CN107727189B - 结构体积的获取方法及装置、非暂态计算机可读存储介质及打印机 - Google Patents

结构体积的获取方法及装置、非暂态计算机可读存储介质及打印机 Download PDF

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Abstract

本发明实施例提供了一种结构体积的获取方法及装置、非暂态计算机可读存储介质及打印机。本发明实施例通过针对在指定平面上放置的模型，在平行于所述指定平面的方向上确定至少一个基准面，然后，针对至少一个基准面，获取位于每个基准面上方的模型在该基准面上的垂直投影面积，得到至少一个垂直投影面积，从而，基于所述至少一个垂直投影面积，得到总体积，进而，基于所述总体积以及所述模型的体积，得到所述模型的支撑结构的体积。因此，本发明实施例提供的技术方案能够获取支撑结构的体积。

Description

结构体积的获取方法及装置、非暂态计算机可读存储介质及 打印机
【技术领域】
本发明涉及3D打印技术领域，尤其涉及一种结构体积的获取方法及装置、非暂态计算机可读存储介质及打印机。
【背景技术】
3DP(3D Printing，3D打印)技术又称为AM(Additive Manufacturing，增材制造)技术或RP(Rapid Prototyping，快速成型)技术，是基于离散-堆积原理，通过将模型分层，在支撑平台上逐层打印，然后再进行多层叠加，最终制成目标3D物体的立体构造技术，主要包括FDM(Fused Deposition Modeling，熔融沉积)技术、SLA(Stereo LithographyApparatus，立体光固化)技术、SLS(Selective Laser Sintering，选择性激光烧结)技术、DLP(Digital Light Processing，数字光处理)技术、LOM(Laminated ObjectManufacturing，分层实体制造)技术、喷墨技术等。
3D打印时，若模型具有悬空部分，在上述分层前的建模阶段需要针对该悬空部分提供支撑结构，而悬空部分与模型的放置姿势相关，不同的放置姿势可能形成不同的悬空部分，进而形成不同的支撑结构。支撑结构需要由支撑材料制成，在模型不同的放置姿势下，不同支撑结构的体积互不相同，导致支撑材料的用量也互不相同。由于模型放置姿势的可变性，在不确定支撑结构体积下，无法明确模型具体的支撑材料的用量。
现有技术中，3D打印服务中涉及到对所打印模型的报价，支撑结构作为打印过程中的一部分，其支撑材料用量也包括在所述报价当中，因此在支撑材料用量不确定时，无法确定打印模型的报价，因此，获取支撑结构的体积是需要亟待解决的问题。
【发明内容】
有鉴于此，本发明实施例提供了一种结构体积的获取方法及装置、非暂态计算机可读存储介质及打印机，用以实现获取支撑结构的体积。
第一方面，本发明实施例提供了一种结构体积的获取方法，包括：
针对在指定平面上放置的模型，在平行于所述指定平面的方向上确定多个基准面；
针对多个基准面中至少一个基准面，获取位于每个基准面上方的模型在该基准面上的垂直投影面积，得到至少一个垂直投影面积；
基于所述至少一个垂直投影面积，得到总体积；
基于所述总体积以及所述模型的体积，得到所述模型的支撑结构的体积。
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，在垂直于所述指定平面方向上，每两个相邻基准面之间的距离相等或者不等。
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述针对多个基准面中至少一个基准面，获取位于每个基准面上方的模型在该基准面上的垂直投影面积，得到至少一个垂直投影面积，包括：
针对多个基准面中每个基准面，获取位于每个基准面上方的模型在该基准面上的垂直投影面积，得到至少一个垂直投影面积。
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述针对多个基准面中至少一个基准面，获取位于每个基准面上方的模型在该基准面上的垂直投影面积，得到至少一个垂直投影面积，包括：
基于多个基准面中最底部的基准面，获取位于该基准面上方的模型在该基准面上的垂直投影，以作为第一垂直投影；
在除所述最底部的基准面以外的基准面中，获取目标基准面，所述目标基准面为对应的垂直投影与所述第一垂直投影重合的基准面；
若所述目标基准面为多个基准面中最顶部的基准面，获取所述第一垂直投影的面积，以作为各垂直投影面积；或者，若所述目标基准面不是多个基准面中最顶部的基准面，获取所述第一垂直投影的面积，以作为所述目标基准面以下各基准面对应的垂直投影面积；以及，分别获取所述目标基准面以上各基准面对应的垂直投影面积。
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，在除所述最底部的基准面以外的基准面中，获取目标基准面，包括：
从多个基准面中最顶部的基准面开始，按照从最顶部到最底部的方向，依次获取并判断所述模型在该基准面上的垂直投影与所述第一垂直投影是否重合，直至获取到与所述第一垂直投影相重合的垂直投影所在的基准面，以作为所述目标基准面。
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，在除所述最底部的基准面以外的基准面中，获取目标基准面，包括：
若多个基准面中最顶部的基准面上的垂直投影与所述第一垂直投影不重合，在最顶部的基准面与最底部的基准面中，确定一等分基准面；
判断该等分基准面上的垂直投影与第一垂直投影是否重合；
如果是，在该等分基准面与最顶部的基准面之间再确定另一等分基准面，并判断该另一等分基准面上的垂直投影与该等分基准面上的垂直投影是否重合，以此类推，直至获取到与所述第一垂直投影相重合的垂直投影所在的基准面；如果否，在该等分基准面与最底部的基准面之间再确定另一等分基准面，并判断该另一等分基准面上的垂直投影与第一垂直投影是否重合，以此类推，直至获取到与所述第一垂直投影相重合的垂直投影所在的基准面。
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，获取垂直投影的面积包括：
将垂直投影所在基准面平均分割成指定面积的若干方块区域；
确定所述垂直投影所覆盖的方块区域的数量；
根据所述指定面积和所述数量的乘积，得到所述垂直投影的面积。
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述基于所述至少一个垂直投影面积，得到总体积，包括：
根据至少一个垂直投影面积以及每两个基准面之间的距离，得到至少一个子体积；
根据至少一个子体积的累加和，得到所述总体积。
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，基于所述总体积以及所述模型的体积，得到所述模型的支撑结构的体积，包括：根据所述总体积与所述模型的体积之间的差值，得到所述模型的支撑结构的体积。
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述方法还包括：
根据所述模型的支撑结构的体积，确定打印当前放置姿态下所述支撑结构所需的第一材料用量；
根据所述模型的体积，确定打印所述模型所需的第二材料用量；
根据所述第一材料用量和所述第二材料用量，获得打印所述模型的评估数据。
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述方法还包括：
根据所述模型的支撑结构的体积，确定打印当前放置姿态下所述支撑结构所需的第一材料用量；
根据所述模型的体积，确定打印所述模型所需的第二材料用量；
确定打印所述模型时的废料用量；
根据所述第一材料用量、所述第二材料用量和所述废料用量，获得打印所述模型的评估数据。
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，确定打印所述模型时的废料用量，包括：
在对所述模型分层时，确定每个打印层的预设层高；
根据对所述模型进行打印时所使用的墨滴的属性信息，确定每个打印层的预估层高；
根据所述预估层高与所述预设层高之间的比例，确定所述废料用量。
上述技术方案中的一个技术方案具有如下有益效果：
本发明实施例所提供的结构体积的获取方法中，通过设置基准面，从而得到在基准面上模型的垂直投影，从而基于垂直投影的面积计算得到总体积，该总体积相当于包括模型的体积和支撑结构的体积，进而根据给定的模型的体积，可以得到支撑结构的体积，实现了模型在当前姿态下支撑结构的体积计算。
第二方面，本发明实施例提供了一种结构体积的获取装置，包括：
基准面确定模块，用于针对在指定平面上放置的模型，在平行于所述指定平面的方向上确定多个基准面；
面积获取模块，用于针对多个基准面中至少一个基准面，获取位于每个基准面上方的模型在该基准面上的垂直投影面积，得到至少一个垂直投影面积；
体积计算模块，用于基于所述至少一个垂直投影面积，得到总体积；以及，基于所述总体积以及所述模型的体积，得到所述模型的支撑结构的体积。
第三方面，本发明实施例提供了一种非暂态计算机可读存储介质，包括：所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行以下流程：
针对在指定平面上放置的模型，在平行于所述指定平面的方向上确定多个基准面；
针对多个基准面中至少一个基准面，获取位于每个基准面上方的模型在该基准面上的垂直投影面积，得到至少一个垂直投影面积；
基于所述至少一个垂直投影面积，得到总体积；
基于所述总体积以及所述模型的体积，得到所述模型的支撑结构的体积。
第四方面，本发明实施例提供了一种打印机，包括：
存储器，用于存储一组或多组程序代码；
处理器，与所述存储器耦合，用于调用存储器中存储的程序代码，以执行以下流程：
针对在指定平面上放置的模型，在平行于所述指定平面的方向上确定多个基准面；
针对多个基准面中至少一个基准面，获取位于每个基准面上方的模型在该基准面上的垂直投影面积，得到至少一个垂直投影面积；
基于所述至少一个垂直投影面积，得到总体积；
基于所述总体积以及所述模型的体积，得到所述模型的支撑结构的体积。
上述技术方案中的一个技术方案具有如下有益效果：
本发明实施例所提供的结构体积的获取方法中，通过设置基准面，从而得到在基准面上模型的垂直投影，从而基于垂直投影的面积计算得到总体积，该总体积相当于包括模型的体积和支撑结构的体积，进而根据给定的模型的体积，可以得到支撑结构的体积，实现了模型在当前姿态下支撑结构的体积计算。
【附图说明】
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1是本发明实施例所提供的结构体积的获取方法的流程示意图；
图2是本发明实施例所提供的模型结构示意图；
图3是以图2所示模型放置方式进行打印时所需要的支撑结构的示意图；
图4是图2所示模型的基准面P1、P2……Pn的示意图；
图5是图2所示模型以侧面触地的方式放置时的结构示意图；
图6是以图5所示模型放置方式进行打印时所需要的支撑结构的示意图；
图7是图5所示模型的基准面P1、P2……Pn的示意图；
图8是本发明实施例中获取垂直投影面积的一种实现方式的流程示意图；
图9是以图5所示模型放置方式放置在指定平面上时第一垂直投影的示意图；
图10是最底部的基准面P1与最顶部的基准面Pn之间的等分基准面Pm的示意图；
图11是等分基准面Pm与最顶部的基准面Pn之间的等分基准面Pk的示意图；
图12是图5所示模型放置方式在目标基准面上下部分间隔不同的示意图；
图13是为图2所示模型放置方式时的第一垂直投影面积示意图；
图14是本发明实施例所提供的结构体积的获取装置的功能方块图；
图15是本发明实施例所提供的打印机的功能方块图。
【具体实施方式】
为了更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。
应当明确，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。
应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
应当理解，尽管在本发明实施例中可能采用术语第一、第二、第三等来描述材料用量，但这些材料用量不应限于这些术语。这些术语仅用来将材料用量彼此区分开。例如，在不脱离本发明实施例范围的情况下，第一材料用量也可以被称为第二材料用量，类似地，第二材料用量也可以被称为第一材料用量。
取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”或“响应于检测”。类似地，取决于语境，短语“如果确定”或“如果检测(陈述的条件或事件)”可以被解释成为“当确定时”或“响应于确定”或“当检测(陈述的条件或事件)时”或“响应于检测(陈述的条件或事件)”。
实施例一
本发明实施例给出一种结构体积的获取方法，请参考图1，其为本发明实施例所提供的结构体积的获取方法的流程示意图，包括以下步骤：
S101，针对在指定平面上放置的模型，在平行于指定平面的方向上确定多个基准面。
S102，针对多个基准面中至少一个基准面，获取位于每个基准面上方的部分模型在该基准面上的垂直投影面积，得到至少一个垂直投影面积。
S103，基于至少一个垂直投影面积，得到总体积。
S104，基于总体积以及模型的体积，得到模型的支撑结构的体积。
为了便于理解，本发明实施例对3D打印技术进行简单说明。3D打印过程主要包括以下三个步骤：
a、对目标物体进行建模形成模型，并对模型进行分层处理；
b、基于每层的层数据控制打印头进行打印；
c、多个层叠加形成目标物体。
其中，在步骤a中对目标物体进行建模时，先将目标物体转换为数据结构。例如，可以通过扫描的方式获取目标物体的信息。
然后，将目标物体的信息进行格式转换，使得转换后的数据能够被分层切片技术识别，这些格式可以包括但不限于：STL格式、PLY格式或者WRL格式等。在具体实现时，目标物体的信息可以以层为单位。
之后，通过分层切片技术对模型及支撑结构进行切片分层处理，得到层图像，并对每个层图像进行解析得到每层的层数据。
在上述步骤中的建模后、分层处理前，需要根据模型的悬空部分生成支撑结构。
以下，对本发明实时所提供的结构体积的获取方法中的各步骤分别进行说明。
本发明实施例所涉及的指定平面可以为实际存在的平面，也可以为空间坐标系所指的平面。例如，可以将模型以当前放置方式放置时底部所在平面设定为指定平面，或者，又例如，可以将空间坐标系X-Y-Z中的任意平面(X-Y平面、Y-Z平面或者X-Z平面)作为指定平面。
为了便于表述，当将模型以当前放置方式放置时底部所在平面设定为指定平面时，将指定平面上放置有模型的一侧称为指定平面的上方，并且，该指定平面同时作为最底部的基准面，为多个基准面中的一个。此时，确定的多个基准面都位于指定平面(最底部的基准面)的上方，与模型同侧放置。
同时，为了便于表述，本发明实施例中所涉及到的垂直投影面积是指，以相应基准面为投影面，获取在该基准面上方的部分模型在该基准面上的垂直投影，此时，基准面上方是指该基准面远离指定平面(最底部的基准面)的一侧。
在不同基准面上，模型的投影轮廓可能存在不同，因此，可以将一个基准面的模型投影视为一个打印层。一个模型打印层数的多少决定了模型的打印精度。对于同一形状的模型而言，基准面的数量越多，其打印精度越高。
为了便于表述，以下，将结合图2所示的模型的结构对该结构体积的获取方法进行说明。
请参考图2，其为本发明实施例所提供的模型结构示意图。该模型的结构可以看作两个圆台形物体结合组成的结构，其中，一个正置的圆台形物体的面积较小的圆形平面与一个倒置的圆台形物体的面积较小的圆形平面相接触。
请参考图3，其为以图2所示模型放置方式进行打印时所需要的支撑结构的示意图。如图3所示，图2所示的模型放置在X-Y所在平面上。并且，图3中黑色部分即表示当前放置方式下所需要的支撑结构。
请参考图4，其为图2所示模型的基准面P1、P2……Pn的示意图。如图4所示，此时，基准面P1、P2……Pn均与X-Y所在平面平行，其中，P1作为最底部的基准面，Pn作为该模型的最顶部的基准面。如图4所示的结构中，相邻的两个基准面之间的距离表示为h。
在垂直于指定平面方向上，每两个相邻基准面之间的距离(h)相等或者不等。
此时，可以包括以下情况中的任意一种：任意两个相邻基准面之间的距离相等；或者，任意两个相邻基准面之间的距离不等；或者，部分相邻基准面之间的距离相等且部分基准面之间的距离不等。
其中，当这些基准面中存在距离不相等的相邻基准面时，还可以根据需要将这些相邻基准面之间的距离按照递增顺序排列、按照递减顺序排列或者按照其他可预设规则的方式排列等，本发明实施例对此无特别限定。
当利用本方案实现3D打印时，可将每一个基准面的垂直投影作为一个打印层，打印层数的多少决定了模型的打印精度。也就是说，h的数值大小与模型的精度和速度相关。
具体的，对于一个确定的模型，h越小，则确定的基准面的数量越多，打印精度越高，打印速度越慢；或者，h越大，则基准面的数量越少，打印精度越低打印速度越快。
在实现S102时，本发明实施例提供以下两种可行的实现方式：
第一种，针对多个基准面中每个基准面，获取位于每个基准面上方的部分模型在该基准面上的垂直投影面积，得到至少一个垂直投影面积。
此时，对于n个基准面P1、P2……Pn而言，则需要获取n个垂直投影面积，可以表示为S1、S2……Sn，其中，S1为位于基准面P1上方的部分模型在基准面P1上的垂直投影面积，S2为位于基准面P2上方的部分模型在基准面P2上的垂直投影面积，Sn为位于基准面Pn上方的部分模型在基准面Pn上的垂直投影面积。
基于模型结构的不同，得到的垂直投影面积S1、S2……Sn可能相同，也可能不同。
通过这种实现方式获取至少一个垂直投影面积时，获取到的基准面的数目越多，则打印精度越高。
第二种，考虑到本发明实施例可能会用于获取支撑结构的体积及其材料用量，并且，在一定的条件下，支撑结构所需体积可能不需要做成与整个模型相同的高度。
此时，可以参考图5与图6，其中，图5为图2所示模型以侧面触地的方式放置时的结构示意图，图6为以图5所示模型放置方式进行打印时所需要的支撑结构的示意图。
如图6所示，当以图5所示的模型放置在X-Y所在平面上时，图6中黑色部分表示的当前放置方式下所需要的支撑结构的高度远小于该模型的高度。
请参考图7，其为图5所示模型的基准面P1、P2……Pn的示意图。如图7所示，此时，基准面P1、P2……Pn均与X-Y所在平面平行，其中，P1作为最底部的基准面，Pn作为该模型的最顶部的基准面。如图7所示的结构中，相邻的两个基准面之间的距离表示为h。
基于以上情况，本发明实施例还提供了第二种获取至少一个垂直投影面积的方式。
请参考图8，其为本发明实施例中获取垂直投影面积的一种实现方式的流程示意图，包括以下步骤：
S1021，基于多个基准面中最底部的基准面，获取位于该基准面上方的部分模型在该基准面上的垂直投影，以作为第一垂直投影。
S1022，在除最底部的基准面以外的基准面中，获取目标基准面，目标基准面为对应的垂直投影与第一垂直投影重合的基准面。
此时，目标基准面可能为除最底部的基准面之外的任意一个基准面。如此，就存在S1023a与S1023b两种可能的情况。
S1023a，若目标基准面为多个基准面中最顶部的基准面，获取第一垂直投影的面积，以作为各垂直投影面积。
S1023b，若目标基准面不是多个基准面中最顶部的基准面，获取第一垂直投影的面积，以作为目标基准面以下各基准面对应的垂直投影面积。
S1024，分别获取目标基准面以上各基准面对应的垂直投影面积。
在如图3所示的实现方式中，S1023a和S1023b为平行实现的两个步骤，二者之间为“或者”的关系，在执行完S1022后执行S1023a或者执行S1023b，并在执行S1023a或者S1023b之后，执行S1024。
其中，在执行S1022获取目标基准面的步骤时，本发明实施例还提供了以下几种实现方式：
实现方式A：从多个基准面中最顶部的基准面开始，按照从最顶部到最底部的方向，依次获取并判断模型在该基准面上的垂直投影与第一垂直投影是否重合，直至获取到与第一垂直投影相重合的垂直投影所在的基准面，以作为目标基准面。
以图5～图7所示结构为例对S1022进行说明。该待打印的最底部的基准面P1的第一垂直投影，那么，将各基准面按照Pn、Pn-1、Pn-2……P2的顺序，将每个基准面上的投影分别逐个与第一垂直投影进行比对，直至在基准面Pn、Pn-1、Pn-2……P2中获取到与第一垂直投影相重合的垂直投影，就将这个基准面作为目标基准面。此时，目标基准面可以为Pn、Pn-1、Pn-2……P2中的任意一个基准面。
实现方式B：若多个基准面中最顶部的基准面上的垂直投影与第一垂直投影不重合，在最顶部的基准面与最底部的基准面中，确定一等分基准面，然后，判断该等分基准面上的垂直投影与第一垂直投影是否重合，从而，如果是(该等分基准面上的垂直投影与第一垂直投影重合)，在该等分基准面与最顶部的基准面之间再确定另一等分基准面，并判断该另一等分基准面上的垂直投影与该等分基准面上的垂直投影是否重合，以此类推，直至获取到与第一垂直投影相重合的垂直投影所在的基准面；或者，如果否(该等分基准面上的垂直投影与第一垂直投影不重合)，在该等分基准面与最底部的基准面之间再确定另一等分基准面，并判断该另一等分基准面上的垂直投影与第一垂直投影是否重合，以此类推，直至获取到与第一垂直投影相重合的垂直投影所在的基准面。
仍以图5～图7所示结构为例对S1022进行说明。
首先，请参考图9，其为以图5所示模型放置方式放置在指定平面上时第一垂直投影的示意图。图9所示第一垂直投影为位于X-Y平面上的一个六边形，将这个六边形从其X轴方向的中轴线(图9中虚线)剖开，可以将这个六边形作为两个梯形的结合图，并且，这两个梯形的上底相接触。
该待打印的最底部的基准面P1的第一垂直投影与最顶部的基准面Pn的投影不重合，那么，在基准面Pn-1、Pn-2……P2中确定等分基准面Pm。此时，请参考图10，其为最底部的基准面P1与最顶部的基准面Pn之间的等分基准面Pm的示意图。如图10所示，在Y轴的延伸方向上，等分基准面Pm将最底部的基准面P1与最顶部的基准面Pn等分。
之后，将等分基准面Pm上的垂直投影与第一垂直投影比对。
若二者重合，则确定等分基准面Pm为目标基准面。
若二者不重合，则在等分基准面Pm与最顶部的基准面Pn之间确定另一个等分基准面Pk。此时，请参考图11，其为等分基准面Pm与最顶部的基准面Pn之间的等分基准面Pk的示意图。如图11所示，在Y轴的延伸方向上，等分基准面Pk将等分基准面Pm与最顶部的基准面Pn等分。
之后，将等分基准面Pk上的垂直投影与图9所示的第一垂直投影比对。
重复上述步骤。
直至获取到与第一垂直投影重合的基准面上的垂直投影，则确定该基准面为目标基准面。
本发明实施例中，在通过S1022确定目标基准面之后，需要基于确定的目标基准面，该目标基准面可以认为是支撑结构的上表面，因此，在计算总体积时为了简化计算步骤并提高处理效率，可以将目标基准面与最底部的基准面之间的垂直投影都等同于第一垂直投影，这部分等同的垂直投影对应的体积包括待打印的模型的第一部分体积与支撑材料的体积；另一方面，在支撑结构的上表面，只需要计算每个基准面上的垂直投影的面积即可，此时，这部分体积为模型的第二部分体积，第一部分体积与第二部分体积共同构成模型的体积。
在一个具体的实现过程中，目标基准面以上各基准面之间的间隔h1与目标基准面以下各基准面之间的间隔h2可以不同。
请参考图12，其为图5所示模型放置方式在目标基准面上下部分间隔不同的示意图。如图12所示，目标基准面Pj将模型分段为目标基准面Pj上方的r部分与目标基准面Pj下方的R部分。
在r部分中，模型在对应r部分的基准面上的投影轮廓相互之间各不相同，而在R部分中模型在对应r部分的基准面上的投影轮廓均等同于第一垂直投影面积，因此，r部分中各基准面之间的间隔小于R部分中各基准面之间的间隔，也即：h1﹤h2。
这样设置，是考虑到在r部分中，各基准面上的垂直投影的轮廓各不相同，将h1设置为相对较小的数值，对应打印而成的r部分物体将具有相对较高的精度，更为接近模型设计；而在R部分中，由于投影相互之间的轮廓均与第一垂直投影的轮廓等同，可以将其间隔距离设置为相对较大的数值，对应打印而成的R部分物体的形成具有相对较高的效率，这样处理是由于投影轮廓相同，即各个打印层之间的打印轮廓相同，对于打印精度的影响可以忽略较小，甚至可以忽略不计。
基于此，在执行S1023a时，目标基准面是顶部的基准面Pn，此时，最底部的基准面P1的第一垂直投影与最顶部的基准面Pn的垂直投影相重合，则将二者之间的全部基准面上的垂直投影都等同于该第一垂直投影，其垂直投影面积也全部相等，即S1＝S2＝……＝Sn。
基于此，在执行S1023b时，目标基准面不是最顶部的基准面Pn，若目标基准面为Pj，且k为大于1且小于n的整数，那么，可以将目标基准面Pj与最底部的基准面P1之间的垂直投影均等同于该第一垂直投影，其垂直投影面积也全部相等，即S1＝S2＝……＝Sj，其中，Sj为目标基准面Pj上的垂直投影面积。
基于上述流程，在S1024中还需要对基准面上的垂直投影面积进行获取，本发明实施例还给出了如下获取垂直投影的面积的实现方式：
将垂直投影所在基准面平均分割成指定面积的若干方块区域；
确定垂直投影所覆盖的方块区域的数量；
根据指定面积和数量的乘积，得到垂直投影的面积。
具体的，参考图13，其为图2所示模型放置方式时的第一垂直投影面积示意图，以下，以图13所示第一垂直投影面积为例，将最底部的基准面P1分割为大小相同，面积为a的方格，图13中的圆形表示第一垂直投影T1。因此，基于图13所示的分割示意图，只需要获取该圆形区域所覆盖的方块的数量即可，得到该第一垂直投影的面积。例如，若该圆形区域所覆盖的方块的数量为i，则可以得到第一垂直投影的面积S1＝i×a。
当以该方式获取基准面上的垂直投影面积时，方块的体积越小，其数量越多，得到的垂直投影面积的精确度越高。
本发明实施例中，还需要执行S103中基于至少一个垂直投影面积，得到总体积的步骤。此时，可以参考如下方式：
根据至少一个垂直投影面积以及每两个基准面之间的距离，得到至少一个子体积；然后，根据至少一个子体积的累加和，得到总体积。
在该总体思路的引导下，针对S102中两种获取垂直投影面积的方式，给出如下两种具体的实现方式：
第一种，通过获取每一个基准面P1、P2……Pn上的每一个垂直投影面积S1、S2……Sn，并且，当任意相邻的两个基准面之间的距离均为h时，计算得到的总体积可以表达为：V＝(S1+S2+……+Sn)×h。
第二种，通过获取目标基准面Pj，那么，目标基准面Pj与最底部基准面P1之间的体积可以表示为：V1＝S1×j×h1，目标基准面Pj与最顶部基准面Pn之间的体积可以表示为：V2＝(Sj+1+Sj+2+……+Sn)×h2。那么，总体积V＝V1+V2。
本发明实施例中，上述步骤得到的总体积包括：模型的体积与该模型的支撑结构的体积。
基于此，在模型的体积已知的情况下，得到该模型的支撑结构的体积可以通过如下方式实现：根据总体积与模型的体积之间的差值，得到模型的支撑结构的体积。此时，可以用下式表示：VS＝V-VM，其中，VS表示模型的支撑结构的体积，VM表示模型的体积，V表示总体积。
本发明实施例提供的结构体积的获取方法，还可以用于获得打印模型的评估数据。
在一个具体的实现过程中，打印模型的评估数据包括：支撑结构的第一材料用量与打印模型所需的第二材料用量。
因此，该方法还可以包括以下步骤：
根据模型的支撑结构的体积，确定打印当前放置姿态下支撑结构所需的第一材料用量；
根据模型的体积，确定打印模型所需的第二材料用量；
根据第一材料用量和第二材料用量，获得打印模型的评估数据。
在实际进行打印的过程中，需要根据预设的每个打印层的层高(基准面之间的距离h)与打印耗材物理参数预估每个打印层的高度，并且，一般情况下，打印层的预估层高通常大于设定层高。如此，在打印过程中，可以使用校平装置对每个打印层进行校平，一方面使得实际打印层的高度等于设定的层高，另一方面得以平滑整个打印层。而通过校平过程去掉的部分材料即为打印过程中产生的废料。
因此，在另一个具体的实现过程中，考虑到实际进行打印的过程中还会存在一些废料，打印模型的评估数据可以包括：支撑结构的第一材料用量、打印模型所需的第二材料用量与废料用量。
因此，该方法还可以包括以下步骤：
根据模型的支撑结构的体积，确定打印当前放置姿态下支撑结构所需的第一材料用量；
根据模型的体积，确定打印模型所需的第二材料用量；
确定打印模型时的废料用量；
根据第一材料用量、第二材料用量和废料用量，获得打印模型的评估数据。
本发明实施例中，对于第一材料与第二材料的材质无特别限定，二者可以为两种不同的材料，或者，也可以为相同的材料。
针对上述第二种实现方式涉及到确定打印模型时的废料用量，本发明实施例给出以下确定方法：
在对模型分层时，确定每个打印层的预设层高；
根据对模型进行打印时所使用的墨滴的属性信息，确定每个打印层的预估层高；
根据预估层高与预设层高之间的比例，确定废料用量。
本发明实施例中所涉及的打印耗材可以包括但不限于：油墨。
其中，当打印耗材为油墨时，其物理参数可以包括：墨滴的大小和墨滴状态中的至少一个。其中，墨滴的大小可以通过但不限于墨滴的直径进行表征，墨滴的状态可以通过但不限于墨滴的粘度、所处的温度等进行表征。
在一个具体的实现过程中，预估层高的方法可以包括以下步骤：在不同温度或粘度下，不经过校平实际打印一个打印层高度为n的测试模型，测量该模型的最小高度h(因不经过校平，层表面不光滑，具有凹凸现象，因此具有不同高度)，预估层高即为h/n。
或者，在另一个实现过程中，对层高的预估方法还可以为：根据打印头和打印材料参数，确定墨滴的大小(直径)，以及一个打印层在与打印平面垂直的方向上叠加的墨滴的数量，进而，根据该墨滴直径与墨滴数量之积，得到预估层高。
基于上述步骤确定的预估层高，就可以根据预估层高和设定层高的比例，可以确定校平过程中所去除的废料用量。本发明实施例中，将废料用量也纳入材料总量进行处理，可以使得评估数据更加完善。
基于本发明实施例所提供的结构体积的获取方法，本发明实施例还提供了一种非暂态计算机可读存储介质，非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，计算机指令用于使计算机执行以下流程：
针对在指定平面上放置的模型，在平行于指定平面的方向上确定多个基准面；
针对多个基准面中至少一个基准面，获取位于每个基准面上方的部分模型在该基准面上的垂直投影面积，得到至少一个垂直投影面积；
基于至少一个垂直投影面积，得到总体积；
基于总体积以及模型的体积，得到模型的支撑结构的体积。
本发明实施例的技术方案具有以下有益效果：
本发明实施例所提供的结构体积的获取方法中，通过设置基准面，从而得到在基准面上模型的垂直投影，从而基于垂直投影的面积计算得到总体积，该总体积相当于包括模型的体积和支撑结构的体积，进而根据给定的模型的体积，可以得到支撑结构的体积，实现了模型在当前姿态下支撑结构的体积计算。
实施例二
基于上述实施例一所提供的结构体积的获取方法，本发明实施例进一步给出实现上述方法实施例中各步骤及方法的装置实施例。
请参考图14，其为本发明实施例所提供的结构体积的获取装置的功能方块图，该装置包括：
基准面确定模块141，用于针对在指定平面上放置的模型，在平行于指定平面的方向上确定多个基准面；
面积获取模块142，用于针对多个基准面中至少一个基准面，获取位于每个基准面上方的部分模型在该基准面上的垂直投影面积，得到至少一个垂直投影面积；
体积计算模块143，用于基于至少一个垂直投影面积，得到总体积；以及，基于总体积以及模型的体积，得到模型的支撑结构的体积。
请参考图15，其为本发明实施例所提供的打印机的功能方块图，该打印机包括：
存储器151，用于存储一组或多组程序代码；
处理器152，与存储器151耦合，用于调用存储器151中存储的程序代码，以执行以下流程：
针对在指定平面上放置的模型，在平行于指定平面的方向上确定多个基准面；
针对多个基准面中至少一个基准面，获取位于每个基准面上方的部分模型在该基准面上的垂直投影面积，得到至少一个垂直投影面积；
基于至少一个垂直投影面积，得到总体积；
基于总体积以及模型的体积，得到模型的支撑结构的体积。
本发明实施例所涉及的存储器151可以包括但不限于：随机存取存储器(randomaccess memory，RAM)、闪存、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、可擦除可编程只读存储器(Erasable Programmable Read Only Memory，EPROM)存储器、硬盘、或本领域已知的任何其他形式的存储介质。
在实际应用本方案时，存储器151可以与处理器152集成在一起，按照存储器151作为处理器152的组成部分的方式进行设置，或者，将存储器151与处理器152均设置于专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)上。
本发明实施例所涉及的处理器152，其硬件可以是能够实现具体功能的通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processing，DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(Field－Programmable Gate Array，FPGA)或其他可编程逻辑器件、分立门或晶体管逻辑器件、分立硬件组件或以上这些硬件的组合。作为一种变化，还可以通过计算设备的组合实现，例如，DSP和微处理器的组合、多个微处理器的组合、与DSP通信结合的一个或者多个微处理器的组合等。
由于本实施例中的各单元能够执行图1所示的方法，本实施例未详细描述的部分，可参考对图1的相关说明。
本发明实施例的技术方案具有以下有益效果：
本发明实施例所提供的结构体积的获取方法中，通过设置基准面，从而得到在基准面上模型的垂直投影，从而基于垂直投影的面积计算得到总体积，该总体积相当于包括模型的体积和支撑结构的体积，进而根据给定的模型的体积，可以得到支撑结构的体积，实现了模型在当前姿态下支撑结构的体积计算。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。
上述以软件功能单元的形式实现的集成的单元，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能单元存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机装置(可以是个人计算机，服务器，或者网络装置等)或处理器(Processor)执行本发明各个实施例所述方法的部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (13)

1.一种结构体积的获取方法，其特征在于，所述方法包括：
针对在指定平面上放置的模型，在平行于所述指定平面的方向上确定多个与指定平面距离不同的基准面；
针对多个基准面中至少一个基准面，获取位于每个基准面上方的模型在该基准面上的垂直投影面积，得到至少一个垂直投影面积；
基于所述至少一个垂直投影面积，得到总体积；
基于所述总体积以及所述模型的体积，得到所述模型的支撑结构的体积；
其中，所述针对多个基准面中至少一个基准面，获取位于每个基准面上方的模型在该基准面上的垂直投影面积，得到至少一个垂直投影面积，包括：
针对多个基准面中每个基准面，获取位于每个基准面上方的模型在该基准面上的垂直投影面积，得到至少一个垂直投影面积；
或者，
基于多个基准面中最底部的基准面，获取位于该基准面上方的模型在该基准面上的垂直投影，以作为第一垂直投影；
在除所述最底部的基准面以外的基准面中，获取目标基准面，所述目标基准面为对应的垂直投影与所述第一垂直投影重合的基准面；
若所述目标基准面为多个基准面中最顶部的基准面，获取所述第一垂直投影的面积，以作为各垂直投影面积；或者，若所述目标基准面不是多个基准面中最顶部的基准面，获取所述第一垂直投影的面积，以作为所述目标基准面以下各基准面对应的垂直投影面积；以及，分别获取所述目标基准面以上各基准面对应的垂直投影面积。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在垂直于所述指定平面方向上，每两个相邻基准面之间的距离相等或者不等。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在除所述最底部的基准面以外的基准面中，获取目标基准面，包括：
从多个基准面中最顶部的基准面开始，按照从最顶部到最底部的方向，依次获取并判断所述模型在该基准面上的垂直投影与所述第一垂直投影是否重合，直至获取到与所述第一垂直投影相重合的垂直投影所在的基准面，以作为所述目标基准面。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在除所述最底部的基准面以外的基准面中，获取目标基准面，包括：
若多个基准面中最顶部的基准面上的垂直投影与所述第一垂直投影不重合，在最顶部的基准面与最底部的基准面中，确定一等分基准面；
判断该等分基准面上的垂直投影与第一垂直投影是否重合；
如果是，在该等分基准面与最顶部的基准面之间再确定另一等分基准面，并判断该另一等分基准面上的垂直投影与该等分基准面上的垂直投影是否重合，以此类推，直至获取到与所述第一垂直投影相重合的垂直投影所在的基准面；如果否，在该等分基准面与最底部的基准面之间再确定另一等分基准面，并判断该另一等分基准面上的垂直投影与第一垂直投影是否重合，以此类推，直至获取到与所述第一垂直投影相重合的垂直投影所在的基准面。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，获取垂直投影的面积包括：
将垂直投影所在基准面平均分割成指定面积的若干方块区域；
确定所述垂直投影所覆盖的方块区域的数量；
根据所述指定面积和所述数量的乘积，得到所述垂直投影的面积。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述基于所述至少一个垂直投影面积，得到总体积，包括：
根据至少一个垂直投影面积以及每两个基准面之间的距离，得到至少一个子体积；
根据至少一个子体积的累加和，得到所述总体积。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，基于所述总体积以及所述模型的体积，得到所述模型的支撑结构的体积，包括：根据所述总体积与所述模型的体积之间的差值，得到所述模型的支撑结构的体积。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
根据所述模型的支撑结构的体积，确定打印当前放置姿态下所述支撑结构所需的第一材料用量；
根据所述模型的体积，确定打印所述模型所需的第二材料用量；
根据所述第一材料用量和所述第二材料用量，获得打印所述模型的评估数据。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
根据所述模型的支撑结构的体积，确定打印当前放置姿态下所述支撑结构所需的第一材料用量；
根据所述模型的体积，确定打印所述模型所需的第二材料用量；
确定打印所述模型时的废料用量；
根据所述第一材料用量、所述第二材料用量和所述废料用量，获得打印所述模型的评估数据。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，确定打印所述模型时的废料用量，包括：
在对所述模型分层时，确定每个打印层的预设层高；
根据对所述模型进行打印时所使用的墨滴的属性信息，确定每个打印层的预估层高；
根据所述预估层高与所述预设层高之间的比例，确定所述废料用量。
11.一种结构体积的获取装置，其特征在于，所述装置包括：
基准面确定模块，用于针对在指定平面上放置的模型，在平行于所述指定平面的方向上确定多个基准面；
面积获取模块，用于针对多个基准面中至少一个基准面，获取位于每个基准面上方的模型在该基准面上的垂直投影面积，得到至少一个垂直投影面积；
体积计算模块，用于基于所述至少一个垂直投影面积，得到总体积；以及，基于所述总体积以及所述模型的体积，得到所述模型的支撑结构的体积；
所述面积获取模块还用于针对多个基准面中每个基准面，获取位于每个基准面上方的模型在该基准面上的垂直投影面积，得到至少一个垂直投影面积；
或者，
基于多个基准面中最底部的基准面，获取位于该基准面上方的模型在该基准面上的垂直投影，以作为第一垂直投影；
在除所述最底部的基准面以外的基准面中，获取目标基准面，所述目标基准面为对应的垂直投影与所述第一垂直投影重合的基准面；
若所述目标基准面为多个基准面中最顶部的基准面，获取所述第一垂直投影的面积，以作为各垂直投影面积；或者，若所述目标基准面不是多个基准面中最顶部的基准面，获取所述第一垂直投影的面积，以作为所述目标基准面以下各基准面对应的垂直投影面积；以及，分别获取所述目标基准面以上各基准面对应的垂直投影面积。
12.一种非暂态计算机可读存储介质，其特征在于，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行以下流程：
针对在指定平面上放置的模型，在平行于所述指定平面的方向上确定多个基准面；
针对多个基准面中至少一个基准面，获取位于每个基准面上方的模型在该基准面上的垂直投影面积，得到至少一个垂直投影面积；
基于所述至少一个垂直投影面积，得到总体积；
基于所述总体积以及所述模型的体积，得到所述模型的支撑结构的体积；
其中，所述针对多个基准面中至少一个基准面，获取位于每个基准面上方的模型在该基准面上的垂直投影面积，得到至少一个垂直投影面积，包括：
针对多个基准面中每个基准面，获取位于每个基准面上方的模型在该基准面上的垂直投影面积，得到至少一个垂直投影面积；
或者，
基于多个基准面中最底部的基准面，获取位于该基准面上方的模型在该基准面上的垂直投影，以作为第一垂直投影；
在除所述最底部的基准面以外的基准面中，获取目标基准面，所述目标基准面为对应的垂直投影与所述第一垂直投影重合的基准面；
若所述目标基准面为多个基准面中最顶部的基准面，获取所述第一垂直投影的面积，以作为各垂直投影面积；或者，若所述目标基准面不是多个基准面中最顶部的基准面，获取所述第一垂直投影的面积，以作为所述目标基准面以下各基准面对应的垂直投影面积；以及，分别获取所述目标基准面以上各基准面对应的垂直投影面积。
13.一种打印机，其特征在于，所述打印机包括：
存储器，用于存储一组或多组程序代码；
处理器，与所述存储器耦合，用于调用存储器中存储的程序代码，以执行以下流程：
针对在指定平面上放置的模型，在平行于所述指定平面的方向上确定多个基准面；
针对多个基准面中至少一个基准面，获取位于每个基准面上方的模型在该基准面上的垂直投影面积，得到至少一个垂直投影面积；
基于所述至少一个垂直投影面积，得到总体积；
基于所述总体积以及所述模型的体积，得到所述模型的支撑结构的体积；
其中，所述针对多个基准面中至少一个基准面，获取位于每个基准面上方的模型在该基准面上的垂直投影面积，得到至少一个垂直投影面积，包括：
针对多个基准面中每个基准面，获取位于每个基准面上方的模型在该基准面上的垂直投影面积，得到至少一个垂直投影面积；
或者，
基于多个基准面中最底部的基准面，获取位于该基准面上方的模型在该基准面上的垂直投影，以作为第一垂直投影；
在除所述最底部的基准面以外的基准面中，获取目标基准面，所述目标基准面为对应的垂直投影与所述第一垂直投影重合的基准面；
若所述目标基准面为多个基准面中最顶部的基准面，获取所述第一垂直投影的面积，以作为各垂直投影面积；或者，若所述目标基准面不是多个基准面中最顶部的基准面，获取所述第一垂直投影的面积，以作为所述目标基准面以下各基准面对应的垂直投影面积；以及，分别获取所述目标基准面以上各基准面对应的垂直投影面积。
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