CN112172155A - 3d打印的边缘柔化方法、装置、存储介质及3d打印机 - Google Patents

3d打印的边缘柔化方法、装置、存储介质及3d打印机 Download PDF

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CN112172155A CN202010773670.2A CN202010773670A CN112172155A CN 112172155 A CN112172155 A CN 112172155A CN 202010773670 A CN202010773670 A CN 202010773670A CN 112172155 A CN112172155 A CN 112172155A
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刘醴
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Abstract

本申请属于3D打印技术领域，尤其涉及一种3D打印的边缘柔化方法、装置、计算机可读存储介质及3D打印机。所述方法包括：确定待处理的3D模型切片的边界路径；对所述边界路径进行采样，得到与所述边界路径对应的采样路径；计算边缘晶格的灰度值面积，所述边缘晶格为所述采样路径经过的晶格；根据所述灰度值面积分别确定所述边缘晶格在预设的各个曝光时隙的曝光方式；按照各个曝光时隙的曝光方式分别对所述边缘晶格进行曝光固化。在本申请中，对处于边缘的晶格进行灰度化，在进行打印时，对该晶格进行分时隙的曝光固化，通过这种时分复用的方式呈现出灰度打印效果，使得打印出来的产品的边缘更加柔顺。

Description

3D打印的边缘柔化方法、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打印的边缘柔化方法、装置、计算机可读存储介质及3D打印机。
背景技术
在进行3D打印时，由于3D模型的像素点都是正方形的小方块，受分辨率的制约，非水平或垂直于像素排列方向的直线，会变成锯齿状折线，在这种情况下直接打印出来的产品的边缘往往会有明显的毛糙感，无法达到较好的柔顺效果。
发明内容
有鉴于此，本申请实施例提供了一种3D打印的边缘柔化方法、装置、计算机可读存储介质及3D打印机，以解决现有技术中打印出来的产品的边缘往往会有明显的毛糙感，无法达到较好的柔顺效果的问题。
本申请实施例的第一方面提供了一种3D打印的边缘柔化方法，可以包括：
确定待处理的3D模型切片的边界路径；
对所述边界路径进行采样，得到与所述边界路径对应的采样路径；
计算边缘晶格的灰度值面积，所述边缘晶格为所述采样路径经过的晶格；
根据所述灰度值面积分别确定所述边缘晶格在预设的各个曝光时隙的曝光方式；
按照各个曝光时隙的曝光方式分别对所述边缘晶格进行曝光固化。
进一步地，所述根据所述灰度值面积分别确定所述边缘晶格在预设的各个曝光时隙的曝光方式，包括：
确定第t个曝光时隙的门限值，t为曝光时隙的序号，1≤t≤T，T为曝光时隙的数目；
若所述灰度值面积大于第t个曝光时隙的门限值，则确定所述边缘晶格在第t个曝光时隙的曝光方式为预设的第一曝光方式；
若所述灰度值面积小于或等于第t个曝光时隙的门限值，则确定所述边缘晶格在第t个曝光时隙的曝光方式为预设的第二曝光方式。
进一步地，所述确定第t个曝光时隙的门限值，包括：
根据下式计算第t个曝光时隙的门限值：
Threshold(t)＝MaxGrey×(2×(t－1)+1)÷(2×T)
其中，MaxGrey为预设的最大灰度值，Threshold(t)为第t个曝光时隙的门限值。
进一步地，所述计算边缘晶格的灰度值面积，包括：
确定所述边缘晶格中的实体区域；
根据所述实体区域的面积和所述边缘晶格的面积计算所述边缘晶格的灰度值面积。
进一步地，所述确定所述边缘晶格中的实体区域，包括：
将所述边界路径沿逆时针方向与所述边缘晶格第一次相交的交点确定为所述边缘晶格的路径入口；
将所述边界路径沿逆时针方向与所述边缘晶格第二次相交的交点确定为所述边缘晶格的路径出口；
将所述边缘晶格中位于由所述路径入口指向所述路径出口的方向的左侧区域确定为实体区域。
进一步地，所述根据所述实体区域的面积和所述边缘晶格的面积计算所述计算边缘晶格的灰度值面积，包括：
根据下式计算所述边缘晶格的灰度值面积：
Grey＝SubArea÷TotalArea×MaxGrey
其中，SubArea为所述实体区域的面积，TotalArea为所述边缘晶格的面积，Grey为所述边缘晶格的灰度值面积。
本申请实施例的第二方面提供了一种3D打印的边缘柔化装置，可以包括：
边界路径确定模块，用于确定待处理的3D模型切片的边界路径；
采样模块，用于对所述边界路径进行采样，得到与所述边界路径对应的采样路径；
灰度值面积计算模块，用于计算边缘晶格的灰度值面积，所述边缘晶格为所述采样路径经过的晶格；
时分曝光模块，用于根据所述灰度值面积分别确定所述边缘晶格在预设的各个曝光时隙的曝光方式，并按照各个曝光时隙的曝光方式分别对所述边缘晶格进行曝光固化。
进一步地，所述时分曝光模块可以包括：
门限值确定单元，用于确定第t个曝光时隙的门限值，t为曝光时隙的序号，1≤t≤T，T为曝光时隙的数目；
第一确定单元，用于若所述灰度值面积大于第t个曝光时隙的门限值，则确定所述边缘晶格在第t个曝光时隙的曝光方式为预设的第一曝光方式；
第二确定单元，用于若所述灰度值面积小于或等于第t个曝光时隙的门限值，则确定所述边缘晶格在第t个曝光时隙的曝光方式为预设的第二曝光方式。
进一步地，所述门限值确定单元具体用于根据下式计算第t个曝光时隙的门限值：
Threshold(t)＝MaxGrey×(2×(t－1)+1)÷(2×T)
其中，MaxGrey为预设的最大灰度值，Threshold(t)为第t个曝光时隙的门限值。
进一步地，所述灰度值面积计算模块可以包括：
实体区域确定单元，用于确定所述边缘晶格中的实体区域；
灰度值面积计算单元，用于根据所述实体区域的面积和所述边缘晶格的面积计算所述边缘晶格的灰度值面积。
进一步地，所述实体区域确定单元可以包括：
路径入口确定子单元，用于将所述边界路径沿逆时针方向与所述边缘晶格第一次相交的交点确定为所述边缘晶格的路径入口；
路径出口确定子单元，用于将所述边界路径沿逆时针方向与所述边缘晶格第二次相交的交点确定为所述边缘晶格的路径出口；
实体区域确定子单元，用于将所述边缘晶格中位于由所述路径入口指向所述路径出口的方向的左侧区域确定为实体区域。
进一步地，所述灰度值面积计算单元具体用于根据下式计算所述边缘晶格的灰度值面积：
Grey＝SubArea÷TotalArea×MaxGrey
其中，SubArea为所述实体区域的面积，TotalArea为所述边缘晶格的面积，Grey为所述边缘晶格的灰度值面积。
进一步地，所述3D打印的边缘柔化装置还可以包括：
模型导入模块，用于导入待打印的3D模型；
镂空处理模块，用于对所述3D模型进行镂空处理，得到镂空后的3D模型；
切片处理模块，用于对镂空后的3D模型进行切片处理，得到各层3D模型切片。
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打印的边缘柔化方法的步骤。
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打印的边缘柔化方法的步骤。
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打印的边缘柔化方法的步骤。
本申请实施例与现有技术相比存在的有益效果是：本申请实施例确定待处理的3D模型切片的边界路径；对所述边界路径进行采样，得到与所述边界路径对应的采样路径；计算边缘晶格的灰度值面积，所述边缘晶格为所述采样路径经过的晶格；根据所述灰度值面积分别确定所述边缘晶格在预设的各个曝光时隙的曝光方式；按照各个曝光时隙的曝光方式分别对所述边缘晶格进行曝光固化。在本申请实施例中，对处于边缘的晶格进行灰度化，在进行打印时，对该晶格进行分时隙的曝光固化，通过这种时分复用的方式呈现出灰度打印效果，使得打印出来的产品的边缘更加柔顺。
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打印的边缘柔化方法的一个实施例流程图；
图2为导入的3D模型的示意图；
图3为切片效果的示意图；
图4为三角面构成的立体图的示意图；
图5为边界路径的示意图；
图6为路径采样的效果示意图；
图7为考虑相邻采样点的示意图；
图8为采样路径的示意图；
图9为路径入口和路径出口的示意图；
图10为实体区域的面积和边缘晶格的面积的示意图；
图11为灰度值从纯黑逐步过渡到纯白的效果示意图；
图12为由连续晶格的灰度图组成的边界灰度图；
图13为边缘柔化的效果示意图；
图14为分时隙曝光固化的示意图；
图15为边缘柔化前后的的效果对比图；
图16为无边缘柔化时切片后的预览放大效果图；
图17为二级边缘柔化的效果示意图；
图18为四级边缘柔化的效果示意图；
图19为八级边缘柔化的效果示意图；
图20为本申请实施例中一种3D打印的边缘柔化装置的一个实施例结构图；
图21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。
在进行3D打印时，由于3D模型的像素点都是正方形的小方块，受分辨率的制约，非水平或垂直于像素排列方向的直线，会变成锯齿状折线，在这种情况下直接打印出来的产品的边缘往往会有明显的毛糙感，无法达到较好的柔顺效果。
在图像处理领域，可以通过一些抗锯齿(Anti-Aliasing)技术来对图像边缘进行柔化处理，使图像边缘看起来更平滑，更接近实物的物体。其中，超级采样抗锯齿(Super-Sampling Anti-Aliasing，SSAA)需要消耗大量的电脑资源；快速近似抗锯齿(FastApproximate Anti-Aliasing，FXAA)通过给图像提供一层滤镜来优化有锯齿的画面，但开启后会让画面变模糊；多重采样抗锯齿(MultiSampling Anti-Aliasing，MSAA)虽然对资源的消耗需求大大减弱，但是画质却较差。
请参阅图1，本申请实施例中一种3D打印的边缘柔化方法的一个实施例可以包括：
步骤S101、确定待处理的3D模型切片的边界路径。
3D打印机在进行3D打印时，需要先导入待打印的3D模型，该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。图2所示即为导入的3D模型的示意图。
需要注意的是，3D模型的显示以及打印效果会直接受到3D打印机的屏幕分辨率的影响，屏幕分辨率是屏幕图像的精密度，是指显示器所能显示的像素有多少，由于屏幕上的点、线和面都是由像素组成的，显示器可显示的像素越多，画面就越精细，同样的屏幕区域内能显示的信息也越多，图2所示为屏幕分辨率设置为1440像素×2560像素的情况。具体的屏幕分辨率可以根据实际情况进行设置，本申请实施例对此不作具体限定。
在导入3D模型后，即可在预设的笛卡尔坐标系下对该3D模型进行切片，其切片思想是对3D模型沿Z轴方向按照预设的片层厚度进行逐一切割，使3D模型变成一层一层堆积起来的LCD打印机支持的打印模型，每一层切片均平行于X轴和Y轴。图3所示即为切片效果的示意图，其中，左图为3D模型的切片展示，右图为模型切片后每层的截面图。
优选地，为了节省打印材料，可以在切片前对3D模型进行镂空处理，得到镂空后的3D模型，然后对镂空后的3D模型进行切片处理，得到各层3D模型切片。
如图4所示，三维立体图形是由大量三角面组成的，由“面”构成“体”，所以对3D模型沿Z轴方向进行切片时，所得到的截面是由很多三角形构成的集合。在本申请实施例中，可以对这些三角形构成的集合求交，从而得到3D模型切片的边界路径，其中，逆时针方向为实体路径，顺时针方向为洞路径，图5所示即为边界路径的示意图。在本申请实施例中，实体指的是需要由打印材料填充的部分，洞指的是无需打印材料填充的部分，也即空白的部分。沿边界路径逆时针方向所包围的区域为实体区域，沿边界路径顺时针方向所包围的区域为洞区域。
步骤S102、对所述边界路径进行采样，得到与所述边界路径对应的采样路径。
对边界路径进行采样目的是确保路径晶格间不发生断裂，为保证路径的连续性，确保每个晶格都能取到采样点，应对晶格的横向和纵向同时进行采样，使其落在相同的晶格内，得到最终的一个不断裂的路径，路径采样的效果如图6所示。需要注意的是，在本申请实施例中，晶格指的是打印的最小基本单元，每层切片均为由大量的晶格整齐排列成的晶格矩阵。
如图7所示，在进行采样时，可能会遇到多种采样点的相邻情况，其中，左上图为采样点内相邻的情况，右上图为采样点上下相邻的情况，左下图为采样点左右相邻的情况，右下图为采样点全相邻的情况。
确定采样相邻情况后，对其进行路径求交，得到路径与采样点的交点，形成最终的采样路径，图8所示即为采样路径的示意图。
步骤S103、计算边缘晶格的灰度值面积。
在本申请实施例中，边缘晶格为采样路径经过的晶格。
首先可以确定边缘晶格中的实体区域。
具体地，如图9所示，将边界路径沿逆时针方向与边缘晶格第一次相交的交点确定为边缘晶格的路径入口；将边界路径沿逆时针方向与边缘晶格第二次相交的交点确定为边缘晶格的路径出口；将边缘晶格中位于由路径入口指向路径出口的方向的左侧区域确定为实体区域；将边缘晶格中位于由路径入口指向路径出口的方向的左侧区域确定为空白区域。
在确定实体区域后，即可根据实体区域的面积和边缘晶格的面积计算计算边缘晶格的灰度值面积。
灰度值面积是指由灰度值表示的面积。具体地，可以根据下式计算所述边缘晶格的灰度值面积：
Grey＝SubArea÷TotalArea×MaxGrey
其中，SubArea为所述实体区域的面积，TotalArea为所述边缘晶格的面积，图10即为这两种面积的示意图，MaxGrey为预设的最大灰度值，Grey为所述边缘晶格的灰度值面积，该值为整数，对计算结果可以进行四舍五入。
以256阶灰度为例，灰度值区间为0～255，其中，0代表纯黑，255为最大灰度值，代表纯白，从0到255之间的灰度值即代表从纯黑逐步过渡到纯白，其效果如图11所示。
按照上述步骤，得到每个晶格对应的灰度图，连续晶格的灰度图组成如图12所示的边界灰度图，此时边界“黑白”锯齿状就向“灰”过渡，起到了如图13所示的边缘柔化的效果。
步骤S104、根据所述灰度值面积分别确定所述边缘晶格在预设的各个曝光时隙的曝光方式，并按照各个曝光时隙的曝光方式分别对所述边缘晶格进行曝光固化。
在本申请实施例中，使用时分复用技术来对边缘经过进行曝光固化，即将对每层切片的曝光固化时长划分为若干段，每段即为一个曝光时隙，此处将曝光时隙的序号记为t，1≤t≤T，T为曝光时隙的数目，其具体取值可以根据实际情况进行设置，当T＝2时，即为二级边缘柔化的情况，当T＝4时，即为四级边缘柔化的情况，当T＝8时，即为八级边缘柔化的情况，以此类推。在软硬件的结合下，控制LCD光固化3D打印机的紫外光源对光敏树脂进行分时隙的曝光固化，实现最终边缘柔化的效果。
以其中的第t个曝光时隙为例，首先确定第t个曝光时隙的门限值。
具体地，可以根据下式计算第t个曝光时隙的门限值：
Threshold(t)＝MaxGrey×(2×(t－1)+1)÷(2×T)
其中，Threshold(t)为第t个曝光时隙的门限值，该值为整数，对计算结果可以进行四舍五入。
然后，根据边缘晶格的灰度值面积和第t个曝光时隙的门限值确定边缘晶格在第t个曝光时隙的曝光方式。
具体地，若灰度值面积大于第t个曝光时隙的门限值，则确定边缘晶格在第t个曝光时隙的曝光方式为预设的第一曝光方式，所述第一曝光方式为进行纯黑曝光；若灰度值面积小于或等于第t个曝光时隙的门限值，则确定边缘晶格在第t个曝光时隙的曝光方式为预设的第二曝光方式，所述第二曝光方式为进行纯白曝光。
以实现八级边缘柔化效果为例，8个曝光时隙的门限值依次为：
255×(2×0+1)÷(2×8)＝255×1÷16＝16
255×(2×1+1)÷(2×8)＝255×3÷16＝48
255×(2×2+1)÷(2×8)＝255×5÷16＝80
255×(2×3+1)÷(2×8)＝255×7÷16＝112
255×(2×4+1)÷(2×8)＝255×9÷16＝143
255×(2×5+1)÷(2×8)＝255×11÷16＝175
255×(2×6+1)÷(2×8)＝255×13÷16＝207
255×(2×7+1)÷(2×8)＝255×15÷16＝239
假设边缘晶格的灰度值面积为140，根据公式(Grey>Threshold(t)？：0,1)对8个曝光时隙进行遍历：
对于第1个曝光时隙，140>16，取值为0(纯黑)；
对于第2个曝光时隙，140>48，取值为0(纯黑)；
对于第3个曝光时隙，140>80，取值为0(纯黑)；
对于第4个曝光时隙，140>112，取值为0(纯黑)；
对于第5个曝光时隙，140<143，取值为1(纯白)；
对于第6个曝光时隙，140<175，取值为1(纯白)；
对于第7个曝光时隙，140<207，取值为1(纯白)；
对于第8个曝光时隙，140<239，取值为1(纯白)；
依次比较八次得出每层切片的边缘晶格的像素点表示的颜色。
假设每层切片的曝光固化时长为8秒，每个曝光时隙为1秒，则可以对边缘晶格进行如图14所示的分时隙曝光固化：
在0～1秒曝光第一张纯黑的边缘晶格的像素点；
在1～2秒曝光第二张纯黑的边缘晶格的像素点；
在2～3秒曝光第三张纯黑的边缘晶格的像素点；
在3～4秒曝光第四张纯黑的边缘晶格的像素点；
在4～5秒曝光第五张纯白的边缘晶格的像素点；
在5～6秒曝光第六张纯白的边缘晶格的像素点；
在6～7秒曝光第五张纯白的边缘晶格的像素点；
在7～8秒曝光第六张纯白的边缘晶格的像素点；
这样一张边缘为灰色像素的切片图就由8次分层曝光得到了八级边缘柔化效果，图15所示即为边缘柔化前后的的效果对比图，左图为边缘柔化前的效果，其中可以看到明显的锯齿状，右图为边缘柔化后的效果，锯齿状已得到弱化。
进一步地，T的取值不同，则边缘柔化的效果也会产生较大差异，图16所示为无边缘柔化时切片后的预览放大效果图，图17所示为二级边缘柔化的效果图，图18所示为四级边缘柔化的效果图，图19所示为八级边缘柔化的效果图，显然地，T的取值越大，则边缘柔化的效果越好，但对资源的消耗也会越大，因此需要根据实际情况确定其取值。
综上所述，本申请实施例确定待处理的3D模型切片的边界路径；对所述边界路径进行采样，得到与所述边界路径对应的采样路径；计算边缘晶格的灰度值面积，所述边缘晶格为所述采样路径经过的晶格；根据所述灰度值面积分别确定所述边缘晶格在预设的各个曝光时隙的曝光方式；按照各个曝光时隙的曝光方式分别对所述边缘晶格进行曝光固化。在本申请实施例中，对处于边缘的晶格进行灰度化，在进行曝光打印时，对该晶格进行分时隙的曝光，通过这种时分复用的方式呈现出灰度打印效果，使得打印出来的产品的边缘更加柔顺。
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打印的边缘柔化方法，图20示出了本申请实施例提供的一种3D打印的边缘柔化装置的一个实施例结构图。
本实施例中，一种3D打印的边缘柔化装置可以包括：
边界路径确定模块2001，用于确定待处理的3D模型切片的边界路径；
采样模块2002，用于对所述边界路径进行采样，得到与所述边界路径对应的采样路径；
灰度值面积计算模块2003，用于计算边缘晶格的灰度值面积，所述边缘晶格为所述采样路径经过的晶格；
时分曝光模块2004，用于根据所述灰度值面积分别确定所述边缘晶格在预设的各个曝光时隙的曝光方式，并按照各个曝光时隙的曝光方式分别对所述边缘晶格进行曝光固化。
进一步地，所述时分曝光模块可以包括：
门限值确定单元，用于确定第t个曝光时隙的门限值，t为曝光时隙的序号，1≤t≤T，T为曝光时隙的数目；
第一确定单元，用于若所述灰度值面积大于第t个曝光时隙的门限值，则确定所述边缘晶格在第t个曝光时隙的曝光方式为预设的第一曝光方式；
第二确定单元，用于若所述灰度值面积小于或等于第t个曝光时隙的门限值，则确定所述边缘晶格在第t个曝光时隙的曝光方式为预设的第二曝光方式。
进一步地，所述门限值确定单元具体用于根据下式计算第t个曝光时隙的门限值：
Threshold(t)＝MaxGrey×(2×(t－1)+1)÷(2×T)
其中，MaxGrey为预设的最大灰度值，Threshold(t)为第t个曝光时隙的门限值。
进一步地，所述灰度值面积计算模块可以包括：
实体区域确定单元，用于确定所述边缘晶格中的实体区域；
灰度值面积计算单元，用于根据所述实体区域的面积和所述边缘晶格的面积计算所述边缘晶格的灰度值面积。
进一步地，所述实体区域确定单元可以包括：
路径入口确定子单元，用于将所述边界路径沿逆时针方向与所述边缘晶格第一次相交的交点确定为所述边缘晶格的路径入口；
路径出口确定子单元，用于将所述边界路径沿逆时针方向与所述边缘晶格第二次相交的交点确定为所述边缘晶格的路径出口；
实体区域确定子单元，用于将所述边缘晶格中位于由所述路径入口指向所述路径出口的方向的左侧区域确定为实体区域。
进一步地，所述灰度值面积计算单元具体用于根据下式计算所述边缘晶格的灰度值面积：
Grey＝SubArea÷TotalArea×MaxGrey
其中，SubArea为所述实体区域的面积，TotalArea为所述边缘晶格的面积，Grey为所述边缘晶格的灰度值面积。
进一步地，所述3D打印的边缘柔化装置还可以包括：
模型导入模块，用于导入待打印的3D模型；
镂空处理模块，用于对所述3D模型进行镂空处理，得到镂空后的3D模型；
切片处理模块，用于对镂空后的3D模型进行切片处理，得到各层3D模型切片。
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21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21所示，该实施例的3D打印机21包括：处理器210、存储器211以及存储在所述存储器211中并可在所述处理器210上运行的计算机程序212。所述处理器210执行所述计算机程序212时实现上述各个3D打印的边缘柔化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210执行所述计算机程序212时实现上述各装置实施例中各模块/单元的功能，例如图20所示模块2001至模块2004的功能。
示例性的，所述计算机程序212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211中，并由所述处理器210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212在所述3D打印机21中的执行过程。
本领域技术人员可以理解，图21仅仅是3D打印机21的示例，并不构成对3D打印机21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21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210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211可以是所述3D打印机21的内部存储单元，例如3D打印机21的硬盘或内存。所述存储器211也可以是所述3D打印机21的外部存储设备，例如所述3D打印机21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211还可以既包括所述3D打印机21的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器211用于存储所述计算机程序以及所述3D打印机21所需的其它程序和数据。所述存储器211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 (10)

1.一种3D打印的边缘柔化方法，其特征在于，包括：
确定待处理的3D模型切片的边界路径；
对所述边界路径进行采样，得到与所述边界路径对应的采样路径；
计算边缘晶格的灰度值面积，所述边缘晶格为所述采样路径经过的晶格；
根据所述灰度值面积分别确定所述边缘晶格在预设的各个曝光时隙的曝光方式；
按照各个曝光时隙的曝光方式分别对所述边缘晶格进行曝光固化。
2.根据权利要求1所述的3D打印的边缘柔化方法，其特征在于，所述根据所述灰度值面积分别确定所述边缘晶格在预设的各个曝光时隙的曝光方式，包括：
确定第t个曝光时隙的门限值，t为曝光时隙的序号，1≤t≤T，T为曝光时隙的数目；
若所述灰度值面积大于第t个曝光时隙的门限值，则确定所述边缘晶格在第t个曝光时隙的曝光方式为预设的第一曝光方式；
若所述灰度值面积小于或等于第t个曝光时隙的门限值，则确定所述边缘晶格在第t个曝光时隙的曝光方式为预设的第二曝光方式。
3.根据权利要求2所述的3D打印的边缘柔化方法，其特征在于，所述确定第t个曝光时隙的门限值，包括：
根据下式计算第t个曝光时隙的门限值：
Threshold(t)＝MaxGrey×(2×(t－1)+1)÷(2×T)
其中，MaxGrey为预设的最大灰度值，Threshold(t)为第t个曝光时隙的门限值。
4.根据权利要求1所述的3D打印的边缘柔化方法，其特征在于，所述计算边缘晶格的灰度值面积，包括：
确定所述边缘晶格中的实体区域；
根据所述实体区域的面积和所述边缘晶格的面积计算所述边缘晶格的灰度值面积。
5.根据权利要求4所述的3D打印的边缘柔化方法，其特征在于，所述确定所述边缘晶格中的实体区域，包括：
将所述边界路径沿逆时针方向与所述边缘晶格第一次相交的交点确定为所述边缘晶格的路径入口；
将所述边界路径沿逆时针方向与所述边缘晶格第二次相交的交点确定为所述边缘晶格的路径出口；
将所述边缘晶格中位于由所述路径入口指向所述路径出口的方向的左侧区域确定为实体区域。
6.根据权利要求4所述的3D打印的边缘柔化方法，其特征在于，所述根据所述实体区域的面积和所述边缘晶格的面积计算所述计算边缘晶格的灰度值面积，包括：
根据下式计算所述边缘晶格的灰度值面积：
Grey＝SubArea÷TotalArea×MaxGrey
其中，SubArea为所述实体区域的面积，TotalArea为所述边缘晶格的面积，MaxGrey为预设的最大灰度值，Grey为所述边缘晶格的灰度值面积。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的3D打印的边缘柔化方法，其特征在于，在确定待处理的3D模型切片的边界路径之前，还包括：
导入待打印的3D模型；
对所述3D模型进行镂空处理，得到镂空后的3D模型；
对镂空后的3D模型进行切片处理，得到各层3D模型切片。
8.一种3D打印的边缘柔化装置，其特征在于，包括：
边界路径确定模块，用于确定待处理的3D模型切片的边界路径；
采样模块，用于对所述边界路径进行采样，得到与所述边界路径对应的采样路径；
灰度值面积计算模块，用于计算边缘晶格的灰度值面积，所述边缘晶格为所述采样路径经过的晶格；
时分曝光模块，用于根据所述灰度值面积分别确定所述边缘晶格在预设的各个曝光时隙的曝光方式，并按照各个曝光时隙的曝光方式分别对所述边缘晶格进行曝光固化。
9.一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7中任一项所述的3D打印的边缘柔化方法的步骤。
10.一种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7中任一项所述的3D打印的边缘柔化方法的步骤。
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