CN108943724A - 切层图像处理方法以及立体打印设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种切层图像处理方法以及立体打印设备。所述切层图像处理方法包括以下步骤：分析切层图像中的切层物件，以判断切层物件是否具有第一轮廓线段以及最邻近的第二轮廓线段，并且第二轮廓线段位于第一轮廓线段的所围区域中；若切层物件具有第一轮廓线段以及第二轮廓线段，则判断第一轮廓线段与第二轮廓线段的向量方向是否相反，若所述第一轮廓线段与所述第二轮廓线段的向量方向非为相反，则校正第一轮廓线段以及第二轮廓线段的至少其中之一的向量方向。另外，一种立体打印设备也被提出。

Description

切层图像处理方法以及立体打印设备
技术领域
本发明涉及一种图像处理技术，尤其涉及一种切层图像处理方法以及立体打印设备。
背景技术
在立体物件的打印过程中，一般的立体打印设备会依据多个切层图像来逐层的进行打印操作，并且在每一层的打印操作中，立体打印设备可对切层物件进行着色。在一般情况下，立体打印设备必须先判断切层物件的轮廓线段是属于外层轮廓或孔洞轮廓，以使对切层物件的外层轮廓的位置进行打印操作。也就是说，如何提出可有效判断并校正切层图像当中的切层物件的轮廓判断结果，以使对于切层物件进行正确的打印操作，是目前重要的课题。
发明内容
本发明提供一种切层图像处理方法以及立体打印设备，可有效判断并且校正切层图像中的切层物件的轮廓，以使立体打印设备可对立体模型执行正确打印操作。
本发明的切层图像处理方法包括以下步骤：分析切层图像中的切层物件，以判断所述切层物件是否具有第一轮廓线段以及最邻近的第二轮廓线段，并且所述第二轮廓线段位于所述第一轮廓线段的所围区域中；若所述切层物件具有所述第一轮廓线段以及所述第二轮廓线段，则判断所述第一轮廓线段与所述第二轮廓线段的向量方向是否相反，若所述第一轮廓线段与所述第二轮廓线段的向量方向非为相反，则校正所述第一轮廓线段以及所述第二轮廓线段的至少其中之一的向量方向。
在本发明的一实施例中，上述的所述第一轮廓线段以及所述第二轮廓线段的向量方向分别形成第一方向以及第二方向，并且校正后所述第一方向为顺时针方向以及逆时针方向的其中之一，并且校正后所述第二方向为所述顺时针方向以及所述逆时针方向的其中之另一。
在本发明的一实施例中，上述的所述第一轮廓线段以及所述第二轮廓线段分别为封闭线段，并且判断所述第一轮廓线段与所述第二轮廓线段的向量方向是否相反的步骤包括：分析所述第一轮廓线段以及所述第二轮廓线段，以取得多个第一子线段的多个第一子线段向量以及多个第二子线段的多个第二子线段向量；以及整合所述多个第一子线段向量的向量方向的连接顺序以形成第一方向，并且整合所述多个第二子线段向量的向量方向的连接顺序以形成第二方向。
在本发明的一实施例中，上述的切层图像处理方法还包括以下步骤：若所述第一轮廓线段所围区域包括所述第二轮廓线段，则定义所述第一轮廓线段为所述切层物件的最外层轮廓；以及判断所述第一方向是否为顺时针方向以及逆时针方向的其中之一，并且若所述第一方向非为所述顺时针方向以及所述逆时针方向的其中之一，则重新定义所述多个第一子线段向量的向量方向。
在本发明的一实施例中，上述的切层图像处理方法还包括以下步骤：若所述第二轮廓线段位于所述第一轮廓线段所围区域中，则定义所述第二轮廓线段为所述切层物件的孔洞轮廓；以及判断所述第二方向是否为所述顺时针方向以及所述逆时针方向的其中之另一，以决定是否重新定义所述多个第二子线段的向量方向。并且若所述第二方向非为一顺时针方向以及一逆时针方向的其中之另一，则重新定义所述多个第二子线段的向量方向。
在本发明的一实施例中，上述的切层图像处理方法还包括以下步骤：分析立体物件以建立立体模型图像，其中所述立体模型图像符合立体光刻档案格式；以及切层所述立体模型图像中的立体模型以取得所述切层图像。
在本发明的一实施例中，上述的立体模型图像中的所述立体模型图像中的所述立体模型是由多个三角平面所组成，并且所述多个三角平面分别具有对应的多个面法向量，其中分析所述切层图像中的所述切层物件的步骤包括：依据所述多个第一子线段分别对应的所述立体模型的所述多个三角平面的所述多个面法向量，来决定所述多个第一子线段向量的向量方向；以及依据所述多个第二子线段分别对应的所述立体模型的所述多个三角平面的所述多个面法向量，来决定所述多个第二子线段向量的向量方向。
在本发明的一实施例中，上述的切层图像处理方法还包括以下步骤：分析所述切层图像中的所述切层物件，以判断所述切层物件是否具有多个第二轮廓线段位于所述第一轮廓线段的所围区域中；若所述切层物件具有所述多个第二轮廓线段，并且所述多个第二轮廓线段之间逐一围绕，则判断所述第一轮廓线段与所述多个第二轮廓线段的向量方向是否为顺时针方向以及逆时针方向交替变换；以及若所述第一轮廓线段与所述多个第二轮廓线段的向量方向非为所述顺时针方向以及所述逆时针方向交替变换，则校正所述第一轮廓线段以及所述多个第二轮廓线段的至少其中之一的向量方向。
在本发明的一实施例中，上述的切层图像处理方法还包括以下步骤：分析所述切层图像中的所述切层物件，以判断所述切层物件是否具有多个第二轮廓线段位于所述第一轮廓线段的所围区域中；若所述切层物件具有所述多个第二轮廓线段，并且所述多个第二轮廓线段之间彼此分离而未围绕，则判断所述第一轮廓线段分别与所述多个第二轮廓线段的向量方向是否相反；以及若所述第一轮廓线段与所述多个第二轮廓线段的至少其中之一的向量方向非为相反时，则校正所述第一轮廓线段以及所述多个第二轮廓线段的至少其中之一的向量方向。
本发明的立体打印设备包括存储装置以及处理器。所述存储装置用以存储切层图像以及多个模块。处理器耦接所述存储装置。所述处理器用以执行所述多个模块以：分析所述切层图像中的切层物件，以判断所述切层物件是否具有最邻近的第一轮廓线段以及第二轮廓线段，并且所述第二轮廓线段位于所述第一轮廓线段的所围区域中；以及若所述切层物件具有所述第一轮廓线段以及所述第二轮廓线段，则判断所述第一轮廓线段与所述第二轮廓线段的向量方向是否相反；以及若第一轮廓线段与所述第二轮廓线段的向量方向非相反，则决定是否校正所述第一轮廓线段以及所述第二轮廓线段的至少其中之一的向量方向。
在本发明的一实施例中，上述的第一轮廓线段以及所述第二轮廓线段的向量方向分别形成第一方向以及第二方向，并且校正后所述第一方向为顺时针方向以及逆时针方向的其中之一，并且所述第二方向为所述顺时针方向以及所述逆时针方向的其中之另一。
在本发明的一实施例中，上述的所述第一轮廓线段以及所述第二轮廓线段分别为封闭线段。所述处理器分析所述第一轮廓线段以及所述第二轮廓线段，以取得多个第一子线段的多个第一子线段向量以及多个第二子线段的多个第二子线段向量。所述处理器整合所述多个第一子线段向量的向量方向的连接顺序形成第一方向，并且整合所述多个第二子线段向量的向量方向的连接顺序形成第二方向。
在本发明的一实施例中，上述的若所述第一轮廓线段所围区域包括所述第二轮廓线段，则所述处理器定义所述第一轮廓线段为所述切层物件的最外层轮廓，并且所述处理器判断所述第一方向是否为顺时针方向以及逆时针方向的其中之一。若所述第一方向非为所述顺时针方向以及所述逆时针方向的其中之一，则所述处理器决定是否重新定义所述多个第一子线段向量的向量方向。
在本发明的一实施例中，上述的若所述第二轮廓线段位于所述第一轮廓线段所围区域中，则所述处理装置定义所述第二轮廓线段为所述切层物件的一孔洞轮廓，并且所述处理器判断所述第二方向是否为所述顺时针方向以及所述逆时针方向的其中之另一。若所述第二方向非为所述顺时针方向以及所述逆时针方向的其中之另一，则所述处理器重新定义所述多个第二子线段向量的向量方向。
在本发明的一实施例中，上述的处理器还用以执行所述多个模块以：分析立体物件以建立立体模型图像，其中所述立体模型图像符合立体光刻档案格式；以及切层所述立体模型图像中的立体模型以取得所述切层图像。
在本发明的一实施例中，上述的立体模型图像中的所述立体模型是由多个三角平面所组成，并且所述多个三角平面分别具有对应的多个面法向量，其中分析所述切层图像中的所述切层物件的操作包括：依据所述多个第一子线段分别对应的所述多个三角平面的所述多个面法向量，来决定所述多个第一子线段向量的向量方向；以及依据所述多个第二子线段分别对应的所述立体模型的所述多个三角平面的所述多个面法向量，来决定所述多个第二子线段向量的向量方向。
在本发明的一实施例中，上述的所述处理器还用以执行所述多个模块以：分析所述切层图像中的所述切层物件，以判断所述切层物件是否具有多个第二轮廓线段位于所述第一轮廓线段的所围区域中；若所述切层物件具有所述多个第二轮廓线段，并且所述多个第二轮廓线段之间逐一围绕，则判断所述第一轮廓线段与所述多个第二轮廓线段的向量方向是否为顺时针方向以及逆时针方向交替变换；以及若所述第一轮廓线段与所述多个第二轮廓线段的向量方向非为所述顺时针方向以及所述逆时针方向交替变换，则校正所述第一轮廓线段以及所述多个第二轮廓线段的至少其中之一的向量方向。
在本发明的一实施例中，上述的所述处理器还用以执行所述多个模块以：分析所述切层图像中的所述切层物件，以判断所述切层物件是否具有多个第二轮廓线段位于所述第一轮廓线段的所围区域中；若所述切层物件具有所述多个第二轮廓线段，并且所述多个第二轮廓线段之间彼此分离而未围绕，则判断所述第一轮廓线段分别与所述多个第二轮廓线段的向量方向是否相反；以及若所述第一轮廓线段与所述多个第二轮廓线段的至少其中之一的向量方向非为相反时，则校正所述第一轮廓线段以及所述多个第二轮廓线段的至少其中之一的向量方向。
基于上述，本发明的切层图像处理方法以及立体打印设备可有效判断切层图像中的切层物件的轮廓线段，并且可校正轮廓线段的多个子线段的向量方向，以使立体打印设备可正确判读切层物件的轮廓线段是属于外层轮廓或孔洞轮廓。因此，本发明的切层图像处理方法以及立体打印设备可提供良好的打印。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。
附图说明
图1是依照本发明的一实施例的一种立体打印设备的示意图。
图2是依照本发明的一实施例的一种立体模型图像的示意图。
图3A是依照本发明的图2实施例的最外层轮廓的示意图。
图3B是依照本发明的图2实施例的孔洞轮廓的示意图。
图4是依照本发明的一实施例的一种切层图像的示意图。
图5A是依照本发明的图4实施例的切层图像的第一轮廓线段的示意图。
图5B是依照本发明的图4实施例的切层图像的第二轮廓线段的示意图。
图6是依照本发明的图4实施例结合第一轮廓线段以及第二轮廓线段的示意图。
图7A是依照本发明的一实施例的另一种切层图像的示意图。
图7B是依照本发明的一实施例的又一种切层图像的示意图。
图8是依照本发明的一实施例的切层图像处理方法的步骤流程图。
附图标记说明
100：立体打印设备
110：存储装置
120：处理器
130：立体打印装置
200：立体模型
210：最外层轮廓
220：孔洞轮廓
400、700A、700B：切层物件
410、420、701、702、703、704、705、706、707、708：轮廓线段
420：第二轮廓线段
430：完整轮廓模型
411、412、413、414、415、416、417、418：第一子线段
421、422、423、424、425、426、427、428：第二子线段
A1、A2、A3、A4、A5、A6、A7、A8、B1、B2、B3、B4、B5、B6、B7、B8、P1、P2、P3、P4、P1’、P2’、P3’、P4’：端点
S1、S2、S3：三角平面
S810、S820、S830：步骤
SI：切层图像
V1、V2、V3：面法向量
V1’、V2’、V3’：法向量
具体实施方式
在本案说明书全文(包括权利要求)中所使用的“耦接(或连接)”一词可指任何直接或间接的连接手段。另外，凡可能之处，在图式及实施方式中使用相同标号的元件/构件/步骤代表相同或类似部分。不同实施例中使用相同标号或使用相同用语的元件/构件/步骤可以相互参照相关说明。
图1是依照本发明的一实施例的一种立体打印设备的示意图。参照图1，立体打印设备100包括存储装置110、处理器120以及立体打印设备130。处理器120耦接存储装置110以及立体打印设备130。在本实施例中，处理器120用以对立体物件进行建模，以建立一立体模型图像，其中立体模型图像符合立体光刻(STereoLithography,STL)档案格式。在STL档案格式的立体模型图像中的立体模型是由多个三角网格(Grid)所组成，并且每一个三角网格具有三个端点，其中这些端点各别具有不同坐标。然而，在一实施例中，若立体模型图像非三角网格的立体档案，例如目标文件格式(Object File Format)或多边行档案格式(Polygon File Format,PLY)，处理器120也可先将其网格进行三角化，以多组三角形来拟合多边形或曲面。在本实施例中，处理器120可用以对立体模型图像中的立体模型进行切层操作，以取得至少一个切层图像。并且，处理器120可依据切层图像来控制立体打印装置130进行立体打印操作，以使立体打印装置130逐层打印立体物件。
在本实施例中，存储装置110可用以存储数据并且可以是缓冲存储器、内部存储媒体、外接式存储媒体、其他类型存储装置或这些装置的组合。例如，缓冲存储器可包括随机存取存储器、只读存储器或其他类似装置。例如，内部存储媒体可包括硬盘(Hard DiskDrive,HDD)、固态硬盘(Solid State Disk)、快闪(flash)存储装置或其他类似装置。例如，外接式存储媒体可包括外接式硬盘、U盘(USB drive)、云端硬盘或其他类似装置。在本实施例中，存储装置110可用以存储立体模型图像、多个切层图像、立体图像建模模块、图像处理模块或图像分析模块等，以使实现本发明各实施例的切层图像处理工作。
在本实施例中，处理器120可用以执行存储在存储装置110当中的多个模块，以使实现本发明各实施例的图像处理以及图像分析工作。处理器120可以是中央处理单元(central processing unit,CPU)，或是其他可程序化之一般用途或特殊用途的微处理器(microprocessor)、数字信号处理器(digital signal processor,DSP)、可程序化控制器、特殊应用积体电路(application specific integrated circuits,ASIC)、可程序化逻辑装置(programmable logic device,PLD)、其他类似处理装置或这些装置的组合。
在本实施例中，立体打印装置130可包括控制器、打印头以及平台等。处理器120可依据切层图像来提供控制信号至立体打印装置130的控制器，以驱动立体打印装置130。立体打印装置130可控制打印头在平台上进行立体打印操作。在本实施例中，立体打印操作包括馈出成型材料。此外，所属技术领域技术人员应当知晓立体打印装置130还可以包括其余用以与打印头共同完成立体打印操作的构件(例如，供料管线、打印头连动机构等)，因此不再赘述。
以下图2、图3A以及图3B提出一范例实施例来说明本发明各实施例所述的立体模型图像。
图2是依照本发明的一实施例的一种立体模型图像的示意图。参照图1以及图2，处理器120可用以执行存储在存储装置110当中的立体图像建模模块，以建模如图2所示的立体模型图像。在本实施例中，立体模型图像当中的立体模型200是通过多个三角网格的三角平面所组成，以使呈现立体图像。举例来说，端点P1、P2以及P3所形成的一个三角形的平面结构可用以描述立体模型200的一个三角平面S1。端点P1、P3以及P4所形成的另一个三角形的平面结构可用以描述立体模型200的另一个三角平面S2。端点P1’、P2’以及P4’所形成的又一个三角形的平面结构可用以描述立体模型200的又一个三角平面S3。在本实施例中，端点P1～P4、P1’～P4’分别具有不同的坐标参数可用以描述其位置以及向量信息，并且立体模型200上的其余端点以及三角平面的描述可以此类推。
在本实施例中，由于STL档案格式的立体模型图像的各三角网格的面法向量的定义方式可依据所属领域的通常知识获致足够的教示、建议以及实施方式，因此不再赘述。另外，本实施例的立体模型图像中的立体模型200的形状不限于图2所示，并且立体模型200的各端点位置也不限于图2所示。在一实施例中，立体模型200的轮廓亦可为任意的多边形轮廓，并且通过多个相同或不同的多边形平面所组成，本发明并不加以限制。
图3A是依照本发明的图2实施例的最外层轮廓的示意图。图3B是依照本发明的图2实施例的孔洞轮廓的示意图。参照图2以及图3A，立体模型200的最外层轮廓210可由多个三角平面所组成。以三角平面S1为例，端点P1、P2以及P3所形成的三角平面S1可通过各端点的坐标参数的顺序来定义面法向量V1(Surface vector)的向量方向。再以三角平面S2为例，端点P1、P3以及P4所形成的三角平面S2可通过各端点的坐标参数的顺序来定义面法向量V2的向量方向。参照图2以及图3B，立体模型200的孔洞轮廓220可由多个三角平面所组成。以三角平面S3为例，端点P1’、P2’以及P4’所形成的三角平面S3可通过各端点的坐标参数的顺序来定义面法向量V3的向量方向。
也就是说，本实施例的立体模型200可具有最外层轮廓以及孔洞轮廓，并且处理器可用以记录立体模型200的最外层轮廓以及孔洞轮廓的各三角平面的多个端点坐标参数以及面法向量。附带一提，本实施例的三角平面S1、S2、S3的面法向量V1、V2、V3亦可通过右手定则(Right hand rule)来排序，以定义三角平面S1、S2、S3的面法向量V1、V2、V3的向量方向，本发明并不限于此。
以下图4、图5A、图5B以及图6提出一范例实施例来说明本发明各实施例所述的切层图像。
图4是依照本发明的一实施例的一种切层图像的示意图。参照图1、图2以及图4，处理器120可对图2的立体模型200进行切层操作，以取得切层图像SI。在本实施例中，切层图像SI为立体模型200的xy轴切面图像。切层图像SI具有切层物件400。在本实施例中，切层物件400具有最外层轮廓以及孔洞轮廓。切层图像SI包括多个端点A1～A8以及B1～B8。在本实施例中，端点A1至端点A8的连线可用以表示为切层物件400的第一轮廓线段，并且端点B1至端点B8的连线可用以表示为切层物件400的第二轮廓线段。然而，本实施例的切层图像SI的结构并不限于图4所示。在一实施例中，切层物件400可只具有最外层轮廓，而不具有孔洞轮廓。或者，在又一实施例中，切层物件400可具有多个外层轮廓以及多个孔洞轮廓，并且这些外层轮廓以及这些孔洞轮廓交替配置。
在本实施例中，处理器120可记录立体模型200的每一个三角平面分别的面法向量信息，因此处理器120对立体模型200执行切层处理后，处理器120所取得的切层图像SI中的切层物件400的第一轮廓线段以及第二孔洞轮廓线段的每一子线段可分别具有对应的法向量信息。举例来说，端点A1与端点A2之间的子线段可对应于立体模型200的三角平面S2的面法向量V2，因此处理器120可记录端点A1与端点A2之间的子线段具有法向量V2’的向量信息。端点A2与端点A3之间的子线段可对应于立体模型200的三角平面S1的面法向量V1，因此处理器120可记录端点A2与端点A3之间的子线段具有法向量V1’的向量信息。端点B6与端点B7之间的子线段可对应于立体模型200的三角平面S3的面法向量V3，因此处理器120可记录端点B6与端点B7之间的子线段具有面法向量V3’的向量信息。此外，立体模型200上的其余端点与端点之间的描述可以此类推，因此不再赘述。
须注意的是，立体打印设备100在执行立体打印操作时，立体打印装置130将会依据切层图像SI的切层物件的信息来进行馈料。因此，本实施例的立体打印设备100将会分析每一切层图像中的切层物件的轮廓，以使正确判断切层物件的轮廓线段是否属于外层轮廓或孔洞轮廓。
在本实施例中，处理器120经由切层处理所取得的切层物件400的第一轮廓线段的每一子线段都具有相同朝向轮廓外或朝向轮廓内的法向量信息。同样的，处理器120经由切层处理所取得的切层物件400的第二轮廓线段的每一子线段都具有相同朝向轮廓外或朝向轮廓内的法向量信息。也就是说，切层物件400的第一轮廓线段以及第二轮廓线段的每一子线段的法向量信息在建立立体模型时已经固定。因此，本实施例的处理器120是用以判断切层物件400是否具有第一轮廓线段以及最邻近的第二轮廓线段，其中第二轮廓线段位于第一轮廓线段的所围区域中。由于外层轮廓或孔洞轮廓的法向量信息为相反(外层轮廓法向量朝外，孔洞轮廓的法向量朝内)，因此本实施例的处理器120将会以此判断第一轮廓线段以及最邻近的第二轮廓线段的向量方向是否相反，以决定是否校正第一轮廓线段以及第二轮廓线段的至少其中之一的向量方向，以使立体打印设备100可正确执行打印操作。
然而，在一实施例中，同一轮廓线段的每一子线段也可能于建立立体模型时发生错误，导致同一轮廓线段中的多个子线段可能具有一个或多个子线段的法向量出现错误的情形。因此，处理器120进行切层处理时，也可对同一轮廓线段中的每一子线段的法向量进行判断，以确认同一轮廓线段中的每一子线段的法向量是否都具有相同朝向轮廓外或朝向轮廓内的法向量信息。
具体的说，在本实施例中，处理器120可先分析切层图像SI中的切层物件400，以判断切层物件400是否具有第一轮廓线段(端点A1至端点A8的连线)以及位于第一轮廓线段所围区域中的第二轮廓线段(端点B1至端点B8的连线)。在本实施例中，若处理器120判断切层物件400具有所述第一轮廓线段以及所述第二轮廓线段，则进一步分析所述第一轮廓线段以及所述第二轮廓线段，以取得所述第一轮廓线段的多个第一子线段向量及所述第二轮廓线段的多个第二子线段向量。接着，处理器120进一步整合端点A1至端点A8之间依序连线的多个向量方向以形成第一方向，并且整合端点B1至端点B8的连线之间依序连线的多个向量方向以形成第二方向。处理器120判断第一方向是否与第二方向相反，进而决定是否校正第一轮廓线段或第二轮廓线段的向量方向。须注意的是，在本实施例中，若处理器120校正第一轮廓线段或第二轮廓线段的向量方向，则校正后的第一方向为顺时针方向以及逆时针方向的其中之一，并且校正后的第二方向为顺时针方向以及逆时针方向的其中之另一。
在本实施例中，若端点A1至端点A8的连线的所围的范围包括端点B1至端点B8的连线所围的范围，则处理器120判断端点A1至端点A8的连线为切层物件400的最外层轮廓。换句话说，若端点B1至端点B8的连线所围的范围位于端点A1至端点A8的连线的所围的范围当中，则处理器120判断端点B1至端点B8的连线为所述切层物件400的孔洞轮廓。
为使本领域技术人员可进一步了解本发明校正切层图像中的切层物件的轮廓方向的技术手段以及实施方式，以下将第一方向定义为逆时针方向，并且将第二方向定义为顺时针方向，以便于说明，但本发明并不限于此。
具体来说，图5A是依照本发明的图4实施例的切层图像的第一轮廓线段的示意图。图5B是依照本发明的图4实施例的切层图像的第二轮廓线段的示意图。参照图1、图4、图5A，处理器120将判断第一轮廓线段410是否为切层物件400的最外层轮廓。处理器120可分析切层图像SI中的切层物件400以取得第一轮廓线段410(端点A1～A8的连线)，其中第一轮廓线段410包括多个第一子线段411～418。处理器120可分析这些第一子线段411～418以取得分别对应于这些第一子线段411～418的多个第一子线段向量(如图5A所示)，其中这些第一子线段向量可用以分别表示各端点之间的距离以及方向信息。举例来说，处理器120可将端点A1与端点A2之间的线段的法向量V2’朝逆时针方向旋转90度，以获得第一子线段411的向量方向。处理器120可将端点A2与端点A3之间的线段的法向量V1’朝逆时针方向旋转90度，以获得第一子线段412的向量方向。以此类推，这些第一子线段411～418的向量方向可通过各子线段所对应的法向量来推得。
在本实施例中，处理器120可整合这些第一子线段411～418的向量方向，并且判断这些第一子线段411～418的向量方向是否形成逆时针方向，以决定是否重新定义这些第一子线段411～418的向量方向。也就是说，若这些第一子线段411～418的向量方向形成顺时针方向，则处理器120可校正这些第一子线段411～418的向量方向，以使这些第一子线段411～418的向量方向形成逆时针方向。因此，本实施例的立体打印设备100可避免当处理器120于执行建模操作时，若处理器120误判或错误定义立体模型200的最外层轮廓的各三角平面的面法向量方向，进而导致这些第一子线段411～418的整体向量方向定义错误。换句话说，本实施例的处理器120于第一次判断切层物件400的最外层的第一轮廓线段时，处理器120将会主动校正切层图像SI的第一轮廓线段的向量方向为逆时针方向，以使立体打印装置130可对切层物件400的最外层轮廓的位置进行正确的打印操作。
参照图1、图4、图5B，处理器120将判断第二轮廓线段420是否为切层物件400的孔洞轮廓。处理器120可分析切层图像SI中的切层物件400以取得第二轮廓线段420(端点B1～B8的连线)，其中第二轮廓线段420包括多个第二子线段421～428。处理器120可分析这些第二子线段421～428以取得分别对应于这些第二子线段421～428的多个第二子线段向量(如图5B所示)，其中这些第二子线段向量可用以分别表示各端点之间的距离以及方向信息。举例来说，处理器120可将端点B6与端点B7之间的线段的法向量V3’朝逆时针方向旋转90度，以获得第二子线段426的向量方向。以此类推，这些第二子线段421～428的向量方向可通过各子线段的法向量来推得。
在本实施例中，处理器120可整合这些第二子线段421～428的向量方向，并且判断这些第二子线段421～428的向量方向是否形成顺时针方向，以决定是否重新定义这些第二子线段421～428的向量方向。也就是说，若这些第二子线段421～428的向量方向形成逆时针方向，则处理器120可校正这些第二子线段421～428的向量方向，以使这些第二子线段421～428的向量方向形成顺时针方向。因此，本实施例的立体打印设备100可避免当处理器120于执行建模操作时，若处理器120误判或错误定义立体模型200的孔洞轮廓的各三角平面的面法向量方向，进而导致这些第二子线段421～428的整体向量方向定义错误。换句话说，本实施例的处理器120于判断切层物件400的第二轮廓线段时，处理器120将会主动校正切层图像SI的第二轮廓线段的向量方向为顺时针方向，以使立体打印装置130可对切层物件400的孔洞轮廓的位置进行正确的打印操作。
图6是依照本发明的图4实施例结合第一轮廓线段以及第二轮廓线段的示意图。参照图1、图4、图6，处理器120可结合第一轮廓线段410以及第二轮廓线段420分别的多个子线段向量，以使获得切层物件400的完整轮廓模型430。在实际打印的情况中，由于若存在孔洞轮廓，则必然存在最外层轮廓将之包围着，因此如图6所示的第二轮廓线段(端点B1～B8的连线)的每一点位置皆位于第一轮廓线段(端点A1～A8的连线)之中。也就是说，首先，处理器120会将判断最外层的第一轮廓线段的各子线段的向量方向，以确认最外层的第一轮廓线段的各子线段的向量方向是否形成逆时针方向。接着，处理器120会将判断第二轮廓线段的各子线段的向量方向，以确认第二轮廓线段的各子线段的向量方向形成顺时针方向。据此，处理器120可将逆时针的第一轮廓线段(外层轮廓)的切层信息联集于顺时针的第二轮廓线段(孔洞轮廓)的切层信息，或是可将逆时针的第一轮廓线段的切层信息差集于逆时针的第二轮廓线段的切层信息，以获得切层物件400的物件形状，进而可正确的进行打印操作。
值得注意的是，本实施例的切层物件400的物件形状并不限于图4所示。在一实施例中，切层物件400的物件形状也可以是由多个外层轮廓以及多个孔洞轮廓所组成。也就是说，依据上述实施例的实施方式，处理器120可分析切层图像SI中的切层物件400以取得切层物件400的多个外层轮廓线段以及多个孔洞轮廓线段，其中这些外层轮廓线段以及这些孔洞轮廓线段交替配置。并且，由最外层轮廓作为起始，切层物件400的这些外层轮廓以及这些孔洞轮廓必然交替地配置，因此处理器120可判断这些外层轮廓线段以及这些孔洞轮廓线段的向量方向是否分别形成为逆时针方向以及顺时针方向(逆时针方向以及顺时针方向的轮廓线段交替配置)。若这些外层轮廓线段以及这些孔洞轮廓线段的向量方向为非分别形成逆时针方向以及顺时针方向，则处理器120重新定义这些外层轮廓线段以及这些孔洞轮廓线段的至少其中之一的方向向量。
图7A是依照本发明的一实施例的另一种切层图像的示意图。参考图1以及图7A，在本实施例中，处理器120对一立体模型进行切层操作后取得一切层图像，其中切层图像可包括如图7A的切层物件700A，其中切层物件700A包括两个不同的子物件。切层物件700A可包括多个轮廓线段701、702、703、704。在本实施例中，处理器120可先判断切层物件700A是否具有多个第二轮廓线段702、703、704位于所述第一轮廓线段701的所围区域中。若切层物件700A具有这些第二轮廓线段702、703、704，并且这些第二轮廓线段之间逐一围绕，则处理器120进一步判断第一轮廓线段701与这些第二轮廓线段702、703、704的向量方向是否为顺时针方向以及逆时针方向交替变换。例如，在一实施例中，第一轮廓线段705的向量方向应为逆时针，并且这些第二轮廓线段706、707、708的向量方向都应依序为顺时针、逆时针以及顺时针。在本实施例中，若第一轮廓线段701与这些第二轮廓线段702、703、704的向量方向非为顺时针方向以及逆时针方向交替变换，则处理器120校正第一轮廓线段701以及多个第二轮廓线段702、703、704的至少其中之一的向量方向。
在本实施例中，第一轮廓线段701与这些第二轮廓线段702、703、704之间逐一围绕。也就是说，第一轮廓线段701为最外层轮廓、第二轮廓线段702为孔洞轮廓、第二轮廓线段703为外层围轮廓以及第二轮廓线段704为孔洞轮廓。因此，处理器120将判断这些轮廓线段701、702、703、704的向量方向是否为顺时针方向与逆时针方向交替变换。若这些轮廓线段701、702、703、704的至少其中之一的向量方向错误，则处理器120将校正这些轮廓线段701、702、703、704的至少其中之一的向量方向，以使立体打印装置130可对切层物件700A的这些轮廓线段701、702、703、704的位置进行正确的打印操作。
图7B是依照本发明的一实施例的又一种切层图像的示意图。参考图1以及图7B，在本实施例中，处理器120对一立体模型进行切层操作后取得一切层图像，其中切层图像可包括如图7B的切层物件700B，其中切层物件700B为一个子物件。切层物件700B可包括多个轮廓线段705、706、707、708。在本实施例中，处理器120可先判断切层物件700B是否具有多个第二轮廓线段706、707、708位于所述第一轮廓线段705的所围区域中。若切层物件700B具有这些第二轮廓线段706、707、708，并且这些第二轮廓线段之间彼此分离而未围绕，则处理器120进一步判断第一轮廓线段705分别与这些第二轮廓线段706、707、708的向量方向是否相反。例如，在一实施例中，第一轮廓线段705的向量方向应为逆时针，并且这些第二轮廓线段706、707、708的向量方向都应为顺时针。在本实施例中，若第一轮廓线段705与这些第二轮廓线段706、707、708的至少其中之一的向量方向非为相反，则处理器120校正第一轮廓线段705以及多个第二轮廓线段706、707、708的至少其中之一的向量方向。
在本实施例中，第一轮廓线段705围绕这些第二轮廓线段706、707、708。也就是说，第一轮廓线段705为最外层轮廓、这些第二轮廓线段706、707、708皆为孔洞轮廓。因此，处理器120将判断这些第二轮廓线段706、707、708的向量方向是否皆与第一轮廓线段705相反。若这些轮廓线段705、706、707、708的至少其中之一的向量方向错误，则处理器120将校正这些轮廓线段705、706、707、708的至少其中之一的向量方向，以使立体打印装置130可对切层物件700B的这些轮廓线段705、706、707、708的位置进行正确的打印操作。
图8是依照本发明的一实施例的切层图像处理方法的步骤流程图。参考图1、图8，本实施例的切层图像处理方法可至少适用于图1的立体打印设备100。在步骤S810中，处理器120分析切层图像中的切层物件，以判断切层物件是否具有第一轮廓线段以及最邻近的第二轮廓线段，并且第二轮廓线段位于第一轮廓线段的所围区域中。在步骤S820中，若切层物件具有第一轮廓线段以及第二轮廓线段，则处理器120判断第一轮廓线段与第二轮廓线段的向量方向是否相反。在步骤S830中，若第一轮廓线段与所述第二轮廓线段的向量方向非为相反，则处理器120校正第一轮廓线段以及第二轮廓线段的至少其中之一的向量方向。因此，本实施例的切层图像处理方法可有效地判断并且校正切层图像中的切层物件的轮廓线段的向量信息，以使立体打印装置130可正确的进行打印操作。
此外，本实施例的切层图像处理方法的相关实施细节以及相关装置特征可由上述关于图1至图7B的各实施例的叙述当中，获得足够的教示、建议以及实施方式，在此不再加以赘述。
综上所述，本发明的切层图像处理方法以及立体打印设备可有效判断切层图像中的切层物件的轮廓线段，并且可校正切层图像中的切层物件的多个轮廓线段，以使可正确判断这些轮廓线段所围是属于外层轮廓或孔洞轮廓，以使立体打印设备可正确执行打印操作。据此，本发明的切层图像处理方法以及立体打印设备可打印出具有良好品质的立体物件。
虽然本发明已以实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围当视权利要求所界定者为准。

Claims (18)

1.一种切层图像处理方法，包括：
分析切层图像中的切层物件，以判断所述切层物件是否具有第一轮廓线段以及最邻近的第二轮廓线段，并且所述第二轮廓线段位于所述第一轮廓线段的所围区域中；以及
若所述切层物件具有所述第一轮廓线段以及所述第二轮廓线段，则判断所述第一轮廓线段与所述第二轮廓线段的向量方向是否相反；以及
若第一轮廓线段与所述第二轮廓线段的向量方向非为相反，则校正所述第一轮廓线段以及所述第二轮廓线段的至少其中之一的向量方向。
2.根据权利要求1所述的切层图像处理方法，其中所述第一轮廓线段以及所述第二轮廓线段的向量方向分别形成第一方向以及第二方向，并且校正后所述第一方向为顺时针方向以及逆时针方向的其中之一，并且校正后所述第二方向为所述顺时针方向以及所述逆时针方向的其中之另一。
3.根据权利要求1所述的切层图像处理方法，其中所述第一轮廓线段以及所述第二轮廓线段分别为封闭线段，并且判断所述第一轮廓线段与所述第二轮廓线段的向量方向是否相反的步骤包括：
分析所述第一轮廓线段以及所述第二轮廓线段，以取得多个第一子线段的多个第一子线段向量以及多个第二子线段的多个第二子线段向量；以及
整合所述多个第一子线段向量的向量方向的连接顺序以形成第一方向，并且整合所述多个第二子线段向量的向量方向的连接顺序以形成第二方向。
4.根据权利要求3所述的切层图像处理方法，还包括：
若所述第一轮廓线段所围区域包括所述第二轮廓线段，则定义所述第一轮廓线段为所述切层物件的一最外层轮廓；以及
判断所述第一方向是否为顺时针方向以及逆时针方向的其中之一，并且若所述第一方向非为所述顺时针方向以及所述逆时针方向的其中之一，则重新定义所述多个第一子线段向量的向量方向。
5.根据权利要求4所述的切层图像处理方法，还包括：
若所述第二轮廓线段位于所述第一轮廓线段所围区域中，则定义所述第二轮廓线段为所述切层物件的孔洞轮廓；以及
判断所述第二方向是否为所述顺时针方向以及所述逆时针方向的其中之另一，并且若所述第二方向非为所述顺时针方向以及所述逆时针方向的其中之另一，则重新定义所述多个第二子线段的向量方向。
6.根据权利要求3所述的切层图像处理方法，还包括：
分析立体物件以建立立体模型图像，其中所述立体模型图像符合立体光刻档案格式；以及
切层在所述立体模型图像中的立体模型以取得所述切层图像。
7.根据权利要求6所述的切层图像处理方法，其中在所述立体模型图像中的所述立体模型是由多个三角平面所组成，并且所述多个三角平面分别具有对应的多个面法向量，其中分析所述切层图像中的所述切层物件的步骤包括：
依据所述多个第一子线段分别对应的所述立体模型的所述多个三角平面的所述多个面法向量，来决定所述多个第一子线段向量的向量方向；以及
依据所述多个第二子线段分别对应的所述立体模型的所述多个三角平面的所述多个面法向量，来决定所述多个第二子线段向量的向量方向。
8.根据权利要求1所述的切层图像处理方法，还包括：
分析所述切层图像中的所述切层物件，以判断所述切层物件是否具有多个第二轮廓线段位于所述第一轮廓线段的所围区域中；
若所述切层物件具有所述多个第二轮廓线段，并且所述多个第二轮廓线段之间逐一围绕，则判断所述第一轮廓线段与所述多个第二轮廓线段的向量方向是否为顺时针方向以及逆时针方向交替变换；以及
若所述第一轮廓线段与所述多个第二轮廓线段的向量方向非为所述顺时针方向以及所述逆时针方向交替变换，则校正所述第一轮廓线段以及所述多个第二轮廓线段的至少其中之一的向量方向。
9.根据权利要求1所述的切层图像处理方法，还包括：
分析所述切层图像中的所述切层物件，以判断所述切层物件是否具有多个第二轮廓线段位于所述第一轮廓线段的所围区域中；
若所述切层物件具有所述多个第二轮廓线段，并且所述多个第二轮廓线段之间彼此分离而未围绕，则判断所述第一轮廓线段分别与所述多个第二轮廓线段的向量方向是否相反；以及
若所述第一轮廓线段与所述多个第二轮廓线段的至少其中之一的向量方向非为相反，则校正所述第一轮廓线段以及所述多个第二轮廓线段的至少其中之一的向量方向。
10.一种立体打印设备，包括：
存储装置，用以存储切层图像以及多个模块；以及
处理器，耦接所述存储装置，用以执行所述多个模块以：
分析所述切层图像中的切层物件，以判断所述切层物件是否具有最邻近的第一轮廓线段以及第二轮廓线段，并且所述第二轮廓线段位于所述第一轮廓线段的所围区域中；
若所述切层物件具有所述第一轮廓线段以及所述第二轮廓线段，则判断所述第一轮廓线段与所述第二轮廓线段的向量方向是否相反；以及
若第一轮廓线段与所述第二轮廓线段的向量方向非为相反，则决定是否校正所述第一轮廓线段以及所述第二轮廓线段的至少其中之一的向量方向。
11.根据权利要求10所述的立体打印设备，其中所述第一轮廓线段以及所述第二轮廓线段的向量方向分别形成第一方向以及第二方向，并且校正后所述第一方向为顺时针方向以及逆时针方向的其中之一，并且所述第二方向为所述顺时针方向以及所述逆时针方向的其中之另一。
12.根据权利要求10所述的立体打印设备，其中所述第一轮廓线段以及所述第二轮廓线段分别为封闭线段，并且所述处理器分析所述第一轮廓线段以及所述第二轮廓线段，以取得多个第一子线段的多个第一子线段向量以及多个第二子线段的多个第二子线段向量，
其中所述处理器整合所述多个第一子线段向量的向量方向的连接顺序形成第一方向，并且整合所述多个第二子线段向量的向量方向的连接顺序形成第二方向。
13.根据权利要求12所述的立体打印设备，其中若所述第一轮廓线段所围区域包括所述第二轮廓线段，则所述处理器定义所述第一轮廓线段为所述切层物件的最外层轮廓，并且所述处理器判断所述第一方向是否为顺时针方向以及逆时针方向的其中之一，并且若所述第一方向非为所述顺时针方向以及所述逆时针方向的其中之一，则所述处理器重新定义所述多个第一子线段向量的向量方向。
14.根据权利要求13所述的立体打印设备，其中若所述第二轮廓线段位于所述第一轮廓线段所围区域中，则所述处理装置定义所述第二轮廓线段为所述切层物件的一孔洞轮廓，并且所述处理器判断所述第二方向是否为所述顺时针方向以及所述逆时针方向的其中之另一，并且若所述第二方向非为所述顺时针方向以及所述逆时针方向的其中之另一，则所述处理器重新定义所述多个第二子线段向量的向量方向。
15.根据权利要求12所述的立体打印设备，其中所述处理器还用以执行所述多个模块以：
分析立体物件以建立立体模型图像，其中所述立体模型图像符合立体光刻档案格式；以及
切层在所述立体模型图像中的立体模型以取得所述切层图像。
16.根据权利要求15所述的立体打印设备，其中在所述立体模型图像中的所述立体模型是由多个三角平面所组成，并且所述多个三角平面分别具有对应的多个面法向量，其中分析所述切层图像中的所述切层物件的操作包括：
依据所述多个第一子线段分别对应的所述多个三角平面的所述多个面法向量，来决定所述多个第一子线段向量的向量方向；以及
依据所述多个第二子线段分别对应的所述立体模型的所述多个三角平面的所述多个面法向量，来决定所述多个第二子线段向量的向量方向。
17.根据权利要求10所述的立体打印设备，其中所述处理器还用以执行所述多个模块以：
分析所述切层图像中的所述切层物件，以判断所述切层物件是否具有多个第二轮廓线段位于所述第一轮廓线段的所围区域中；
若所述切层物件具有所述多个第二轮廓线段，并且所述多个第二轮廓线段之间逐一围绕，则判断所述第一轮廓线段与所述多个第二轮廓线段的向量方向是否为顺时针方向以及逆时针方向交替变换；以及
若所述第一轮廓线段与所述多个第二轮廓线段的向量方向非为所述顺时针方向以及所述逆时针方向交替变换，则校正所述第一轮廓线段以及所述多个第二轮廓线段的至少其中之一的向量方向。
18.根据权利要求10所述的立体打印设备，其中所述处理器还用以执行所述多个模块以：
分析所述切层图像中的所述切层物件，以判断所述切层物件是否具有多个第二轮廓线段位于所述第一轮廓线段的所围区域中；
若所述切层物件具有所述多个第二轮廓线段，并且所述多个第二轮廓线段之间彼此分离而未围绕，则判断所述第一轮廓线段分别与所述多个第二轮廓线段的向量方向是否相反；以及
若所述第一轮廓线段与所述多个第二轮廓线段的至少其中之一的向量方向非为相反，则校正所述第一轮廓线段以及所述多个第二轮廓线段的至少其中之一的向量方向。
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