CN107250972B - 确定用于3d打印的半色调机制 - Google Patents

确定用于3d打印的半色调机制 Download PDF

Info

Publication number
CN107250972B
CN107250972B CN201580074466.9A CN201580074466A CN107250972B CN 107250972 B CN107250972 B CN 107250972B CN 201580074466 A CN201580074466 A CN 201580074466A CN 107250972 B CN107250972 B CN 107250972B
Authority
CN
China
Prior art keywords
halftone
data
scheme
property
object property
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201580074466.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107250972A (zh
Inventor
彼得·莫罗维奇
贾恩·莫罗维奇
J·M·加西亚·雷耶罗·维纳斯
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hewlett Packard Development Co LP
Original Assignee
Hewlett Packard Development Co LP
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hewlett Packard Development Co LP filed Critical Hewlett Packard Development Co LP
Publication of CN107250972A publication Critical patent/CN107250972A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107250972B publication Critical patent/CN107250972B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/4097—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by using design data to control NC machines, e.g. CAD/CAM
    • G05B19/4099—Surface or curve machining, making 3D objects, e.g. desktop manufacturing
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/12—Digital output to print unit, e.g. line printer, chain printer
    • G06F3/1201—Dedicated interfaces to print systems
    • G06F3/1202—Dedicated interfaces to print systems specifically adapted to achieve a particular effect
    • G06F3/1203—Improving or facilitating administration, e.g. print management
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N1/00—Scanning, transmission or reproduction of documents or the like, e.g. facsimile transmission; Details thereof
    • H04N1/40—Picture signal circuits
    • H04N1/405—Halftoning, i.e. converting the picture signal of a continuous-tone original into a corresponding signal showing only two levels
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y50/00—Data acquisition or data processing for additive manufacturing
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/12—Digital output to print unit, e.g. line printer, chain printer
    • G06F3/1201—Dedicated interfaces to print systems
    • G06F3/1223—Dedicated interfaces to print systems specifically adapted to use a particular technique
    • G06F3/1237—Print job management
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/12—Digital output to print unit, e.g. line printer, chain printer
    • G06F3/1201—Dedicated interfaces to print systems
    • G06F3/1278—Dedicated interfaces to print systems specifically adapted to adopt a particular infrastructure
    • G06F3/128—Direct printing, e.g. sending document file, using memory stick, printing from a camera
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K15/00—Arrangements for producing a permanent visual presentation of the output data, e.g. computer output printers
    • G06K15/02—Arrangements for producing a permanent visual presentation of the output data, e.g. computer output printers using printers
    • G06K15/18—Conditioning data for presenting it to the physical printing elements
    • G06K15/1801—Input data handling means
    • G06K15/1822—Analysing the received data before processing
    • G06K15/1823—Analysing the received data before processing for evaluating the resources needed, e.g. rasterizing time, ink, paper stock
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N1/00—Scanning, transmission or reproduction of documents or the like, e.g. facsimile transmission; Details thereof
    • H04N1/40—Picture signal circuits
    • H04N1/405—Halftoning, i.e. converting the picture signal of a continuous-tone original into a corresponding signal showing only two levels
    • H04N1/4051—Halftoning, i.e. converting the picture signal of a continuous-tone original into a corresponding signal showing only two levels producing a dispersed dots halftone pattern, the dots having substantially the same size
    • H04N1/4052—Halftoning, i.e. converting the picture signal of a continuous-tone original into a corresponding signal showing only two levels producing a dispersed dots halftone pattern, the dots having substantially the same size by error diffusion, i.e. transferring the binarising error to neighbouring dot decisions
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/35—Nc in input of data, input till input file format
    • G05B2219/35134—3-D cad-cam
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/35—Nc in input of data, input till input file format
    • G05B2219/35497—Use colour tone, hue to indicate amount of processed quantity
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/49—Nc machine tool, till multiple
    • G05B2219/49007—Making, forming 3-D object, model, surface

Abstract

描述了确定半色调机制的方法和装置。在一种示例中，获取表示三维物体的数据，所述数据包括表示所述三维物体的几何结构的物体模型数据，以及表示所述物体的至少部分的至少一个物体属性的物体属性数据。确定所述物体属性数据中是否规定了依赖于半色调机制的物体属性，以及确定半色调机制。表示具有依赖于半色调机制的物体属性的所述物体的部分的数据与确定的半色调机制关联。

Description

确定用于3D打印的半色调机制
技术领域
本发明涉及将物体模型数据与半色调机制关联的方法以及处理装置。
背景技术
可通过逐层的方式形成增材制造工艺所生成的三维物体。在增材制造的一个示例中，通过固化建造材料的各层的部分在打印装置中生成物体。在各示例中，建造材料可以是粉末、液体或板材形式。可通过在建造材料层上打印作用剂(agent)来实现期望的固化和/或物理属性。可对层施加能量，且其上已涂覆了作用剂的建造材料可能随着冷却而结合并凝固。在其他示例中，化学粘合剂可用于凝固建造材料。在其他示例中，可通过使用挤压塑料或喷涂材料作为建造材料来生成三维物体，这样的建造材料可凝固以形成物体。
一些生成三维物体的打印装置使用从三维物体模型生成的控制数据。此控制数据可例如规定将作用剂涂覆到建造材料的位置，或放置建造材料本身的位置，以及放置的量。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供了一种将物体模型数据与半色调机制关联的方法，该方法包括：获取表示三维物体的数据，所述数据包括：表示所述三维物体的几何结构的物体模型数据以及表示所述物体的至少一部分的至少一个物体属性的物体属性数据；确定所述物体属性数据是否规定了依赖于半色调机制的物体属性，其中，依赖于半色调机制的物体属性是在使用控制数据生成的物体中、物体属性的表示依赖于用于生成控制数据的合适的半色调机制的选择的物体属性；确定半色调机制；将表示所述物体的具有依赖于半色调机制的物体属性的一部分的数据与确定的半色调机制关联。
根据本发明的另一方面，提供了一种处理装置，该处理装置包括：接口，用于接收表示三维物体的数据，所述数据包括物体模型数据以及物体属性数据；半色调模块，用于分析所述物体属性数据，并基于所述分析针对所述物体的至少一部分确定用于生成控制数据的半色调机制；映射模块，用于将所接收的数据映射到与所述物体的一部分的物体属性数据相关的打印材料覆盖表示；以及控制数据模块，用于根据针对所述一部分确定的半色调机制对所述打印材料覆盖表示应用半色调，以生成用于生成所述三维物体的所述一部分的控制数据。
根据本发明的又一方面，提供了一种用指令编码的非暂时性计算机可读存储介质，所述指令由处理器可执行，且包括：针对表示要由增材制造装置生成的三维物体的数据中规定的多个物体属性，确定一物体属性的生成是否依赖于特定半色调机制的使用，且如果是，则确定所述多个物体属性的排序的指令；确定一物体属性是否可由超过一个半色调机制生成，且如果是，则根据所述半色调机制在生成该物体属性中的效用，确定所述半色调机制的排序的指令。
附图说明
为了更完整的理解，现在结合附图对以下描述进行参考，其中：
图1是将物体模型数据与半色调机制关联的示例的流程图；
图2是生成控制数据的方法的示例的流程图；
图3是用于选择半色调机制的方法的示例的流程图；
图4是用于选择到打印材料覆盖表示的映射的方法的示例的流程图；
图5是用于生成生产三维物体的控制数据的处理装置的示例的简化示意图；
图6是与存储机器可读指令的存储器关联的处理器的示例的示例。
具体实施方式
本文描述的一些示例提供了一种表示三维物体和/或生成可用于生产三维物体的控制数据的装置和方法。一些示例允许处理具有各种规定的物体属性的任意三维内容，且用于生成三维物体。这些物体属性可包括例如以下中的任一种或其任意组合：导电性、密度、多孔性、可塑性、硬度、延展性、强度、层间强度和/或外观属性(颜色、透明度、光泽度、表面纹理等)。在一些示例中，处理表示三维物体的数据，以生成将在生成该物体中使用的控制数据。
在一些示例中，打印材料覆盖表示定义打印材料数据，例如，详述打印材料的量(例如，要沉积到建造材料层上的一种或多种作用剂，或者在一些示例中，建造材料本身，以及，如果适用的话，其结合)。在一些示例中，这可规定为比例体积覆盖(例如，建造材料层的X％的区域上应涂覆Y的作用剂)。这样的打印材料可能与提供物体属性有关，或者选择用于提供物体属性。
可使用半色调技术确定如控制数据中规定的那样的每种打印材料(例如，滴剂)应用的实际位置。
图1是将半色调机制与表示三维物体的数据关联的方法的示例。
在框102，接收表示三维物体的数据。在各示例中，该数据包括表示三维物体的几何结构的物体模型数据，以及表示物体的至少部分的至少一物体属性的物体属性数据。在具体示例中，接收表示三维物体的体(volume)阵列，其中，每个体位于唯一的三维位置，且具有关联的物体属性数据。这样的体大小可相同或者不同。在一些示例中，将体描述为“体素”(voxel)，即，三维像素，其中，每个体素占据离散的体，且各个体可具有相同大小或形状，或者不同大小或形状。在建模三维物体的数据中，给定位置的体素可具有物体属性数据中表示的至少一个特性。例如，其可具有特定的颜色或可表示特定的材料，或具有特定的物体属性等。
物体属性数据可规定至少一个物体属性，例如，颜色、透明度、柔性、弹性、刚度、表面粗糙度、多孔性、导电性、层间强度、密度等。在一些示例中，可“栅格化(rasterized)”接收的数据，即，转换成一系列离散的位置。栅格化的数据可具有三维打印装置的可打印的分辨率，可向该三维打印装置提供控制数据。
在框104，确定物体属性数据中是否规定了依赖于半色调机制的物体属性，即，至少一个物体属性的再现是否依赖于用于生成控制数据的合适的半色调机制的选择，该控制数据可用于生成该物体。如本文所使用的，术语“依赖”包括对半色调机制选择敏感的属性，即，可通过合适的半色调机制的选择增强、或被不合适的半色调机制的选择减弱的任何物体属性可视为依赖于半色调机制的选择。这可能是一系列物体属性的情况。例如，如果期望物体的部分是导电的，则用于生产此部分的作用剂或建造材料可确定为具有连接的或连续的结构。尽管半色调机制本就易于产生可变的覆盖，但一些半色调机制比其他的半色调机制更适于提供连续的结构。在这样一种示例中，一个合适的半色调机制可以是基于误差扩散的。在物体部分将具有恒定的弹性的示例中，可使用产生扩散、扩散良好的数据点的半色调机制(例如，空洞聚集(void-and-cluster)半色调机制)。可能依赖于半色调机制的选择的物体属性的另一种示例是重量。例如，由于未熔化的建造材料可能具有比熔化的建造材料更轻的重量，产生物体部分熔化的内部结构的半色调机制(例如，将凝结剂涂覆到物体内的层的部分的半色调机制)可能与最终物体的较轻的重量关联。
在框106，确定半色调机制。在一些示例中，如果确定没有依赖选择的半色调机制的物体属性，可选择默认的机制。在一些示例中，存储器中可保留半色调机制和物体属性之间的关联，例如，保留为查找表，并且，确定特定的半色调机制可包括：基于这样的关联，从存储器中选择机制。例如，集群点机制可能易于将作用剂紧密的聚集起来，随后可能产生这样的结果：更少的作用剂用于允许物体熔化，且因此，减少重量(和/或成本)。空洞聚集型矩阵将更均匀第分布作用剂，且因此，在再现期望为同质化的属性(例如，弹性或密度)中有用。误差扩散技术可设计用于提供阈值剂密度，且因此，增强连接性，且因此，可适用于再现依赖于像导电性这样的互联性的属性等。半色调机制可包括以下中的至少一个：误差扩散机制、聚集点机制、基于抖动的机制、调幅加网(AM-screen)机制等。可能存在每个类型的不只一种机制，例如，设计或期望用于增强一种或多种特别的属性的再现。
合适的半色调机制的选择可因此至少有助于或不偏离具有预定属性的三维物体的生成。半色调机制的较少的选择可能产生，替代使用较少的半色调机制的选择(可能例如：一个、默认的选择)，可能在生成控制数据的过程(且实际上，生成物体的过程)中更早地进行如何实现属性的考虑，这可能减缓随后的处理负担，使用较少的半色调机制的选择可能引起随后在生成控制数据的过程中使用补偿(例如，对于半色调机制的不同的选择，可能规定比已经规定的更大体积的打印材料)。此外，在一些示例中，可至少部分自动地进行选择，而不需要用户考虑和输入，这随后可能依赖于对用户部分的更高级别的理解。因此，简化了三维物体生成的控制数据的生成的合适的半色调机制的选择，特别地，在可能存在依赖于半色调机制选择的多个物体属性的情况下尤其得到了简化。
在框108，具有依赖于半色调机制的物体属性的物体的部分与确定的半色调机制关联。这可以是例如与体积或位置关联的数据标记、或体积/位置与半色调机制之间的映射、或查找表中的表项的形式等。
图2是生成控制数据的方法的示例。在框202，接收表示三维物体的物体数据，该数据包括物体属性数据以及具有关联的半色调机制的物体模型数据。例如，这可包括图1的方法产生的数据。
在框204，具有关联的半色调机制的物体的部分的物体属性数据映射到打印材料覆盖表示。例如，像体素这样的体可映射到一个或多个关联的材料体积覆盖(Movc)向量。在一种简单的情况下，这样的向量可指示三维空间的X％的给定区域应具有涂覆其上的特定的作用剂，其中，应保留(100-X)％没有作用剂。
考虑物体属性做出了半色调机制的选择的情况下，此阶段可能比为了确保在物体中看到该属性而确定特定的映射的情况更简单。例如，如果物体属性是导电性，可能是这样的情况：如果已经或可能进行了较少的半色调机制的选择，导电剂这样的其他的打印材料可用于获得作用剂的互连区域的结果，例如，为了确保生成的物体内的作用剂互连，选择用于映射的体积覆盖可能比物体属性数据所暗示的更大。这可能意味着，应选择并使用特定的映射。但是，在此示例中，由于已经选择了易于增强或提高互联性的合适的半色调机制，在更多情况下更可能采用标准映射。这可能使得此阶段的处理容易，提供实现其他物体属性的更大的选择自由，和/或有效利用材料。
随后，打印材料覆盖表示可提供“半色调”处理的输入，以(框206)根据与物体的部分关联的半色调机制，生成可由增材制造系统用于生产三维物体的控制数据。在一些示例中，半色调机制可基于阈值，例如，设置为半色调阈值矩阵。在不同的物体部分与不同的半色调机制关联的示例中，该矩阵可以是针对单个部分的矩阵，或者包括使用多个半色调机制生成的半色调阈值数据的复合矩阵，每个矩阵与将应用于该机制所关联的物体部分的矩阵的区域关联。在其他示例中，如果至少一个半色调机制不是基于阈值的(例如，基于误差扩散技术)，那么，可根据该机制来处理将使用这样的非基于阈值的机制处理的部分，且将使用这样的非基于阈值的机制处理的部分与涉及基于阈值的机制中的一个或组合的任意部分分离。
例如，可能确定建造材料层的(或层的部分的)25％应具有涂覆其上的作用剂(即，规定25％的体积覆盖)。为了提供25％的覆盖，半色调处理通过例如将每个位置与半色调阈值矩阵中提供的阈值比较，来确定将滴剂落在哪。
图3是确定合适的半色调机制的方法的示例。在此示例中，与物体部分关联的物体属性数据规定了依赖于半色调机制的选择的多个物体属性。实际上，在此示例中，物体属性与不同的半色调机制的使用关联，且每个物体属性可与多个机制关联，每个机制能够以预定的效用表示物体属性。
在此示例中，该方法包括：确定(框302)物体部分的物体属性的多个(例如，所有可用的)合适的半色调机制。这可包括：查询存储器等中可能保留的或可分析确定的查找表。在一些示例中，不是所有的物体属性将对半色调机制敏感，且可忽略这些，或者，可返回所有可用的半色调机制。在框304，根据预定的层级结构选择半色调机制。该层级结构可能是物体属性之间的和/或各机制之间的，这可能是针对其在再现特定的属性中的效用而在层级结构中排序的。选择可包括：根据在属性层级结构中的位置赋予各属性权重，以确定最合适的半色调机制。此层级结构可以是预定的存储在查找表中的，或可以是用户定义的。例如，用户可规定特定的打印操作的特定的层级结构，或可从多个预定的层级结构中选择。
这样的方法可允许在表示至少两个(在一些示例中，所有)物体属性中选择至少部分有效的半色调机制。例如，可能给定了像导电性这样的功能性属性比像密度这样的属性更大的权重。在这样一种示例中，尽管可能不那么有效，为了提供在层级结构中排名更低的属性，选择对也合适导电性(或在层级结构中较高的另一个属性)的最合适的半色调机制。
在一些示例中，如果不存在提供所有属性的合适的机制，可生成通知。因此，这可能允许确定物体属性之间可能的冲突。由于这在产生控制数据的过程中相对早的出现，可能有助于在此时指示潜在的不可能解决的冲突。例如，这可能会产生被再评价的模型数据。
图4中示出映射到打印材料覆盖表示的方法的示例。在此示例中，该方法包括：确定(框402)物体属性是否将被选择的半色调机制适当地再现，以及根据该确定选择打印材料覆盖表示。如果物体属性将被合适地再现，则可以使用(框404)默认的映射。如果否，则在框406，创建修改的映射，在修改的映射中适用产生物体属性的体积覆盖。例如，如上所述的，通过确保存在半色调机制生成的适当链接的结构，可实现特别的导电性，但是，如果在考虑其他物体属性时包括了这种情况的考虑，增加导电剂的量可能会增强物体的导电性。因此，可因此确定体积覆盖。在另一种示例中，与将在使用产生固相体积的阈值矩阵时使用的体积覆盖相比，可使用在打印材料的应用中产生空洞(即，至少可能未应用打印材料的一个区域，可能产生未经处理的建造材料，随后在生成物体时，未经处理的建造材料可能保持未熔化)的半色调机制来增加体积覆盖以实现规定的弹性。
这允许在由半色调机制合适地再现属性的情况下进行简单的映射，但也允许不是所有的属性都能通过仅考虑半色调机制而充分地表示的情况下(例如，如果存在要表示的超过一个属性，且属性指示冲突的半色调机制(或排序不同的半色调机制))的柔性。因此，在一些示例中，如果还未通过合适的半色调机制的选择实现物体属性，则映射阶段提供实现物体属性的第二次机会。
图5示出可用于生成生产三维物体的控制数据的处理装置500的示例。在此示例中，装置500包括接口502、半色调模块504、映射模块506、控制数据模块508以及半色调阈值数据发生器510。
在图5的示例中，表示三维物体的数据512包括物体模型数据514以及物体属性数据516。物体模型数据514可定义物体的至少部分的几何结构，例如，在三维坐标系统中定义。物体模型数据514可由计算机辅助设计(CAD)应用生成。物体属性数据516定义要生成的三维物体的至少一个物体属性。在一种情况下，物体属性数据516可包括要生成的物体的至少部分的至少一种颜色、柔性、弹性、刚性、表面粗糙度、多孔性、层间强度、密度、导电性等中的任意属性的指示。可隐性和/或显性地定义物体属性。
接口502接收表示三维物体的物体模型数据514和物体属性数据516。在一些示例中，接口502可接收作为一个文件的物体模型数据514和物体属性数据516。在其他示例中，接口502可接收作为多个数据物体的物体模型数据514和/或物体属性数据516的部分，其中，物体模型数据514以及物体属性数据516分布于多个关联的数据结构。在一个示例中，物体模型数据514可包括三维空间(本文也称为[x,y,z]空间)中定义的(可具有相同大小和形式的)体素(或者包括不同大小和形式的体素)。给定的体素可具有指示在该位置是否存在物体的部分的关联的数据。物体属性数据516可包括整体和/或局部物体属性数据，例如，物体属性数据516中定义的某些物体属性值可能与定义物体的每个体素关联，和/或某些物体属性值可能与像素集合关联，该像素集的范围可例如从物体关联的个别像素到所有像素。在一种情况下，表示三维物体的数据包括具有模型内每个位置(例如，在每个[x,y,z]坐标)规定的至少一个物体属性的三维物体的模型。
在此示例中，半色调模块504分析物体属性数据，以基于该分析，确定用于生成物体的至少部分的控制数据的半色调机制。
在一些示例中，半色调模块504可确定是否存在与物体的至少部分关联的至少一个半色调机制。可能已经例如通过图1的方法创建了这样的关联。在一些示例中，半色调模块504可确定物体属性数据是否规定了依赖于半色调机制的选择的至少一个物体属性再现，并进一步确定至少一个合适的半色调机制。如果不存在依赖于半色调机制的选择的物体属性(即，不管如何选择半色调机制，都能充分表示所有物体属性)，则可选择默认的半色调机制。
在一些示例中，半色调模块504可确定物体属性数据是否规定了依赖于半色调机制的选择的多个物体属性再现，并根据预定的层级结构，确定产生用于再现物体属性中的至少一个的控制数据518的半色调机制。例如，一些属性权重可能在其他属性之上，使得一定要在控制数据518生成的物体中再现那些属性，下面概述了如何生成控制数据518。
映射模块506接收图像处理器504的输出，并将接收的数据映射到三维物体的打印材料覆盖表示。在一个示例中，映射模块506将物体属性映射到材料体积覆盖(Mvoc)向量。在一些示例中，可基于三维物体的栅格化的表示确定此映射。随后，可生成三维物体的模型的平行平面，随后将其栅格化。每一切面(slice)可与增材制造系统中对应的建造材料层相关。在使用三坐标系统(例如，使用[x,y,z]坐标的)三维空间中，这些平行平面可以是z切面、平行于x轴和y轴(或xy-平面)的平面。每个z切面可包括具有公共z坐标且在x和y维度延伸的模型的一个或多个部分。z切面的数量可取决于z维度中细节的分辨率和/或一个或多个建造材料层的输出分辨率。这些平面中的每个可包括像位图这样的图像。
可根据预定的半色调机制选择Mvoc，且因此，可将Mvoc纳入考虑范围。对应于Mvoc的物体属性可取决于其中声明的值，且因此，取决于用于根据其生成控制数据518的半色调机制。因此，映射模块506可补偿源自多个物体属性的冲突，可能地与指示冲突的半色调机制的冲突。但是，在其它情况下，由于将通过选择的半色调机制充分地表示至少一些物体属性，因为此时存在更少的变量要考虑，且不需要补偿可能已经是不那么有效的半色调机制的选择，Mvoc的选择可能更简单。
Mvoc向量可具有多个值，其中，每个值限定三维物体层的可寻址的位置中每个打印材料或打印材料的每个组合的占比。例如，在具有两种打印材料(例如，作用剂)M1和M2的增材制造系统中，每个打印材料可能独立地沉积到三维物体层的可寻址区域中，在给定的Mvoc向量中可能存在22(即，4)的占比：没有M2的M1的第一占比；没有M1的M2的第二占比；M1和M2的多重沉积(即，组合)(例如，M2沉积到M1上，或M1沉积到M2上)的第三占比；以及没有M1和M2的第四占比。在此情况下，Mvoc向量可以为：[M1,M2,M1M2,Z]或具有示例的值[0.2,0.2,0.5,0.1]，即，在z切面中给定的[x,y]位置，无M2的20％的M1，无M1的20％的M2，50％的M1和M2，以及10％的空。由于每个值是占比，且值的集合表示可用的材料组合，每个向量中的值的集合总和为1或100％。
例如，在作用剂是有颜色的情况下，那么，可确定Mvoc向量以生成选择生成与提供的物体属性(例如，提供的RGB(红绿蓝)颜色值)的匹配的剂组合。
控制数据模块508作用于(例如，包括至少一个Mvoc向量的)打印材料覆盖表示，以应用为该部分确定的半色调机制，以生成用于生成三维物体的控制数据518。
在此示例中，使用半色调阈值数据发生器510提供的阈值数据应用半色调机制，半色调阈值数据发生器510根据确定的半色调机制生成复合三维半色调阈值矩阵。此矩阵应用于打印材料覆盖表示。
控制数据518可以是平面中像素的一组离散的打印材料选择的形式，其中，平面区域上的离散值可表示打印材料覆盖表示中安排的占比，且可适用于由打印装置用于生成三维物体。
图6示出与存储器602关联的处理器600的示例。该存储器包括可由处理器600执行的计算机可读指令604。指令604包括：
指令606，用于针对表示要由增材制造打印装置生成的三维物体中规定的多个物体属性，确定物体属性的生成是否依赖于特定的半色调机制的使用，以及如果是，则用于(例如，基于物体属性的再现的重要性)确定物体属性的排序。
指令608，用于确定是否由超过一个半色调机制生成物体属性，且如果是这样，则用于基于在生成物体属性中的效力确定半色调机制的排序。
指令610，用于基于排序以及指示至少一个物体属性的物体模型数据选择半色调机制。
指令612，用于将所选择的半色调机制与物体模型数据关联。该关联可以是数据标记的方式的，或为查找表中的表项的方式等。
本公开中的各示例可提供为方法、系统、或像软件、硬件、固件等的任意结合这样的机器可读指令。这样的机器可读指令可包括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(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光存储器等)上。
参照根据本公开的多个示例的方法、设备、以及系统的流程图和/或框图描述本公开。尽管上面描述的流程图显示了特定的执行顺序，但执行顺序可与所描绘的不同。结合一个流程图描述的各个框可与另一个流程图中的各个框组合。应理解，可通过机器可读指令实现流程图和/或框图中的每个流程和/或框，以及流程图和/或框图中的流程和/或框的结合。
机器可读指令可例如由通用计算机、专用计算机、其他可编程数据处理设备的一个或多个嵌入式处理器执行，以实现说明书和附图中描述的功能。具体地，像处理装置500或处理器600这样的处理器或处理装置可执行机器可读指令。因此，该装置和设备的功能模块可由执行存储器中存储的机器可读指令的处理器实现，或由依照逻辑电路中嵌入的指令运行的处理器实现。术语“处理器”广义地解释为包括CPU、处理单元、ASIC、逻辑单元、或可编程门阵列等。各方法和功能模块可全部由一个处理器实施或划分到几个处理器。
这样的机器可读指令还可存储在计算机可读存储器中，能够引导计算机或其他可编程数据处理设备运行于特定模式。
这样的机器可读指令还可位于计算机或其他可编程数据处理设备之上，使得计算机或其他可编程数据处理设备实施一系列操作，以产生计算机实现的过程，因此，计算机或其他可编程设备上执行的指令提供实现流程图中的一个或多个流程和/或框图中的一个或多个框中指定的功能的装置。
此外，本文的教导可实现为计算机软件产品，计算机软件产品可存储在存储介质中，且包括使计算机设备实现本公开的各示例中详述的方法的多个指令。
虽然已参照一些示例描述了方法、装置及其相关特征，可作出各种修改、变化、省略、以及替代，而不脱离本公开的精神。应注意到，上述示例说明了本文描述了什么，而不限制本文所描述的内容，且本领域的技术人员将能够设计许多可选的实现方式，而不脱离所附的权利要求的范围。特别地，一个示例的特征或块可与另一个示例的特征/块结合，或由机器可读指令替代。
词“包括”不排除权利要求中列出的那些元件之外的元件的存在，“一”不排除多个，且一个处理器或其他单元可实现权利要求中描述的几个单元的功能。
任意从属权利要求的特征可与任意独立权利要求或其他从属权利要求的特征结合。

Claims (15)

1.一种将物体模型数据与半色调机制关联的方法，包括：
获取表示三维物体的数据，所述数据包括：表示所述三维物体的几何结构的物体模型数据以及表示所述物体的至少一部分的至少一个物体属性的物体属性数据；
确定所述物体属性数据是否规定了依赖于半色调机制的物体属性，其中，依赖于半色调机制的物体属性是在使用控制数据生成的物体中、物体属性的表示依赖于用于生成控制数据的半色调机制的选择的物体属性；
确定半色调机制；
将表示所述物体的具有依赖于半色调机制的物体属性的一部分的数据与确定的半色调机制关联。
2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：
将所述物体的具有关联的半色调机制的一部分的物体属性数据映射到打印材料覆盖表示，所述打印材料覆盖表示规定了在生成所述物体时使用的打印材料；
应用与体积关联的所述半色调机制，以生成用于生成所述一部分的控制数据。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，确定所述半色调机制包括：从多个半色调机制中选择。
4.根据权利要求1所述的方法，包括：确定与所述物体的一部分关联的所述物体属性数据规定了多个依赖于半色调机制的物体属性，且在所述多个依赖于半色调机制的物体属性与不同的半色调机制的使用关联的情况下，根据预定的层级结构选择半色调机制。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，依赖于半色调机制的物体属性与多个半色调机制关联，所述机制中的每个能够以预定的效用表示该物体属性，
所述方法包括：确定所述物体的一部分的物体属性数据规定了多个依赖于半色调机制的物体属性，且在所述物体属性与不同的半色调机制的使用关联的情况下，选择在表示所述多个依赖于半色调机制的物体属性中的每个中至少部分有效的半色调机制。
6.根据权利要求2所述的方法，其中，映射到打印材料覆盖表示包括：确定物体属性是否将通过选择的半色调机制合适地再现，以及根据所述确定选择打印材料覆盖表示。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述半色调机制包括以下中的至少一个：误差扩散机制、聚集点机制、空洞聚集机制、基于抖动的机制、调幅加网机制、蓝噪声机制、白噪声机制。
8.处理装置，包括：
接口，用于接收表示三维物体的数据，所述数据包括物体模型数据以及物体属性数据；
半色调模块，用于分析所述物体属性数据，并基于所述分析针对所述物体的至少一部分确定用于生成控制数据的半色调机制；
映射模块，用于将所接收的数据映射到与所述物体的一部分的物体属性数据相关的打印材料覆盖表示；以及
控制数据模块，用于根据针对所述一部分确定的半色调机制对所述打印材料覆盖表示应用半色调，以生成用于生成所述三维物体的所述一部分的控制数据。
9.根据权利要求8所述的处理装置，其中，所述半色调模块用于基于所述分析确定所述物体的多个部分的半色调机制。
10.根据权利要求9所述的处理装置，包括：半色调阈值数据发生器，所述半色调阈值数据发生器用于根据所确定的半色调机制生成复合三维半色调阈值矩阵，且所述控制数据模块用于对所述打印材料覆盖表示应用所述半色调阈值矩阵，以生成所述控制数据。
11.根据权利要求8所述的处理装置，其中，所述半色调模块用于分析所述物体属性数据，以确定所述物体属性数据是否规定了物体属性的再现依赖于半色调机制的选择的至少一个物体属性，且用于确定至少一个半色调机制。
12.根据权利要求8所述的处理装置，其中，所述半色调模块用于分析所述物体属性数据，以确定所述物体属性数据是否规定了物体属性的再现依赖于半色调机制的选择的多个物体属性，且用于根据预定的层级结构，确定产生用于再现所述多个物体属性中的至少一个的控制数据的半色调机制。
13.一种用指令编码的非暂时性计算机可读存储介质，所述指令由处理器可执行，且包括：
针对表示要由增材制造装置生成的三维物体的数据中规定的多个物体属性，确定一物体属性的生成是否依赖于特定半色调机制的使用，且如果是，则确定所述多个物体属性的排序的指令；
确定一物体属性是否可由超过一个半色调机制生成，且如果是，则根据所述半色调机制在生成该物体属性中的效用，确定所述半色调机制的排序的指令。
14.根据权利要求13所述的非暂时性计算机可读存储介质，进一步包括基于所述排序以及指示至少一个物体属性的物体模型数据选择半色调机制的指令。
15.根据权利要求14所述的非暂时性计算机可读存储介质，进一步包括将所选择的半色调机制与物体模型数据关联的指令。
CN201580074466.9A 2015-04-24 2015-04-24 确定用于3d打印的半色调机制 Active CN107250972B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/EP2015/058919 WO2016169615A1 (en) 2015-04-24 2015-04-24 Determining halftone schemes for 3d printing

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107250972A CN107250972A (zh) 2017-10-13
CN107250972B true CN107250972B (zh) 2020-07-03

Family

ID=53015795

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201580074466.9A Active CN107250972B (zh) 2015-04-24 2015-04-24 确定用于3d打印的半色调机制

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10338568B2 (zh)
EP (1) EP3231168B1 (zh)
CN (1) CN107250972B (zh)
WO (1) WO2016169615A1 (zh)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3368972B1 (en) * 2015-10-30 2021-04-14 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Halftoning of object data for a three-dimensional object
WO2017132582A1 (en) * 2016-01-29 2017-08-03 Massachusetts Institute Of Technology Techniques for color contoning in additive fabrication and related systems and methods
WO2019013742A1 (en) * 2017-07-10 2019-01-17 Hewlett-Packard Development Company, L.P. GENERATION OF OBJECT MODEL TRANCHES
EP3612374A4 (en) * 2017-07-28 2020-12-02 Hewlett-Packard Development Company, L.P. TRANSFORMATION OF PROPERTY DATA TO COMPENSATE FOR PROPERTY VALUE SHIFTS
JP7075778B2 (ja) * 2018-02-22 2022-05-26 エス．ラボ株式会社 造形装置、造形方法および造形システム
DE102019004955A1 (de) 2019-07-17 2021-01-21 Voxeljet Ag Verfahren zur Herstellung von 3D-Formteilen mit variablen Zieleigenschaften der gedruckten Bildpunkte
DE102019007595A1 (de) 2019-11-01 2021-05-06 Voxeljet Ag 3d-druckverfahren und damit hergestelltes formteil unter verwendung von ligninsulfat

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2081564T3 (es) * 1991-01-31 1996-03-16 Texas Instruments Inc Metodo y sistema para la fabricacion, controlada por ordenador, de objetos tridimensionales a partir de datos de ordenador.
US5704021A (en) 1994-01-27 1997-12-30 Hewlett-Packard Company Adaptive color rendering by an inkjet printer based on object type
US5805734A (en) * 1996-04-01 1998-09-08 Xerox Corporation Hybrid imaging system
US6015207A (en) 1996-12-04 2000-01-18 Hewlett-Packard Company Color halftoning options influenced by print-mode setting
US6007318A (en) * 1996-12-20 1999-12-28 Z Corporation Method and apparatus for prototyping a three-dimensional object
US5949964A (en) 1997-06-17 1999-09-07 Hewlett-Packard Company Method and apparatus for halftoning of images in a printer
US6178011B1 (en) * 1998-03-24 2001-01-23 Hewlett-Packard Company Adaptive image resolution enhancement technology
JP3649606B2 (ja) 1998-11-26 2005-05-18 セイコーエプソン株式会社 画像処理方法及びその画像処理装置
US7589868B2 (en) 2002-12-11 2009-09-15 Agfa Graphics Nv Method and apparatus for creating 3D-prints and a 3-D printing system
JP3823933B2 (ja) * 2003-03-07 2006-09-20 コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 画像処理装置
US20050030586A1 (en) * 2003-07-23 2005-02-10 Jincheng Huang Adaptive halftone scheme to preserve image smoothness and sharpness by utilizing X-label
US7733532B2 (en) * 2004-10-27 2010-06-08 Marvell International Technology Ltd. Laser print apparatus with dual halftones
WO2006104479A2 (en) * 2005-03-24 2006-10-05 Ex One Corporation Three-dimensional data extraction using ray casting
US9584700B2 (en) 2009-10-26 2017-02-28 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Color separation table optimized for a printing process according to a print attribute by selecting particular Neugebauer primaries and Neugebauer primary area coverages
US10048668B2 (en) * 2011-03-03 2018-08-14 Cornell University Method for specifying and fabricating an object, associated apparatus, and applications
KR102058955B1 (ko) * 2011-11-17 2019-12-26 스트라타시스 엘티디. 다중-재료 적층 가공을 사용하여 신체 부분 모델을 제조하기 위한 시스템 및 방법
US9073259B2 (en) * 2011-11-29 2015-07-07 Xerox Corporation Media-based system for forming three-dimensional objects
US20140324204A1 (en) * 2013-04-18 2014-10-30 Massachusetts Institute Of Technology Methods and apparati for implementing programmable pipeline for three-dimensional printing including multi-material applications
US9669585B2 (en) * 2014-02-11 2017-06-06 Adobe Systems Incorporated Method and apparatus for embedding a 2-dimensional image in a 3-dimensional model
EP3125521B1 (en) * 2014-03-27 2019-03-13 Fujifilm Corporation Printing system, halftone processing rule generation method, characteristic parameter acquisition method, image processing device and method, halftone processing rule, halftone image, printed matter production method, inkjet printing system, and program
MX2016013002A (es) * 2014-04-02 2017-07-19 Airdye Intellectual Property Llc Manejo de color.
CN103978690B (zh) * 2014-05-28 2016-05-11 山东大学 一种面向3d打印的物体内部结构优化方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP3231168A1 (en) 2017-10-18
US10338568B2 (en) 2019-07-02
US20180017957A1 (en) 2018-01-18
CN107250972A (zh) 2017-10-13
WO2016169615A1 (en) 2016-10-27
EP3231168B1 (en) 2021-08-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107250972B (zh) 确定用于3d打印的半色调机制
CN107206696B (zh) 三维物体子结构
CN107209961B (zh) 用于3d打印的3d对象数据的压缩表示
US10401834B2 (en) Generating control data for sub-objects
US10668666B2 (en) Color mapping in 3D printing
EP3250973B1 (en) Control data for generation of 3d objects
US10809699B2 (en) Method for generating three dimensional object models for an additive manufacturing process
CN107206692B (zh) 三维对象表示
JP2019532851A (ja) 積層造形の命令の生成
CN110869196A (zh) 变换属性数据以补偿属性值偏移
US11367245B2 (en) Transforming object data models to disperse object properties
US10569527B2 (en) Three-dimensional object presentation
CN109154991B (zh) 三维物体子结构
CN108025503B (zh) 三维物体生成参数描述

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant