CN113650284A - 利用虚拟掩模进行印刷 - Google Patents

Abstract

本申请涉及利用虚拟掩模进行印刷。公开了用于在物品上印刷的方法和装置。方法的实施方案可以包括生成虚拟掩模，该虚拟掩模可以指定用于印刷的区域和/或指定从印刷中排除的区域。一种方法可以包括在2D或3D印刷期间利用虚拟掩模，使得印刷设计被印刷在由虚拟掩模指定的用于印刷的区域中。

Description

利用虚拟掩模进行印刷

本申请是申请日为2017年2月23日，申请号为201780015892.4，发明名称为“利用虚拟掩模进行印刷”的申请的分案申请。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2016年3月8日提交的第15/063,730号美国专利申请的权益，该美国专利申请通过引用以其整体并入本文。

背景

本实施方案总体上涉及二维印刷和三维印刷系统和方法。

三维印刷系统和方法可与包括熔融沉积成型(FDM)、电子束自由成形制造(EBF)、以及选择性激光烧结(SLS)以及其他种类的三维印刷技术的多种技术相关联。

在下文的一个或多个实施方案中可实现本公开的各方面。

1).一种在物品上印刷的方法，所述方法包括：

使用传感器系统获得对应于所述物品的数据；

形成所述物品的数字化图像，其中，所述数字化图像包括表示所述物品的特定区域的至少第一区；

使用计算系统将所述第一区分类为属于第一类别或第二类别；

如果所述第一区被分类在所述第一类别中，则在由所述第一区表示的所述物品的特定区域上使用印刷系统将印刷材料输出在所述物品上；以及

如果所述第一区被分类在所述第二类别中，则防止由所述第一区表示的所述物品的特定区域接收所述印刷材料。

2).根据1)所述的方法，其中，所述传感器系统包括有助于产生所述数字化图像的图像采集设备。

3).根据1)所述的方法，还包括将所述数字化图像的每个区分类为属于所述第一类别或所述第二类别。

4).根据3)所述的方法，还包括：

生成虚拟掩模，所述虚拟掩模包含被分类在所述第二类别中的所有的区；以及

防止由所述虚拟掩模中的区表示的所述物品的区域接收所述印刷材料。

5).根据1)所述的方法，其中：

所述物品包括多个有形部分和多个孔；

其中，表示所述多个有形部分的区被分类在所述第一类别中；并且

其中，表示所述多个孔的区被分类在所述第二类别中。

6).根据4)所述的方法，还包括：

选择数字化印刷设计；

将所述虚拟掩模应用于所述数字化印刷设计，使得通过所述虚拟掩模来识别出所述数字化印刷设计中的至少一些；

将所述数字化印刷设计的第一部分印刷到所述物品上；以及

防止通过所述虚拟掩模识别出的所述数字化印刷设计的第二部分被印刷。

7).根据1)所述的方法，还包括将至少一个三维结构印刷到所述物品上。

8).根据1)所述的方法，还包括：

将印刷设计印刷在所述物品上；并且

其中，所述分类的步骤还包括在所述印刷材料中的一些已经被输出之后对至少一个区进行分类。

9).根据1)所述的方法，其中，所述数字化图像的所述第一区包括至少一个像素。

10).一种使用虚拟掩模在对象上印刷的方法，所述方法包括：

将所述对象放置在印刷系统中的托盘上；

使用传感器系统将所述对象与所述托盘和喷嘴对准；

使用至少一个图像采集设备获得关于所述对象的数据；

形成所述对象的虚拟表示并且将所述虚拟表示划分成表示所述对象的不同部分的一个或更多个区；

生成虚拟掩模，其中，所述虚拟掩模将所述虚拟表示的每个区分类为属于允许印刷的区域或禁止印刷的区域；以及

结合所述印刷系统利用所述虚拟掩模来排除在所述对象的由被分类在所述禁止印刷的区域中的区所表示的不同部分上的印刷。

11).根据10)所述的方法，其中，所述传感器系统包括记录并且生成表示所述对象的数据的图像采集设备。

12).根据10)所述的方法，还包括：

将印刷材料输出在所述对象上；并且

其中，所述生成虚拟掩模的步骤还包括在所述印刷材料已经被输出之后对至少一个区进行分类。

13).根据10)所述的方法，还包括：

将印刷材料输出在所述对象上；并且

其中，所述对象包括多个有形部分和多个孔，并且其中，所述多个孔被排除在接收所述印刷材料之外。

14).根据13)所述的方法，其中，所述对象具有三维几何形状。

15).根据14)所述的方法，还包括将表示所述多个有形部分的区中的每一个分类为属于允许印刷的区域。

16).根据14)所述的方法，还包括将表示所述多个孔的区中的每一个分类为属于禁止印刷的区域。

17).一种用于在物品上印刷的装置，所述装置包括：

外壳，所述外壳包括沿着所述外壳的底部设置的基座，其中，所述外壳被构造成接纳所述物品；

喷嘴组件，所述喷嘴组件被构造成输出印刷材料；

对准系统；

传感器系统，所述传感器系统包括图像采集设备；

计算系统，所述计算系统被构造成将所述物品的区域分类为属于印刷区域或者属于禁止印刷的区域；

其中，所述装置被构造成将印刷设计印刷在所述物品的被分类为属于所述印刷区域的区域上，并且其中，所述装置被构造成排除在所述物品的被分类为属于所述禁止印刷的区域的区域上印刷所述印刷设计。

18).根据17)所述的装置，其中，所述物品还包括多个有形部分，并且其中，所述装置被构造成允许在所述多个有形部分上印刷。

19).根据17)所述的装置，其中，所述物品还包括多个孔，其中，所述多个孔包括第一孔和第二孔，并且其中，所述第一孔的形状不同于所述第二孔的形状。

20).根据17)所述的装置，其中，所述计算系统还被构造成在印刷所述印刷设计期间对所述物品的区域进行分类。

附图简述

参考以下附图和描述可更好地理解实施方案。附图中的部件不一定按比例绘制，而是将重点放在图示实施方案的原理上。此外，在附图中，同样的参考标记在全部的不同视图中指代对应的部分。

图1是三维印刷系统的部件以及可与该三维印刷系统一起使用的若干物品的实施方案的示意图；

图2是印刷设备和物品的实施方案的示意图；

图3是概述印刷过程的实施方案的步骤的流程图；

图4是传感器系统的一部分、计算系统的一部分以及物品的实施方案的立体视图；

图5是物品和物品的数字表示的实施方案的立体视图；

图6是提供关于图5的数字表示的一部分的信息的矩阵的实施方案；

图7是物品和印刷设备的一部分、处理图像以及印刷设计的实施方案的立体视图；

图8是物品和印刷设备的一部分的实施方案的立体视图；

图9是物品和印刷设备的一部分的实施方案的立体视图；

图10是物品和印刷设备的一部分的实施方案的立体视图；

图11是纺织品的实施方案的立体视图；

图12是图11的纺织品的数字表示的实施方案；

图13是印刷设计的实施方案的示意图；

图14是纺织品的实施方案的立体视图；

图15是纺织品的实施方案的立体视图；

图16是物品和印刷设备的一部分、已处理的图像以及印刷设计的实施方案的立体视图；

图17是物品和印刷设备的一部分的实施方案的立体视图；

图18是概述印刷过程的实施方案的步骤的流程图；和

图19是概述印刷过程的实施方案的步骤的流程图。

详细描述

实施方案可以包括促成在表面上印刷多种设计、图案和结构的设置。在一个实施方案中，本公开涉及一种在物品上印刷的方法，该方法包括：使用传感器系统获得关于物品的数据，形成物品的数字化图像，其中数字化图像包括多个像素，并且其中多个像素包括第一像素，并且第一像素表示物品的特定区域。此外，该方法包括将第一像素分类为属于第一类别或第二类别的步骤；如果第一像素属于第一类别，则使用印刷系统将印刷材料被输出在物品上；以及如果第一像素属于第二类别，则防止由第一像素表示的物品的特定区域接收印刷材料。

在另一实施方案中，本公开涉及一种使用虚拟掩模(virtual mask)在对象上印刷的方法，该方法包括：使用传感器系统在印刷系统内对准对象，使用至少一个图像采集设备获得关于对象的数据，以及配准图像以形成对象的虚拟表示。此外，该方法包括生成虚拟掩模，其中虚拟掩模将虚拟表示的不同的区分类为属于印刷区域或者属于禁止印刷的区域，并且然后结合印刷系统利用虚拟掩模来排除在对象的由被分类在禁止印刷的区域中的区表示的不同部分上的印刷。

在另一实施方案中，本公开涉及一种用于在物品上印刷的装置，该装置包括外壳，其中外壳包括沿着外壳的底部设置的基座，并且其中外壳被构造成接纳物品。该装置还包括被构造成输出印刷材料的喷嘴组件和传感器系统，其中传感器系统包括图像采集设备。该装置还包括计算系统，其中该计算系统被构造成将物品的区域分类为印刷区域或禁止印刷的区域。该装置被构造成将印刷设计印刷在物品的被分类为印刷区域的区域上，并且该装置还被构造成排除在物品的被分类为禁止印刷区域的区域上印刷该印刷设计。

在研究了以下附图和详细描述之后，实施方案的其他系统、方法、特征和优点对于本领域的普通技术人员将是明显的或将变得明显。意图是所有这样的另外的系统、方法、特征和优点都被包括在本描述和本概述中，在实施方案的范围内，并且由所附权利要求保护。

图1是三维印刷系统100，以下也简称为印刷系统100的实施方案的示意图。图1还示出了可以与印刷系统100一起使用的数个示例性物品130。参考图1，印刷系统100还可以包括印刷设备102、计算系统104和网络106。

为了一致性和方便起见，在对应于图示的实施方案的全部的本详细描述中使用了方向性形容词。如在整个本详细描述中和在权利要求中使用的术语“纵向”指的是延伸部件的长度的方向。如在整个本详细描述中和在权利要求中所用的术语“纵向轴线”是指在纵向方向上定向的轴线。

如在整个本详细描述中和在权利要求中所用的术语“横向方向”是指延伸部件的宽度的从一侧到另一侧的方向。例如，横向方向可以在鞋类物品的内侧面与外侧面之间延伸，其中鞋类物品的外侧面是背离另一只足部的表面，而内侧面是面向另一只足部的表面。如在整个本详细描述中和在权利要求中所用的术语“横向轴线”是指在横向方向上定向的轴线。

如在整个本详细描述中和在权利要求中所用的术语“水平的”是指大体上平行于纵向方向、横向方向和在这两者之间的所有方向的任何方向。在部件被放置在地面上的情况下，水平方向可以与地面相平行。

如在整个本详细描述中和在权利要求中所用的术语“竖直的”是指沿着竖直轴线的、大致垂直于横向方向和纵向方向两者的方向。例如，在部件被平放在地面上的情况下，竖直方向可以从地面向上延伸。

在图中所示的实施方案中，印刷系统100可以与熔丝制造(fused filamentfabrication)(FFF)，也称为熔融沉积成型相关联。在图1中所示的实施方案中，印刷系统100的印刷设备102可以使用熔丝制造来产生三维零件。在Crump的于1992年6月9日授权的题为“Apparatus and Method for Creating Three-Dimensional Objects”的美国专利第5,121,329号中公开了使用熔丝制造(FFF)的印刷设备的示例，该申请通过引用并入本文并且以下被称为“3D对象申请”。本公开的实施方案可以使用在3D对象申请中公开的系统、部件、设备和方法中的任何一个。印刷设备102可包括外壳110，其支撑各种系统、设备、部件或有利于对象(例如，零件、部件或结构)的三维印刷的其他设置。尽管示例性实施方案描绘了用于外壳110的特定矩形盒状的几何形状，但是其他实施方案可以使用具有任何几何形状和/或设计的任何外壳。外壳110的形状和尺寸可以根据一些因素变化，这些因素包括用于设备的期望的占用面积(footprint)、可以在印刷设备102内形成的零件的尺寸和形状以及可能的其他因素。应当理解的是，外壳110可以是开放的(例如，提供具有大开口的框架)或者是闭合的(例如，用玻璃或固体材料的面板以及门来闭合)。

在一些实施方案中，印刷设备102可以包括保持或容纳印刷对象(或支撑印刷对象的部件)的设置。在一些实施方案中，印刷设备102可以包括台、平台、托盘或类似部件以支撑、保持和/或容纳被印刷的对象或印刷材料正被施加到其上的对象。在图1的实施方案中，印刷设备102包括托盘112。在一些实施方案中，托盘112可以固定在适当位置并且用作稳定的基座。然而，在其他实施方案中，托盘112可以移动。例如，在一些情况下，托盘112可以构造成在水平方向(例如，相对于外壳110的前后和/或左右)以及在垂直方向(例如，在外壳110内上下)上在外壳110内平移。此外，在一些情况下，托盘112可以构造成围绕与托盘112相关联的一个或更多个轴线旋转和/或倾斜。因此，可以设想的是，在至少一些实施方案中，托盘112可以和印刷设备102的喷嘴或印刷头一起移动成任何期望的相对构型。在其他实施方案中，印刷设备102可以不包括托盘112。在一些实施方案中，托盘112可以是弯曲地、不规则地成形的或成形为提供物品或对象可以放置或固定在其上的定制平台。在一些实施方案中，印刷设备102可以包括在托盘112内形成的开放空间或腔。

在一些实施方案中，印刷设备102可以包括用于将印刷材料(或印刷物质)输送到目标位置的一个或更多个系统、设备、组件或部件。目标位置可以包括托盘112的表面、部分地印刷的结构的表面或部分和/或非印刷的结构或部件的表面或部分，诸如纺织品或其他物品。用于输送印刷材料的设置可以包括例如印刷头和喷嘴。在图1的实施方案中，印刷设备102包括喷嘴组件116。

喷嘴组件116可以包括将印刷材料输送到目标位置的一个或更多个喷嘴。为了清楚起见，图1的示例性实施方案描绘了喷嘴组件116的单个喷嘴118。然而，在其他实施方案中，喷嘴组件116可以构造有任何数量的喷嘴，该任何数量的喷嘴可以以阵列或任何特定构型来布置。在包括两个或更多个喷嘴的实施方案中，喷嘴可以被构造成一起和/或独立地移动。

喷嘴118可以被构造有喷嘴孔(未示出)，其可以打开和/或关闭以控制从喷嘴118离开的材料的流动。具体地，喷嘴孔可以与喷嘴通道流体连通，该喷嘴通道接收来自印刷设备102内的材料源的材料供应。可以被接收或使用的材料的一些示例在Sterman等人的于2017年5月11日公布的并且标题为“Tack and Drag Printing Method”的美国专利公开号US 2017/0129176 A1(现为于2015年11月9号提交的第14/935,731号美国专利申请，代理人案卷号51-4207)中公开，该申请通过引用以其整体并入本文，并且在下文中称为“粘拖(Tack and Drag)案”。其他示例包括水性印剂、基于染料的印剂、基于颜料的印剂、溶剂印剂、UV固化印剂、染料升华印剂和其他印刷材料。

在一些实施方案中，蜗杆驱动器可以用于以特定速率(其可以变化以实现来自喷嘴118的材料的期望的体积流动速率)将丝(filament)推入喷嘴118中。在其他实施方案中，蜗杆驱动器被省略。例如，可以使用致动系统从喷嘴118拉出材料。应当理解的是，在一些情况下，可以在喷嘴118附近的位置处(例如，在喷嘴组件116的一部分中)提供材料供应，而在其他实施方案中，材料供应可以位于印刷设备102的一些其他位置处，并且经由管道、导管或其他设备供给到喷嘴组件116。

出于本描述的目的，物品130可以包括各种各样的对象、部件、材料和/或平坦的形状或包括三维几何形状的形状。物品130可以具有包括曲线、凸块、间隙、开口和/或变化的厚度的部分，诸如在图1的物品130中所示。例如，物品可以具有平坦的、平滑的、平整的或均匀的区或部分，其具有相对小的厚度。然而，同一物品还可以包括具有在一些或全部长度或面积上偏离平坦的表面的不平整的部分。在图1中，物品130包括用于鞋类物品的鞋面134、针织结构132和编织图案136。在其他实施方案中，物品可以包括规则的几何曲线，诸如与圆形、三角形、正方形和其他几何形状相关联的曲线，和/或它们也可以是不规则的，例如在成形为适应或包括特定不平整构型的物品中。例如，诸如编织图案136的物品130可以包括一个或更多个有形部分(tangible portions)138和/或一个或更多个孔142。出于本公开的目的，有形部分可以是可以接收印刷材料的材料部分。因此，有形部分138可以不同于不能接收印刷材料的空隙、空间、间隙等(例如，孔142)。此外，应当理解的是，本文使用的术语“孔”表示空隙、空间、间隙、凹部和/或任何其他类型的非有形部分(intangible portions)等的任何一个或更多个。在一些实施方案中，孔142可被物品130的一个或更多个有形部分138包围或邻近物品130的一个或更多个有形部分138设置。有形部分138和孔142之间的关系将在下面进一步详细讨论。

如以下将描述的，印刷系统100可以包括用于促成印刷设计或图形对准到物品上的设置。在一些实施方案中，可能有用的是，为使用者提供将物品或对象与印刷系统100对准的方式以便确保图形被印刷在该物品的期望的部分中。特别地，印刷系统100可以包括用于利用印刷设备102对物品的定向进行编程的设备，以这种方式来适应各种类型、形状、曲线和尺寸的物品。因此，在一些情况下，印刷系统100可以包括用于预对准物品(例如，利用系统内的配准标记)的设置。在一些实施方案中，对象可以与托盘112和/或喷嘴118对准。在一个实施方案中，可以使用本领域已知的技术在印刷系统100内自动对准对象。

在一些实施方案中，喷嘴组件116与致动系统114相关联。致动系统114可以包括促成喷嘴组件116在外壳110内运动的多种部件、设备和系统。特别地，致动系统114可以包括使喷嘴组件116在任何水平方向(包括但不限于纵向方向124和横向方向126)上和/或在竖直方向122上移动的设备，以促成沉积或输出材料以便形成三维对象或沿三维表面或弯曲表面印刷。为此，致动系统114的实施方案可以包括一个或更多个导轨、轨道和/或类似设置，以在外壳110内将喷嘴组件116保持处于多个位置和/或定向。实施方案还可以包括任何种类的电机，例如步进电机或伺服电机，以沿导轨或轨道移动喷嘴组件116，和/或使一个或更多个导轨或轨道相对于彼此移动。

在一些实施方案中，致动系统可以被构造成在一个或更多个方向上移动喷嘴。在一些实施方案中，致动系统可以在单个线性方向上移动喷嘴。在其他实施方案中，致动系统可以在至少两个垂直方向上移动喷嘴。还在其他实施方案中，致动系统可以在三个垂直方向上移动喷嘴。当然，尽管示例性实施方案描绘了能够通过三个独立的x-y-z或笛卡尔方向移动喷嘴的致动系统，但是其他实施方案可以被构造成在与非笛卡尔坐标系(例如，球坐标系或圆柱坐标系)相关联的三个独立方向上移动喷嘴。更进一步地，在其他情况下，致动系统可以在可以不正交的三个不同方向(例如，倾斜坐标系的方向)上移动喷嘴。

为了该讨论的目的，印刷表面可以与喷嘴正在印刷的表面相关联。例如，在喷嘴118直接印刷到托盘112上的情况下，印刷表面与托盘112的表面相关联。在图1的实施方案中，印刷表面148被图示为托盘112的向上面向喷嘴组件116的侧面。然而，应当注意的是，在其他实施方案中，印刷表面148可以包括通过喷嘴118印刷在其上的物品或对象的表面或侧面，如图2中所示。印刷表面148可以是大致平坦的，或者其可以是大体上弯曲的并且包括轮廓。在一个实施方案中，印刷表面148可以是大致正交于第一方向160的对象或物品的侧面或表面。因此，印刷表面148可以指物品的附接到印刷材料的表面，印刷材料诸如是从喷嘴118挤出或以其他方式输出或发射的复合纱线或其他材料。

如图1和图2中所示，在不同的实施方案中，印刷系统100可以包括传感器系统190。然而，应当理解的是，在一些实施方案中，传感器系统190可以独立于印刷系统100。换句话说，传感器系统190可以是与印刷系统100结合使用的单独的系统。传感器系统190可以包括多个部件、设备和系统，这些部件、设备和系统促成检测外壳110内的物品130的多个特征。尽管示例性实施方案描绘了传感器系统190的特定相机部件表示，但是其他实施方案可以使用具有任何几何形状和/或设计的任何系统。传感器系统的形状和尺寸可以根据一些因素变化，这些因素包括正在其上印刷的物品的类型、可以在印刷设备102内形成的部分的尺寸和形状，外壳110的布置以及可能的其他因素。

特别地，传感器系统190可以包括用于检测、映射或以其他方式识别多种表面类型(诸如与孔142和有形部分138相关联的区)的存在的设备。传感器系统190还可以包括成像设备192(诸如相机或其他图像采集设备)，成像设备192可以在任何水平方向和/或竖直方向122上移动，以促使将成像设备192定位在外壳110内。在一些实施方案中，图像采集设备可以记录对象的图像和/或生成表示对象的数据。

为此，传感器系统190的实施方案可以包括一个或更多个导轨、轨道和/或类似设置，以在外壳110内将成像设备192重新定位在多个位置和/或定向。换句话说，传感器系统190可以包括用于对准物品或对象的设置，使得可以获得适当的记录。

实施方案还可以包括任何种类的电机，诸如步进电机或伺服电机，其可以沿导轨或轨道移动对象或成像设备192，和/或使一个或更多个导轨或轨道相对于彼此移动。为了清楚起见，成像设备192在图1至图2中示出为脱离可用于移动成像设备192的任何部件。在一些实施方案中，成像设备192或传感器系统190其他部件可以不移动，而是可以固定在外壳110内。

应当注意，传感器系统190的部分可以定位在印刷系统100内的多个位置中，以便提供必要的数据采集和特征检测。例如，成像设备192可以在印刷系统100内从一个位置移动到另一个位置，以便记录足以生成虚拟表示的数据。在不同的实施方案中，可以有多个图像采集设备，它们可以一起用于合成合成图像。在一个实施方案中，可以有2至5个图像采集设备；在其他实施方案中，可以有被布置在整个印刷系统100中的五个以上的图像采集设备。因此，可以通过图像配准处理将由图像采集设备所采集和/或生成的数据合成为合成图像，其中所得到的图像可以由从多个源获得的第一图像部分、第二图像部分、第三图像部分等组成。

出于本公开的目的，图像配准(image registration)是将多个数据集转换到一个坐标系中的过程。因此，在一个实施方案中，图像配准是对准同一场景的两个或更多个图像的过程。图像或数据可以由一个源(例如，从多个位置拍摄图像的单个相机)或由多个源获得。在一些实施方案中，该过程包括指定一个图像作为参考(也被称为参考图像或固定图像)，并且对其他图像应用几何变换，使得它们与该参考对齐。几何变换可以将一幅图像中的位置映射到另一幅图像中的新位置。

在一些实施方案中，与传感器系统190相关联的部件可以专门适配成将物品130固定在固定的位置或定向。例如，一些实施方案可以包括可以临时固定或保持物品相对于外壳110的位置的多种类型的安装设备、束带(harnesses)、临时粘合剂或其他设置。这样的设置可以帮助精确地将物品的特定部分定向成朝向喷嘴118(并且对应地朝向印刷设备102的其他部件)或传感器系统190。例如，一些实施方案可以利用在托盘112上方固定物品的定向和位置的束带，使得成像设备可以沿着并且从物品的任何部分(诸如用于鞋类物品的鞋面134)采集或扫描数据。当托盘112的位置被调节，或者喷嘴118将印刷材料挤出或释放到物品130上时，这些设置还可以减小物品移动或挤压的趋势。

因此，在一些实施方案中，在印刷之前和/或在印刷期间，物品130可以在外壳110中被扫描或以其他方式被检查或检验。应当注意的是，致动系统114和传感器系统190可以在印刷系统100的使用期间同步地或独立地操作。另外，致动系统114和传感器系统190可以以这样的方式连接，以便允许二者在印刷期间彼此协同地操作。如上面所讨论的，印刷系统100可以包括控制和/或接收来自印刷设备102的信息的设置。这些设置可以包括计算系统104和网络106。通常，术语“计算系统”是指单个计算机的计算资源、单个计算机和/或彼此通信的两个或更多个计算机的计算资源的一部分。这些资源中的任何可以由一个或更多个人类使用者操作。此外，应当理解的是，在一些实施方案中，计算系统104可以独立于印刷系统100。换句话说，计算系统104可以是与印刷系统100结合使用的独立系统。

在一些实施方案中，计算系统104可以包括一个或更多个服务器。在一些情况下，印刷服务器可以主要负责控制印刷设备102和/或与印刷设备102通信，而独立的计算机(例如，台式机、笔记本电脑或平板)可促成与使用者的交互。计算系统104还可以包括一个或更多个存储装置，该一个或更多个存储设备包括但不限于磁存储设备、光存储设备、磁光存储设备和/或存储器(包括易失性存储器和非易失性存储器)。

在图1的示例性实施方案中，计算系统104可以包括中央处理设备185、查看界面186(例如，监视器或屏幕)、输入设备187(例如，键盘和鼠标)以及软件180。虽然软件180在图1中被表示为存储在计算系统104中，但是应当理解，在其他实施方案中，软件180可以从其他位置访问。在一些实施方案中，软件180可以用于设计印刷结构的计算机辅助设计(“CAD”)表示189。在至少一些实施方案中，印刷结构的CAD表示189不仅可以包括关于结构的几何形状的信息，而且可以包括与印刷结构的多个部分所需的材料相关的信息。

在不同的实施方案中，软件180也可以用于促成计算系统104和包括传感器系统190的印刷设备102之间的交互。例如，在一些实施方案中，计算系统104可以包括图像边缘检测软件或其他类型的分类软件、配置有该软件以接收图像的处理器以及分解和/或确定包括相对于非有形部分的有形部分138的图像(例如，孔142)的区域的过程。出于本描述的目的，该操作或过程也可称为图像辨别。在一个实施方案中，印刷系统100还可以生成虚拟掩模以识别将被排除在印刷之外的区。将参考图5至图19进一步详细地讨论虚拟掩模。

根据一个实施方案，成像设备192可以提供实时视频输入源，包括实时视频馈送或其他实时数据。可替代地，成像设备192可以提供预先记录的视频数据。根据另一实施方案，成像设备192可以提供热检测信息，包括红外成像数据和/或其他热检测信息。本领域普通技术人员将容易理解的是，在图像采集过程中，可以在多个点处收集和处理其他成像数据。因此，在不同的实施方案中，成像设备192可以用于从多个对象采集信息。根据另一实施方案，印刷系统100可以识别足够清晰以识别图像的任何视频源和任何分辨率。本领域技术人员将容易理解的是，可以实施多种类型的成像设备。

在其他实施方案中，计算系统104还可以包括用于确定诸如物品130的对象的边缘的设置。在一个实施方案中，边缘194是物品130的其中图像的亮度有变化的部分。例如，由成像设备192所拍摄的图像可以被处理，使得在实时分析中将有形部分138与背景分离或区别开。在另一实施方案中，处理可以在图像被采集之后进行。因此，可以利用多种边缘检测或其他技术来识别图像的不同方面。一些实施方案可以使用在Powles等人的于2009年7月30日公布的且题为“Systems and methods for targeted advertising”的美国专利公开第2009/0192874号中描述的特征，该美国专利的公开内容通过引用以其整体并入本文。其他实施方案可以使用Moesle等人的于2010年9月29日提交的且题为“Method and systemfor detecting edges within an image”的美国专利第8,538,163号中所描述的特征，该美国专利的公开内容通过引用以其整体并入本文。

在一些实施方案中，计算系统104可以经由网络106与印刷设备102直接联系。网络106可以包括有助于计算系统104和印刷设备102之间的信息交换的任何有线设备或无线的设置。在一些实施方案中，网络106还可以包括多种部件，诸如网络接口控制器、中继器、集线器、网桥、交换机、路由器、调制解调器和防火墙。在一些情况下，网络106可以是促成印刷系统100的两个或更多个系统、设备和/或部件之间的无线通信的无线网络。无线网络的示例包括但不限于：无线个域网络(包括例如蓝牙)、无线局域网络(包括利用IEEE802.11WLAN标准的网络)、无线网状网络和移动设备网络以及其他种类的无线网络。在其他情况下，网络106可以是有线网络，包括其信号通过双绞线(twister pair wires)、同轴电缆和光纤而得到便利的网络。在另外的其他情况下，可以使用有线网络和无线网络和/或连接的组合。

应当理解的是，为了说明的目的，在图1中示意性地示出了印刷系统100的部件、设备和系统。因此，应当理解的是，实施方案可以包括未示出的另外的设备，包括促成致动系统114、传感器系统190、计算系统104、网络106和喷嘴组件116的操作的特定零件、部件和设备。例如，致动系统114示意性地示出为包括若干导轨或轨道，但是包括致动系统114的零件的具体构型和数量可以随根据实施方案不同而变化。

在一些实施方案中，印刷系统100可以如下操作以使用二维(2D)印刷工艺形成一个或更多个印刷图像。出于本公开的目的，2D印刷指的是在基材或其他表面上呈现2D图像。在其他实施方案中，可以使用三维(3D)印刷或增材工艺形成印刷结构。

虽然附图中所示的一些3D印刷实施方案描绘了使用丝熔融制造印刷技术的系统，但是应理解的是，还有其他的实施方案可以包括一种或更多种不同的3D印刷技术。例如，印刷系统100可以使用粘拖印刷方法，如在粘拖案中所描述的。此外，还有其他的实施方案可以包括丝熔融制造和另一种类型的2D或3D印刷技术的组合，以获得特定印刷结构或零件的期望结果。应当理解的是，本文描述的技术也可以利用2D印刷机系统(例如印剂喷射等)和/或3D(例如，增材制造)和工艺。

在不同的实施方案中，印刷设备102可以使用各种不同的材料来形成2D图像和/或3D零件，上述材料包括但不限于：印剂、热塑性塑料(例如，聚乳酸和丙烯腈丁二烯苯乙烯)、高密度聚乙烯、共晶金属、橡胶、粘土(包括金属粘土)，室温硫化有机硅(RTV有机硅)和瓷料以及本领域已知的可能的其他种类的材料。在其中两种或更多种不同的印刷材料或挤出材料用于形成零件的实施方案中，可以使用上面公开的材料中的任何两种或更多种。

在一些情况下，计算系统104可以用于设计印刷图案或结构。这可以使用一些类型的CAD软件或其他类型的软件来实现。然后，该设计可以被转换成可以由印刷设备102(或与印刷设备102通信的相关印刷服务器)译解的信息。在一些情况下，该设计可以被转换为3D可印刷文件，诸如立体光刻文件(STL文件)。

如上面所讨论的，在一些实施方案中，印刷结构可以直接印刷到一个或更多个物品130上。术语“物品”旨在包括鞋类物品(例如鞋子)和服装物品(例如衬衫和裤子)两者，以及多种其他对象。尽管在纺织品的背景下描述了所公开的实施方案，但是所公开的实施方案还可以同样地适用于任何服装物品、衣服装备或其他对象。例如，所公开的实施方案可以适用于有沿帽、鸭舌帽、衬衫、运动衫、夹克、袜子、短裤、裤子、内衣、运动支撑服装、手套、腕带/臂带、袖子、头带、任何针织材料、任何编织材料、任何非编织材料、运动装备等。因此，如在整个本公开中所使用的，术语“服装物品”可以指任何服装或衣服，包括任何鞋类物品以及有沿帽、鸭舌帽、衬衫、夹克、袜子、短裤、裤子、内衣、运动支撑服装、手套、腕带/臂带、袖子、头带、任何针织材料、任何编织材料、任何非编织材料等。如在整个本公开中所使用的，术语“服装物品”、“服装”、“鞋类物品”和“鞋类”还可以指纺织品、天然织物、合成织物、针织物、编织材料、非编织材料、网状物、皮革、合成皮革、聚合物、橡胶和泡沫。

此外，由其他非纺织材料制成的对象也可以在印刷系统100中提供印刷表面148。例如，物品130还可以包括鞋类物品、头盔、手套或其他物品。具体而言，在一些情况下，印刷设备102可以是能够印刷到多种材料的表面上的，该材料诸如是纺织品、天然织物、合成织物、针织物、编织材料、非编织材料、网状物、皮革、合成皮革、聚合物、橡胶和泡沫，或其任意组合。例如，所公开的方法可以包括将树脂、丙烯酸、热塑性材料或印剂材料印刷到织物，例如针织材料上，其中材料粘合或结合到织物，并且其中材料在弯曲、卷绕、加工或经受另外的装配过程或步骤时，通常不会分层。如在整个本公开中使用的，术语“织物”通常可用于指代选自任何纺织品、天然织物、合成织物、针织物、编织材料、非编织材料、网状物、皮革、合成皮革、聚合物、橡胶、泡沫和它们的组合的材料。

在一些实施方案中，可以使用传感器190来调节物品130的水平或竖直位置。传感器系统190可以与计算系统104协同操作以为印刷系统100提供更大程度的自动化。

如前所提到的，喷嘴118被构造成挤出或输出多种材料。例如，如所示出的，喷嘴118可以挤出印刷材料202，诸如大体长形的连续复合纱线，或者喷嘴118可以挤出多个长形的连续复合纱线段。例如，在一些实施方案中，印刷材料202可以包括耐熔化材料和/或热可塑材料，或其他类型的印剂。如本文中所使用的，热可塑材料包括热塑性塑料。在一些实施方案中，复合纱线至少部分地由热塑性塑料形成。

然而，应当注意的是，在其他实施方案中，印刷材料202可以经由喷嘴118以微滴的形式输出或以其他方式发射。在一些情况下，微滴可以包括前面描述的印刷材料(例如，印剂)。本领域的普通技术人员将认识到，微滴的形式可以根据从喷嘴118喷射或以其他方式发射出的实际材料而变化。在一些实施方案中，微滴因此可以是任何粘性液体材料，或者甚至是半固体材料。与实施方案相符，微滴可以是适于在印刷系统100中使用的任何需要的材料或材料相。

所图示的方法可以在多种设备上实施，可以利用多种材料并且使用不同类型的印刷表面。相应地，图1至图19中所图示的示例性方法仅用于说明目的。在一些实施方案中，印刷可以发生在先前已经被制造或制作或者部分地制造的物品130上，并且印刷可以在制造后发生。这可以允许物品130的定制更快速以及更具成本效益地被处理。此外，印刷系统100可以允许形成包括物品130的多个表面(包括包含变化材料的表面)和曲线的设计，并且可以提供更加无缝的设计外观。

作为对本文描述的一些实施方案的一般介绍，在图3中提供了流程图。在印刷之前，在第一步骤310中，可以将物品放置在托盘上或者以其他方式固定在外壳中。然后，在第二步骤320中，可以通过传感器系统扫描对象或者以其他方式通过传感器系统收集关于对象的数据。在第三步骤330中，该数据可以被计算系统使用以检查对象并确定排除在印刷之外的区域。在第四步骤340中，可以通过计算系统生成虚拟掩模(下面将更详细地描述)。一旦印刷过程被启动(例如，通过使用者)，则印刷设备102可以开始将材料沉积到物品上。在第五步骤350中，印刷系统可以采用虚拟掩模以将印刷限制于没有被虚拟掩模排除的区域。在第六步骤360中，完成在对象上的印刷。

下面参考图4至图19提供关于该过程的进一步的细节。为了方便起见，印刷系统100的一些部件在下面的附图中没有被示出。因此，应当理解，图4至图5以及图7至图17仅仅是为了图示的目的，并且上面参考图1和图2描述的部件可以被包括在下面的描述中或在下面的描述中涉及，而在附图中未示出。

在图4中，描绘了图像采集过程400的一个实施方案。在一些实施方案中，物品或对象的至少一部分的初始图像采集489可以由传感器系统190的成像设备192记录。如图4中所示，初始图像采集489表示物品(未示出)的一部分，其中物品包括孔142和有形部分138。在一些实施方案中，可以使用计算系统104来执行处理，如在查看界面186上示出的CAD表示189所描绘的。在一个实施方案中，初始图像采集489可以包括获得关于对象的数据并形成物品的虚拟表示。

在一个实施方案中，如上所述，计算系统104可以执行多种边缘检测和辨别处理。例如，计算系统104可以接收图像或数据，应用边缘检测处理并且将对象的图像或虚拟表示分解成一个或更多个区。在一个实施方案中，多个区各自表示对象的不同部分。

计算系统104可以生成已处理的图像410或虚拟表示，在一些实施方案中，该图像410或虚拟表示可以用于生成虚拟掩模(参考图5和图6进一步讨论)。在一个实施方案中，这些区可以被分类为“印刷区域”438或“非印刷区域”442。出于本描述的目的，印刷区域438可以表示对象上允许印刷的部分(即，可印刷区域)，而非印刷区域442表示对象上不允许印刷的部分。换句话说，非印刷区域是禁止印刷的区域。应当理解，在一些情况下，可能没有识别出任何印刷区域438，而在其他情况下，可能没有识别出任何非印刷区域442。如图4中所图示的，在一些实施方案中，处理图像410中的非印刷区域438中的每一个可以对应于初始图像采集489中的孔142中的每一个。在其他实施方案中，印刷区域438中的每一个可以对应于有形部分138中的每一个。换句话说，如本文描述的印刷系统可以包括用于检测可能进行印刷的区域和不应该进行印刷的区域的设置，并且相应地调节喷嘴118(未示出)的输出。

应当理解的是，被指定为非印刷的区域可以由用户手动输入，或者可以被编程或以其他方式提供给计算系统104，使得可以以自动方式进行指定。此外，辨别处理和/或虚拟掩模的生成可以实时地进行(即，在印刷期间或印刷材料被输出之后)，或者其可以在印刷之前生成。

图5和图6描绘了图像辨别处理的操作的一个实施方案。在图5中，传感器系统190(未示出)已经采集了物品500的一部分的数字化图像550。出于本公开的目的，数字化可以指将图像转换成可以由计算系统处理的数字形式的过程。因此，在一些实施方案中，传感器系统190可以采集物品500的图像，并且将整个图像区域划分成包括大量相对微小的子区域的行和列。在图5和图6的实施方案中，数值数据的这种数字组织将被称为像素520。像素520可以包含图像表面区域的一部分的数字数值红-绿-蓝(RGB)颜色数据(数字)(digitalnumeric red-green-blue(RGB)color data(numbers))。换句话说，在一些实施方案中，可以通过计算系统104创建像素的行阵列和列阵列。由于每个像素通常存储为从帧区域采样的颜色，所以在图像辨别处理期间，印刷系统100可以利用像素。应当理解，RGB颜色识别仅仅是数字处理和/或存储图像数据的一种手段的示例，并且如同本领域技术人员已知的，可以使用其他处理。

因此，在一些实施方案中，可以通过计算系统104创建图像文件，包括在行和列的图像网格中的每个RGB像素的三个颜色值或位置。数据也按行和列组织在文件中。在不同的实施方案中，文件格式可以不同。一些示例包括BMP、JPEG、GIF、PNG、TIFF、PICT和其他图像文件格式。然后，查看软件可以沿着行和列网格中的一行和一列来描绘每个位置。应当理解，在一些实施方案中，像素的使用意味着组成或构成图像的像素的“网格”的虚拟构造。

在图5中，出于说明的目的，像素520的行的一部分的实施方案被识别出，该部分包括第一像素502、第二像素504、第三像素506、第四像素508和第五像素510。第一像素502、第二像素504和第三像素506与有形部分138相关联。第四像素508和第五像素510与孔142相关联。在一些实施方案中，每个像素对应于或表示物品500的唯一或特定位置、区域或部分。因此，在一个实施方案中，第一像素502可以表示物品500上的第一区域，并且第二像素504可以表示物品500上的第二区域，使得第一区域和第二区域不同。

在图6中，图示了矩阵，其列出了在图5中识别出的像素、数字化图像中每个像素的位置、分配给该像素的颜色值以及所得到的像素分类为印刷区域(是)还是非印刷区域(否)。应当理解的是，包括像素编号、每个像素的位置值、颜色值以及对印刷区域或非印刷区域的分类的矩阵仅作为示例提供，并且除了图6中包括的值之外的值可以被列出在矩阵中。

如图6中所示，第一像素502、第二像素504和第三像素506已经被指定或分类为印刷区域，第四像素508和第五像素510已经被指定或分类为非印刷区域。作为该分类的结果，可以通过计算系统104生成虚拟掩模。在一个实施方案中，虚拟掩模可以叠加在已处理的或数字化的图像上，或者以其他方式应用于关于对象的原始数据。出于本公开的目的，虚拟掩模可以是模拟或数字掩模，并且可以在物理上存在。在一些实施方案中，虚拟掩模可以大体上“遮挡(block)”图像的部分。在一个实施方案中，虚拟掩模可以包括与数字化图像的形状大体上对应的形状或轮廓，而被识别和分类到非印刷区域的任何区填充有一种类型的限制内容，诸如统一的预先选择的颜色或其他图形。在一些实施方案中，虚拟掩模可以在图像辨别处理期间自动生成。然而，在其他实施方案中，可以由用户将虚拟掩模叠加在数字化图像上。

例如，虚拟掩模可以在已处理的图像中的非印刷区域的区上填充或以其他方式叠加将是光吸收颜色(例如，黑色)的颜色或图案，或者任何其他专用图案，使得印刷系统将其解释成避免在非印刷区域中印刷或以其他方式被指示以避免在非印刷区域中印刷，而不管印刷设计如何。在一个实施方案中，使用虚拟掩模可以避免在托盘112(未示出)的区上或不需要印刷的其他表面上印刷。因此，在一些实施方案中，可以节省印刷资源、印刷可以更高率、可以最小化印刷区域的清理、可以减少印刷渗透和/或可以优化图像或印刷结果。

图7至图10图示了在2D印刷期间包括虚拟掩模的印刷过程的实施方案。在图7中，示出了印刷设计700的示例。印刷设计700可以在印刷过程中被编程、选择、上传或以其他方式输入到印刷系统100中。如所示出的，印刷设计700是圆点702的重复图案。在其他实施方案中，印刷设计700可以包括任何设计，包括2D和3D设计。

在一些实施方案中，所讨论的图像采集处理可以产生物品720的一部分的处理图像710。处理图像710包括印刷区域438和孔区442。因此，在一个实施方案中，处理图像710可用于形成虚拟掩模，该虚拟掩模可以由印刷系统100在印刷期间用于识别要避免在其上印刷的区域。如图7中所示，喷嘴118已经开始沿着印刷表面148沉积印刷材料202。物品720包括孔142和有形部分138。印刷系统100可以覆盖或以其他方式参考从处理图像710生成的虚拟掩模。在一个实施方案中，印刷表面148可以是物品720的基材或材料部分的表面。

在图8中，喷嘴118沿着物品720的一侧在大致纵向方向124上移动来沉积点702。如图8中所示，点702仅沉积在已经被表征为印刷区域(即，有形部分138)的印刷表面148上。换句话说，尽管包括图7中所示的印刷设计700，其包括点702的连续图案，但是印刷设计700的印刷被限制在由印刷系统100识别为印刷表面148或印刷区域的区域。这在图9和图10中进一步描述。在图9中，印刷在纵向方向124和横向方向126上进行，穿越物品720的大部分。在物品720上进行的印刷正在图10中完成。可以看出的是，在图9和图10两者中，印刷已经被限制于被识别为印刷区域的区(即，与有形部分138相关联的区)。因此，在一个实施方案中，托盘112的与孔142中的每一个相关联的区域保持其上未被印刷。

图11至图15描绘了如本文所描述的印刷过程的另一可能的实施方案。图11是纺织品1100的实施方案。纺织品1100包括被有形部分1138包围或界定的六个孔1142。孔1142包括第一孔1102、第二孔1104、第三孔1106、第四孔1108、第五孔1110和第六孔1112。如图11中所示，每个孔可以具有不同的形状和/或尺寸。例如，第一孔1102是大致放射星形，第二孔1104是大致五边形，第三孔1106为大致闪电形，第四孔1108为大致星形，第五孔1110为大致心形并且第六孔1112为大致圆形。因此，孔1142可以包括尖锐边缘和/或曲线以及各种几何形状。在其他实施方案中，孔1142可以大于或小于所描绘的那些形状，并且包括其他规则或不规则形状。

图12是表示图11中的纺织品1100的处理图像1200的实施方案。在图12中，示出了孔区1242和有形区1238。孔区1242包括第一孔区1202、第二孔区1204、第三孔区1206、第四孔区1208、第五孔区1210和第六孔区1212。如图11和图12中所示，纺织品1100中的第一孔1102对应于处理图像1200中的第一孔区1202。类似地，第二孔1104对应于第二孔区1204，第三孔1106对应于第三孔区1206，第四孔1108对应于第四孔区1208，第五孔1110对应于第五孔区1210，并且第六孔1112对应于第六孔区1212。因此，在一些实施方案中，处理图像1200可以是纺织品1100的特定区域的数字表示，其在印刷区域(与有形区1238相关联)和非印刷区域(与孔区1242相关联)之间划界。

换句话说，当印刷设计被印刷系统100处理时，(例如，使用处理图像1200)生成的虚拟掩模可以被用于指示或以其他方式通知印刷系统哪些区域将不被印刷。因此，使用该过程，不管采用的实际印刷设计如何，只有通过印刷系统被识别并定位为印刷区域的区域将接收印刷材料。

例如，在图13中，示出了印刷设计1300。印刷设计1300包括延伸穿越图像的一系列不间断或连续的曲线1310。印刷设计1300包括不同尺寸的曲线1310，以及延伸穿越设计区域的不同部分的曲线1310。在图13的实施方案中，曲线1310可以包括第一曲线1302。

为了提供比较，在不采用如所描述的虚拟掩模的印刷系统的一个示例中，图13的印刷设计1300可以印刷在表面上，而不考虑表面类型或目标印刷区域中是否实际存在基材。例如，在图14中，图示了第一印刷纺织品1400的实施方案。印刷设计1300已经沉积在印刷表面148上。印刷表面148包括由第一印刷纺织品1400的边缘界定的整个区，包括与有形部分1138和孔1142两者相关联的区域。因此，在图14的示例中，托盘112可以是印刷材料202的目标。

然而，在使用虚拟掩模的实施方案中，可以沉积图13的印刷设计1300，使得托盘112不再被分类为印刷表面。例如，在图15中，由于来自虚拟掩模的信息被包括在印刷过程中，已阻止对特定区域印刷。换句话说，在一些实施方案中，第二印刷纺织品1500的孔1142被避开或排除，而在有形部分1138上印刷。因此，与非印刷区(例如，孔1142)相关联的托盘112的区域保持没有印刷材料202，而表示印刷表面148的有形部分1138包括印刷材料202，该印刷材料202大致匹配印刷设计1300的相应部分(如图13所示)。

虚拟掩模的使用可以允许或以其他方式允许更有效地进行印刷，并降低印刷过程的总成本(例如，印剂、清洁、后处理)。此外，本文描述的技术可以允许在多种物品上应用多种设计，包括具有不平坦表面、间隙或其他不规则性的物品。例如，在印刷之前，不需要改变或调整期望的印刷设计以适应印刷表面的类型，因为只有被分类为印刷区的表面将接收印刷材料。此外，物品的制造后定制可能更容易，也更快。

本文描述的实施方案还可以针对3D印刷。图16和图17图示了在3D印刷期间包括虚拟掩模的印刷过程的实施方案。在图16中，示出了印刷设计1600的示例。印刷设计1600可以在印刷过程中被编程、上传或以其他方式输入到印刷系统中。如所示出的，印刷设计1600是云状装饰物(cloud ornaments)1602的重复图案。在其他实施方案中，印刷设计1600可以包括任何设计，其包括2D和3D设计。

在一些实施方案中，如所讨论的图像采集处理可以产生物品1620的一部分的处理图像1610。处理图像1610包括印刷区域438和孔区442。因此，在一个实施方案中，处理图像1610可以被用作虚拟掩模，其可由印刷系统100在印刷期间用于识别要避免印刷到其上的区域。如图16中所示，喷嘴118已经开始沿着印刷表面148沉积三维印刷材料202。在一个实施方案中，印刷表面148可以包括物品1620的基材。物品1620包括孔142和有形部分138。印刷系统100可以覆盖或以其他方式参考从处理图像1610生成的虚拟掩模。

在图17中，喷嘴118已经沿着物品1620的多个侧边移动，从而沉积云状装饰物1602。印刷沿着纵向方向124和横向方向126两者进行，穿越物品1620的大部分。如图17中所示，云状装饰物1602仅沉积在已经被表征为印刷区域的有形部分138上。换句话说，尽管应用了图16中所示的包括云状装饰物1602的连续图案的印刷设计1600，但印刷设计1600的结构的印刷被限制于由印刷系统100识别为印刷表面148的区域。可以看出的是，在图16和图17中，印刷已经被限制于被识别为印刷区(即，与有形部分138相关联)的区。因此，在一个实施方案中，与孔142中的每一个相关联的托盘112的区域保持未被印刷。

回到图7至图17中所描绘的多种印刷实施方案，在一些实施方案中，应当理解的是，可以由印刷系统100以不同的方式使用印刷设计。在一个实施方案中，印刷设计可以被“映射(map)”以促成虚拟掩蔽过程。出于本公开的目的，映射是指将给定集合的元素中的每一个与第二集合的一个或更多个元素相关联的操作或过程。

在一些实施方案中，所选择的印刷设计700、印刷设计1300和/或印刷设计1600可以由多个像素或像素区来存储或表示(例如，类似于上面图5中通过像素520对数字化图像550的表示)。为了提供映射过程的一个示例，所选择的印刷设计可以包括由第一组像素表示的第一部分和由第二组像素表示的第二部分。类似地，数字化图像还可以包括两组像素，例如，第三组像素和第四组像素。

在一些实施方案中，来自印刷设计的第一组像素中的每个像素可以与来自数字化图像的第三组像素中的每个像素相映射(关联)。此外，来自印刷设计的第二组像素中的每个像素可以与来自数字化图像的第四组像素中的每个像素相映射(关联)。因此，在一个实施方案中，表示印刷设计的像素可以链接或关联到表示数字化图像的像素。在一些情况下，这种链接可以通过确定每组像素之间的映射关系来进行，使得表示数字化图像的像素网格和表示印刷设计的像素网格匹配和/或空间相关。

为了确定数字化图像和印刷设计之间的映射，可以生成印刷设计和/或数字化图像的位图或像素图(pixmap)。出于本公开的目的，位图或像素图是用于存储数字图像的一种存储器组织或图像文件格式，并且可以指空间映射像素阵列的概念。映射过程还可以利用文件或存储器中的光栅图像，无论是合成的还是摄影的。

在一种情况下，利用本文描述的掩蔽方法，当第三组像素都被分类在“印刷区域”类别中时，印刷设计的第一部分可以被印刷到物品上，并且当第四组像素被分类在“非印刷区域”类别中时，印刷设计的第二部分可以被防止印刷到物品上(或者与物品相关联的区域)。在另一种情况下，当第三组像素都被分类在“非印刷区域”类别中时，可以防止印刷设计的第一部分被印刷到物品(或与物品相关联的区域)上，并且当第四组像素被分类在“印刷区域”类别中时，可以将印刷设计的第二部分印刷到物品上。

在图18的流程图中概述了如本文所描述的印刷过程的一个实施方案。在第一步骤1810中，可以扫描位于外壳内的对象或物品，或者可以以其他方式获得关于物品的数据(例如，使用上述传感器系统)。在第二步骤1820中，所扫描的信息可以被计算系统使用以生成数字(像素化(pixelated))图像。在一些实施方案中，每个像素可以表示物品的特定区域。在第三步骤1825中，像素被选择用于检查。在第四步骤1830中，一个像素被检查并分配或分类为第五步骤1840中的印刷区域或印刷区，或者第六步骤1850中的非印刷区域或非印刷区。换句话说，像素可以被分类在至少两个类别中的一个类别中，其中第一类别与允许进行印刷相关联，并且其中第二类别与排除任何印刷相关联。在一些实施方案中，第六步骤1850可以与计算系统的软件(例如，边缘检测或分类)结合进行。在第七步骤1860中，印刷系统确定是否有任何像素依然未被检查。如果存在至少一个另外的像素剩余，则过程返回到第三步骤1825。如果没有像素剩余，则在第八步骤1870中生成虚拟掩模。在第九步骤1880中，利用在第八步骤1870中生成的虚拟掩模启动印刷。在一些实施方案中，虚拟掩模可以叠加在最初在第二步骤1820中生成的数字图像上。在第十步骤1890中，印刷作业完成，在该步骤中，虚拟掩模可以用于排除物品的一些区域接收印刷材料。

如上面所提及的，在一些实施方案中，本文描述的过程可以实时地进行。出于本描述的目的，当表示对象的像素中的一个或更多个在印刷开始之后被分类时(即，在所有像素被分类之前，一些印刷材料已经被输出)，可以进行实时虚拟掩模处理。在图19的流程图中提供了实时虚拟掩模印刷过程的实施方案的总体概要。应当理解的是，在其他实施方案中可以有另外的步骤，或者在一些实施方案中这些步骤可以不同于图19中所列出的那些步骤。

在印刷之前，可以在第一步骤1910中选择印刷设计。然后，在第二步骤1920中，可以扫描位于外壳内的对象或物品，或者可以以其他方式获得关于物品的数据(例如，使用上述传感器系统)。在第三步骤1930中，数据可以被计算系统使用以生成或呈现数字(像素化)图像。在一些实施方案中，每个像素可以表示物品的特定区域。在第四步骤1935中，像素被选择用于检查。应当理解的是，在一些实施方案中，所选择的像素用将要在其上印刷的对象的区域来识别，从而允许系统大体上实时地执行和应用虚拟掩模。在第五步骤1940中，一个像素被检查并分配或分类为第六步骤1950中的印刷区域或印刷区，或者第七步骤1960中的非印刷区域或非印刷区。换句话说，像素可以被分类在至少两个类别中的一个类别中，其中第一类别与允许进行印刷相关联，并且其中第二类别与排除任何印刷相关联。在一些实施方案中，第七步骤1960可以与计算系统的软件(例如，边缘检测或分类)相结合地进行。如果像素被指定为印刷区域，则在第八步骤1970中，印刷材料可以沉积在物品的与像素相关联的区上。因此，在一些实施方案中，印刷可以实时进行，因为被分类用于印刷的像素在指定之后不久便接收印刷材料。此外，如果像素被指定为非印刷区域，则在第九步骤1980中，印刷将从与该像素相关联的物品的区中排除。在第十步骤1990中，印刷系统确定是否还有任何像素仍然需要检查。如果存在另外的像素，则过程返回到第四步骤1935。如果没有剩余像素，则在第十一步骤1992中完成印刷作业。

应当理解的是，在其他实施方案中，虚拟掩模的生成可以基于不同于像素的数据。例如，所使用的软件可以使用收集的对象的其他样本、表示和/或数据来指定对象的多个方面或特征。还应该理解，图3、图18和图19的流程图中列出的步骤并不意图是全面的，而是作为印刷过程的可能实施方案被提供。换句话说，该过程还可以包括本文描述的任何其他技术，以及由本领域技术人员实践的其他技术。

尽管已经描述了多种实施方案，但是本描述旨在是示例性的而不是限制性的，并且对于本领域普通技术人员来说将明显的是，在实施方案的范围内的更多的实施方案和实现方式是可能的。虽然在附图中显示并在本详细描述中讨论了特征的许多可能组合，但是所公开的特征的许多其他组合也是可能的。任何实施方案的任何特征可以组合地或取代任何其他实施方案中的任何其他特征或元件来使用，除非特别限制。因此，应理解，本公开中示出和/或讨论的任何特征可以以任何合适的组合一起实现。因此，除了根据所附权利要求及其等同物之外，实施方案不受限制。而且，在所附的权利要求的范围内可以做出各种修改和改变。

Claims (10)

1.一种部分地印刷印刷设计的方法，所述方法包括：

在印刷系统的表面上接纳物品；

使用传感器系统形成所述物品的数字化图像；

使用计算系统识别在所述数字化图像中表示的所述物品的有形区域，所述有形区域是所述物品的部分，所述物品的所述部分形成所述物品的能够在其上接收印刷材料的表面；

识别在所述数字化图像中表示的所述物品的所述表面中的多个孔，所述多个孔中的各个孔至少部分地被所述有形区域包围；

接收用于所述物品的印刷设计；以及

通过指示所述印刷系统进行以下操作将少于全部的所述印刷设计印刷在所述物品上：

印刷所述印刷设计的与所述数字化图像中的有形部分相对应的部分，以及

排除所述印刷设计的与所述数字化图像中的所述多个孔相对应的部分。

2.根据权利要求1所述的方法，其中排除所述印刷设计的与所述数字化图像中的所述多个孔相对应的部分包括：

基于所识别的所述数字化图像中的所述多个孔从所述数字化图像生成虚拟掩模；以及

将所述虚拟掩模与所述印刷设计相关联以识别所述虚拟掩模与所述印刷设计之间的对应部分。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述多个孔包括所述物品的所述表面中的空隙、空间或间隙。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述多个孔包括所述物品的所述表面中的凹部。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述传感器系统包括图像采集设备。

6.根据权利要求1所述的方法，其中所述传感器系统包括多个图像采集设备，并且所述物品的所述数字化图像由来自所述多个图像采集设备的数据形成。

7.根据权利要求6所述的方法，其中通过图像配准处理将来自所述多个图像采集设备的数据合成来形成所述数字化图像。

8.根据权利要求1所述的方法，其中所述印刷系统的所述表面是在数字化图像形成和印刷期间支撑所述物品的托盘。

9.根据权利要求8所述的方法，其中所述印刷系统包括喷嘴组件并且所述托盘能够相对于所述喷嘴组件移动。

10.根据权利要求9所述的方法，还包括：

在印刷期间在水平方向和/或垂直方向上平移所述托盘。

Images