CN111805894A - 一种stl模型切片方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种STL模型切片方法和装置，涉及数据处理技术领域，读取和加载STL模型；获得第一切片平面；将第一切片平面依据第一设定厚度对STL模型水平相切，获得第一轮廓曲线，其中，第一轮廓曲线是STL模型与第一切片平面的切面的轮廓曲线；判断轮廓曲线中是否包含STL模型的实体部分；如果轮廓曲线中包含STL模型的实体部分，将实体部分填充白色获得白色部分；根据实体部分确定轮廓曲线中的非实体部分；将非实体部分填充黑色，构成切面的掩膜；通过第一3D打印机将掩膜投影到液态光敏树脂，将白色部分固化为第一固化轮廓。达到了准确获取切片位图的轮廓信息，提高切片位图打印的准确性，提高3D打印模型的精确性的技术效果的技术效果。

Description

一种STL模型切片方法和装置
技术领域
本申请涉及数据处理技术领域，尤其涉及一种STL模型切片方法和装置。
背景技术
3D打印是以三维模型文件为蓝图，依据分层制造的原理，逐层添加离散原料从而构造三维模型实体的技术。多3D打印技术的细分方向中，基于数字光处理(Digital LightProcessing,DLP)的3D打印技术因打印精度高、成品表面光洁度较好，在精密铸造、生物医疗等方面应用广泛，成为当前3D打印行业研究的重点。
但本申请发明人在实现本申请实施例中技术方案的过程中，发现上述现有技术至少存在如下技术问题：
对切片位图轮廓的获取关系到切片信息打印的准确性，现有技术中对STL模型切片处理过程中，在对切片轮廓进行填充时，存在轮廓嵌套的复杂STL模型可能出现填充结果不准确，造成对STL模型的切片不准确的技术问题。
申请内容
本申请实施例通过提供一种STL模型切片方法和装置，解决了现有技术中对STL模型切片处理过程中，在对切片轮廓进行填充时，存在轮廓嵌套的复杂STL模型可能出现填充结果不准确，造成对STL模型的切片不准确的技术问题，达到了准确获取切片位图的轮廓信息，提高切片位图打印的准确性，提高3D打印模型的精确性的技术效果。
为了解决上述问题，第一方面，本申请实施例提供了一种STL模型切片方法，所述方法包括：读取和加载STL模型；获得第一切片平面；将所述第一切片平面依据第一设定厚度对所述STL模型水平相切，获得第一轮廓曲线，其中，所述第一轮廓曲线是所述STL模型与所述第一切片平面的切面的轮廓曲线；判断所述轮廓曲线中是否包含所述STL模型的实体部分；如果所述轮廓曲线中包含所述STL模型的实体部分，将所述实体部分填充白色获得白色部分；根据所述实体部分确定所述轮廓曲线中的非实体部分；将所述非实体部分填充黑色，构成所述切面的掩膜；通过第一3D打印机将所述掩膜投影到液态光敏树脂，将所述白色部分固化为第一固化轮廓。
优选的，所述方法还包括：根据体素量化法对所述STL模型的体素信息进行量化，获得所述切面的体素区域与外部区域，其中，所述体素区域的计数值大于0，所述外部区域的计数值为0；将所述体素区域填充为白色，且所述外部区域填充为黑色。
优选的，所述根据体素量化法对所述STL模型的体素信息进行量化，获得所述切面的体素区域与外部区域，包括：设定观察视角信息与观察位置信息；根据所述观察视角确定指向所述观察视角的法向量为正向向量；根据所述观察视角确定背向所述观察视角的法向量为反向向量；设定所述STL模型中所述切面的第一区域与第二区域的初始值为0；从所述STL模型外部与所述观察位置相对的位置向所述观察位置行进，判断所述第一区域的法向量为所述正向向量或所述反向向量；如果所述第一区域的法向量为所述正向向量时，对所述第一区域的初始值执行减1操作，确定所述第一区域的第一计数值；判断所述第二区域的法向量为所述正向向量或所述反向向量；如果所述第二区域的法向量为所述反向向量时，对所述第二区域的初始值执行加1操作，确定所述第二区域的第二计数值；根据所述第一计数值确定所述第一区域为外部区域和所述第二区域为体素区域。
优选的，所述方法还包括：根据所述第一轮廓曲线获得第一切片位图；判断所述第一切片位图是否符合预设投影尺寸；当所述第一切片位图超出所述预设投影尺寸时，确定所述第一切片位图需要采用拼接成型模式；根据所述拼接成型模式将所述第一切片位图均匀切分，获得系列单元位图，其中，所述系列单元位图包含第一单元位图与第二单元位图；获得所述一单元位图与所述第二单元位图交接处的重叠部分；判断所述重叠部分的重叠像素是否为零；当所述重叠部分的重叠像素不为零时，将所述第一单元位图与所述第二单元位图的边缘像素灰度化，获得投影设备可投影大小的单元位图。
优选的，所述方法还包括：获得所述第一3D打印机的构造宽度Bw；获得单个投影设备一次的投影宽度Pw；获得所述重叠部分的宽度为Cw，其中，Cw∈[0,Pw)；获得所述投影宽度与所述构造宽度的宽度差为χ，其中，x∈[0,Pw)；根据所述构造宽度、所述投影宽度、所述重叠部分的宽度与所述宽度差计算获得切分块数，所述切分块数为
Figure BDA0002540188460000021
其中，m为所述第一切片位图的切分块数。
优选的，所述方法还包括：判断所述投影宽度与所述构造宽度的宽度差是否为0；当所述投影宽度与所述构造宽度的宽度差不为0时，将所述第一切片位图切分的最后单元位图的最后宽度填充为黑色，确定所述系列单元位图中每一个单元位图的宽度为投影宽度；根据所述系列单元位图中每一个单元位图的宽度获得所述每一个单元位图的填充宽度，所述填充宽度为Tw＝Pw×m-Cw×(m-1)-Bw，其中，Pw为投影宽度，Cw为重叠部分的宽度，m为所述第一切片位图的切分块数，χ为所述投影宽度与所述构造宽度的宽度差。
优选的，所述方法还包括：将所述第一切片位图与所述第二切片位图拼接成型，确定第一拼接位图；判断所述第一拼接位图的错位参数是否等于零；当所述第一拼接位图的错位参数不等于零时，对所述第一切片位图与所述第二切片位图进行错位切分，获得错位切分图案；将所述错位切分图案进行图案像素填充，获得第三单元位图；判断所述第三单元位图是否符合预设条件；当所述第三单元位图符合预设条件时，确定第一投影信息。
第二方面，本申请实施例还提供了一种STL模型切片装置，所述装置包括：
第一获得单元，所述第一获得单元用于读取和加载STL模型；
第二获得单元，所述第二获得单元用于获得第一切片平面；
第三获得单元，所述第三获得单元用于将所述第一切片平面依据第一设定厚度对所述STL模型水平相切，获得第一轮廓曲线，其中，所述第一轮廓曲线是所述STL模型与所述第一切片平面的切面的轮廓曲线；
第一判断单元，所述第一判断单元用于判断所述轮廓曲线中是否包含所述STL模型的实体部分；
第一操作单元，所述第一操作单元用于如果所述轮廓曲线中包含所述STL模型的实体部分，将所述实体部分填充白色获得白色部分；
第一确定单元，所述第一确定单元用于根据所述实体部分确定所述轮廓曲线中的非实体部分；
第一构成单元，所述第一构成单元用于将所述非实体部分填充黑色，构成所述切面的掩膜；
第二操作单元，所述第二操作单元用于通过第一3D打印机将所述掩膜与所述白色部分投影到液态光敏树脂，将所述白色部分固化为第一固化轮廓。
优选的，所述装置还包括：
第四获得单元，所述第四获得单元用于根据体素量化法对所述STL模型的体素信息进行量化，获得所述切面的体素区域与外部区域，其中，所述体素区域的计数值大于0，所述外部区域的计数值为0；
第三操作单元，所述第三操作单元用于将所述体素区域填充为白色，且所述外部区域填充为黑色。
优选的，所述装置还包括：
第一设定单元，所述第一设定单元用于设定观察视角信息与观察位置信息；
第二确定单元，所述第二确定单元用于根据所述观察视角确定指向所述观察视角的法向量为正向向量；
第三确定单元，所述第三确定单元用于根据所述观察视角确定背向所述观察视角的法向量为反向向量；
第二设定单元，所述第二设定单元用于设定所述STL模型中所述切面的第一区域与第二区域的初始值为0；
第二判断单元，所述第二判断单元用于从所述STL模型外部与所述观察位置相对的位置向所述观察位置行进，判断所述第一区域的法向量为所述正向向量或所述反向向量；
第四确定单元，所述第四确定单元用于如果所述第一区域的法向量为所述正向向量时，对所述第一区域的初始值执行减1操作，确定所述第一区域的第一计数值；
第三判断单元，所述第三判断单元用于判断所述第二区域的法向量为所述正向向量或所述反向向量；
第五确定单元，所述第五确定单元用于如果所述第二区域的法向量为所述反向向量时，对所述第二区域的初始值执行加1操作，确定所述第二区域的第二计数值；
第六确定单元，所述第六确定单元用于根据所述第一计数值确定所述第一区域为外部区域和所述第二区域为体素区域。
优选的，所述装置还包括：
第五获得单元，所述第五获得单元用于根据所述第一轮廓曲线获得第一切片位图；
第四判断单元，所述第四判断单元用于判断所述第一切片位图是否符合预设投影尺寸；
第七确定单元，所述第七确定单元用于当所述第一切片位图超出所述预设投影尺寸时，确定所述第一切片位图需要采用拼接成型模式；
第六获得单元，所述第六获得单元用于根据所述拼接成型模式将所述第一切片位图均匀切分，获得系列单元位图，其中，所述系列单元位图包含第一单元位图与第二单元位图；
第七获得单元，所述第七获得单元用于获得所述一单元位图与所述第二单元位图交接处的重叠部分；
第五判断单元，所述第五判断单元用于判断所述重叠部分的重叠像素是否为零；
第四操作单元，所述第四操作单元用于当所述重叠部分的重叠像素不为零时，将所述第一单元位图与所述第二单元位图的边缘像素灰度化，获得投影设备可投影大小的单元位图。
优选的，所述装置还包括：
第八获得单元，所述第八获得单元用于获得所述第一3D打印机的构造宽度Bw；
第九获得单元，所述第九获得单元用于获得单个投影设备一次的投影宽度Pw；
第十获得单元，所述第十获得单元用于获得所述重叠部分的宽度为Cw，其中，Cw∈[0,Pw)；
第十一获得单元，所述第十一获得单元用于获得所述投影宽度与所述构造宽度的宽度差为χ，其中，x∈[0,Pw)；
第十二获得单元，所述第十二获得单元用于根据所述构造宽度、所述投影宽度、所述重叠部分的宽度与所述宽度差计算获得切分块数，所述切分块数为
Figure BDA0002540188460000051
其中，m为所述第一切片位图的切分块数。
优选的，所述装置还包括：
第六判断单元，所述第六判断单元用于判断所述投影宽度与所述构造宽度的宽度差是否为0；
第五操作单元，所述第五操作单元用于当所述投影宽度与所述构造宽度的宽度差不为0时，将所述第一切片位图切分的最后单元位图的最后宽度填充为黑色，确定所述系列单元位图中每一个单元位图的宽度为投影宽度；
第十三获得单元，所述第十三获得单元用于根据所述系列单元位图中每一个单元位图的宽度获得所述每一个单元位图的填充宽度，所述填充宽度为Tw＝Pw×m-Cw×(m-1)-Bw，其中，Pw为投影宽度，Cw为重叠部分的宽度，m为所述第一切片位图的切分块数，χ为所述投影宽度与所述构造宽度的宽度差。
优选的，所述装置还包括：
第八确定单元，所述第八确定单元用于将所述第一切片位图与所述第二切片位图拼接成型，确定第一拼接位图；
第七判断单元，所述第七判断单元用于判断所述第一拼接位图的错位参数是否等于零；
第六操作单元，所述第六操作单元用于当所述第一拼接位图的错位参数不等于零时，对所述第一切片位图与所述第二切片位图进行错位切分，获得错位切分图案；
第十四获得单元，所述第十四获得单元用于将所述错位切分图案进行图案像素填充，获得第三单元位图；
第八判断单元，所述第八判断单元用于判断所述第三单元位图是否符合预设条件；
第九确定单元，所述第九确定单元用于当所述第三单元位图符合预设条件时，确定第一投影信息。
第三方面，本申请实施例还提供了一种STL模型切片装置，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现以下步骤：
读取和加载STL模型；
获得第一切片平面；
将所述第一切片平面依据第一设定厚度对所述STL模型水平相切，获得第一轮廓曲线，其中，所述第一轮廓曲线是所述STL模型与所述第一切片平面的切面的轮廓曲线；
判断所述轮廓曲线中是否包含所述STL模型的实体部分；
如果所述轮廓曲线中包含所述STL模型的实体部分，将所述实体部分填充白色获得白色部分；
根据所述实体部分确定所述轮廓曲线中的非实体部分；
将所述非实体部分填充黑色，构成所述切面的掩膜；
通过第一3D打印机将所述掩膜投影到液态光敏树脂，将所述白色部分固化为第一固化轮廓。
第四方面，本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现以下步骤：
读取和加载STL模型；
获得第一切片平面；
将所述第一切片平面依据第一设定厚度对所述STL模型水平相切，获得第一轮廓曲线，其中，所述第一轮廓曲线是所述STL模型与所述第一切片平面的切面的轮廓曲线；
判断所述轮廓曲线中是否包含所述STL模型的实体部分；
如果所述轮廓曲线中包含所述STL模型的实体部分，将所述实体部分填充白色获得白色部分；
根据所述实体部分确定所述轮廓曲线中的非实体部分；
将所述非实体部分填充黑色，构成所述切面的掩膜；
通过第一3D打印机将所述掩膜投影到液态光敏树脂，将所述白色部分固化为第一固化轮廓。
本申请实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下一种或多种技术效果：
本申请实施例通过提供一种STL模型切片方法和装置，所述方法包括：读取和加载STL模型；获得第一切片平面；将所述第一切片平面依据第一设定厚度对所述STL模型水平相切，获得第一轮廓曲线，其中，所述第一轮廓曲线是所述STL模型与所述第一切片平面的切面的轮廓曲线；判断所述轮廓曲线中是否包含所述STL模型的实体部分；如果所述轮廓曲线中包含所述STL模型的实体部分，将所述实体部分填充白色获得白色部分；根据所述实体部分确定所述轮廓曲线中的非实体部分；将所述非实体部分填充黑色，构成所述切面的掩膜；通过第一3D打印机将所述掩膜投影到液态光敏树脂，将所述白色部分固化为第一固化轮廓。解决了现有技术中对STL模型切片处理过程中，在对切片轮廓进行填充时，存在轮廓嵌套的复杂STL模型可能出现填充结果不准确，造成对STL模型的切片不准确的技术问题，达到了准确获取切片位图的轮廓信息，提高切片位图打印的准确性，提高3D打印模型的精确性的技术效果。
上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请的具体实施方式。
附图说明
图1为本发明实施例中一种STL模型切片方法的流程示意图；
图2为本发明实施例中一种STL模型切片装置的结构示意图；
图3为本发明实施例中另一种STL模型切片装置的结构示意图。
附图标记说明：第一获得单元11，第二获得单元12，第三获得单元13，第一判断单元14，第一操作单元15，第一确定单元16，第一构成单元17，第二操作单元18，总线300，接收器301，处理器302，发送器303，存储器304，总线接口306。
具体实施方式
本申请实施例提供了一种STL模型切片方法和装置，解决了现有技术中对STL模型切片处理过程中，在对切片轮廓进行填充时，存在轮廓嵌套的复杂STL模型可能出现填充结果不准确，造成对STL模型的切片不准确的技术问题，达到了准确获取切片位图的轮廓信息，提高切片位图打印的准确性，提高3D打印模型的精确性的技术效果。
申请概述
基于DLP的3D打印技术使用DLP投影设备将三维模型的横截面掩膜的数字图像用紫外光投影到液态光敏树脂上，使得被照射的部分固化。DLP投影设备有两种常见的安装方式，根据投影设备相较于液槽的位置分类，主要包括上曝光型3D打印系统以及下曝光型3D打印系统。
为了解决上述技术问题，本申请提供的技术方案总体思路如下：
一种STL模型切片方法，所述方法包括：所述方法包括：读取和加载STL模型；获得第一切片平面；将所述第一切片平面依据第一设定厚度对所述STL模型水平相切，获得第一轮廓曲线，其中，所述第一轮廓曲线是所述STL模型与所述第一切片平面的切面的轮廓曲线；判断所述轮廓曲线中是否包含所述STL模型的实体部分；如果所述轮廓曲线中包含所述STL模型的实体部分，将所述实体部分填充白色获得白色部分；根据所述实体部分确定所述轮廓曲线中的非实体部分；将所述非实体部分填充黑色，构成所述切面的掩膜；通过第一3D打印机将所述掩膜投影到液态光敏树脂，将所述白色部分固化为第一固化轮廓。解决了现有技术中对STL模型切片处理过程中，在对切片轮廓进行填充时，存在轮廓嵌套的复杂STL模型可能出现填充结果不准确，造成对STL模型的切片不准确的技术问题，达到了准确获取切片位图的轮廓信息，提高切片位图打印的准确性，提高3D打印模型的精确性的技术效果。
下面通过附图以及具体实施例对本申请技术方案做详细的说明，应当理解本申请实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本申请实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。
实施例一
本发明实施例提供的一种STL模型切片方法，所述方法应用于一3D打印系统，所述打印系统3D打印机、PC机，所述PC机具备STL模型切片预处理、3D打印流程控制的功能，即所述PC机可对所述第一切片位图进行预处理，并控制所述3D打印机进行打印。
所述方法包括：
步骤S110：读取和加载STL模型；
具体而言，使用CAD等三维建模软件绘制待打印物体的模型，得到三维模型数据。然后将所述三维模型数据近似处理为STL模型，获得所述STL模型，最后将所述STL模型加载到所述PC机内，对所述STL模型进行读取。
步骤S120：获得第一切片平面；
具体而言，所述第一切片平面为一个平面，所述第一切片平面与所述STL模型的底面平行。在对所述STL模型进行切片时，采用所述第一切片平面、按照所述第一设定厚度、在Z轴方向上、从所述STL模型底部向上均匀切割所述STL模型，得到一系列有序的三维模型横截面位图，每个横截面为一个切片位图，即得到一系列切片位图。X轴、Y轴相互垂直，组成第一平面，所述STL模型的底面在所述第一平面内，所述第一切片平面与所述第一平面平行。Z轴与X轴、Y轴垂直，与所述STL模型的高度方向平行，所述Z轴的正方向为从所述STL模型底部竖直向上。
步骤S130：将所述第一切片平面依据第一设定厚度对所述STL模型水平相切，获得第一轮廓曲线，其中，所述第一轮廓曲线是所述STL模型与所述第一切片平面的切面的轮廓曲线；
具体而言，获得第一切片位图，所述第一切片位图为所述STL模型的任一切片位图。所述第一轮廓曲线为在切取所述第一切片位图时，所述第一切片平面与所述STL模型的交线，即所述第一切片位图的轮廓曲线。
步骤S140：判断所述轮廓曲线中是否包含所述STL模型的实体部分；
步骤S150：如果所述轮廓曲线中包含所述STL模型的实体部分，将所述实体部分填充白色获得白色部分；
步骤S160：根据所述实体部分确定所述轮廓曲线中的非实体部分；
步骤S170：将所述非实体部分填充黑色，构成所述切面的掩膜；
具体而言，判断所述轮廓曲线内是否包含所述STL模型的实体部分，如果包含所述实体部分，将所述实体部分填充为白色。实体部分之外的部分为非实体部分，将所述非实体部分填充为黑色，获得黑色部分，所述黑色部分和白色部分构成所述第一切片位图的掩膜。
步骤S180：通过第一3D打印机将所述掩膜投影到液态光敏树脂，将所述白色部分固化为第一固化轮廓。
具体而言，所述第一3D打印机包括投影设备，所述投影设备将所述掩膜的数字图像用紫外光投影到液态光敏树脂上，所述白色部分透射紫外线使树脂固化，形成所述第一固化轮廓；黑色部分几乎没有紫外线透过，不会使所述树脂固化成型。
进一步的，所述方法还包括：
根据体素量化法对所述STL模型的体素信息进行量化，获得所述切面的体素区域与外部区域，其中，所述体素区域的计数值大于0，所述外部区域的计数值为0；
将所述体素区域填充为白色，且所述外部区域填充为黑色。
进一步的，所述根据体素量化法对所述STL模型的体素信息进行量化，获得所述切面的体素区域与外部区域，包括：
设定观察视角信息与观察位置信息；
根据所述观察视角确定指向所述观察视角的法向量为正向向量；
根据所述观察视角确定背向所述观察视角的法向量为反向向量；
设定所述STL模型中所述切面的第一区域与第二区域的初始值为0；
从所述STL模型外部与所述观察位置相对的位置向所述观察位置行进，判断所述第一区域的法向量为所述正向向量或所述反向向量；
如果所述第一区域的法向量为所述正向向量时，对所述第一区域的初始值执行减1操作，确定所述第一区域的第一计数值；
判断所述第二区域的法向量为所述正向向量或所述反向向量；
如果所述第二区域的法向量为所述反向向量时，对所述第二区域的初始值执行加1操作，确定所述第二区域的第二计数值；
根据所述第一计数值确定所述第一区域为外部区域和所述第二区域为体素区域。
具体而言，STL文件采用曲面细分思想，用众多三角形逼近物体的曲面轮廓，并且轮廓上的三角形有朝向之分。按照三角形顶点存放的顺序，用右手系规则生成垂直于曲面的法向量，STL文件中规定法向量均由物体内部指向物体外部。STL文件包含逼近模型表面轮廓的三角形顶点坐标、三角形法向量坐标。体素信息量化的核心思想是：借助STL模型的法向量信息，对模型内部的体素进行标定，明确区分出模型内外部信息。
设定一个观察位置和观察视角，所述观察位置位于所述STL模型的外部。定义指向所述观察视角的法向量为正向向量，背向所述观察视角的法向量为反向向量。设定空间内各区域的初始值为0，所述第一区域、所述第二区域均为所述模型内的任一区域。从所述STL模型外部与所述观察位置相对的位置向所述观察位置行进，遇到法向量为反向的轮廓，对轮廓后的区域执行加1操作；遇到法向量为正向的轮廓，对轮廓后的区域执行减1操作；计数值大于0的区域为模型的体素；计数值为0的区域为模型外部。将所述体素区域填充为白色，所述外部区域填充为黑色。
进一步的，所述方法还包括：
根据所述第一轮廓曲线获得第一切片位图；
判断所述第一切片位图是否符合预设投影尺寸；
当所述第一切片位图超出所述预设投影尺寸时，确定所述第一切片位图需要采用拼接成型模式；
根据所述拼接成型模式将所述第一切片位图均匀切分，获得系列单元位图，其中，所述系列单元位图包含第一单元位图与第二单元位图；
获得所述一单元位图与所述第二单元位图交接处的重叠部分；
判断所述重叠部分的重叠像素是否为零；
当所述重叠部分的重叠像素不为零时，将所述第一单元位图与所述第二单元位图的边缘像素灰度化，获得投影设备可投影大小的单元位图。
具体而言，所述第一轮廓曲线为所述第一切片位图的轮廓曲线，也就是说所述第一切片位图中包含所述第一轮廓曲线。所述预设投影尺寸为所述投影设备的投影图像的尺寸，当所述第一切片位图的尺寸超过所述预设投影尺寸时，说明所述第一切片位图过大，超出所述投影设备的投影范围，确定所述第一切片位图需要采用拼接成型模式进行切分，使切分后的位图在所述投影设备的投影范围内。采用所述拼接成型模式对所述第一切片位图沿宽度方向上进行切分，获得所述系列单元位图，所述系列单元位图包括所述第一单元位图、所述第二单元位图，且所述第一单元位图与所述第二单元位图相邻，所述第一单元位图、所述第二单元位图在所述预设投影尺寸范围内，且所述第一单元位图的长度等于所述第二单元位图的长度。
投影时，先对所述第一单元位图进行投影，然后将所述投影设备向右移水平动第一距离后，对所述第二位图进行投影。在投影过程中，所述第一单元位图与所述第二单元位图的交接处具有重叠部分，所述重叠部分的长度与所述第一单元位图的长度相等。判断所述重叠部分的像素是否全为零，若所述重叠部分的像素为零时，所述重叠部分为外部区域，所述重叠部分填充为白色；若所述重叠部分的像素不为零时，所述重叠部分为体素区域。此时若所述重叠区域的像素值直接等于1，在投影照射时，所述重叠区域会被照射两次，所述重叠区域的紫外线光照强度总和大于其余位置，导致所述重叠区域的固化深度大于其余位置，影响模型的成型精度。根据DLP投影的原理降低某一点像素的灰度值实际上是减少了该像素点单位时间内投影时间的占比，从而降低重叠部分的曝光时长，减小重叠部分的固化深度。
将所述第一单元位图与所述第二单元位图的边缘像素灰度化具体为：设所述重叠区域在所述第一单元位图上的部分为第一区域，所述重叠区域在所述第二单元位图上的部分为第二区域，所述第一区域＝所述第二区域＝所述重叠区域。将所述第一区域的灰度值降低为所述第一灰度值、将所述第二区域的灰度设置为第二灰度值，所述第一灰度值+所述第二灰度值＝1，达到减小所述重叠区域的单次投影时间的占比，降低重叠部分单次的曝光时间，减小重叠部分单次的固化深度，从而达到两次照射后，所述重叠部分的固化深度与其余位置相等，使所述第一切片位图固化厚度相等的技术效果。
进一步的，所述方法还包括：
获得所述第一3D打印机的构造宽度Bw；
获得单个投影设备一次的投影宽度Pw；
获得所述重叠部分的宽度为Cw，其中，Cw∈[0,Pw)；
获得所述投影宽度与所述构造宽度的宽度差为χ，其中，x∈[0,Pw)；
根据所述构造宽度、所述投影宽度、所述重叠部分的宽度与所述宽度差计算获得切分块数，所述切分块数为
Figure BDA0002540188460000121
其中，m为所述第一切片位图的切分块数。
具体而言，以对所述第一切片位图进行横向拼接为例，多次拼接投影的宽度和与构造宽度Bw不一致，为了保证投影面能够覆盖构造区域，一般会使得投影宽度和大于构造宽度。将所述第一切片位图横向分为m块，则
Bw＝Pw×m-Cw×(m-1)-x 式(1)
由式(1)可以推导得出：
Figure BDA0002540188460000122
其中，
Figure BDA0002540188460000123
向上取整。
本申请实施例通过打印机的构造宽度、投影设备的投影宽度、重叠部分的宽度，获得切片位图可以切分的块数，为切片位图的切分提供依据，提高切分的准确性的技术效果。
进一步的，所述方法还包括：
判断所述投影宽度与所述构造宽度的宽度差是否为0；
当所述投影宽度与所述构造宽度的宽度差不为0时，将所述第一切片位图切分的最后单元位图的最后宽度填充为黑色，确定所述系列单元位图中每一个单元位图的宽度为投影宽度；
根据所述系列单元位图中每一个单元位图的宽度获得所述每一个单元位图的填充宽度，所述填充宽度为
Tw＝Pw×m-Cw×(m-1)-Bw，
其中，Pw为投影宽度，Cw为重叠部分的宽度，m为所述第一切片位图的切分块数，χ为所述投影宽度与所述构造宽度的宽度差。
具体而言，将所述第一切片位图横向均匀切分成m块，相邻两块所述单元位图之间具有所述重叠部分，所述重叠部分的宽度为Cw。从左向右对所述系列单元位图计数，第i(i＝0,1，...，m-1)块单元位图的宽度均为所述投影宽度，则第i(i＝0,1，...，m-1)块单元位图最左侧位于距离所述第一切片位图最左侧的距离为：
L1＝i×(Pw-Cw) 式(3)
所述第i块单元位图的最右侧距离所述第一切片位图最右侧的距离为：
L2＝i×(Pw-Cw)+Pw 式(4)
为了保证所述系列单元位图全屏投影时不会拉伸变形，当投影宽度和与构造宽度的差x≠0时，需要对最后一块单元位图的右侧填充黑色像素，使所述最后一块单元位图的宽度等于所述投影宽度，从而保证所述系列单元位图中所有单元位图的宽度均为所述投影宽度Pw。所述填充宽度为：
Tw＝Pw×m-Cw×(m-1)-Bw式(5)
本申请实施例达到保证所述系列单元位图中的每个单元位图的宽度均等于投影宽度，投影时不用对单元位图进行处理，加快投影效率，同时投影时不对单元位图进行拉伸，保证了投影图像的真实比例，提高了固化成型图案的精确度，从而提高了3D打印的精确度的技术效果。
进一步的所述方法还包括：
获得第一训练模型，其中，所述第一训练模型采用多组第一数据训练获得，每组所述第一数据包括切片位图信息、所述切片位图的掩膜信息；
将所述第一切片位图信息输入所述第一训练模型，获得所述第一掩膜信息，所述第一掩膜信息为所述第一切片位图的掩膜。
具体而言，第一训练模型即机器学习中的神经网络模型，神经网络(NeuralNetworks,NN)是由大量的、简单的处理单元(称为神经元)广泛地互相连接而形成的复杂网络系统，它反映了人脑功能的许多基本特征，是一个高度复杂的非线性动力学习系统。神经网络具有大规模并行、分布式存储和处理、自组织、自适应和自学能力，特别适合处理需要同时考虑许多因素和条件的、不精确和模糊的信息处理问题。神经网络模型是以神经元的数学模型为基础来描述的。人工神经网络(Artificial Neural Networks，简写为ANNs),是对人类大脑系统的一阶特性的一种描述。简单地讲,它是一个数学模型。神经网络模型由网络拓扑、节点特点和学习规则来表示。用大量组数的所述第一数据对所述第一训练模型进行训练，使所述第一训练模型具有识别切片位图掩膜信息的能力。将所述第一切片位图输入所述第一训练模型，所述第一训练模型根据所述第一切片位图的信息，输出所述第一切片位图的掩膜信息，即所述第一掩膜信息。
进一步的，所述方法还包括：
将所述第一切片位图与所述第二切片位图拼接成型，确定第一拼接位图；
判断所述第一拼接位图的错位参数是否等于零；
当所述第一拼接位图的错位参数不等于零时，对所述第一切片位图与所述第二切片位图进行错位切分，获得错位切分图案；
将所述错位切分图案进行图案像素填充，获得第三单元位图；
判断所述第三单元位图是否符合预设条件；
当所述第三单元位图符合预设条件时，确定第一投影信息。
具体而言，相邻两个单元位图之间容易形成接缝，接缝区域是误差集中堆积体现的地方。本申请实施例提出错位均摊消除接缝的方案，错位均摊的核心思想是误差平摊，将每一层的接缝区域错开，使接缝处的误差被均摊到各层的不同位置上。所述第一切片位图信息至少有两个单元位图拼接而成，所述第二切片位图也至少有两个单元位图拼接而成，所述第一切片位图具有第一接缝，所述第二切片位图具有第二接缝，所述第一拼接位图信息包括所述第一接缝、所述第二接缝。所述第一切片位图、所述第二切片位图为相邻的切片位图，所述第一接缝、所述第二接缝之间的距离为所述错位参数。
所述错位参数根据用户需要进行设定，当所述错位参数为零时，表明用户不需要对所述系列切片位图进行错位切分，此时不对所述系列切片位图进行错位切分；当所述错位参数不等于零时，表明用户需要对所述系列切片位图进行错位切分，按照所述错位参数对所述系列切片位图进行错位切分，使相邻两片切片位图之间接缝的距离为所述错位参数。
将所述错位切分图案进行图案像素填充具体为：将所述第一切片位图重新切分成第四单元位图、第五单元位图，若所述第四单元位图位于所述第一切片位图的左侧，所述第四单元位图的长度为X，所述投影设备的投影长度为A，A＞X，所述第四单元位图的宽度与所述投影设备的投影宽度相同，则将所述第四单元位图左侧A-X的宽度范围填充成黑色，所述第四位图右侧长度为X的范围为原图像，从而获得所述第三位图单元，所述第三单元位图的长度为A，所述第三单元位图的宽度等于所述投射设备的宽度，保证所述第三单元位图的大小与所述投影设备的大小一致、分辨率一致，所述投影设备对所述第三单元位图进行全屏投影时，不拉伸所述第三单元位图，保证了打印的精确度。
同理，若所述第四位图位于所述第一切片位图的右侧时，将所述第四单元位图右侧A-X的宽度范围填充成黑色，所述第四位图左侧长度为X的范围为原图像，从而获得所述第三位图单元，所述第三单元位图的长度为A，所述第三单元位图的宽度等于所述投射设备的宽度。
对所述第一切片位图、所述第二切片位图进行错位切分后，获得所述第三单元位图，然后，判断所述第三单元位图是否为全黑图片，若为全黑图片则无需进行曝光，直接将所述投影设备移至下一个单元位图，对下一个单元位图进行曝光；若所述第三单元位图不是全黑图像，则按照按照所述第三单元位图的显示进行曝光，达到优化打印流程、加快打印流程的技术效果。所述预设条件为全黑图像，所述第一投影曝光信息为不对所述第三单元位图进行投影曝光操作。
实施例二
基于与前述实施例中一种STL模型切片方法同样的发明构思，本发明还提供一种STL模型切片装置，如图2所示，所述装置包括：
第一获得单元11，所述第一获得单元11用于读取和加载STL模型；
第二获得单元12，所述第二获得单元12用于获得第一切片平面；
第三获得单元13，所述第三获得单元13用于将所述第一切片平面依据第一设定厚度对所述STL模型水平相切，获得第一轮廓曲线，其中，所述第一轮廓曲线是所述STL模型与所述第一切片平面的切面的轮廓曲线；
第一判断单元14，所述第一判断单元14用于判断所述轮廓曲线中是否包含所述STL模型的实体部分；
第一操作单元15，所述第一操作单元15用于如果所述轮廓曲线中包含所述STL模型的实体部分，将所述实体部分填充白色获得白色部分；
第一确定单元16，所述第一确定单元16用于根据所述实体部分确定所述轮廓曲线中的非实体部分；
第一构成单元17，所述第一构成单元17用于将所述非实体部分填充黑色，构成所述切面的掩膜；
第二操作单元18，所述第二操作单元18用于通过第一3D打印机将所述掩膜与所述白色部分投影到液态光敏树脂，将所述白色部分固化为第一固化轮廓。
进一步的，所述装置还包括：
第四获得单元，所述第四获得单元用于根据体素量化法对所述STL模型的体素信息进行量化，获得所述切面的体素区域与外部区域，其中，所述体素区域的计数值大于0，所述外部区域的计数值为0；
第三操作单元，所述第三操作单元用于将所述体素区域填充为白色，且所述外部区域填充为黑色。
进一步的，所述装置还包括：
第一设定单元，所述第一设定单元用于设定观察视角信息与观察位置信息；
第二确定单元，所述第二确定单元用于根据所述观察视角确定指向所述观察视角的法向量为正向向量；
第三确定单元，所述第三确定单元用于根据所述观察视角确定背向所述观察视角的法向量为反向向量；
第二设定单元，所述第二设定单元用于设定所述STL模型中所述切面的第一区域与第二区域的初始值为0；
第二判断单元，所述第二判断单元用于从所述STL模型外部与所述观察位置相对的位置向所述观察位置行进，判断所述第一区域的法向量为所述正向向量或所述反向向量；
第四确定单元，所述第四确定单元用于如果所述第一区域的法向量为所述正向向量时，对所述第一区域的初始值执行减1操作，确定所述第一区域的第一计数值；
第三判断单元，所述第三判断单元用于判断所述第二区域的法向量为所述正向向量或所述反向向量；
第五确定单元，所述第五确定单元用于如果所述第二区域的法向量为所述反向向量时，对所述第二区域的初始值执行加1操作，确定所述第二区域的第二计数值；
第六确定单元，所述第六确定单元用于根据所述第一计数值确定所述第一区域为外部区域和所述第二区域为体素区域。
进一步的，所述装置还包括：
第五获得单元，所述第五获得单元用于根据所述第一轮廓曲线获得第一切片位图；
第四判断单元，所述第四判断单元用于判断所述第一切片位图是否符合预设投影尺寸；
第七确定单元，所述第七确定单元用于当所述第一切片位图超出所述预设投影尺寸时，确定所述第一切片位图需要采用拼接成型模式；
第六获得单元，所述第六获得单元用于根据所述拼接成型模式将所述第一切片位图均匀切分，获得系列单元位图，其中，所述系列单元位图包含第一单元位图与第二单元位图；
第七获得单元，所述第七获得单元用于获得所述一单元位图与所述第二单元位图交接处的重叠部分；
第五判断单元，所述第五判断单元用于判断所述重叠部分的重叠像素是否为零；
第四操作单元，所述第四操作单元用于当所述重叠部分的重叠像素不为零时，将所述第一单元位图与所述第二单元位图的边缘像素灰度化，获得投影设备可投影大小的单元位图。
进一步的，所述装置还包括：
第八获得单元，所述第八获得单元用于获得所述第一3D打印机的构造宽度Bw；
第九获得单元，所述第九获得单元用于获得单个投影设备一次的投影宽度Pw；
第十获得单元，所述第十获得单元用于获得所述重叠部分的宽度为Cw，其中，Cw∈[0,Pw)；
第十一获得单元，所述第十一获得单元用于获得所述投影宽度与所述构造宽度的宽度差为χ，其中，x∈[0,Pw)；
第十二获得单元，所述第十二获得单元用于根据所述构造宽度、所述投影宽度、所述重叠部分的宽度与所述宽度差计算获得切分块数，所述切分块数为
Figure BDA0002540188460000171
其中，m为所述第一切片位图的切分块数。
进一步的，所述装置还包括：
第六判断单元，所述第六判断单元用于判断所述投影宽度与所述构造宽度的宽度差是否为0；
第五操作单元，所述第五操作单元用于当所述投影宽度与所述构造宽度的宽度差不为0时，将所述第一切片位图切分的最后单元位图的最后宽度填充为黑色，确定所述系列单元位图中每一个单元位图的宽度为投影宽度；
第十三获得单元，所述第十三获得单元用于根据所述系列单元位图中每一个单元位图的宽度获得所述每一个单元位图的填充宽度，所述填充宽度为Tw＝Pw×m-Cw×(m-1)-Bw，其中，Pw为投影宽度，Cw为重叠部分的宽度，m为所述第一切片位图的切分块数，χ为所述投影宽度与所述构造宽度的宽度差。
进一步的，所述装置还包括：
第八确定单元，所述第八确定单元用于将所述第一切片位图与所述第二切片位图拼接成型，确定第一拼接位图；
第七判断单元，所述第七判断单元用于判断所述第一拼接位图的错位参数是否等于零；
第六操作单元，所述第六操作单元用于当所述第一拼接位图的错位参数不等于零时，对所述第一切片位图与所述第二切片位图进行错位切分，获得错位切分图案；
第十四获得单元，所述第十四获得单元用于将所述错位切分图案进行图案像素填充，获得第三单元位图；
第八判断单元，所述第八判断单元用于判断所述第三单元位图是否符合预设条件；
第九确定单元，所述第九确定单元用于当所述第三单元位图符合预设条件时，确定第一投影信息。
前述图1实施例一中的一种STL模型切片方法的各种变化方式和具体实例同样适用于本实施例的一种STL模型切片装置，通过前述对一种STL模型切片方法的详细描述，本领域技术人员可以清楚的知道本实施例中一种STL模型切片装置的实施方法，所以为了说明书的简洁，在此不再详述。
实施例三
基于与前述实施例中一种STL模型切片方法同样的发明构思，本发明还提供一种STL模型切片装置，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现前文所述一种STL模型切片方法的任一方法的步骤。
其中，在图3中，总线架构(用总线300来代表)，总线300可以包括任意数量的互联的总线和桥，总线300将包括由处理器302代表的一个或多个处理器和存储器304代表的存储器的各种电路链接在一起。总线300还可以将诸如外围设备、稳压器和功率管理电路等之类的各种其他电路链接在一起，这些都是本领域所公知的，因此，本文不再对其进行进一步描述。总线接口306在总线300和接收器301和发送器303之间提供接口。接收器301和发送器303可以是同一个元件，即收发机，提供用于在传输介质上与各种其他装置通信的单元。
处理器302负责管理总线300和通常的处理，而存储器304可以被用于存储处理器302在执行操作时所使用的数据。
实施例四
基于与前述实施例中一种STL模型切片方法同样的发明构思，本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现以下步骤：
读取和加载STL模型；
获得第一切片平面；
将所述第一切片平面依据第一设定厚度对所述STL模型水平相切，获得第一轮廓曲线，其中，所述第一轮廓曲线是所述STL模型与所述第一切片平面的切面的轮廓曲线；
判断所述轮廓曲线中是否包含所述STL模型的实体部分；
如果所述轮廓曲线中包含所述STL模型的实体部分，将所述实体部分填充白色获得白色部分；
根据所述实体部分确定所述轮廓曲线中的非实体部分；
将所述非实体部分填充黑色，构成所述切面的掩膜；
通过第一3D打印机将所述掩膜投影到液态光敏树脂，将所述白色部分固化为第一固化轮廓。
在具体实施过程中，该程序被处理器执行时，还可以实现实施例一中的任一方法步骤。
本申请实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下一种或多种技术效果：
本申请实施例通过提供一种STL模型切片方法和装置，所述方法包括：读取和加载STL模型；获得第一切片平面；将所述第一切片平面依据第一设定厚度对所述STL模型水平相切，获得第一轮廓曲线，其中，所述第一轮廓曲线是所述STL模型与所述第一切片平面的切面的轮廓曲线；判断所述轮廓曲线中是否包含所述STL模型的实体部分；如果所述轮廓曲线中包含所述STL模型的实体部分，将所述实体部分填充白色获得白色部分；根据所述实体部分确定所述轮廓曲线中的非实体部分；将所述非实体部分填充黑色，构成所述切面的掩膜；通过第一3D打印机将所述掩膜投影到液态光敏树脂，将所述白色部分固化为第一固化轮廓。解决了现有技术中对STL模型切片处理过程中，在对切片轮廓进行填充时，存在轮廓嵌套的复杂STL模型可能出现填充结果不准确，造成对STL模型的切片不准确的技术问题，达到了准确获取切片位图的轮廓信息，提高切片位图打印的准确性，提高3D打印模型的精确性的技术效果。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种STL模型切片方法，其特征在于，所述方法包括：
读取和加载STL模型；
获得第一切片平面；
将所述第一切片平面依据第一设定厚度对所述STL模型水平相切，获得第一轮廓曲线，其中，所述第一轮廓曲线是所述STL模型与所述第一切片平面的切面的轮廓曲线；
判断所述轮廓曲线中是否包含所述STL模型的实体部分；
如果所述轮廓曲线中包含所述STL模型的实体部分，将所述实体部分填充白色获得白色部分；
根据所述实体部分确定所述轮廓曲线中的非实体部分；
将所述非实体部分填充黑色，构成所述切面的掩膜；
通过第一3D打印机将所述掩膜投影到液态光敏树脂，将所述白色部分固化为第一固化轮廓。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
根据体素量化法对所述STL模型的体素信息进行量化，获得所述切面的体素区域与外部区域，其中，所述体素区域的计数值大于0，所述外部区域的计数值为0；
将所述体素区域填充为白色，且所述外部区域填充为黑色。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据体素量化法对所述STL模型的体素信息进行量化，获得所述切面的体素区域与外部区域，包括：
设定观察视角信息与观察位置信息；
根据所述观察视角确定指向所述观察视角的法向量为正向向量；
根据所述观察视角确定背向所述观察视角的法向量为反向向量；
设定所述STL模型中所述切面的第一区域与第二区域的初始值为0；
从所述STL模型外部与所述观察位置相对的位置向所述观察位置行进，判断所述第一区域的法向量为所述正向向量或所述反向向量；
如果所述第一区域的法向量为所述正向向量时，对所述第一区域的初始值执行减1操作，确定所述第一区域的第一计数值；
判断所述第二区域的法向量为所述正向向量或所述反向向量；
如果所述第二区域的法向量为所述反向向量时，对所述第二区域的初始值执行加1操作，确定所述第二区域的第二计数值；
根据所述第一计数值确定所述第一区域为外部区域和所述第二区域为体素区域。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
根据所述第一轮廓曲线获得第一切片位图；
判断所述第一切片位图是否符合预设投影尺寸；
当所述第一切片位图超出所述预设投影尺寸时，确定所述第一切片位图需要采用拼接成型模式；
根据所述拼接成型模式将所述第一切片位图均匀切分，获得系列单元位图，其中，所述系列单元位图包含第一单元位图与第二单元位图；
获得所述一单元位图与所述第二单元位图交接处的重叠部分；
判断所述重叠部分的重叠像素是否为零；
当所述重叠部分的重叠像素不为零时，将所述第一单元位图与所述第二单元位图的边缘像素灰度化，获得投影设备可投影大小的单元位图。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
获得所述第一3D打印机的构造宽度Bw；
获得单个投影设备一次的投影宽度Pw；
获得所述重叠部分的宽度为Cw，其中，Cw∈[0,Pw)；
获得所述投影宽度与所述构造宽度的宽度差为χ，其中，x∈[0,Pw)；
根据所述构造宽度、所述投影宽度、所述重叠部分的宽度与所述宽度差计算获得切分块数，所述切分块数为
Figure FDA0002540188450000021
其中，m为所述第一切片位图的切分块数。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
判断所述投影宽度与所述构造宽度的宽度差是否为0；
当所述投影宽度与所述构造宽度的宽度差不为0时，将所述第一切片位图切分的最后单元位图的最后宽度填充为黑色，确定所述系列单元位图中每一个单元位图的宽度为投影宽度；
根据所述系列单元位图中每一个单元位图的宽度获得所述每一个单元位图的填充宽度，所述填充宽度为
Tw＝Pw×m-Cw×(m-1)-Bw，
其中，Pw为投影宽度，Cw为重叠部分的宽度，m为所述第一切片位图的切分块数，χ为所述投影宽度与所述构造宽度的宽度差。
7.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
将所述第一切片位图与所述第二切片位图拼接成型，确定第一拼接位图；
判断所述第一拼接位图的错位参数是否等于零；
当所述第一拼接位图的错位参数不等于零时，对所述第一切片位图与所述第二切片位图进行错位切分，获得错位切分图案；
将所述错位切分图案进行图案像素填充，获得第三单元位图；
判断所述第三单元位图是否符合预设条件；
当所述第三单元位图符合预设条件时，确定第一投影信息。
8.一种STL模型切片装置，其特征在于，所述装置包括：
第一获得单元，所述第一获得单元用于读取和加载STL模型；
第二获得单元，所述第二获得单元用于获得第一切片平面；
第三获得单元，所述第三获得单元用于将所述第一切片平面依据第一设定厚度对所述STL模型水平相切，获得第一轮廓曲线，其中，所述第一轮廓曲线是所述STL模型与所述第一切片平面的切面的轮廓曲线；
第一判断单元，所述第一判断单元用于判断所述轮廓曲线中是否包含所述STL模型的实体部分；
第一操作单元，所述第一操作单元用于如果所述轮廓曲线中包含所述STL模型的实体部分，将所述实体部分填充白色获得白色部分；
第一确定单元，所述第一确定单元用于根据所述实体部分确定所述轮廓曲线中的非实体部分；
第一构成单元，所述第一构成单元用于将所述非实体部分填充黑色，构成所述切面的掩膜；
第二操作单元，所述第二操作单元用于通过第一3D打印机将所述掩膜与所述白色部分投影到液态光敏树脂，将所述白色部分固化为第一固化轮廓。
9.一种STL模型切片装置，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现权利要求1-7任一项所述方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现权利要求1-7任一项所述方法的步骤。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113715338A (zh) * 2021-08-30 2021-11-30 深圳市纵维立方科技有限公司 三维模型的切片方法、打印方法及相关设备
WO2021253769A1 (zh) * 2020-06-15 2021-12-23 苏州大学 一种 stl 模型切片方法和装置
CN114290683A (zh) * 2022-01-07 2022-04-08 宁波智造数字科技有限公司 利用圆柱体的光固化3d打印均匀度调整流程方法

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU2021401816A1 (en) * 2020-12-18 2023-06-22 Strong Force Vcn Portfolio 2019, Llc Robot fleet management and additive manufacturing for value chain networks

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100218161A1 (en) * 2008-11-19 2010-08-26 Emile Sahouria Joint Calibration for Mask Process Models
US20150029187A1 (en) * 2013-07-29 2015-01-29 Roland Dg Corporation Slice data generation device, slice data generation method, and non-transitory computer-readable storage medium storing computer program that causes computer to act as slice data generation device or to execute slice data generation method
CN105705318A (zh) * 2013-07-16 2016-06-22 舒尔特海斯有限公司 制造三维物体的方法和装置以及曝光掩膜生成设备
CN106273485A (zh) * 2016-08-17 2017-01-04 苏州秉创科技有限公司 一种基于嵌入式的面曝光3d打印机多屏异显方法
US20170291261A1 (en) * 2015-06-12 2017-10-12 Ashok Chand Mathur Method And Apparatus Of Very Much Faster 3D Printer
JP2017194879A (ja) * 2016-04-22 2017-10-26 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス 画像処理方法、画像処理装置、および画像処理プログラム
CN110191806A (zh) * 2016-11-23 2019-08-30 西姆博尼克斯有限公司 面向图像分割三维打印方法及系统
CN110415793A (zh) * 2019-07-23 2019-11-05 上海交通大学医学院附属上海儿童医学中心 一种基于体素模型的器官图像构建方法及系统

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4500962B2 (ja) * 2004-07-26 2010-07-14 国立大学法人横浜国立大学 微小構造体の製造方法
KR101642041B1 (ko) * 2016-05-12 2016-07-22 최종성 3d 프린팅을 이용한 단차 보상 살 올림식 재생 구조를 갖는 마스크 프레임의 제조방법
CN108381910B (zh) * 2018-02-09 2019-05-28 山东大学 基于掩膜图像灰度调节的变速连续液面制造方法和装置
CN111805894B (zh) * 2020-06-15 2021-08-03 苏州大学 一种stl模型切片方法和装置

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100218161A1 (en) * 2008-11-19 2010-08-26 Emile Sahouria Joint Calibration for Mask Process Models
CN105705318A (zh) * 2013-07-16 2016-06-22 舒尔特海斯有限公司 制造三维物体的方法和装置以及曝光掩膜生成设备
US20150029187A1 (en) * 2013-07-29 2015-01-29 Roland Dg Corporation Slice data generation device, slice data generation method, and non-transitory computer-readable storage medium storing computer program that causes computer to act as slice data generation device or to execute slice data generation method
US20170291261A1 (en) * 2015-06-12 2017-10-12 Ashok Chand Mathur Method And Apparatus Of Very Much Faster 3D Printer
JP2017194879A (ja) * 2016-04-22 2017-10-26 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス 画像処理方法、画像処理装置、および画像処理プログラム
CN106273485A (zh) * 2016-08-17 2017-01-04 苏州秉创科技有限公司 一种基于嵌入式的面曝光3d打印机多屏异显方法
CN110191806A (zh) * 2016-11-23 2019-08-30 西姆博尼克斯有限公司 面向图像分割三维打印方法及系统
CN110415793A (zh) * 2019-07-23 2019-11-05 上海交通大学医学院附属上海儿童医学中心 一种基于体素模型的器官图像构建方法及系统

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021253769A1 (zh) * 2020-06-15 2021-12-23 苏州大学 一种 stl 模型切片方法和装置
CN113715338A (zh) * 2021-08-30 2021-11-30 深圳市纵维立方科技有限公司 三维模型的切片方法、打印方法及相关设备
CN113715338B (zh) * 2021-08-30 2023-08-18 深圳市纵维立方科技有限公司 三维模型的切片方法、打印方法及相关设备
CN114290683A (zh) * 2022-01-07 2022-04-08 宁波智造数字科技有限公司 利用圆柱体的光固化3d打印均匀度调整流程方法

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