CN107209499A - 生成子物体的控制数据 - Google Patents

Abstract

在一个示例中，描述了用于生成用于生产三维物体的控制数据的方法。获得三维物体的模型作为体素的阵列，并且针对每个体素确定该体素是否包括三维物体的第一子物体的一部分或第二子物体的一部分。每个第一子物体体素被映射到定义该体素的打印材料数据的体积覆盖表示。将第二子物体体素映射到定义第二子物体的体素的公共打印材料数据的体积覆盖表示。从用于每个第一子物体体素的打印材料数据生成用于打印第一子物体的控制数据。根据第二子物体的体积覆盖表示来生成用于打印第二子物体的控制数据。

Description

生成子物体的控制数据

背景技术

由增材制造工艺生成的三维物体是以逐层方式形成的。在增材制造的一个示例中，通过聚结和固化构造材料层的部分来生成物体。在示例中，构造材料可以是粉末、流体或片材的形式。预期的聚结、固化和/或物理属性可以通过将试剂打印到构造材料层上来实现。可以将能量施加到涂覆有在冷却后聚结并固化的试剂的构造材料和层。在其他示例中，三维物体可以通过使用固化以形成物体的挤压塑料或喷涂材料作为构造材料来生成。

生成三维物体的一些打印工艺使用从三维物体的模型生成的控制数据。例如，该控制数据可以指定用于将试剂施加到构造材料的位置，或者构造材料本身可以被放置在何处，以及将被施加的量。

附图说明

为了更完整的理解，现在参考结合附图的下列描述，在附图中：

图1是用于生成用来产生三维物体的控制数据的方法的示例的流程图；

图2是用于生成用于三维物体的子物体的控制数据的方法的示例的流程图；

图3是用于生成用于三维物体的子物体的控制数据的方法的另一示例的流程图；

图4是用于生成用来产生三维物体的控制数据的装置的示例的简化示意图；

图5和图6是图4的用于生成用来产生三维物体的控制数据的装置的模块的示例；以及

图7是处理器和存储器的示例的简化示意图。

具体实施方式

本文描述的一些示例提供用于生成可以被用来产生三维物体的控制数据的装置和方法。一些示例允许具有各种指定物体属性的任意三维内容被处理和使用以生成三维物体。这些物体属性可以包括外观属性(颜色、透明度、光泽度等)、电导率、密度、孔隙率和/或诸如强度的机械属性。

在本文的一些示例中，三维空间的特征在于“体素”，即三维像素，其中每个体素占据离散的体积。当产生模拟三维物体的数据时，给定位置处的体素可以具有至少一个特性。例如，它可以是空的，或者可以具有特定的颜色，或者可以表示特定的材料或特定的物体属性等。在一些示例中，体素类似于将被生成的物体内的可寻址位置。

在某些示例中，处理表示三维物体的数据以生成物体的至少一部分的体积覆盖表示。在一些示例中，体积覆盖表示定义打印材料数据。打印材料数据可以提供将被沉积在特定的位置或区域处的打印材料(诸如试剂，试剂将被打印到构造材料层上，或在一些示例中为造材料本身)及其组合物(如果需要的话)的量的指示。打印材料数据可以被指定为成比例的体积覆盖(例如，构造材料层的区域的X％应具有施加到其上的试剂Y)。打印材料可以与物体属性相关，或者可以被选择以提供物体属性，该物体属性诸如例如颜色、透明度、柔韧性、弹性、刚性、表面粗糙度、孔隙率、导电性、层间强度、密度等。

可以使用半色调技术来确定如在控制数据中指定的应当施加每一打印材料(例如，一滴试剂)的实际位置。

在一个示例中，描述物体的一组体素可以与一组材料(或材料组合物)体积覆盖(Mvoc)矢量相关联。在简单的情况下，这种Mvoc矢量可以指示三维空间的给定区域的X％应具有施加到其上的特定的试剂，而(100-X)％应该不含试剂。然后，Mvoc矢量可以提供用于“半色调”处理的输入，以生成可以由增材制造系统用来产生三维物体的控制数据。例如，为了产生特定的材料属性，可以确定构造材料层(或层的一部分)的25％应具有施加到其上的特定的试剂。半色调处理例如通过将每个位置与在半色调阈值矩阵中提供的阈值进行比较来确定要在何处沉积试剂滴以提供25％的覆盖。

在一些示例中，表示三维结构或物体的平面的数据被“栅格化”，即，被转换成一系列离散位置。栅格化平面可以采用控制数据可以被提供至的三维打印装置的可打印分辨率。

图1示出用于生成用来产生三维物体的控制数据的方法。在方框102中，获得表示三维物体的模型的体素阵列。确定每个体素是否包括三维物体的第一子物体的一部分或第二子物体的一部分(方框104)。在一些示例中，第一子物体将被生成为第一标准，而第二子物体将被生成为第二标准，其中第一标准比第二标准被更精确地指定(即，具有更高的特异性)。在一个示例中，第一子物体包括物体的以高细节水平表示的外部区域，而第二子物体包括子物体的可能不可见并且因此在该示例中用于制造的特异性被降低的内部区域。然而，第一子物体和第二子物体可以表示物体的任何部分，并且实际上可以存在多于两个的子物体。在一个示例中，第二子物体可以被定义为三角形表面。可以确定一些体素既不属于第一子物体也不属于第二子物体并/或属于另一子物体。

在一些示例中，可以处理表示物体的体素阵列，以生成三维模型物体的平面的栅格化表示。因此，以分层方式对模型进行处理，这是用于控制以分层方式操作的增材制造装置的合适形式。如果已经生成这种表示，则实际上可以将体素作为像素来处理。

在方框106中，将每个第一子物体体素(即，被确定为包括第一子物体的一部分的每个体素)映射到定义该体素处的打印材料数据的体积覆盖表示。映射可以例如基于与该体素相关联的物体属性数据。

在方框108中，将被确定为包括第二子物体的一部分的体素全部映射到定义用于第二子物体的公共打印材料数据的体积覆盖表示。在一些示例中，映射可以基于与第二子物体体素中的至少一个相关联的物体属性数据，例如包含在描述三维物体的模型的数据内的物体属性数据。在其他示例中，体积覆盖表示可以从被提供有物体模型数据的物体属性数据以外的源导出，例如存储在存储器中的体积覆盖表示，或者被生成以提供诸如特定的物体强度、颜色等至少一个物体属性。

在一个示例中，打印材料数据可以包括将被施加以形成体素/子物体的一组可用打印材料(诸如试剂(或其组合物))的一种或多种比例。在另一示例中，不是将体素映射到指定要使用的所有打印材料的体积覆盖表示，而是可以单独地确定用于每一打印材料的覆盖水平。在一些示例中，数据可以涉及与打印材料相关联的物理属性。在一些示例中，打印材料数据可以基于关于要生成的对象和/或“全局”属性接收到的信息，诸如要在给定体积中存在以创建具有诸如最小强度特性的特性物体的材料的最小量。

然后生成用于第一子物体体素的控制数据(方框110)。在一个示例中，这可以通过将用于每个第一子物体体素并且被表达为体积覆盖的打印材料数据与用于生成用来打印第一子物体的控制数据的阈值矩阵中的阈值进行比较来实施。在一个示例中，半色调阈值矩阵包含阈值阵列。在一个示例中，阈值用于实施将阈值矩阵的值与体积覆盖表示的值进行比较，并且基于比较来选择单个“状态”(即，打印材料或打印材料组合物)的半色调操作。这种矩阵可以以例如但不限于基于诸如抖动、聚类、空隙和簇、误差扩散、绿噪声型分布等的任何方式来确定或预定。

根据用于第二子物体的体积覆盖表示来生成控制数据(方框112)。在一些示例中，创建适用于提供专用于第二子物体的体积覆盖的控制数据的体积(这可以被认为是创建控制数据以生成具有作为至少第二子物体的体积的体积的任意物体)，然后使用该数据和第二子物体体积的交叉来提供用于生成第二子物体的控制数据。关于图2和图3描述用于第二子物体的控制数据生成方法的示例。

子物体因此被不同地处理：用于第一子物体的控制数据以逐点(逐体素)的方式来确定。然而，第二子物体的体素以聚结式或体积式方式来处理。考虑另一种方式，第二子物体被作为整体处理，而不是逐点地处理。在一些示例中，与第一子物体的体素相关联的物体属性数据被用来生成用于第一子物体的控制数据，但是可以不使用或者可以不针对每个体素使用用于第二子物体体素的物体属性数据。在一个示例中，用于第一子物体的打印材料数据可以随着第一子物体体积而变化(即，取决于例如物体属性数据，其可以针对不同的体素而不同)，而第二子物体的打印材料数据对于整个子物体体积是共同的。因此，对于第二子体积的处理需求可以小于对于第一子体积的处理需求。这可能导致节省时间和/或资源。

在其他示例中，可以存在任何数量的子物体，其可以按体积或以逐体素的方式来处理。

如关于方框104所描述的，可以确定体素包括第一子物体的一部分或第二子物体的一部分。在一些示例中，体素可以与指示它们是否属于第一子物体或第二子物体的数据标签相关联。例如，体素可以是诸如计算机辅助设计(CAD)应用的三维设计软件的输出。物体的区域可以已经例如由用户或通过一些分析处理进行标记。在这种情况下，确定包括读取这种标签。

然而，在其他示例中，确定体素所属的子物体可以包括分析物体。在一个示例中，这可以包括识别物体的内部的可以映射到特定的恒定材料体积覆盖的最大体积(即，要在整个体积上施加的公共材料属性，这不需要是连续的)，因为这可以作为物体的原始设计不打算对该区域给予详细关注的指示。通过识别所有相邻体素也被填充的填充体素，可以将内部与外部区分开。在另一示例中，第二子体积可以被识别为“内芯”，例如以将其与“外壳”部分区分开。在这种示例中，可以将内芯作为整体确定为物体的较小的比例缩放，或通过考虑内切的“α形状”来定义凸包。在另一示例中，可以使用排斥力函数(其模拟将电荷放置在物体的外表面上以识别物体的中心构架的位置的理论效果)。

图2更详细地示出了方框112的处理的示例。在方框202中，确定包围第二子物体的长方体的尺寸。生成分散在长方体上的一组随机点(方框204)。可以根据第二子物体的体积覆盖表示和用于生成物体的装置的分辨率来确定所生成的点的数量。作为示例，假设第二子物体以被放置在特定位置中的试剂A的单个液滴的20％的概率来打印。可以从要打印的层的数量和打印分辨率计算要生成的点的数量。例如，如果物体以100层来打印并且每层以600dpi的分辨率来打印，则可以确定包围长方体的可寻址点的总数量，并且将该数量的20％确定为点的数量。可能的是，点的精确数量不是关键的，并且可以使用例如针对一定范围的体积覆盖值预先计算的近似值。

在一些示例中，可以使用打印材料的组合物。在这种示例中，随机样本可以在它们的位置中是随机的，并且也可以在它们的连续色调值上是随机的。连续色调值可以例如被生成为体积覆盖(概率)加权的随机索引。例如，如果使用两种试剂/墨水，其中第一种为15％的概率并且第二种为5％的概率，则可以生成点的单个20％白噪声随机分布，使得这些点中的3/4与第一种相关联并且1/4与第二种相关联。以这种方式，可以在多个打印材料之间分割随机生成的点的单个组，而不必生成点的每试剂组，其中在两个组之间可以存在干扰。

在方框206中，针对每个点确定该点是否被包含在第二子物体内。在数学方面，这包括确定点阵列和构成第二子物体的体素/可寻址位置的阵列的交叉。对于包含在第二子物体的体积内的每个点，确定指示在该点处将沉积至少一个试剂的控制数据。

这为第二子物体体积有效地提供预先计算的“半色调”处理，而不需要对每个像素/体素进行半色调处理(例如，通过与阈值进行比较)。如果关于三维体积确定数据，则当以分层方式打印时，可以通过将值“快拍(snapping)”到层上来有效地量子化半色调(例如，对于层42，其中z＝42，它将包含z坐标在42的某一阈值内的所有点)。

图3中描述了用于实施方框112的处理的另一示例。在方框302中，生成可拼接多面体(例如长方体或四面体等)，其包含产生专用于第二子物体的打印材料的比例的控制数据(即，基于对于所有第二子物体体素是共同的打印材料数据)。例如，多面体的可寻址位置的20％可以被填充以指示试剂应该被沉积在该位置。多面体可以是空间填充的多面体(即，可以被堆叠或拼接，而不在多面体之间留下空间)。然后将这种多面体进行拼接，使得被拼接的多面体组可以包围第二子物体体积(方框304)。然后可以将该“堆叠的多面体”体积与第二子物体体积交叉(方框306)。在它们重叠的地方，来自多面体组的控制数据被用于提供第二子物体体积中的相同位置的控制数据，从而用控制数据有效地“填充”第二子物体体积。

图2和图3两者的方法均允许以“体积”为基础将控制数据分派给第二子物体，而不是如可以针对第一子体积实施的那样针对阈值矩阵实施逐点阈值化。相反，产生足够的控制数据以整体打印第二子物体体积，并且然后将该数据(在一些示例中为该数据的一部分)用作打印第二子物体的控制数据。

如上所述，在一些示例中，第一子物体可以是物体的壳体或外部(并且可能是可见的)部分。物体的壳体可以预期具有诸如颜色、光泽度、粒度/平滑度等属性，而在一个示例中，内部没有被指定为具有这些属性中的任何一个。它可以反而具有可以在较大的体积上共享的较小的规格，例如用于具有一定刚性/柔韧性的整个物体的总体规格。

图4是用于生成用来产生三维物体的控制数据的装置400的表示。装置400包括接口402、分类模块404、映射模块406、半色调模块408和控制数据分配模块410。该示例中的装置400进一步包括图像处理器411。

接口402接收将三维物体的模型414表示为体素阵列的数据412。在附图的示例中，模型414是人类头部的模型。数据412可以例如在三维坐标系中定义物体的全部或一部分(例如，物体的实心部分)的形状和范围，并且可以由计算机辅助设计(CAD)应用来生成。它可以由定义模型物体414的至少一部分的三维模型的数据和定义要生成的三维物体的至少一个物体属性的相关联的属性数据组成。这种物体属性数据可以包括要生成的物体的至少一部分的颜色、柔韧性、弹性、刚度、表面粗糙度、孔隙率、层间强度、密度、导电性等的任何组合，并且可以取决于用来生成物体的构造材料或试剂的类型。物体属性数据可以包括用于要生成的物体的至少一部分的其他材料属性，并且可以例如针对要生成的物体的整体(例如全局属性数据)被定义，或者针对要生成的物体的一个或多个部分(例如局部属性数据)被定义。这种物体属性数据被用来定义物体的一部分或多个部分的多个物体属性。

在一个示例中，数据412可以包括在三维(本文中也称为[x,y,z])空间中被定义的体素。给定体素可以具有指示在该位置处是否存在模型物体414的一部分的关联数据。如上所述，物体属性数据可以包括全局和局部物体属性数据中的至少一种，例如在物体属性数据中定义的某些物体属性值可以与定义物体的每个体素相关联，并/或某些物体属性值可以与一组体素相关联，例如，范围从各个体素到与物体相关联的所有体素。在一个示例中，表示三维物体的数据包括具有在模型内的每个位置(例如，在每个[x,y,z]坐标)处指定的至少一种材料属性的三维物体的模型。

分类模块404将体素表征为包括三维物体的第一子物体的一部分或第二子物体的一部分。在该示例中，物体被分类为包括外部外壳416和内芯418的子物体，其中内芯418是模型本身的缩放版本。

映射模块406将第一子物体(即，外部外壳416)的每个体素映射到在每个体素处定义打印材料数据的体积覆盖表示。映射模块406还将第二子物体体素(即，表示内芯418的那些)映射到定义用于第二子物体体素的公共打印材料数据的体积覆盖表示。在一些示例中，第一子物体体素的映射可以基于与该体素相关联的物体属性数据。第二子物体体素的映射可以基于公共物体属性数据，该公共物体属性数据在一些示例中可以基于与至少一个子物体体素相关联的物体属性数据或从该物体属性数据导出，或者以一些其他方式确定，诸如从存储器检索。在其他示例中，可以预定义用于第二子物体的打印材料数据/体积覆盖表示。

打印材料数据例如可以表示为在该位置处的一组可用打印材料的至少一种比例，并且可以是Mvoc矢量物体。这种Mvoc矢量可以具有多个值，其中每个值定义用于三维物体层的可寻址区域中的每种材料或其组合物(“材料主要”或“MP”)的比例。例如，在具有两种可用材料-M1和M2的增材制造系统中，其中每种材料可以独立地沉积在三维物体层的可寻址区域中，在给定的Mvoc矢量中可以存在2²(即四种)比例：用于有M1而没有M2的第一比例；用于有M2而没有M1的第二比例；用于M1和M2的上沉积的第三比例，例如M2沉积在M1上，反之亦然；以及用于M1和M2两者均不存在的第四比例。在这种情况下，Mvoc矢量可以是：[M1,M2,M1M2,Z]或具有示例值[0.2,0.2,0.5,0.1]-即在z切片中的给定[x,y]位置中，20％有M1而没有M2，20％有M2没有M1，50％有M1和M2，以及10％为空的。由于每个值都是一定比例，并且该组值表示可用材料组合物，因此每个矢量中的一组值总和为1或100％。

在该示例中，Mvoc矢量对于整个第二子物体(内芯418)是相同的。

在该示例中，半色调模块408将用于第一子物体的每个体素的打印素材数据与阈值矩阵的阈值进行比较，以生成用于打印第一子物体的控制数据。这种矩阵可以以例如但不限于基于诸如抖动、聚类、空隙和簇、误差扩散、绿噪声型分布等的任何方式来预先确定。

控制数据分配模块410生成并分配用于第二子物体的控制数据。在一个示例中，控制数据分配模块410生成控制数据的体积，其将导致具有由第二子物体的体积覆盖表示产生的属性的物体体积，其定义用于第二子物体的所有体素的公共打印材料数据。该控制数据的体积可以与第二子物体交叉，以提供用于生成第二子物体的控制数据。以另一种方式看，控制数据分配模块410可以生成用于生成具有一定体积的任意物体的控制数据，该体积至少是第二子物体的体积，并且使用控制数据的一部分作为用于生成第二子物体的控制数据。下面关于图5和图6来描述控制数据分配模块410的示例。

图4的装置400进一步包括图像处理器411。在一些示例中，可以关于三维数据实施操作。然而，在该示例中，图像处理器411访问表示模型的数据412，并且生成三维模型物体414的平面的栅格化表示。例如，图像处理器411可以生成三维物体的模型的平行平面的切片，该切片随后被栅格化。

每个切片可以涉及增材制造系统中的相应的构造材料层的一部分。在使用三坐标系的三维空间中，例如，使用[x,y,z]坐标，这些平行平面可以是z切片，平行于x轴和y轴的平面。每个z切片可以包括具有公共的z坐标并且在x和y维度上延伸的模型的部分。z切片的数量可以取决于z维度上的细节的分辨率和/或构造材料层的输出分辨率。

在一个示例中，图像处理器411输出多个二维光栅物体，每个二维光栅物体表示定义模型物体414的三维空间的平面。这些二维光栅物体中的每个可以包括诸如位图的图像。在一些示例中，映射模块406将至少一个Mvoc矢量与光栅物体中的每个位置相关联。例如，每个光栅物体可以包括在x和y维度上延伸的一组像素；然后可以将每个像素与至少一个Mvoc值相关联。在一种情况下，每个像素可以与至少一种材料属性相关联。在材料属性中的一种定义颜色的情况下，可以在颜色空间中定义颜色，该颜色空间诸如：单色连续色调空间，例如，灰度；红、绿、蓝(RGB)颜色空间；国际照明委员会(CIE)1931XYZ颜色空间，其中使用三个变量(′X′，′Y′和'Z'或三色刺激值)来模拟颜色；CIE 1976(L*，a*，b*-CIELAB或'LAB')颜色空间，其中三个变量表示亮度('L')和相对的颜色维度('a'和'b')；或任何其他颜色空间或导出的颜色空间。这些颜色空间中的颜色值可以包括连续色调值，例如，在预定义的值范围内的值。例如，在简单的情况下，RGB颜色值可以包括三个8位值；因此，每个红、绿、和蓝值可以在0至255的范围内。材料属性可以被隐含地和/或明确地定义并且可以包括以下等中的至少一个：指示将使用的可用构造材料的值；柔韧性值；弹性值；刚度值；表面粗糙度值；孔隙率值；强度值和密度值。例如，直接或明确的定义可以是“放置X％的材料Y、Z％的材料Q”，间接或隐含的定义可以指定特定的材料属性，例如X的颜色或Y的刚度，并且导致到可用材料的明确组合物的映射。

在这种示例中，以类似于像素的方式来处理体素。然而，由于由增材制造装置产生的层具有厚度，所以控制数据中的每个数据点与空间中的体积(即，体素)有关。

图5中描述了控制数据分配模块410的第一示例。

在图5的示例中，控制数据分配模块410'包括体积生成器502以生成能够包围第二子物体体积的长方体504。模块410'还包括随机点生成器506，用于生成分散在长方体上的一组随机点，其中根据体积覆盖表示来确定所生成的点的数量，例如以上关于图2所述。这导致可以被用来产生长方体体积508的控制数据。控制数据模块510分配指示将对于包含在第二子物体内的每个点至少沉积一种打印材料的控制数据，从而使用控制数据的一部分作为用于生成第二子物体512的控制数据。

图6中描述了控制数据分配模块410的第二示例。控制数据分配模块410”包括存储至少一个可拼接多面体604(在该示例中为立方体)的存储器602。多面体604中填充有用于控制增材制造装置以根据专用于第二子物体的体积覆盖表示来生成物体的控制数据。在存储器602中可以保存若干这种多面体，例如具有不同的基本形式或形状，或者用于指定打印材料的不同体积覆盖。

控制数据分配模块410”进一步包括堆叠模块606以堆叠可拼接多面体604从而提供可以包含第二子物体体积的多面体组608。还提供交叉模块610以将拼接的多面体组和第二子物体体积交叉，并且使用交叉区域中的控制数据作为用于生成第二子物体体积的控制数据。

本公开中的示例可以作为方法、系统或机器可读指令来提供，诸如软件、硬件、固件等的任何组合。这种机器可读指令可以被包含在其中或其上具有计算机可读程序代码的计算机可读存储介质(包括但不限于磁盘贮存器、CD-ROM、光贮存器等)上。

参考根据本公开的示例的方法、设备和系统的流程图和/或框图来描述本公开。尽管上述流程图示出特定的执行顺序，但是执行顺序可能与所述的顺序不同。关于一个流程图描述的方框可以与关于另一个流程图描述的方框组合。应当理解，流程图和/或框图中的每个流程和/或方框以及流程图和/或框图中的流程和/或示图的组合可以通过机器可读指令来实现。

机器可读指令可以例如由通用计算机、专用计算机、其他可编程数据处理设备的嵌入式处理器或多个处理器执行，以实现在说明书和附图中描述的功能。具体地，处理器或处理装置可以执行机器可读指令。因此，所述的装置和模块的功能模块可以由执行存储在存储器中的机器可读指令的处理器或者根据嵌入在逻辑电路中的指令操作的处理器来实现。术语“处理器”将被广泛地解释为包括CPU、处理单元、ASIC、逻辑单元或可编程门阵列等。方法和功能模块可以全部由单个处理器执行或提供，或者可以在若干处理器之间划分。

图7示出了与存储器702相关联的处理器700的示例。存储器包括由处理器700可执行的计算机可读指令704。指令704包括：

指令706，用于将三维物体的表示的体素分类为表示第一子物体或第二子物体；

指令708，用于将每个第一子物体体素映射到定义在每个体素处的打印材料数据的体积覆盖表示，该映射逐体素地实施；

指令710，用于将第二子物体体素映射到定义用于第二子物体的体素的公共打印材料数据的体积覆盖表示；

指令712，用于通过对第一子物体的体积覆盖表示进行半色调处理来生成用来生成第一子物体的控制数据；

指令714，用于生成用来根据第二子物体的体积覆盖表示生成任意物体的控制数据，其中任意物体的体积至少是第二子物体的体积；以及

指令716，用于使用任意物体的控制数据作为用于生成第二子物体的控制数据。

这种机器可读指令还可以存储在可以引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定模式操作的计算机可读存储装置中。

这种机器可读指令还可以被加载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得计算机或其他可编程数据处理设备执行一系列操作以产生计算机实现的处理，因此在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现由流程图中的流程和/或框图中的方框指定的功能的手段。

此外，本文的教导可以以计算机软件产品的形式来实现，该计算机软件产品被存储在存储介质中并且包括用于使计算机设备实现本公开的示例中所记载的方法的多个指令。

虽然已经参考某些示例描述了方法、装置和相关方面，但是在不脱离本公开的精神的情况下，可以进行各种修改、变化、省略和替换。应该注意，上述示例说明而不是限制本文所描述的内容，并且本领域技术人员将能够设计许多替换的实施方式而不脱离所附权利要求的范围。具体地，来自一个示例的特征或方框可以与另一示例的特征/方法组合或由另一示例的特征/方法替换。

单词“包括”不排除存在除了权利要求中所列出的元件之外的元件，“一”不排除多个，并且单个处理器或其他单元可以实现在权利要求中记载的若干单元的功能。

关于一个示例描述的特征可以与关于另一示例描述的特征组合或由关于另一示例描述的特征替换。

任何从属权利要求的特征可以与任何独立权利要求或其他从属权利要求的特征组合。

Claims (15)

1.一种生成用于产生三维物体的控制数据的方法，所述方法包括：

获得表示所述三维物体的模型的体素的阵列；

针对每个体素确定所述体素是否包括所述三维物体的第一子物体的一部分或第二子物体的一部分；

将每个第一子物体体素映射到定义用于该体素的打印材料数据的体积覆盖表示；

将所述第二子物体体素映射到定义用于所述第二子物体体素的公共打印材料数据的体积覆盖表示；

从定义用于每个第一子物体体素的打印材料数据的体积覆盖表示生成用于打印所述第一子物体的每个体素的控制数据；

根据所述第二子物体的体积覆盖表示生成用于打印所述第二子物体的控制数据。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一子物体将被生成为比所述第二子物体高的特异性。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一子物体包括所述物体的外部区域，并且所述第二子物体包括所述物体的内部区域。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，确定一体素是否包括所述三维物体的第一子物体的一部分或第二子物体的一部分包括：识别所述物体的内部的能够映射到特定的恒定体积覆盖表示的最大体积。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，确定一体素是否包括所述三维物体的第一子物体的一部分或第二子物体的一部分包括：确定与每个体素相关联的标签的等同性。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，确定一体素是否包括所述三维物体的第一子物体的一部分或第二子物体的一部分包括：(i)按照所述物体的成比例缩放来确定内芯；(ii)使用用于定义凸包的α形状来确定内芯；或者(iii)使用排斥力函数来确定内芯，并且其中所述内芯中的体素被确定为所述第二子物体的一部分。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，生成用于所述第二子物体的控制数据包括：根据所述第二子物体的体积覆盖表示生成用于生成任意三维物体的控制数据，其中所述任意物体的体积至少是所述第二子物体的体积。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，生成用于所述第二子物体的控制数据包括：

确定包围所述第二子物体的长方体的尺寸；

生成分散在所述长方体上的一组随机点，其中所生成的点的数量使用所述第二子物体的体积覆盖表示和用于生成所述物体的装置的分辨率来确定；

针对每个点确定该点是否被包含在所述第二子物体内，并且如果是，则确定指示将在该点处沉积打印材料的控制数据。

9.根据权利要求1所述的方法，其中，生成用于所述第二子物体的控制数据包括：

接收填充有基于所述第二子物体的体积覆盖表示的控制数据的可拼接的多面体；

拼接所述多面体以形成能够包围第二子物体体积的拼接多面体组；

将所述拼接多面体组与所述第二子物体体积交叉；

使用来自所述交叉区域的控制数据作为用于所述第二子物体的控制数据。

10.根据权利要求1所述的方法，包括处理所述体素的阵列以生成所述三维物体的一平面的栅格化表示。

11.一种生成用于产生三维物体的控制数据的装置，所述装置包括：

接口，用于接收将所述三维物体的模型表示为体素的阵列的数据；

分类模块，用于将所述体素分类为包含所述三维物体的第一子物体的一部分或第二子物体的一部分；

映射模块，用于将每个第一子物体体素映射到定义每个第一子物体体素处的打印材料数据的体积覆盖表示，并且将第二子物体体素映射到定义用于所述第二子物体体素的公共打印材料数据的体积覆盖表示；

半色调模块，用于对所述第一子物体体积覆盖表示进行半色调处理以生成用于打印所述第一子物体的控制数据；

控制数据分配模块，用于根据所述第二子物体的体积覆盖表示生成用于所述第二子物体的控制数据，并将所述控制数据分配为用于打印所述第二子物体的控制数据。

12.根据权利要求11所述的装置，进一步包括：

图像处理器，用于生成所述三维模型物体的一平面的栅格化表示。

13.根据权利要求11所述的装置，其中，所述控制数据分配模块包括：

体积生成器，用于生成包围第二子物体体积的长方体；

随机点生成器，用于生成分散在所述长方体上的一组随机点，其中所生成的点的数量根据所述第二子物体的体积覆盖表示来确定；

控制数据模块，用于为包含在所述第二子物体内的每个点分配指示将在该点处沉积打印材料的控制数据。

14.根据权利要求11所述的装置，其中，所述控制数据分配模块包括：

存储控制数据的存储器，用于使增材制造装置根据所述第二子物体的体积覆盖表示生成可拼接的多面体；

堆叠模块，用于生成控制数据以使增材制造装置生成能够包含第二子物体体积的堆叠多面体组；

交叉模块，用于将所述控制数据交叉以生成所述多面体组和所述第二子物体体积，并且使用交叉区域中的控制数据作为用于生成所述第二子物体体积的控制数据。

15.一种编码有由处理器可执行的指令的非暂时性计算机可读存储介质，所述指令包括：

用于将三维物体的表示的体素分类为表示第一子物体或第二子物体的指令；

用于逐体素地将每个第一子物体体素映射到定义所述体素处的打印材料数据的体积覆盖表示的指令；

用于将第二子物体体素映射到定义用于所述第二子物体的体素的公共打印材料数据的体积覆盖表示的指令；

用于生成用来生成所述第一子物体的控制数据的指令，所述控制数据从所述第一子物体的体积覆盖表示生成；

用于根据所述第二子物体的体积覆盖表示生成用来生成任意物体的控制数据的指令，其中所述任意物体的体积至少是所述第二子物体的体积；以及

用于使用所述任意物体的控制数据的至少一部分作为用于生成所述第二子物体的控制数据的指令。