CN111976135B - 3d模型的摆放方法、装置、存储介质及3d打印机 - Google Patents

3d模型的摆放方法、装置、存储介质及3d打印机 Download PDF

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Abstract

本申请属于3D打印技术领域，尤其涉及一种3D模型的摆放方法、装置、计算机可读存储介质及3D打印机。所述方法包括：对第一3D模型和第二3D模型分别进行降维处理，得到与所述第一3D模型对应的第一平面图形和与所述第二3D模型对应的第二平面图形；确定所述第一平面图形的最小外接矩形；确定所述第二平面图形的凸包，并在所述凸包中确定插入点；将所述最小外接矩形在所述插入点进行逐步插入试探，确定最终的摆放位置。通过本申请，可以优化模型的摆放位置，在有限的空间内摆放入尽可能多的模型，极大提高了生产效率。

Description

3D模型的摆放方法、装置、存储介质及3D打印机
技术领域
本申请属于3D打印技术领域，尤其涉及一种3D模型的摆放方法、装置、计算机可读存储介质及3D打印机。
背景技术
在现有的3D打印技术中，为了充分利用时间和空间资源，可以将两个或更多的3D模型同时进行打印，但是在模型的预处理过程中，往往是靠操作人员的经验进行模型摆放，经常出现两个模型之间摆放间距过大的情况，导致空间利用率低，生产效率低下。
发明内容
有鉴于此，本申请实施例提供了一种3D模型的摆放方法、装置、计算机可读存储介质及3D打印机，以解决现有的3D模型摆放空间利用率低，生产效率低下的问题。
本申请实施例的第一方面提供了一种3D模型的摆放方法，可以包括：
对第一3D模型和第二3D模型分别进行降维处理，得到与所述第一3D模型对应的第一平面图形和与所述第二3D模型对应的第二平面图形；
确定所述第一平面图形的最小外接矩形；
确定所述第二平面图形的凸包；
对所述凸包进行采样，得到各个采样点的深度值；
将各个采样点的深度值构造为深度值序列；
确定与所述最小外接矩形对应的窗长为所述最小外接矩形的宽度的滑动窗；
使用单调队列算法将所述滑动窗在所述深度值序列中逐次滑动，求所述滑动窗中多个深度值的最小值，得到所述滑动窗在各个采样点的输出值；
将输出值最大的采样点确定为插入点；
将所述最小外接矩形在所述插入点进行逐步插入试探，确定最终的摆放位置。
进一步地，所述将所述最小外接矩形在所述插入点进行逐步插入试探，确定最终的摆放位置，包括：
使用二分逼近算法将所述最小外接矩形在所述插入点进行逐步插入试探，直至所述最小外接矩形与所述第二平面图形发生边界碰撞为止；
将所述最小外接矩形与所述第二平面图形发生边界碰撞前的位置确定为第一位置；
使用二分逼近算法将所述第一平面图形从所述第一位置起始进行逐步插入试探，直至所述第一平面图形与所述第二平面图形发生边界碰撞为止；
将所述第一平面图形与所述第二平面图形发生边界碰撞前的位置确定为最终的摆放位置。
进一步地，所述使用二分逼近算法将所述最小外接矩形在所述插入点进行逐步插入试探，包括：
将第n次插入试探时前进的深度的一半确定为第n+1次插入试探时前进的深度，n为正整数。
进一步地，所述对第一3D模型和第二3D模型分别进行降维处理，得到与所述第一3D模型对应的第一平面图形和与所述第二3D模型对应的第二平面图形，包括：
按照预设的角度将所述第一3D模型和所述第二3D模型投影至预设的平面上，得到所述第一平面图形和所述第二平面图形。
进一步地，在对第一3D模型和第二3D模型分别进行降维处理之前，所述3D模型的摆放方法还包括：
导入预设的基准3D模型；
根据所述基准3D模型进行模型克隆，得到所述第一3D模型和所述第二3D模型。
本申请实施例的第二方面提供了一种3D模型的摆放装置，可以包括：
降维处理模块，用于对第一3D模型和第二3D模型分别进行降维处理，得到与所述第一3D模型对应的第一平面图形和与所述第二3D模型对应的第二平面图形；
最小外接矩形确定模块，用于确定所述第一平面图形的最小外接矩形；
插入点确定模块，用于确定所述第二平面图形的凸包；对所述凸包进行采样，得到各个采样点的深度值；将各个采样点的深度值构造为深度值序列；确定与所述最小外接矩形对应的窗长为所述最小外接矩形的宽度的滑动窗；使用单调队列算法将所述滑动窗在所述深度值序列中逐次滑动，求所述滑动窗中多个深度值的最小值，得到所述滑动窗在各个采样点的输出值；将输出值最大的采样点确定为插入点；
插入试探模块，用于将所述最小外接矩形在所述插入点进行逐步插入试探，确定最终的摆放位置。
进一步地，所述插入试探模块可以包括：
第一处理单元，用于使用二分逼近算法将所述最小外接矩形在所述插入点进行逐步插入试探，直至所述最小外接矩形与所述第二平面图形发生边界碰撞为止；
第一位置确定单元，用于将所述最小外接矩形与所述第二平面图形发生边界碰撞前的位置确定为第一位置；
第二处理单元，用于使用二分逼近算法将所述第一平面图形从所述第一位置起始进行逐步插入试探，直至所述第一平面图形与所述第二平面图形发生边界碰撞为止；
最终位置确定单元，用于将所述第一平面图形与所述第二平面图形发生边界碰撞前的位置确定为最终的摆放位置。
进一步地，所述第一处理单元可以包括：
前进深度确定子单元，用于将第n次插入试探时前进的深度的一半确定为第n+1次插入试探时前进的深度，n为正整数。
进一步地，所述降维处理模块具体用于按照预设的角度将所述第一3D模型和所述第二3D模型投影至预设的平面上，得到所述第一平面图形和所述第二平面图形。
进一步地，所述3D模型的摆放装置还可以包括：
模型导入模块，用于导入预设的基准3D模型；
模型克隆模块，用于根据所述基准3D模型进行模型克隆，得到所述第一3D模型和所述第二3D模型。
本申请实施例的第三方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一种3D模型的摆放方法的步骤。
本申请实施例的第四方面提供了一种3D打印机，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述任一种3D模型的摆放方法的步骤。
本申请实施例的第五方面提供了一种计算机程序产品，当计算机程序产品在3D打印机上运行时，使得3D打印机执行上述任一种3D模型的摆放方法的步骤。
本申请实施例与现有技术相比存在的有益效果是：本申请实施例对第一3D模型和第二3D模型分别进行降维处理，得到与所述第一3D模型对应的第一平面图形和与所述第二3D模型对应的第二平面图形；确定所述第一平面图形的最小外接矩形；确定所述第二平面图形的凸包，并在所述凸包中确定插入点；将所述最小外接矩形在所述插入点进行逐步插入试探，确定最终的摆放位置。通过本申请实施例，可以优化模型的摆放位置，在有限的空间内摆放入尽可能多的模型，极大提高了生产效率。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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申请的一些实施例，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为本申请实施例中一种3D模型的摆放方法的一个实施例流程图；
图2为对3D模型进行降维处理的示意图；
图3为最小外接矩形的示意图；
图4为凸包的示意图；
图5为在凸包上进行采样的示意图；
图6为插入点的示意图；
图7为使用二分逼近算法进行插入试探的示意图；
图8为对牙齿模型的摆放效果示意图；
图9为对手枪玩具模型的摆放效果示意图；
图10为本申请实施例中一种3D模型的摆放装置的一个实施例结构图；
图11为本申请实施例中一种3D打印机的示意框图。
具体实施方式
为使得本申请的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而非全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。
应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
还应当理解，在此本申请说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本申请。如在本申请说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
还应当进一步理解，在本申请说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
如在本说明书和所附权利要求书中所使用的那样，术语“如果”可以依据上下文被解释为“当...时”或“一旦”或“响应于确定”或“响应于检测到”。类似地，短语“如果确定”或“如果检测到[所描述条件或事件]”可以依据上下文被解释为意指“一旦确定”或“响应于确定”或“一旦检测到[所描述条件或事件]”或“响应于检测到[所描述条件或事件]”。
另外，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
3D打印是一种新型快速成型制造技术，它通过多层叠加生长原理制造产品，能克服传统机械加工无法实现的特殊结构障碍，可以实现任意复杂结构部件的简单化生产。基于液晶显示(Liquid Crystal Display，LCD)的光固化3D打印是将三维物体通过一定的算法进行切片并产生切片图像，由投影装置将图像输出在LCD屏幕。由于光敏树脂的光反应性能，光线透过切片图像选择性地照射在光敏树脂上，被照射到的光敏树脂发生光固化反应，经过一段时间后，光固化反应完全，光敏树脂从液态转变为固态，在一定高度上完成了给定图形的固化，即打印完成一层切片层。此时将模型提升一定高度，即需要固化的下一层切片层的高度，LCD屏幕上输出下一层切片图像，使光敏树脂以给定的形状和时间曝光固化，曝光结束后完成下一层。按照顺序依次输出所有切片层，总是使下一层是以前一层为基础固化成型，最终完成整个模型的固化。
目前在光固化3D打印模型预处理过程中，多个模型在同一区域的高效摆放位置具有重要的研究意义，高效的摆放策略可以在有限的空间内摆放尽可能多的模型，让模型摆放整齐、外观良好、空间利用率最大化、进而提升生产效率。
然而，在现有技术下，多模型在同一区域内的摆放位置基本靠人为感官，靠经验摆放，对于多种小模型的摆放，总体呈杂乱无章的摆放状态；多模型在同一区域内的摆放位置间距较大，空间利用率低，生产效率低；多模型在同一区域内的摆放对于中小型模型来说，摆放位置参差不齐，外观东倒西歪，摆放速度慢。因此，本申请实施例提出了一种3D模型在有限空间内的高效摆放方法。
请参阅图1，本申请实施例中一种3D模型的摆放方法的一个实施例可以包括：
步骤S101、对第一3D模型和第二3D模型分别进行降维处理，得到与所述第一3D模型对应的第一平面图形和与所述第二3D模型对应的第二平面图形。
3D打印机在进行3D打印时，需要先导入待打印的3D模型，导入的3D模型可以为立体光刻(STereoLithography，STL)格式，也可以为其它的格式，本申请实施例对此不作具体限定。
为了简便起见，当需要对两个3D模型进行摆放时，可以保持其中一个的位置不变，而将另外一个尽量地插入到其空隙中去，此处将进行插入的3D模型记为第一3D模型，将位置不变的3D模型记为第二3D模型。
所述第一3D模型和所述第二3D模型可以是不同的模型，也可以是相同的模型，若两者不同，则需要分别进行导入，若两者相同，则可以导入预设的基准3D模型，并根据所述基准3D模型进行模型克隆，从而得到所述第一3D模型和所述第二3D模型。
由于直接在3D空间中对模型的摆放位置进行考虑比较复杂，在本申请实施例中，可以首先对模型进行降维处理，将模型由三维转化为二维。按照预设的角度将所述第一3D模型和所述第二3D模型投影至预设的平面上，得到与所述第一3D模型对应的平面图形(记为第一平面图形)和与所述第二3D模型对应的平面图形(记为第二平面图形)。
图2所示即为对3D模型进行降维处理的示意图，在预设的笛卡尔坐标系下，将3D模型沿Z轴方向向下投影至由X轴和Y轴确定的平面上，使“体”变成“面”。
步骤S102、确定所述第一平面图形的最小外接矩形。
3D模型投影得到的平面图形极有可能会是一个不规则的图形，很难进行移动插入操作，为了方便模型快速插入、摆放整齐，如图3所示，在本申请实施例中可以确定出所述第一平面图形的最小外接矩形，使得所述第一平面图形中的各个点均落入某一尽可能小的矩形框中。
步骤S103、确定所述第二平面图形的凸包，并在所述凸包中确定插入点。
由于所述第二平面图形也极有可能会是一个不规则的图形，因此，可以对其进行外接，确定一个较为规则的外接凸多边形，也即凸包。如图4所示，左图为原始的不规则图形，右图为其凸包。
在确定凸包之后，可以对所述凸包进行采样，得到各个采样点的深度值。具体地，如图5所示，可以按照预设的采样间隔在所述凸包的边上依次确定出各个采样点，该采样间隔可以根据实际情况进行设置，例如，可以将其设置为0.2毫米、0.5毫米、1毫米或者其它取值，本申请实施例对此不作具体限定。对于凸包的某条边上的任意一个采样点而言，经过该采样点作一条垂直于该条边的垂线，该垂线与所述第二平面图形第一次相交时得到一个交点，将该交点至该采样点之间的距离确定为该采样点的深度值。
在得到各个采样点的深度值之后，可以使用单调队列算法遍历各个采样点的深度值，得到各个采样点的输出值。具体地，可以首先将各个采样点的深度值构造为深度值序列，然后确定与最小外接矩形对应的滑动窗，该滑动窗的窗长即为最小外接矩形的宽度，并使用单调队列算法将滑动窗在深度值序列中逐次滑动，得到滑动窗在各个采样点的输出值。以滑动过程中滑动窗滑动至任意一个采样点为例，求滑动窗中各个深度值的最小值，该最小值即为滑动窗在该采样点的输出值。最后，将输出值最大的采样点确定为插入点。图6所示即为插入点的示意图。
步骤S104、将所述最小外接矩形在所述插入点进行逐步插入试探，确定最终的摆放位置。
首先，可以使用二分逼近算法将所述最小外接矩形在所述插入点进行逐步插入试探，直至所述最小外接矩形与所述第二平面图形发生边界碰撞为止。在插入试探的过程中，将第n次插入试探时前进的深度的一半确定为第n+1次插入试探时前进的深度，n为正整数。如图7所示，在起始状态将所述最小外接矩形放置于所述插入点处，将第一次插入试探时前进的深度记为d1，将第二次插入试探时前进的深度记为d2，…，将第n次插入试探时前进的深度记为dn，将第n+1次插入试探时前进的深度记为dn+1，…，以此类推，则有：d2＝0.5×d1，d3＝0.5×d2，…，dn+1＝0.5×dn，…，即每次插入试探时前进的深度均为上一次的一半。
当所述最小外接矩形与所述第二平面图形发生边界碰撞时，将两者发生边界碰撞前的位置确定为第一位置。例如，若在第4次插入试探时尚未发生碰撞，而在第5次插入试探时发生碰撞，则将第4次插入试探时所述最小外接矩形所处的位置确定为第一位置。
然后，去除所述第一平面图形的最小外接矩形，使用二分逼近算法将所述第一平面图形从所述第一位置起始进行逐步插入试探，直至所述第一平面图形与所述第二平面图形发生边界碰撞为止。第一平面图形的插入试探过程与最小外接矩形的插入试探过程类似，可以参照前述具体描述，此处不再赘述。
当所述第一平面图形与所述第二平面图形发生边界碰撞时，将两者发生边界碰撞前的位置确定为最终的摆放位置。
需要注意的是，以上过程针对的是两个模型的摆放，当有更多的模型时，以上过程仍然适用，具体地，可以首先进行其中两个模型的摆放，确定出摆放位置后，将这两个模型视为一个整体的模型，再与第三个模型一同进行摆放，确定出摆放位置后，将这三个模型视为一个整体的模型，再与第四个模型一同进行摆放，…，以此类推，直至完成所有的模型摆放。
图8为对牙齿模型的摆放效果示意图，其中，上图为使用本申请实施例中的摆放方法前的效果示意图，下图为使用本申请实施例中的摆放方法后的效果示意图；图9为对手枪玩具模型的摆放效果示意图，其中，上图为使用本申请实施例中的摆放方法前的效果示意图，下图为使用本申请实施例中的摆放方法后的效果示意图。从中可以看出，在使用本申请实施例中的摆放方法前，模型摆放杂乱无章，参差不齐，空间间距较大，其生产效率较低，在使用本申请实施例中的摆放方法后，模型摆放整齐，摆放位置井然有序，空间间距较小，其生产效率较高。
综上所述，本申请实施例对第一3D模型和第二3D模型分别进行降维处理，得到与所述第一3D模型对应的第一平面图形和与所述第二3D模型对应的第二平面图形；确定所述第一平面图形的最小外接矩形；确定所述第二平面图形的凸包，并在所述凸包中确定插入点；将所述最小外接矩形在所述插入点进行逐步插入试探，确定最终的摆放位置。通过本申请实施例，可以优化模型的摆放位置，在有限的空间内摆放入尽可能多的模型，极大提高了生产效率。
应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。
对应于上文实施例所述的一种3D模型的摆放方法，图10示出了本申请实施例提供的一种3D模型的摆放装置的一个实施例结构图。
本实施例中，一种3D模型的摆放装置可以包括：
降维处理模块1001，用于对第一3D模型和第二3D模型分别进行降维处理，得到与所述第一3D模型对应的第一平面图形和与所述第二3D模型对应的第二平面图形；
最小外接矩形确定模块1002，用于确定所述第一平面图形的最小外接矩形；
插入点确定模块1003，用于确定所述第二平面图形的凸包，并在所述凸包中确定插入点；
插入试探模块1004，用于将所述最小外接矩形在所述插入点进行逐步插入试探，确定最终的摆放位置。
进一步地，所述插入点确定模块可以包括：
采样单元，用于对所述凸包进行采样，得到各个采样点的深度值；
单调队列处理单元，用于使用单调队列算法遍历各个采样点的深度值，得到各个采样点的输出值；
插入点确定单元，用于将输出值最大的采样点确定为插入点。
进一步地，所述单调队列处理单元可以包括：
深度值序列构造子单元，用于将各个采样点的深度值构造为深度值序列；
滑动窗长确定子单元，用于确定与所述最小外接矩形对应的滑动窗；
单调队列处理子单元，使用单调队列算法将所述滑动窗在所述深度值序列中逐次滑动，得到所述滑动窗在各个采样点的输出值。
进一步地，所述插入试探模块可以包括：
第一处理单元，用于使用二分逼近算法将所述最小外接矩形在所述插入点进行逐步插入试探，直至所述最小外接矩形与所述第二平面图形发生边界碰撞为止；
第一位置确定单元，用于将所述最小外接矩形与所述第二平面图形发生边界碰撞前的位置确定为第一位置；
第二处理单元，用于使用二分逼近算法将所述第一平面图形从所述第一位置起始进行逐步插入试探，直至所述第一平面图形与所述第二平面图形发生边界碰撞为止；
最终位置确定单元，用于将所述第一平面图形与所述第二平面图形发生边界碰撞前的位置确定为最终的摆放位置。
进一步地，所述第一处理单元可以包括：
前进深度确定子单元，用于将第n次插入试探时前进的深度的一半确定为第n+1次插入试探时前进的深度，n为正整数。
进一步地，所述降维处理模块具体用于按照预设的角度将所述第一3D模型和所述第二3D模型投影至预设的平面上，得到所述第一平面图形和所述第二平面图形。
进一步地，所述3D模型的摆放装置还可以包括：
模型导入模块，用于导入预设的基准3D模型；
模型克隆模块，用于根据所述基准3D模型进行模型克隆，得到所述第一3D模型和所述第二3D模型。
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，上述描述的装置，模块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。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
图11示出了本申请实施例提供的一种3D打印机的示意框图，为了便于说明，仅示出了与本申请实施例相关的部分。
如图11所示，该实施例的3D打印机11包括：处理器110、存储器111以及存储在所述存储器111中并可在所述处理器110上运行的计算机程序112。所述处理器110执行所述计算机程序112时实现上述各个3D模型的摆放方法实施例中的步骤，例如图1所示的步骤S101至步骤S104。或者，所述处理器110执行所述计算机程序112时实现上述各装置实施例中各模块/单元的功能，例如图10所示模块1001至模块1004的功能。
示例性的，所述计算机程序112可以被分割成一个或多个模块/单元，所述一个或者多个模块/单元被存储在所述存储器111中，并由所述处理器110执行，以完成本申请。所述一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序112在所述3D打印机11中的执行过程。
本领域技术人员可以理解，图11仅仅是3D打印机11的示例，并不构成对3D打印机11的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述3D打印机11还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
所述处理器110可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其它通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其它可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
所述存储器111可以是所述3D打印机11的内部存储单元，例如3D打印机11的硬盘或内存。所述存储器111也可以是所述3D打印机11的外部存储设备，例如所述3D打印机11上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，所述存储器111还可以既包括所述3D打印机11的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器111用于存储所述计算机程序以及所述3D打印机11所需的其它程序和数据。所述存储器111还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块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，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/3D打印机和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/3D打印机实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，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讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，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，在本申请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，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读存储介质中。基于这样的理解，本申请实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读存储介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读存储介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读存储介质不包括电载波信号和电信信号。
以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种3D模型的摆放方法，其特征在于，包括：
对第一3D模型和第二3D模型分别进行降维处理，得到与所述第一3D模型对应的第一平面图形和与所述第二3D模型对应的第二平面图形；
确定所述第一平面图形的最小外接矩形；
确定所述第二平面图形的凸包；
对所述凸包进行采样，得到各个采样点的深度值；具体地，按照预设的采样间隔在所述凸包的边上依次确定出各个采样点，对于所述凸包的边上的任意一个采样点而言，经过该采样点作一条垂直于该条边的垂线，该垂线与所述第二平面图形第一次相交时得到一个交点，将该交点至该采样点之间的距离确定为该采样点的深度值；
将各个采样点的深度值构造为深度值序列；
确定与所述最小外接矩形对应的窗长为所述最小外接矩形的宽度的滑动窗；
使用单调队列算法将所述滑动窗在所述深度值序列中逐次滑动，求所述滑动窗中多个深度值的最小值，得到所述滑动窗在各个采样点的输出值；
将输出值最大的采样点确定为插入点；
将所述最小外接矩形在所述插入点进行逐步插入试探，确定最终的摆放位置。
2.根据权利要求1所述的3D模型的摆放方法，其特征在于，所述将所述最小外接矩形在所述插入点进行逐步插入试探，确定最终的摆放位置，包括：
使用二分逼近算法将所述最小外接矩形在所述插入点进行逐步插入试探，直至所述最小外接矩形与所述第二平面图形发生边界碰撞为止；
将所述最小外接矩形与所述第二平面图形发生边界碰撞前的位置确定为第一位置；
使用二分逼近算法将所述第一平面图形从所述第一位置起始进行逐步插入试探，直至所述第一平面图形与所述第二平面图形发生边界碰撞为止；
将所述第一平面图形与所述第二平面图形发生边界碰撞前的位置确定为最终的摆放位置。
3.根据权利要求2所述的3D模型的摆放方法，其特征在于，所述使用二分逼近算法将所述最小外接矩形在所述插入点进行逐步插入试探，包括：
将第n次插入试探时前进的深度的一半确定为第n+1次插入试探时前进的深度，n为正整数。
4.根据权利要求1所述的3D模型的摆放方法，其特征在于，所述对第一3D模型和第二3D模型分别进行降维处理，得到与所述第一3D模型对应的第一平面图形和与所述第二3D模型对应的第二平面图形，包括：
按照预设的角度将所述第一3D模型和所述第二3D模型投影至预设的平面上，得到所述第一平面图形和所述第二平面图形。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的3D模型的摆放方法，其特征在于，在对第一3D模型和第二3D模型分别进行降维处理之前，还包括：
导入预设的基准3D模型；
根据所述基准3D模型进行模型克隆，得到所述第一3D模型和所述第二3D模型。
6.一种3D模型的摆放装置，其特征在于，包括：
降维处理模块，用于对第一3D模型和第二3D模型分别进行降维处理，得到与所述第一3D模型对应的第一平面图形和与所述第二3D模型对应的第二平面图形；
最小外接矩形确定模块，用于确定所述第一平面图形的最小外接矩形；
插入点确定模块，用于确定所述第二平面图形的凸包；对所述凸包进行采样，得到各个采样点的深度值；具体地，按照预设的采样间隔在所述凸包的边上依次确定出各个采样点，对于所述凸包的边上的任意一个采样点而言，经过该采样点作一条垂直于该条边的垂线，该垂线与所述第二平面图形第一次相交时得到一个交点，将该交点至该采样点之间的距离确定为该采样点的深度值；将各个采样点的深度值构造为深度值序列；确定与所述最小外接矩形对应的窗长为所述最小外接矩形的宽度的滑动窗；使用单调队列算法将所述滑动窗在所述深度值序列中逐次滑动，求所述滑动窗中多个深度值的最小值，得到所述滑动窗在各个采样点的输出值；将输出值最大的采样点确定为插入点；
插入试探模块，用于将所述最小外接矩形在所述插入点进行逐步插入试探，确定最终的摆放位置。
7.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至5中任一项所述的3D模型的摆放方法的步骤。
8.一种3D打印机，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述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计算机程序时实现如权利要求1至5中任一项所述的3D模型的摆放方法的步骤。
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