CN107111463B - 从树形数据结构生成切片数据 - Google Patents
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Abstract
用于从三维(3‑D)物体的树形数据结构表示生成切片数据的示例技术能够包括获得3‑D物体的形状规格和获得3‑D物体的材料规格。用于从3‑D物体的树形数据结构表示生成切片数据的示例技术还能够包括合并形状规格和材料规格以创建3‑D物体的树形数据结构表示。用于从3‑D物体的树形数据结构表示生成切片数据的示例技术还能够包括从树形数据结构生成切片数据。
Description
背景技术
三维(3-D)打印是通常用于描述用于制造3-D物体的过程的术语。在3-D打印中，增材工艺可被用于连续地层积材料以创建3-D物体。3-D物体几乎可为任何形状，但是一般限于单个材料。打印的3-D物体的分辨率受到用于打印3-D物体的3-D打印机的分辨率的限制。
附图说明
图1图示根据本公开的计算设备的示例的方块图。
图2图示根据本公开的从树形数据结构生成切片数据的系统的示例的方块图。
图3图示根据本公开的从树形数据结构生成切片数据的示例的方块图。
图4图示根据本公开的规格的示例。
图5图示根据本公开的体素栅格的示例。
图6图示根据本公开的切片数据的示例。
图7图示根据本公开的切片数据的示例。
图8图示根据本公开的用于从树形数据结构生成切片数据的方法的示例的流程图。
具体实施方式
从树形数据结构生成切片数据能够包括获得3-D物体的形状规格(specification)和3-D物体的材料规格。如这里使用的，树形数据结构为节点的有序集合。3-D物体为能够沿x轴线、y轴线和z轴线表示的物体。形状规格限定3-D物体的(例如，几何)形状。材料规格限定形成3-D物体的材料和/或材料特性(除了其他材料特性，例如，弹性、强度和/或颜色)。从树形数据结构生成切片数据还能够包括合并形状规格和材料规格，以创建3-D物体的树形数据结构表示。从3-D物体的树形数据结构表示生成切片数据还能够包括从树形数据结构生成切片数据。
在数个其他方法中，3-D打印可使用每个3-D物体具有单个材料的非结构化表面网格而进行。这种方法典型地限于每个所打印的3-D物体单个材料。
在致力于这种限制(例如，每个所打印的3-D物体单个材料的限制)的努力中，数个其他方法可依赖于基于桌面应用的中央处理单元(CPU)以生成可由3-D打印机使用生成3-D物体的数据。但是，即使在这种基于应用的CPU中，多个材料的使用可依赖于将各个材料手动(即，通过基于桌面应用的3-D的使用者)分配至每个非结构化表面网格。作为结果，在这种方法中，材料取决于对象的形状。进一步，将单个材料手动分配至每个网格是耗时的，除了其他缺点，其不提供可重复使用的材料模板，和/或不提供多个材料之间的连续渐变。另外，这种方法可能不能打印由复杂的和/或相当大的数据集表示的3-D物体。例如，3-D打印机可具有不足的硬件和/或存储器以接收和/或存储由基于桌面应用的CPU提供的大数据集(例如，向打印机提供的单个数据包)。
相反地，本公开的数个示例提供独立于3-D物体的材料组成而限定3-D物体的形状的能力。独立于3-D物体的形状而限定3-D物体的材料组成能够提供根据3-D打印机的分辨率缩放由3-D物体的材料组成和形状创建的模型的能力。进一步，除了其他优点，独立于3-D物体的形状而限定3-D物体的材料组成能够提供多个材料之间的连续渐变和创建能够重复使用的材料模板的能力。
图1图示根据本公开的计算设备的示例的方块图。计算设备100能够包括处理源102，其连接104至存储源106(例如，计算机可读介质(CRM))、机器可读介质(MRM)、数据库等。存储源106能够包括数个计算模块。图1的示例示出规格模块108、合并模块109、缩放(scale)模块110、和切片模块111。如这里使用的，计算模块能够包括程序代码(例如计算机可执行指令、硬件、固件、和/或逻辑)，但是至少包括由处理源102(例如，以模块的形式)可执行的指令，以进行这里参照图3-8更详细描述的特定动作、任务和功能。
如这里使用的以及将联系图2和图3更详细解释的，规格模块108能够包括由处理源102执行以创建和/或接收数个形状规格和/或数个材料规格的指令。形状规格能够描述3-D物体的形状(例如，几何形状)。例如，单个形状规格能够描述3-D物体，或者多个形状规格的每个能够描述3-D物体的多个部分。材料规格能够描述形成3-D物体的材料和/或与材料关联的数个特性。材料规格能够由多个材料特性值限定。
合并模块109包括由处理源102执行以将数个形状规格与数个材料规格合并的指令。形状规格和材料规格能够被合并以创建3-D物体的模型(例如，单个模型)。图3进一步描述形状规格与材料规格合并的结果。
缩放模块110包括由处理源102执行以基于与3-D打印机关联的分辨率缩放由合并模块109创建的模型的指令。缩放模块110能够缩放模型以提供更高的分辨率、更低的分辨率、或者保持与执行缩放模块110之前由模型提供的相同的分辨率。
切片模块111包括由处理源102执行以提供切片数据的指令。切片数据为从3-D物体的模型提取的数据，其能够被提供至3-D打印机并由3-D打印机使用以打印3-D物体。切片数据在图3和6-7中进一步描述。
图1中示出的数个模块(例如，规格模块108、合并模块109、缩放模块110和切片模块111)能够与其他模块组合或者为其他模块的子模块。模块能够被存储在如图1中所示的存储源106中和/或被包含在相同的计算设备内。在另一示例中，数个模块(例如，规格模块108、合并模块109、缩放模块110和切片模块111)能够包括位于不同的存储源(例如，CRM等)上的分离和区别的位置的单独模块，诸如在分布式计算环境中(例如，云计算环境)。进一步，执行与特定模块(例如，规格模块108、合并模块109、缩放模块110和切片模块111)关联的指令的处理源102能够充当引擎，诸如图2中所示的示例引擎。如这里使用的，数个模块和/或数个引擎能够包括比示出的更多或更少的引擎/模块。
图2图示根据本公开的从树形数据结构生成切片数据的系统的示例的方块图。系统220能够执行如图3中描述的数个功能和操作(例如，生成切片数据以驱动3-D打印机)。系统220能够包括连接至用户限定功能系统222的数据存储221。在此示例中，用户限定功能系统222能够包括数个计算引擎。图2的示例示出规格引擎223、合并引擎224、缩放引擎225和切片引擎226。如这里使用的，计算引擎能够包括硬件固件、逻辑、和/或可执行指令，但是至少包括硬件(例如，处理器、晶体管逻辑、专用集成电路(ASIC)等)，执行指令以进行这里参照图3更详细描述的特定动作、任务和功能。
在图2的示例中，规格引擎223能够包括硬件和/或硬件和程序(例如，可执行指令)的组合，但是至少包括硬件，以创建、接收、和/或限定3-D物体的数个规格。合并引擎224能够包括硬件和/或硬件和程序的组合，但是至少包括硬件，以合并3-D物体的规格而创建3-D物体的模型。
缩放引擎225能够包括硬件和/或硬件和程序的组合，但是至少包括硬件，以基于3-D打印机的分辨率缩放3-D物体的模型。切片引擎226能够包括硬件和/或硬件和程序的组合，但是至少包括硬件，以将3-D物体的模型切片并将切片数据提供至3-D打印机以生成3-D物体。
图2中示出的规格引擎223、合并引擎224、缩放引擎225和切片引擎226和/或图1中的规格模块108、合并模块109、缩放模块110和切片模块111能够为其他引擎/模块的子引擎/子模块，和/或组合以在特定系统和/或计算设备中进行特定动作、任务和功能。进一步，联系图1和图2描述的引擎和/或模块能够位于单个系统和/或计算设备中，或者居于分布式计算环境(例如，云计算环境)中的分离区别位置。示例不限于这些示例。
图3图示根据本公开的从树形数据结构生成切片数据的示例的方块图。图3图示形状规格330、材料规格332、形状规格330和材料规格332的体素化334，以将形状规格330与材料规格332合并而创建3-D物体的模型。图3还图示异常情况342、树形数据结构的构造336、树形数据结构的序列化输出344、八叉树的缩放338、八叉树的切片340、和切片数据至3-D打印机(例如，打印机)的提供346。
如这里使用的，创建形状规格330和材料规格332、合并形状规格330和材料规格332、创建形状规格330和材料规格332的体素表示、构造树形数据结构336、缩放338树形数据结构、和/或将与树形数据结构关联的数据切片340能够为设计过程的一部分。设计过程能够独立于打印过程，打印过程包括将切片数据提供至打印机346和/或打印切片数据。例如，设计过程能够发生在3-D打印机和/或与打印机关联的处理源以外。设计过程还能够为打印过程的一部分。例如，设计过程能够在3-D打印机中和/或与3-D打印机关联的处理源中执行。
在数个示例中，形状规格330能够为限定3-D物体的形状的3-D模型。形状规格330能够限定3-D物体的内部和外部。形状规格330能够为数个形状规格330。数个形状规格330能够共同地限定3-D物体。例如，数个形状规格330中的每一个能够限定3-D物体的不同部分。
形状规格330能够例如使用多边形网格限定。例如，形状规格330能够使用数个格式限定，除了其他类型的文件格式，诸如光固化立体造型术(STL)文件格式、OBJ文件格式、和/或X3D文件格式。
材料规格332为3-D物体的材料类型和/或材料特性的3-D分布。如这里使用的，术语材料类型和材料互换地使用。材料类型可为材料。材料特性能够为材料类型的属性。材料规格332能够为数个材料规格332。例如，第一材料规格332能够限定第一材料类型，而第二材料规格332能够限定第二材料类型。第一材料类型和第二材料类型包括3-D物体中使用的材料(例如，不同的材料)。但是，数个材料规格332能够包括多于两个材料规格。
材料规格332还能够限定与包括3-D物体的材料类型和/或数个材料类型关联的数个材料特性。例如，如果材料类型的密度和颜色为与材料类型关联的材料特性，则第一材料规格332能够限定材料类型的密度，第二材料规格332能够限定材料类型的颜色。
材料规格332能够提供3-D物体内和3-D物体的部分表面上的材料异构性的描述。材料规格332能够描述不同的材料类型和/或特性类型之间的数个相互作用。例如，材料规格332能够描述离散多材料相互作用、功能性分级多材料相互作用、和数字工程化多材料相互作用。
材料(类型或特性)分布独立于形状规格(例如，顶点、要素、补丁)而说明。材料规格能够为三维数学函数，其描述随着材料量(例如，热传导性、同心形状、微波等)连续变化的材料属性(例如，平面形状)的分布。分布能够描述3-D空间中的期望变化(离散或连续)，其使能包括连续的(例如，同心模式)和离散的(例如，二元平面模式)的随机材料分布模式的使用。分布能够经由数学表达式或来自其他数字化源的绘图(例如，图像)而描述。
形状规格330和材料规格332彼此独立。也就是说，形状规格330和材料规格332可不相互一致。例如，形状规格330能够限定3-D物体的形状，而材料规格332能够限定形状规格330中限定的3-D物体形状的边界外侧的材料。但是，这种独立性不排除形状规格330为材料规格332的一部分，或者材料规格332为形状规格330的一部分。也就是说，这种独立性不排除形状规格330和材料规格332被保存在相同的文件中。
形状规格330和材料规格332的体素化334能够限定形状规格330和材料规格332的合并。合并形状规格330和材料规格332还能够被描述为合成形状规格330和材料规格332。
形状规格330和材料规格332能够通过将一个规格的六个自由度关于另一规格固定而合并。例如，质心(x,y,和z)能够产生三个自由度，而三个旋转角(翻滚角、偏航角、俯仰角)能够产生另外的三个自由度。固定质心(x,y,和z)和三个旋转角(翻滚角、偏航角、俯仰角)能够将材料规格332关于形状规格330合并，作为结果能够结合形状规格330和材料规格332。
合并形状规格330和材料规格332能够包括将形状规格330缩放至材料规格332的分辨率。合并形状规格330和材料规格332还能够包括将材料规格332缩放至形状规格330的分辨率。以上缩放能够使用缩放矢量而是各向异性的。也就是说，以上缩放能够使用缩放矢量而是有方向性的。
在数个示例中，多个形状规格330能够与一个材料规格332合并以限定3-D物体。例如，第一形状规格330和第二形状规格330能够与材料规格332合并。也就是说，材料规格330能够被用于描述3-D物体的多个部分上的材料分布。多个材料规格332能够与形状规格合并以限定3-D物体。例如，第一材料规格332和第二材料规格332能够与形状规格330合并。也就是说，多个材料规格330能够描述3-D物体的不同材料特性。多个材料规格332能够与多个形状规格330合并以限定3-D物体。例如，第一材料规格332能够与第一形状规格330合并，并且第二材料规格332能够与第二形状规格330合并，其能够限定3-D物体。也就是说，3-D物体的第一部分能够由第一材料规格332和第一形状规格330限定，3-D物体的第二部分能够由第二材料规格332和第二形状规格330限定。另外，第一材料规格332能够限定3-D物体的一部分(例如，局部)的热传导性，而第二材料规格332能够限定3-D物体的相同部分的材质。
形状规格330和材料规格332的合并能够使用数个处理源并行进行。数个处理源能够包括例如数个CPU和/或数个图像处理单元(GPU)。
合并形状规格330和材料规格332能够包括将使用边界网格描述的形状规格330扫描-转换为体素的栅格(例如，体素的3-D网格)。如这里使用的，体素表示3-D空间上的值。体素可为与3-D空间关联的体积。体素能够具有实心、空心、或者3-D空间的不同限定描述的值。体素的位置能够基于其相对于其他体素的位置而推断。从形状规格330和材料规格332的合并而创建的体素的栅格能够为3-D物体的模型的示例。
在形状规格330的扫描-转换期间能够确定形状规格330是否是水密的(例如，气密)。如这里使用的，水密用于描述适于3-D打印的模型。水密模型表明模型中没有使该模型不适于3-D打印的孔、缝隙、或者缺失特征。如果体素的栅格不是水密的，则异常情况342被唤起，使得扫描-转换过程将结束并且参考应当被维修的一部分体素的栅格，以继续3-D物体的3-D打印。
扫描-转换还能够包括将与材料规格332关联的材料特性值变换为构成3-D物体的不同类型的材料和/或材料特性。也就是说，形状规格330和材料规格332的体素化334能够包括将体素与材料规格332中描述的材料和/或材料特性映射。
体素能够使用自下至上并行构造而被映射至材料类型和/或材料特性，以建立树形数据结构336，而同时为树形数据结构中的每个节点评估材料类型。自下至上并行构造能够包括遍历体素的栅格。例如，多个叶节点能够与体素的栅格关联。叶节点(例如，级别i)能够向上游遍历(例如，从叶节点向根节点)以在其父级(例如，层级i-1)找到非叶节点。节点阵列能够被创建以保持节点、叶节点。在层级i-1中叶节点的数量能够为非叶节点数量的八倍。树形结构中的每个层级(层级i-2…，层级i-Q)的节点能够被增加至节点阵列，直至到达根节点。
节点阵列能够被并行创建。也就是说，树形结构中的不同路径能够被并行遍历以将节点增加至节点阵列。在创建节点阵列以后，与叶节点关联的材料能够基于材料规格332而限定。分层传播能够被用于识别交叉体素，其指明材料特性的变化，并且将材料信息填入交叉体素之间的体素中。填充过程被规定为沿x轴线。但是，填充过程能够沿着任何预先限定的轴线。
在数个示例中，适于将体素栅格与材料和/或材料特性映射的树形数据结构能够为八叉树。八叉树能够存储形状规格330和材料规格332的体素化334的结果。
八叉树能够代表任意形状(例如，凸面、凹面、和/或具有孔)，并且能够携带节点属性以代表任何材料分布(例如材料类型和/或材料特性)。八叉树能够通过使用最大可能的体素代表同构区域而压缩体素数据结构。如这里使用的，当树形数据结构(例如，八叉树)中的多个相邻节点具有一致的形状、材料类型、和/或材料特性，而没有形状边界、材料类型边界和/或材料特性边界与该多个相邻节点交叉时，区域是同构的。
这里称为八叉树裁剪的另外的轻量后处理工序能够实施以进一步检查树以将相邻的同构节点合并为一个。用于存储树形数据结构的文件的可观的文件尺寸减小能够通过进行后处理八叉树裁剪而实现。进一步，树形数据结构序列化输出344(例如，反序列化)能够实施以允许将八叉树写至用于进一步使用或用于其它应用的文件中。也就是说，八叉树能够被序列化并且被输出以提供3-D物体的模板，其能够独立于特定3-D打印机上的3-D物体的打印而被引用。例如，创建为在第一3-D打印机上打印3-D物体的八叉树可被重复使用，以使用与第一3-D打印机不同的打印分辨率在第二3-D打印机上打印3-D物体，而不需要重新创建八叉树。
树形数据结构能够被缩放338后处理以满足特定3-D打印机的打印分辨率。如这里使用的，后处理指的是发生在树形数据结构336的构造以后的处理。也就是说，树形数据结构能够独立于树形数据结构336的构造而被缩放338。缩放338树形数据结构后处理提供重复使用树形数据结构以在多个3-D打印机上以不同的打印分辨率打印3-D物体的能力，而不需要多次重新构造树形数据结构。
在数个示例中，树形数据结构的缩放338能够使用多个处理器并行进行。通过检查并分割能够被物化的更深的异构性的叶节点、同时保留现存的树形数据结构，具有特定分别率的树形数据结构能够缩放至更高的分辨率。通过检查并合并可包括相似性的叶节点、同时保留现存的树形数据结构，具有特定分别率的树形数据结构还能够缩放至更低的分辨率。例如，树形数据结构的底层中的实心节点能够被合并以将树形数据结构缩放338至更低的分辨率。缩放338同时保留现存的树形数据结构这里是指适度的缩放，因为树形数据结构不被重新构造，而是使用之前存在的树形数据结构以进一步限定(例如，提供更高的分辨率)树形数据结构。
适度的缩放提供树形数据结构的有效处理。例如，树形数据结构能够使用形状规格330和材料规格332以默认分辨率一次计算和存储。使用树形数据结构，能够获得3-D打印机允许的打印分辨率和数个材料以打印3-D物体。打印分辨率和数个材料能够与树形数据结构的默认分辨率和树形数据结构中使用的数个材料比较。基于该比较，树形数据结构能够被缩放338以满足特定3-D打印机的分辨率。在数个示例中，树形数据结构能够在树形数据结构被缩放338以后被再评估以去除多余节点。
树形数据结构能够被切片340以向3-D打印机提供切片数据。树形数据结构能够在树形数据结构的构造336和/或树形数据结构的缩放338以后被切片340。如这里使用的，切片数据为树形数据结构中记录的数据的一部分。图6和图7提供切片数据的示例。
树形数据结构能够通过在数个CPU和/或GPU上实施树形数据结构的从上至下的遍历以及通过将相邻节点彼此关联而被切片340。相邻节点能够例如使用节点层级而被关联。也就是说，与树形数据结构关联的树分层能够被限定。在数个示例中，在树形数据结构336的构造期间、和/或树形数据结构的缩放338期间，与树形数据结构关联的树分层能够被限定在形状规格330和/或材料规格332的体素化334。实施树形数据结构和一组节点的从上至下遍历能够加速树形数据结构的切片340。
切片340树形数据结构能够包括识别切片平面的z坐标。切片平面的z坐标能够被用于遍历树形数据结构以识别被切片平面截取的相关节点。与相关节点关联的形状和材料属性能够被收集以构成切片数据。在数个示例中，切片数据能够被进一步分为每个材料类型数个位图，其能够被传输至打印机以驱动3-D物体的打印(例如，驱动材料沉积和物体形成)。图7提供将切片数据分为数个位图的示例。
向打印机提供346切片数据能够包括将切片数据逐步地串流至3-D打印机以能打印3-D物体。串流切片数据能够提供打印大型和复杂3-D物体的能力，而不需要过载与3-D打印机关联的打印机网络和存储。串流切片数据能够减少3-D打印机接收切片数据所使用的存储空间，因为串流至3-D打印机的切片数据不立即描述整个3-D物体，而是在给定时间提供3-D物体的一部分描述。
3-D打印机中的树形数据结构的切片将由安装在3-D打印机中的CPU和存储器限制。向3-D打印机上传切片数据将由安装在3-D打印机中的存储空间限制。
计算设备能够使用并行GPU切片树形数据结构。计算设备还能够将切片数据串流至3-D打印机。将切片数据串流至3-D打印机能够包括在给定时间串流单个切片或者多个切片。从切片数据串流至3-D打印机的切片速率能够与3-D打印机可用的存储空间以及使用3-D打印机打印一层的时间关联。例如，如果切片数据的第一切片能够被提供至3-D打印机，则在3-D打印机打印与该数据的切片关联的一部分3-D物体以后，数据的第二切片能够被提供至3-D打印机。
在数个示例中，切片数据能够被连续地串流至打印机，直至存储在3-D打印机的总未打印切片计数等于切片的特定数量(例如，由打印机中的存储极限限制的用户设定数量)。在数个示例中，已经打印的切片数据被丢弃。
先进先出队列能够用于存储3-D打印机中的串流切片。队列长度(N)能够由3-D打印机中的存储空间限制。3-D打印机能够从队列头拉出切片数据的一个切片(例如，当前切片)，打印拉出的切片，和/或丢弃打印的切片。如果队列中有空单元，3-D打印机能够从切片引擎226要求另外的切片数据。切片引擎226能够处理另外的切片并且将另外的切片提供至3-D打印机。
图4图示根据本公开的规格的示例。图4包括形状规格430和材料规格432，其与图3中的形状规格330和材料规格332相似。
形状规格430和材料规格432彼此独立。也就是说，形状规格430和材料规格432可彼此不一致。例如，形状规格430能够限定3-D物体的形状，而材料规格432能够限定形状规格430中限定的3-D物体的形状边界外侧的数个材料和/或材料特性。图4示出通过形状规格430的材料规格432的图像剪裁，以实现更好的视觉效果。这种剪裁不是必需的。在图4中，材料规格432是平面的和连续的3-D分布，其能够描述与3-D物体关联的材料类型和/或材料特性。
图5图示根据本公开的体素栅格的示例。图5图示3-D物体550、体素栅格554和多个个体体素552。
如图5中图示的，每个体素552由立方体代表。但是，其他形状能够被用于代表体素。多个体素552中的每个能够具有不同的尺寸。例如，体素栅格554的第一体素能够限定第一体积，而体素栅格554的第二体素能够限定第二体积。与体素栅格554和/或对应于体素栅格554的树形数据结构关联的分辨率能够由来自体素栅格554的最小体素限定。最小体素能够限定为体积、面积、材料类型和/或材料特性离散化、和/或提供用于比较体素的任何其他标准的形式。
在图5中，与给定体素552关联的体积能够降低以适应3-D物体550的形状。例如，与3-D物体550关联的第一形状可使用第一数量的体素552代表，其中第一数量的体素552中的每一个具有第一体积。与3-D物体550关联的没有第一形状复杂的第二形状可使用第二数量的体素552代表，其中第二数量的体素552中的每一个具有大于第一体积的第二体积。
图6图示根据本公开的切片数据的示例。图6示出沿特定的y轴线的切割660。特定的y轴线在这里也指建立方向。当切片数据被提供至3-D打印机时，3-D打印机通过固化由切片数据提供的数据而沿建立方向(例如，y轴线)打印3-D物体。在数个示例中，切割660能够沿不同的轴线。例如，切割660能够沿x轴线和/或沿z轴线。图6还示出沿特定平面截取的切片数据的切片662。切片平面能够垂直于建立方向。
切片662示出3-D物体的形状和与切片662关联的数个材料类型和/或材料特性。在数个示例中，切片662能够具有等于如树形数据结构所限定的一个体素或多个体素的厚度。切片662还能够具有独立于体素尺寸的厚度。切片厚度能够由两个相继切割的平面的z坐标的差限定。z坐标能够在3-D打印机以外规定。
图7图示根据本公开的数据的切片的示例。切片762与图6中的切片662相似。切片762限定能够与切片762关联的数个材料类型和/或材料特性。在图7中提供的示例中，772-1、772-2和772-3中的每个限定一部分切片762。
也就是说，切片762为三种不同材料类型(例如，材料的类型)的混合。切片762能够被分为部分772-1、772-2和772-3。部分772-1、772-2和772-3中的每个能够限定不同的材料类型。
部分772-1、772-2和772-3能够由3-D打印机使用以驱动打印机沉积与部分772-1、772-2和772-3关联的材料。例如，第一材料能够与部分772-1关联，第二材料能够与部分772-2关联，和/或第三材料能够与部分772-3关联。构成切片762的部分772-1、772-2和772-3能够沿相同的平面沉积。所有部分772-1、772-2和772-3的混合限定切片762。
部分772-1、772-2和772-3限定为形状规格和数个材料规格的形式。部分772-1、772-2和/或772-3这里是指部分772。本公开不被如此限制并且能够包括比这里描述的更多或更少的部分。
部分能够使用位图提供。也就是说，每个部分772能够为不同的位图，其能够被提供至3-D打印机用于打印3-D物体。
部分772能够共同限定切片762。将每个部分772与不同的材料类型和/或材料特性关联提供切片762中材料类型和/或材料特性的连续渐变。
图8图示根据本公开的从树形数据结构生成切片数据的方法的示例的流程图。如880所示，方法能够包括获得3-D物体的形状规格。形状规格能够为3-D物体的3-D模型。如882所示，方法能够包括获得3-D物体的形状规格。在数个示例中，形状规格和材料规格能够彼此独立。材料规格能够为材料和/或材料特性的3-D分布。在数个示例中，材料特性能够限定数个材料类型和/或材料类型的数个材料属性。
如884所示，方法能够包括合并形状规格和材料规格以创建3-D物体的树形数据结构表示。合并形状规格和材料规格能够包括从形状规格创建体素栅格并将材料规格与体素栅格映射。映射材料规格还能够包括将材料特性值从材料规格映射至体素栅格并将材料特性值分配至体素栅格。合并形状规格和材料规格还能够包括将体素栅格转换为树形数据结构。如886所示，方法能够包括从代表3-D打印机的树形数据结构生成切片数据。
在本公开中，参考形成为本公开的一部分的附图，其中通过图示的方式示出本公开的数个示例如何能够实践。这些示例足够详细地描述，以使得本领域普通技术人员能够实践此公开的示例，将理解的是其他示例能够使用，在不背离本公开的范围的情况下，能够进行过程、电子、和/或结构改变。
这里的附图遵从编号惯例，其中第一数字对应于附图号，剩下的数字识别图中的元件或组件。在这里各个图中示出的元件能够被增加、替换、和/或省略，从而提供本公开的数个另外的示例。图中提供的元件的比例和相对比例尺旨在图示本公开的示例，而不应当作为限制的意思。
说明书示例提供本公开的应用的描述以及系统和方法的使用。因为在不背离本公开的系统和方法的精神和范围的情况下能够制造许多示例，本说明书列举许多可能的示例配置和实施方式中的一些。
如这里使用的，“一”或“数个”某物能够指代一个或者更多此物。例如，“数个部件”能够指代一个或者更多部件。
Claims (14)
1.一种从树形数据结构生成切片数据的方法，包括：
获得3-D物体的形状规格；
获得3-D物体的材料规格；
合并该形状规格和该材料规格以创建体素栅格并且使用该体素栅格建立3-D物体的树形数据结构表示；和
从该树形数据结构生成切片数据。
2.如权利要求1所述的方法，其中该材料规格独立于该形状规格。
3.如权利要求1所述的方法，其中该材料规格为材料的3-D分布。
4.如权利要求3所述的方法，其中该材料规格描述与3-D物体关联的材料的多种特性。
5.如权利要求4所述的方法，其中材料的多种特性包括与3-D物体关联的材料的种类。
6.如权利要求1所述的方法，其中合并该形状规格和该材料规格包括：
将材料特性值从该材料规格映射至该体素栅格；和
将该材料特性值分配至该体素栅格。
7.一种非暂时性机械可读取介质，存储用于从树形数据结构生成切片数据的指令，该指令能够由机器执行以使该机器：
获得3-D物体的至少一个形状规格；
获得3-D物体的至少一个材料规格；
合并该至少一个形状规格和该至少一个材料规格，以创建体素栅格并且使用该体素栅格建立3-D物体的八叉树表示；
从该八叉树合并相邻的同构节点以裁剪该八叉树；和
从该八叉树生成切片数据。
8.如权利要求7所述的介质，其中该至少一个材料规格不与该至少一个形状规格一致。
9.如权利要求7所述的介质，其中能够执行以合并该至少一个形状规格和该至少一个材料规格的指令包括用于将来自该至少一个形状规格的一形状规格与来自该至少一个材料规格的多个材料规格合并的指令。
10.如权利要求7所述的介质，其中能够执行以合并该至少一个形状规格和该至少一个材料规格的指令包括用于将来自该至少一个材料规格的一材料规格与来自该至少一个形状规格的多个形状规格合并的指令。
11.如权利要求7所述的介质，其中能够执行以合并该至少一个形状规格和该至少一个材料规格的指令包括用于以下的指令：
将该形状规格缩放至与该材料规格关联的分辨率；和
将六个自由度从该至少一个形状规格固定至该至少一个材料规格。
12.一种用于从树形数据结构生成切片数据的系统，包括：
规格引擎，用于：
获得3-D物体的多个形状规格；
获得3-D物体的多个材料规格；合并引擎，用于合并该多个形状规格和该多个材料规格，以创建体素栅格并且使用该体素栅格建立3-D物体的八叉树表示；缩放引擎，用于将该八叉树缩放至与3-D打印机关联的分辨率；和
切片引擎，用于从该八叉树向该3-D打印机提供切片数据。
13.如权利要求12所述的系统，其中该缩放引擎：
在该八叉树中分隔单元，以提供高于未分隔的单元的分辨率；和
合并该八叉树的底层中的单元以提供较低的分辨率。
14.如权利要求12所述的系统，其中该缩放引擎使用已经存在的八叉树来缩放该八叉树，而不从该多个形状规格和该多个材料规格重新创建八叉树。
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