子模型50a的外部表面有预设定的偏移距离(Offset Distance)以内的距离的内部坐标，并可以对提取到的内部坐标所对应的像素分配颜色信息。在此，内部坐标意味着存在于子模型50a的内部的坐标中的分配颜色信息的坐标。假如，存在于子模型50a的内部的所有坐标上分配到颜色信息，则根据颜色信息分配的运算量将会增大。另外，子模型50a一般具有预定的透明度，因此，位于从子模型50a的外部表面向内侧相距预定距离以上的地点的坐标的颜色并不对从外观所能够看出的颜色形成影响。因此，在本发明的实施例中，在存在于子模型50a的内部的坐标中，只对位于从子模型50a的外部表面设定的偏移距离以内的内部坐标分配颜色信息，从而实现使根据颜色信息的分配的运算量最小化。在此，偏移距离可以根据该子模型50a的透明度不同而互不相同。
作业调整部112可以根据各个子位图生成部(106-1、106-2、……、106-n)的作业进行程度而对子位图生成作业进行再分配。具体而言，作业调整部112可以监视各个子位图生成部(106-1、106-2、……、106-n)的作业进行程度。即，各个子位图生成部(106-1、106-2、……、106-n)从最下端开始依次地增加Z轴上的坐标值，从而以各个输出方向的坐标值为基准而依次地生成垂直于输出方向的一部分平面的子位图，而作业调整部可以按各个子位图生成部(106-1、106-2、……、106-n)来对剩余的作业的程度进行监视。此时，在每完成一次针对一个水平层(即，与Z轴方向垂直的方向的具有一个像素高度的层)的子位图作业时，各个子位图生成部(106-1、106-2、……、106-n)可以把剩余的水平层的个数的信息传输到作业调整部。据此，作业调整部112还可以确认各个子位图生成部(106-1、106-2、……、106-n)的作业是否完成。
在存在完成作业的子位图生成部106的情况下，作业调整部112在除了作业完成的子位图生成部106以外的子位图生成部106中，把剩余作业为预设定的临界值以上的子位图生成部106的剩余作业中的一部分重新分配到完成作业的子位图生成部106。对此，参照图6而进行详细的说明。
图6是表示根据示例性的实施例的作业调整部对子位图生成作业进行再分配的过程的图。
参照图6，作业调整部112按各个子位图生成部(106-1、106-2、……、106-n)来监视其剩余的作业量的程度。即，作业调整部112可以对按各个子位图生成部(106-1、106-2、……、106-n)来生成子位图的各个进程1值进程5的作业进行程度进行监视(图6的(a))。各个进程1至进程5执行如下的过程：针对相关子模型50a而在沿着Z轴递进的过程中依次生成与垂直于输出方向的一部分平面对应的子位图。
在完成进程5的作业的情况下，作业调整部112对其余的进程的剩余作业进行确认的结果如果确认为进程3的剩余作业为预设置的临界值以上，则作业调整部112可以把进程3的剩余作业中的一部分(即，未完成子位图作业的子模型的一部分)再分配到已完成作业的进程5。在此，作业调整部112可以把进程3的剩余作业中的一半再分配到进程5。
如此，根据各个子位图生成部(106-1、106-2、……、106-n)的作业进行程度而对子位图生成作业的分配进行再调整，从而可以更为有效地进行截切作业，并可以缩短更多的在截切作业中所消耗的时间。
图7是表示根据示例性的实施例的三维模型的位图生成方法的进程图。如图7所示的方法例如可以由三维模型的位图生成装置100来执行。图示的流程图把所述方法分为多个步骤而记载，然而还可以通过如下的方式而执行：与其他步骤结合而一同执行；省略；分为细化的步骤而执行；或者附加未图示的一个以上的步骤而执行。
参照图7，模型分割部102以平行于三维印刷机的输出方向的方向来分割三维模型50(S101)。即，模型分割部102沿竖直方向来分割三维模型而将其划分为多个子模型50a。此时，模型分割部102可以将三维模型50分割成使包含在子模型50a中的空间要素(例如，三角形、顶点、线段等)的个数均等。
接着，作业分配部104为了生成子位图而把各个子模型50a分配到各个子位图生成部(106-1、106-2、……、106-n)(S103)。
接着，各个子位图生成部(106-1、106-2、……、106-n)生成针对各个子模型的子位图(S105)。
然后，各个属性分配部(110-1、110-2、……、110-n)对与各个子位图的局部材料区域对应的像素分配至少一个属性(S107)。属性例如可以包括颜色、材质等，然而并不局限于此。除了颜色、材质以外还可以包括可对由三维印刷机输出的输出物给予变形的多样的事项。
接着，作业调整部112判断是否存在完成子位图生成作业的子位图生成部106(S109)。步骤S 109的确认结果，如果存在完成子位图的生成作业的子位图生成部106，则作业调整部112确认在未完成子位图的生成作业的子位图生成部106中是否存在剩余作业为预设定的临界值以上的子位图生成部106。
步骤S109的确认结果，如果存在剩余作业为预设定的临界值以上的子位图生成部106，则作业调整部112把剩余作业为预设定的临界值以上的子位图生成部106的剩余作业中的一部分再分配到已完成所述子位图的生成作业子位图生成部106(S113)。
接着，位图合并部108在子位图作业全部完成之后(S 115)，合并多个子位图(S117)。
图8是表示根据示例性的实施例的利用位图生成装置的印刷服务系统的构造的图。
参照图8，印刷服务系统200可以包括用户终端202、服务用服务器204以及印刷机20。用户终端202与服务用服务器204通过网络而可通信地连接。另外，服务用服务器204与印刷机206通过网络208而可通信地连接。网络208例如可以是本地局域网络(Local Area Network:LAN)、广域网络(WideArea Network:WAN)、蜂窝网络或者因特网等，然而并不局限于此。
用户终端202包括手机、智能手机、平板电脑、笔记本电脑、台式电脑等可通过网络208而与服务用服务器204连接的多样的类型的无线通信装置以及有线通信装置。用户终端202可以把用于三维印刷的三维模型传输到服务用服务器。三维模型是利用三维扫描仪来扫描预定的物体而得出的数据或者是预定的物体的设计图数据。例如，三维模型可以由STL、VRML、PLY、SFX等文件格式来形成。
服务用服务器204可以包括模型变换模块211、模型校正模块213以及位图生成模块215。模型变换模块211可以把从用户终端202接收到的三维模型变换为可由印刷机206输出的文件形式。模型校正模块213可以检测从用户终端202接收到的三维模型中存在的错误，并恢复所检测出的错误，从而可以校正三维模型。位图生成模块215可以生成针对所述三维模型的位图。位图生成模块215例如可以是三维模型的位图生成装置100。服务用服务器204可以把通过位图生成模块215生成的位图传输到印刷机206。
印刷机206是三维印刷机，其可以根据服务用服务器204接收到的位图而执行三维印刷作业。
在此，对位图生成装置100实现为服务用服务器204的一部分构成的例进行了说明，然而并不局限于此，位图生成装置100还可以实现为用户终端202的一部分构造，还可以实现为印刷机206的一部分构造。
图9示出包含适合在示例性的实施例中使用的示例性的计算装置的计算环境。
图9所图示的示例性的计算环境300包括计算装置310。通常，各个构造可以具有不同的功能以及能力，即使未在以下进行了描述，其还可以追加地包括适合于其构造的组件。计算装置310可以是用于生成三维模型的位图的装置(例如，位图生成装置100以及服务用服务器204)。
计算装置310包括：至少一个处理器312、可通过计算机读取的存储介质314以及总线(bus)360。处理器312与总线360连接，总线360包括可通过计算机读取的存储介质314，从而将计算装置310的其他多样的组件连接到处理器312。
处理器312可以使计算装置310根据如上所提及的示例性的实施例而操作。例如，处理器312可以执行存储于可通过计算机读取的存储介质314的可通过计算机执行的命令语，而在存储于可通过计算机读取的存储介质314的可通过计算机执行的命令语由处理器312来执行的情况下，可以使计算装置310执行根据预定的示例性的实施例的操作。
可通过计算机读取的存储介质314可以存储可通过计算机执行的命令语乃至程序代码(例如，包含在应用程序330中的命令语)、程序数据(例如，通过应用程序330而被使用的数据)以及/或者其他合适的形式的信息。存储于可通过计算机读取的存储介质314的应用程序330包括可通过处理器312执行的命令语的预定的集合。
图9所图示的存储器316以及存储装置318是可通过计算机读取的存储介质314的例。存储器316中可以加载可通过处理器312执行的可通过计算机执行的命令语。另外，存储器316中可以存储程序数据。例如，所述存储器316可以是随机存取存储器(Random Access Memory)等易失性存储器、非易失性存储器、或者这些的适当的组合。作为其他例，存储装置318可以包括用于存储信息的一个以上的可拆装组件或者不可拆装的组件。例如，存储装置318可以是硬盘、闪速存储器、磁盘、光盘、可以由计算装置310来存取并可以存储所需的信息的其他形式的存储介质，或者这些的适当的组合。
计算装置310还可以包括提供用于一个以上的输入输出装置370的接口的一个以上的输入输出接口320。输入输出接口320连接于总线360。输入输出装置370可以通过输入输出接口320而连接于计算装置310(的其他组件)。输入输出装置370可以包括：指点装置、键盘、触摸输入装置、语音输入装置、传感器装置以及/或者拍摄装置等输入装置以及/或者显示装置、印刷机、扬声器以及/或者网卡等输出装置。
另外，本发明的实施例可以包括用于在计算机上执行本说明书中记述的过程的可利用计算机读取的存储介质。所述可利用计算机读取的存储介质可以单独地或者组合地包括程序命令、本地数据文件、本地数据结构等。可利用计算机读取的介质可以是为本发明而特别地设计或者构成的介质。可通过计算机读取的存储介质的例包括：磁介质，如硬盘、软盘以及磁带等；光记录介质，如CD-ROM、DVD等；磁-光介质，如光磁软盘等；以及ROM、RAM、闪速存储器等为了存储并执行程序命令而特别构成的硬件装置。作为程序命令的示例，不仅包括如利用编译器制作的机器语言代码，还可以包括可利用解释器等而由计算机执行的高级语言代码。
以上对本发明的具有代表性的实施例进行了详细的说明，然而在本发明所属的技术领域中具有基本知识的人员皆可理解对上述的实施例可在不脱离本发明的范围的限度内进行多样的变形。因此，本发明的权利范围并不局限于所述的实施例，本发明的权利范围需要根据权利要求书的范围以及与权利要求书均等的范围来确定。

Claims (20)

1.一种三维模型的位图生成装置，包括：
模型分割部，将三维模型分割为多个子模型，其中以平行于三维印刷机的输出方向的方向分割三维模型；
多个子位图生成部，针对所述多个子模型，分别生成与垂直于所述输出方向的平面对应的子位图；
作业分配部，将所述多个子模型分别传输到所述多个子位图生成部而进行分配，以并行处理所述子位图的生成作业；以及
位图合并部，将生成的多个子位图中所述输出方向的坐标相同的子位图进行合并。
2.如权利要求1所述的三维模型的位图生成装置，其中，
所述模型分割部将所述三维模型分割成使包含在所述多个子模型的空间要素的个数均等。
3.如权利要求1所述的三维模型的位图生成装置，其中，
所述模型分割部将所述三维模型分割成使所述多个子模型的宽度相同。
4.如权利要求1所述的三维模型的位图生成装置，其中，
所述子位图生成部沿垂直于所述输出方向的方向来对所述子模型进行格栅化，并根据与所述子模型的轮廓线之间的位置关系而判断通过所述格栅化而生成的各个像素的类型。
5.如权利要求4所述的三维模型的位图生成装置，其中，
所述子位图生成部将存在于所述轮廓线上或者存在于所述轮廓线内部的像素判断为对应于局部材料区域的像素。
6.如权利要求4所述的三维模型的位图生成装置，其中，
所述子位图生成部将不存在于所述轮廓线内部且以所述输出方向为基准而在上部存在有所述轮廓线的像素判断为对应于支撑材料区域的像素。
7.如权利要求1所述的三维模型的位图生成装置，其中，所述位图生成装置还包括：
作业调整部，根据所述多个子位图生成部的子位图生成作业的进行程度而将所述子位图生成作业进行再分配。
8.如权利要求7所述的三维模型的位图生成装置，其中，
所述作业调整部对所述多个子位图生成部的剩余作业程度进行监视，并对完成所述子位图生成作业的子位图生成部再分配未完成所述子位图生成作业的子位图生成部的一部分作业量。
9.如权利要求8所述的三维模型的位图生成装置，其中，
所述作业调整部在存在完成所述子位图生成作业的子位图生成部的情况下，确认在未完成所述子位图生成作业的子位图生成部中是否存在剩余作业为已设定的临界值以上的子位图生成部，并将所述剩余作业为已设定的临界值以上的子位图生成部的作业量中的一部分作业量再分配到已完成所述作业的子位图生成部。
10.一种三维模型的位图生成方法，包括如下步骤：
在位图生成装置中，将三维模型分割为多个子模型，其中以平行于三维印刷机的输出方向的方向分割三维模型；
在所述位图生成装置中，分配子位图生成作业，以并行处理针对所述多个子模型的子位图生成作业；
在所述位图生成装置中，针对所述多个子模型，分别生成与垂直于所述输出方向的平面对应的子位图；以及
在所述位图生成装置中，将生成的多个子位图中所述输出方向的坐标相同的子位图进行合并。
11.如权利要求10所述的三维模型的位图生成方法，其中，
在分割三维模型的步骤中，在所述位图生成装置中将所述三维模型分割成使包含在所述多个子模型的空间要素的个数均等。
12.如权利要求10所述的三维模型的位图生成方法，其中，
在分割三维模型的步骤中，在所述位图生成装置中将所述三维模型分割成使所述多个子模型的宽度相同。
13.如权利要求10所述的三维模型的位图生成方法，其中，生成所述子位图的步骤还包括如下步骤：
在所述位图生成装置中，以垂直于所述输出方向的方向来对所述子模型进行格栅化；以及
在所述位图生成装置中，根据与所述子模型的轮廓线之间的位置关系而判断通过所述格栅化而生成的各个像素的类型。
14.如权利要求13所述的三维模型的位图生成方法，其中，在判断像素的类型的步骤中，
在所述位图生成装置中，将存在于所述轮廓线上或者存在于所述轮廓线内部的像素判断为对应于局部材料区域的像素。
15.如权利要求13所述的三维模型的位图生成方法，其中，在判断像素的类型的步骤中，
在所述位图生成装置中，将不存在于所述轮廓线内部且以所述输出方向为基准而在上部存在有所述轮廓线的像素判断为对应于支撑材料区域的像素。
16.如权利要求10所述的三维模型的位图生成方法，其中，所述位图生成方法还包括如下步骤：
在所述位图生成装置中，根据所述子位图生成作业的进行程度而将所述子位图生成作业进行再分配。
17.如权利要求16所述的三维模型的位图生成方法，其中，将子位图生成作业进行再分配的步骤包括如下步骤：
在所述位图生成装置中，确认是否存在完成子位图生成作业的进程；以及
在所述位图生成装置中，将未完成所述子位图生成作业的进程的作业量中的一部分作业量再分配到已完成所述作业的进程。
18.如权利要求16所述的三维模型的位图生成方法，其中，将所述子位图生成作业进行再分配的步骤包括如下步骤：
在所述位图生成装置中，确认是否存在完成所述子位图生成作业的进程；
如果存在已完成所述子位图生成作业的进程，则在所述位图生成装置中确认未完成子位图生成作业的进程中是否存在剩余作业为已设定的临界值以上的进程；以及
如果存在剩余作业为所述已设定的临界值以上的进程，则在所述位图生成装置中把剩余作业为已设定的临界值以上的进程的作业量中的一部分作业量再分配到已完成所述作业的进程。
19.一种用于生成三维模型的位图的计算装置，包括一个以上的处理器、存储器以及一个以上的程序，其特征在于，
所述一个以上的程序存储于所述存储器并构成为通过所述一个以上的处理器而被执行，
所述程序包括用于执行如下操作的指令：
将三维模型分割为多个子模型，其中以平行于三维印刷机的输出方向的方向分割三维模型；
分配子位图生成作业，以并行处理针对所述多个子模型的子位图生成作业；
针对所述多个子模型，分别生成与垂直于所述输出方向的平面对应的子位图；以及
将生成的多个子位图中所述输出方向的坐标相同的子位图进行合并。
20.一种用于提供印刷服务的系统，其特征在于，包括位图生成装置，所述位图生成装置构成为执行如下操作：
接收三维模型；
将所述三维模型分割为多个子模型，其中以平行于三维印刷机的输出方向的方向分割三维模型；
分配子位图生成作业，以并行处理针对所述多个子模型的子位图生成作业；
针对所述多个子模型，分别生成与垂直于所述输出方向的平面对应的子位图；以及
将生成的多个子位图中所述输出方向的坐标相同的子位图进行合并。
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