CN116061439A - 三维打印方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种三维打印方法、装置、设备及存储介质，涉及三维打印技术领域，通过获取包括多个具有不同彩色透明度类型区域的目标3D物体的模型数据，并针对多个区域中每个区域，分别基于区域的彩色透明度类型，对区域的模型数据进行数据处理以满足区域的彩色透明度类型对应的数值类型，得到打印数据，其中，数值类型至少包括第一数值类型和第二数值类型，第一数值类型对应的填充材料至少包括白色材料，第二数值类型对应的填充材料为透明材料。本申请使用白色材料和透明材料打印3D物体，以满足具有不同彩色透明度的需求，提升三维打印效果。

Description

三维打印方法、装置、设备及存储介质

技术领域

本申请涉及三维打印技术领域，尤其涉及一种三维打印方法、装置、设备及存储介质。

背景技术

快速成型技术又称为快速原型制造技术或加式制造技术，其基本原理是基于三维(Three-dimensiona，简称3D)模型切片后逐层加工堆积起来制作3D物体。其中，采用3D喷墨技术制作3D物体是近年来备受关注研究的热点之一。

相关技术中，3D喷墨技术可以用于制作彩色的3D物体，具体地，采用品红色(Magenta，简称M)、黄色(Yellow，简称Y)、青色(Cyan，简称C)以及黑色(Black，简称K)这四种光固化树脂墨水作为3D物体的成型材料，并以白色(White，简称W)或透明(Transparent，简称T)光固化树脂墨水补充打印以保证每个体素的墨量保持一致，避免造成3D物体的表面不平整，最终影响3D物体的尺寸精度。

但通过上述方式制作的3D物体，不能满足具有不同彩色透明度的需求。

发明内容

本申请实施例提供一种三维打印方法、装置、设备及存储介质，用以解决通过3D喷墨技术制作的彩色3D物体不能满足具有不同彩色透明度需求的问题。

第一方面，本申请实施例提供一种三维打印方法，应用于终端设备，包括：获取目标3D物体的模型数据，该目标3D物体包括多个具有不同彩色透明度类型的区域；针对多个区域中每个区域，分别基于区域的彩色透明度类型，对区域的模型数据进行数据处理以满足区域的彩色透明度类型对应的数值类型，得到打印数据，其中，不同彩色透明度类型对应不同的数值类型；根据打印数据进行打印，得到目标3D物体，其中，数值类型至少包括第一数值类型和第二数值类型，第一数值类型对应的填充材料至少包括白色材料，第二数值类型对应的填充材料为透明材料。

一种可能的实现方式中，模型数据至少包括结构数据和色彩数据，每个区域的彩色透明度类型由用户自定义或根据色彩数据确定。

一种可能的实现方式中，基于区域的彩色透明度类型，对区域的模型数据进行数据处理以满足区域的彩色透明度类型对应的数值类型，得到打印数据，包括：基于区域的彩色透明度类型，对区域的模型数据中色彩数据进行数据转换处理，以满足区域的彩色透明度类型对应的数值类型；基于结构数据对数据转换处理后的模型数据进行切片处理，得到切片数据；对切片数据进行半色调处理，得到打印数据。

一种可能的实现方式中，基于区域的彩色透明度类型，对区域的模型数据进行数据处理以满足区域的彩色透明度类型对应的数值类型，得到打印数据，包括：基于结构数据对模型数据进行切片处理，得到切片数据；基于区域的彩色透明度类型，对切片数据中色彩数据进行数据转换处理，以满足区域的彩色透明度类型对应的数值类型；对数据转换处理后的数据进行半色调处理，得到打印数据。

一种可能的实现方式中，色彩数据为RGB数据，R、G、B分别为色彩数据对应红、绿、蓝的子数值，对色彩数据进行数据转换处理，以满足区域的彩色透明度类型对应的数值类型，包括：从色彩数据对应R、G、B的子数值中任意选取一个为目标子数值；若目标子数值为第一亮度级别，且不满足区域的彩色透明度类型对应的数值类型，则基于第一数值对目标子数值进行加法运算或减法运算的数据转换处理，以满足区域的彩色透明度类型对应的数值类型；若目标子数值为第二亮度级别，且不满足区域的彩色透明度类型对应的数值类型，则基于第二数值对目标子数值进行加法运算或减法运算的数据转换处理，以满足区域的彩色透明度类型对应的数值类型。

一种可能的实现方式中，该三维打印方法还包括：在半色调处理之前，将数据转换为印刷色彩模式CMYK数据；对应地，打印数据是通过以下方式得到的：对CMYK数据进行半色调处理，得到位图数据；根据区域对应的数值类型，对位图数据进行填充；基于填充后的数据，生成打印数据。

一种可能的实现方式中，获取目标3D物体的模型数据，包括：通过扫描目标3D物体得到模型数据；和/或通过绘图软件绘制目标3D物体得到模型数据。

一种可能的实现方式中，根据打印数据进行打印，得到目标3D物体，包括：基于打印数据，使用打印材料依次逐层打印每一个切片层对应的每个体素，其中，打印材料包括彩色材料和填充材料，每个体素包括多个墨滴，不同体素的总墨量相同，每个墨滴使用一种彩色材料或一种填充材料喷出。

第二方面，本申请实施例提供一种三维打印装置，应用于终端设备，包括：获取模块，用于获取目标3D物体的模型数据，该目标3D物体包括多个具有不同彩色透明度类型的区域；数据处理模块，用于针对多个区域中每个区域，分别基于区域的彩色透明度类型，对区域的模型数据进行数据处理以满足区域的彩色透明度类型对应的数值类型，得到打印数据，其中，不同彩色透明度类型对应不同的数值类型；打印模块，用于根据打印数据进行打印，得到目标3D物体，其中，数值类型至少包括第一数值类型和第二数值类型，第一数值类型对应的填充材料至少包括白色材料，第二数值类型对应的填充材料为透明材料。

一种可能的实现方式中，模型数据至少包括结构数据和色彩数据，每个区域的彩色透明度类型由用户自定义或根据色彩数据确定。

一种可能的实现方式中，数据处理模块具体用于：基于区域的彩色透明度类型，对区域的模型数据中色彩数据进行数据转换处理，以满足区域的彩色透明度类型对应的数值类型；基于结构数据对数据转换处理后的模型数据进行切片处理，得到切片数据；对切片数据进行半色调处理，得到打印数据。

一种可能的实现方式中，数据处理模块还可以用于：基于结构数据对模型数据进行切片处理，得到切片数据；基于区域的彩色透明度类型，对切片数据中色彩数据进行数据转换处理，以满足区域的彩色透明度类型对应的数值类型；对数据转换处理后的数据进行半色调处理，得到打印数据。

一种可能的实现方式中，色彩数据为RGB数据，R、G、B分别为色彩数据对应红、绿、蓝的子数值，数据处理模块还可以用于：从色彩数据对应R、G、B的子数值中任意选取一个为目标子数值；若目标子数值为第一亮度级别，且不满足区域的彩色透明度类型对应的数值类型，则基于第一数值对目标子数值进行加法运算或减法运算的数据转换处理，以满足区域的彩色透明度类型对应的数值类型；若目标子数值为第二亮度级别，且不满足区域的彩色透明度类型对应的数值类型，则基于第二数值对目标子数值进行加法运算或减法运算的数据转换处理，以满足区域的彩色透明度类型对应的数值类型。

一种可能的实现方式中，数据处理模块还可以用于：在半色调处理之前，将数据转换为印刷色彩模式CMYK数据；对应地，打印数据是通过以下方式得到的：对CMYK数据进行半色调处理，得到位图数据；根据区域对应的数值类型，对位图数据进行填充；基于填充后的数据，生成打印数据。

一种可能的实现方式中，获取模块具体用于：通过扫描目标3D物体得到模型数据；和/或通过绘图软件绘制目标3D物体得到模型数据。

一种可能的实现方式中，打印模块具体用于：基于打印数据，使用打印材料依次逐层打印每一个切片层对应的每个体素，其中，打印材料包括彩色材料和填充材料，每个体素包括多个墨滴，每个体素的总墨量相同，每个墨滴使用一种彩色材料或一种填充材料喷出。

第三方面，本申请提供一种电子设备，包括：至少一个处理器；以及与至少一个处理器连接的存储器；其中，存储器用于存储至少一个处理器可执行的指令，该指令被至少一个处理器执行，以使至少一个处理器能够执行第一方面提供的三维打印方法。

第四方面，本申请提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质中存储有计算机执行指令，计算机执行指令被执行时用于实现第一方面提供的三维打印方法。

第五方面，本申请提供一种程序产品，该程序产品包含计算机执行指令。当计算机执行指令被执行时，以实现第一方面提供的三维打印方法。

本申请提供一种三维打印方法、装置、设备及存储介质，通过获取包括多个具有不同彩色透明度类型区域的目标3D物体的模型数据，针对多个区域中每个区域，分别基于区域的彩色透明度类型，对区域的模型数据进行数据处理以满足区域的彩色透明度类型对应的数值类型，得到打印数据，并根据打印数据进行打印，得到目标3D物体，其中，不同彩色透明度类型对应不同的数值类型，数值类型至少包括第一数值类型和第二数值类型，第一数值类型对应的填充材料至少包括白色材料，第二数值类型对应的填充材料为透明材料。本申请通过基于区域的彩色透明度类型，对区域的模型数据进行数据处理以满足区域的彩色透明度类型对应的数值类型，得到打印数据，实现对用于填充打印的材料的控制，进而实现同时使用白色材料和透明材料来打印具有不同彩色透明度的目标3D物体，满足具有不同彩色透明度的需求，提升三维打印效果。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

图1为本申请一实施例提供的三维打印方法的流程图；

图2为本申请又一实施例提供的三维打印方法的流程图；

图3为本申请实施例提供的对色彩数据进行数据转换处理前后的一示意图；

图4为本申请实施例提供的对色彩数据进行数据转换处理前后的另一示意图；

图5为本申请实施例提供的目标3D物体部分的栅格化后的切片层的一结构示意图；

图6为本申请实施例提供的目标3D物体部分的栅格化后的切片层的又一结构示意图；

图7为本申请实施例提供的目标3D物体部分的栅格化后的切片层的另一结构示意图；

图8为本申请一实施例提供的三维打印装置的结构示意图；

图9为本申请一实施例提供的电子设备的结构示意图。

通过上述附图，已示出本申请明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本申请构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本申请的概念。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。

基于相关技术中存在的问题，本申请通过对具有多个不同彩色透明度类型区域的3D物体对应的模型数据，基于不同区域对应的彩色透明度类型进行数据处理以满足区域的彩色透明度类型对应的数值类型，得到用于打印3D物体的打印数据，实现对用于填充打印的材料的控制，进而实现在打印3D物体的过程中，可以同时使用白色材料和透明材料来打印具有不同彩色透明度的3D物体。

为了便于理解，首先对本申请实施例的应用场景进行介绍。

本申请实施例提供的应用场景包括终端设备、3D扫描仪和3D打印机，其中，终端设备分别与3D扫描仪和3D打印机之间通过通信连接。可选地，终端设备可以为计算机等无线终端设备或有线终端设备，3D扫描仪可以为接触式3D扫描仪，也可以为非接触式3D扫描仪。可选地，在其他实施例中，应用场景可仅包括终端设备和3D打印机。

可选地，终端设备中可以安装有切片软件，具体的，该切片软件用于对待打印3D物体对应的模型数据进行对应的数据处理。

可选地，终端设备中还可以安装有3D建模软件，具体的，3D建模软件用于绘制待打印的3D物体。示例性的，3D建模软件可以为计算机辅助设计(Computer Aided Drafting，简称CAD)、Proe(Pro/Engineer，简称Proe)、Solidwork、UG(Unigraphics NX，简称UG)以及3DMax(3D Studio Max)等。

具体的，在进行3D物体打印时，首先在终端设备端建立与3D物体对应的3D模型并获取该3D模型对应的模型数据，通过进一步对3D模型对应的模型数据进行处理得到打印数据，并将该打印数据通过通信连接发送给3D打印机进行打印。示例性的，对于3D模型以及与3D模型对应的模型数据的获取，可以通过与终端设备连接的3D扫描仪通过扫描的方式获取，也可以通过终端设备中安装的3D建模软件构建得到，也可以通过与终端设备连接的3D扫描仪通过扫描的方式获取后再通过终端设备中安装的3D建模软件重建得到，也可以选择现有技术的其它方式得到。

基于上述应用场景，下面结合具体的实施例对本申请实施例提供的三维打印方法进行详细的说明。

图1为本申请一实施例提供的三维打印方法的流程图。该三维打印方法应用于终端设备。如图1所示，该三维打印方法包括以下步骤：

S101，获取目标3D物体的模型数据，该目标3D物体包括多个具有不同彩色透明度类型的区域。

示例性的，目标3D物体可以是任意形状的3D物体。

可选地，模型数据可以为目标3D物体对应的结构数据、位置数据、尺寸数据、色彩数据、密度数据、弹性数据以及软硬度数据等数据中的一项或者多项。示例性的，色彩数据可以为RGB数据。在一些实施例中，色彩数据还可以包括彩色透明度数据。

可选地，目标3D物体的模型数据可以通过以下方式获取：通过扫描目标3D物体得到对应的模型数据。具体的，通过扫描目标3D物体得到模型数据时，可以采用如上述应用场景中所述的3D扫描仪对目标3D物体进行扫描，以得到对应的模型数据。

和/或通过绘图软件绘制目标3D物体得到模型数据。具体的，绘图软件与上述类似，这里不再赘述。可以理解的是，通过绘图软件绘制得到的是目标3D物体的基本结构模型，因此，在此基础上还需对绘制出的基本结构模型进行配色。常用配色方式有多种，示例性的，可以直接对绘制好的基本结构模型进行配色后转换成多边形文件格式(PolygonFile Format，简称PLY)；也可以将绘图软件绘制好的基本结构模型转换成立体印刷(Sterelithography，简称STL)格式后再进行配色等。本申请实施例提供的三维打印方法中，对模型数据的具体获取方式不做限定。

示例性的，彩色透明度类型包括彩色透明类型和彩色不透明类型。可以理解的是，彩色透明度类型是由填充材料的类型决定的。具体的，当填充材料为白色材料或白色材料和透明材料时，其得到的彩色透明度类型为彩色不透明类型，当填充材料为透明材料时，其得到的彩色透明度类型为彩色透明类型。

可选地，目标3D物体对应的每个区域的彩色透明度类型可以由用户自定义确定，也可以根据目标3D物体的模型数据中的位置数据以及色彩数据中的彩色透明度数据等确定。

可以理解的是，当目标3D物体包括2个具有不同彩色透明度类型的区域时，两个区域对应的彩色透明度类型分别为彩色透明和彩色不透明；当目标3D物体包括3个或多个具有不同彩色透明度类型的区域时，两个相邻区域对应的彩色透明度类型不相同，分别为彩色透明类型和彩色不透明类型。

S102，针对多个区域中每个区域，分别基于区域的彩色透明度类型，对区域的模型数据进行数据处理以满足区域的彩色透明度类型对应的数值类型，得到打印数据，其中，不同彩色透明度类型对应不同的数值类型。

示例性的，数值类型可以为奇数或偶数。具体的，数值的具体值可以为对RGB数据中任意一个子数值即R子数值、G子数值或B子数值进行数据转换处理后得到的数值。

示例性的，数值类型和彩色透明度类型之间的对应关系可以为：当数值类型为奇数时，定义对应的区域为彩色透明类型，当数值类型为偶数时，定义对应的区域为彩色不透明类型；也可以为当数值类型为奇数时，定义对应的区域为彩色不透明类型，当数值类型为偶数时，定义对应的区域为彩色透明类型。

可选地，对模型数据进行的数据处理可以包括对色彩数据的数据转换处理，对数据转换处理后的模型数据进行切片处理以及半色调处理等，具体的数据处理的实现方式下面结合具体的实施例进行详细的说明。

S103，根据打印数据进行打印，得到目标3D物体，其中，数值类型至少包括第一数值类型和第二数值类型，第一数值类型对应的填充材料至少包括白色材料，第二数值类型对应的填充材料为透明材料。

可以理解的是，在打印目标3D物体时，是基于打印数据，依次逐层打印每一个切片层对应的每一个体素，以完成对目标3D物体的打印。一种可能的实现方式中，基于打印数据，使用打印材料依次逐层打印每一个切片层对应的每个体素，其中，打印材料包括彩色材料和填充材料，彩色材料用于体现目标3D物体的颜色，填充材料用于体现目标3D物体的彩色透明度类型，每个体素包括多个墨滴，不同体素的总墨量相同，每个墨滴使用一种彩色材料或一种填充材料喷出。

示例性的，彩色材料可以为品红色、黄色、青色以及黑色等材料，填充材料可以为白色材料或透明材料。

可选地，根据打印数据使用彩色材料进行打印，且当打印数据对应的数值类型为第一数值类型时，至少使用白色材料进行填充打印；当打印数据对应的数值为第二数值类型时，使用透明材料进行填充打印。

示例性的，第一数值类型可以为奇数，其对应的填充材料可以为白色材料或白色材料和透明材料。第二数值类型可以为偶数，其对应的填充材料可以为透明材料。具体的，当打印数据为第一数值类型时，可以使用白色材料或白色材料和透明材料进行填充打印，其对应的彩色透明度类型为彩色不透明；当打印数据为第二数值类型时，可以使用透明材料进行填充打印，其对应的彩色透明度类型为彩色透明。

示例性的，当一个体素包括3个墨滴时，为保证每个体素的总墨量相同，当彩色材料对应的墨滴只有一个时，则其余两个墨滴需要填充白色材料和/或透明材料。具体的，当该体素包括一滴品红色墨滴和两滴透明墨滴时，其对应的彩色透明度类型为彩色透明类型；当该体素包括一滴品红色墨滴和两滴白色墨滴时，其对应的彩色透明度类型为彩色不透明类型；当该体素包括一滴品红色墨滴、一滴白色墨滴和一滴透明墨滴时，其对应的彩色透明度类型为彩色不透明类型。

需要说明的是，本申请实施例提供的三维打印方法中，对一个体素中包含的墨滴的个数不做限定。

本申请实施例中，通过获取包括多个具有不同彩色透明度类型区域的目标3D物体的模型数据，针对多个区域中每个区域，分别基于区域的彩色透明度类型，对区域的模型数据进行数据处理以满足区域的彩色透明度类型对应的数值类型，得到打印数据，并根据打印数据进行打印，得到目标3D物体，其中，不同彩色透明度类型对应不同的数值类型，数值类型至少包括第一数值类型和第二数值类型，第一数值类型对应的填充材料至少包括白色材料，第二数值类型对应的填充材料为透明材料。本申请通过基于区域的彩色透明度类型，对区域的模型数据进行数据处理以满足区域的彩色透明度类型对应的数值类型，得到打印数据，实现对用于填充打印的材料的控制，进而实现同时使用白色材料和透明材料来打印具有不同彩色透明度的目标3D物体，满足具有不同彩色透明度的需求，提升三维打印效果。

基于上述实施例，下面结合图2对步骤S102中基于区域的彩色透明度类型，对区域的模型数据进行数据处理以满足区域的彩色透明度类型对应的数值类型，得到打印数据的实现方式进行详细的说明。

图2为本申请又一实施例提供的三维打印方法的流程图。如图2所示，基于区域的彩色透明度类型，对区域的模型数据进行数据处理以满足区域的彩色透明度类型对应的数值类型，得到打印数据，具体还可以包括以下步骤：

S201，基于区域的彩色透明度类型，对区域的模型数据中色彩数据进行数据转换处理，以满足区域的彩色透明度类型对应的数值类型。

示例性的，色彩数据可以为RGB数据，其中，R(red)、G(green)、B(blue)分别为色彩数据对应红色、绿色、蓝色的子数值。通过对红(R)、绿(G)、蓝(B)三个颜色通道的变化以及它们相互之间的叠加可得到各式各样的颜色。通常情况下，一些实施例中，RGB以8位表示，在每种颜色上可以负载2的8次方(256)种亮度级别，即RGB各有256级亮度，一般用数字表示为从0、1、2、3、4…到255。这样三种颜色通道合在一起就可以产生256的3次方(1670多万)种颜色，它在理论上可以还原自然界中存在的任何颜色。另一些实施例中，RGB也可以以16位表示，在每种颜色上可以负载2的16次方(65536)种亮度级别，即RGB各有65536级亮度，一般用数字表示为从0～65536。

可选地，R、G、B子数值的取值可以用0-255数值表示，也可以用0-65536数值表示。

具体的，数值类型与上述类似，这里不再赘述。示例性的，第一数值类型可以为偶数，第二数值类型可以为奇数。

对区域的模型数据中色彩数据进行数据转换处理，以满足区域的彩色透明度类型对应的数值类型，一种可能的实现方式中，从色彩数据对应R、G、B的子数值中任意选取一个为目标子数值；若目标子数值为第一亮度级别，且不满足区域的彩色透明度类型对应的数值类型，则基于第一数值对目标子数值进行加法运算或减法运算的数据转换处理，以满足区域的彩色透明度类型对应的数值类型；若目标子数值为第二亮度级别，且不满足区域的彩色透明度类型对应的数值类型，则基于第二数值对目标子数值进行加法运算或减法运算的数据转换处理，以满足区域的彩色透明度类型对应的数值类型。

可以理解的是，本申请实施例提供的三维打印方法中，对目标子数值的选取不做限定，可以是R对应的子数值，也可以是G或B对应的子数值。

示例性的，第一亮度级别对应的子数值的数值表示可以为0-255，第二亮度级别对应的子数值的数值表示可以为0-65536。

可选地，第二数值可以为第一数值的N倍，N为任意的正整数。示例性的，第一数值可以为1，第二数值可以为1，也可以为128，还可以为255等。一种可能的实现方式中，若目标子数值为第一亮度级别，且不满足区域的彩色透明度类型对应的数值类型，则对目标子数值进行加1运算或减1运算的数据转换处理，以满足区域的彩色透明度类型对应的数值类型；若目标子数值为第二亮度级别，且不满足区域的彩色透明度类型对应的数值类型，则基于第二数值对目标子数值进行加255运算或减255运算的数据转换处理，以满足区域的彩色透明度类型对应的数值类型。可以理解的是，当目标子数值为第一亮度级别或第二亮度级别，且满足区域的彩色透明度类型对应的数值类型时，则不对目标子数值进行数据转换处理。

本申请实施例中，以目标子数值为第一亮度级别为例，结合图3和图4对色彩数据进行数据转换处理的方式进行详细说明。

图3为本申请实施例提供的对色彩数据进行数据转换处理前后的一示意图。如图3所示，箭头前对应的色彩数据为对色彩数据进行数据转换处理前的色彩数据，箭头后对应的色彩数据为对色彩数据进行数据转换处理前的色彩数据。其中，粗实线表示切片层的区域划分界限，粗实线内侧的部分表示第一区域，粗实线外侧的部分表示第二区域，且第一区域和第二区域对应的彩色透明度类型不同。具体的，每一个方格表示一个体素，每一个方格内的数值表示该体素色彩数据对应的目标子数值。示例性的，图3中每个方格的色彩数据均为(189，255，255)，目标子数值可以为R对应的子数值，即对于进行数据转换处理前的色彩数据可以为(189，255，255)。

如图3中所示，对箭头前第一区域色彩数据的目标数值进行数据转换，即对该目标子数值进行减1运算使得该目标子数值满足为偶数的第一数值类型，即第一区域中每个方格的色彩数值转变为(188，255，255)，或对该目标子数值进行加1运算使得该目标子数值满足为偶数的第一数值类型，即第一区域中每个方格的色彩数值转变为(190，255，255)；对箭头前第二区域色彩数据的目标数值进行数据转换不运算，使得该目标子数值满足为奇数的第二数值类型，即第二区域中每个方格的色彩数值为(189，255，255)。

需要说明的是，对不同区域数据转换处理的具体运算方式可根据实际需求选择，具体的，可以为对第一区域的目标子数值进行加1或不变的运算，对第二区域的目标子数值进行减1或不变的运算；也可以为对第一区域的目标子数值进行减1或不变的运算，对第二区域的目标子数值进行加1或不变的运算；还可以为对第一区域的目标子数值和第二区域的目标子数值均进行加1或不变的运算；还可以为对第一区域的目标子数值和第二区域的目标子数值均进行减1或不变的运算等，只要保证数据转换后的目标子数值与原目标子数值的误差保持在±1之内，即颜色变化误差保持在±1个单位内，不影响目标3D物体颜色的表现即可，本申请对具体的数据转换方式不做限定。

可以理解的是，256级的RGB色彩总共能组合出约1678万种色彩，则理论上三维打印装置可以实现约1678万种不同的颜色，但由于输出过程中颜色信息的损失、输出技术和环境的限制，实际上能产生的颜色数量比理论值少，本申请实施例利用色彩数据的子数值进行微小的加减运算，颜色变化误差保持在±1个单位内，在几乎不影响目标物体的颜色表现的前提下，可以使用色彩数据以表示不同的彩色透明度，从而可以实现在同一3D物体打印过程中同时使用白色材料和透明材料来打印不同彩色透明度的3D物体。

图4为本申请实施例提供的对色彩数据进行数据转换处理前后的另一示意图。如图4所示，箭头前对应的色彩数据为对色彩数据进行数据转换处理前的色彩数据，箭头后对应的色彩数据为对色彩数据进行数据转换处理前的色彩数据。其中，粗实线表示切片层的区域划分界限，粗实线内侧的部分表示第一区域，粗实线外侧的部分表示第二区域，且第一区域和第二区域对应的彩色透明度类型不同。具体的，每一个方格表示一个体素，每一个方格内的数值表示该体素色彩数据对应的目标子数值。示例性的，图4中的目标子数值可以为R对应的子数值。

具体的，对目标子数值进行数据转换处理的方式与上述类似，这里不再赘述。

上述实施例为对目标数值为第一亮度级别时，进行数据转换处理的详细说明。可以理解的是，当目标子数值为第二亮度级别时，其具体的数据转换处理方式与上述类似。第二数值的设定由具体的目标子数值的值决定，本申请实施例对第二数值的设定不做限定。

S202，基于结构数据对数据转换处理后的模型数据进行切片处理，得到切片数据。

可选地，基于结构数据，采用切片软件将数据转换处理后的模型数据根据预设的厚度切割为不同的切片层，每个切片层中包含有对应的模型数据，即切片数据。具体的，结构数据可以为目标3D物体对应的轮廓数据。

需要说明的是，在对模型数据进行切片处理之前，还需要对模型数据的数据格式进行转换，转换为切片软件可以识别的数据格式。示例性的，切片软件可以识别的数据格式可以为STL格式、PLY格式以及虚拟显示语言(Virtual Reality Language，简称WRL)格式等。

S203，对切片数据进行半色调处理，得到打印数据。

半色调处理是一种利用彩色点状来显示图像的技术。通过变化点的大小和深度，可以模拟显示出不同的颜色。该半色调处理采用的处理方式包括抖动法、误差扩散法以及迭代法中的至少一种。

可选地，对切片数据进行半色调处理，首先得到位图数据。示例性的，位图数据可以为二值数据或二位位图数据。具体的，二值数据可以为1位位图数据(1bit数据)，即任意一个位置的数据可以是0或1；二位位图数据(2bit数据)，即任意一个位置的数据可以是0、1、2或3。本申请实施例提供的三维打印方法中，位图数据用于反映墨滴的沉积形式。

示例性的，当位图数据为二值数据时，表示墨滴对应的材料在特定位置可以选择以沉积或不沉积两种形式进行沉积。具体的，当位图数据为0时，可以表示不沉积，当位图数据为1时，可以表示沉积。

示例性的，当位图数据为二位位图数据时，表示墨滴对应的材料在特定位置可以选择大、中、小或无四种形式进行沉积。具体的，当位图数据为0时，可以表示不沉积；当位图数据为1时，可以表示小墨量沉积；当位图数据为2时，可以表示中墨量沉积；当位图数据为3时，可以表示大墨量沉积。

一些实施例中，位图数据以二值数据为例进行说明。可选地，在得到位图数据后，基于不同区域的不同数值类型确定二值数据的填充数据，并基于该填充数据进行数据填充。其中，基于确定的数值类型确定二值数据的填充数据包括填充位置和填充材料类型。示例性的，填充位置可以为墨滴的位置，填充材料类型可以为白色材料和透明材料。

具体的，不同数值类型代表不同的填充方式，填充方式是指对半色调处理后的二值数据进行填充的方式，即对彩色材料不足的体素的填充方式。示例性的，第一数值类型代表彩色不透明类型时，至少使用白色材料填充；第二数值类型代表彩色透明类型时，使用透明材料填充。

可选地，打印数据是基于数据填充后的位图数据生成的。具体的，对基于数据填充后的位图数据进行格式转换，转换为3D打印装置可以识别的数据格式，以使3D打印装置进行对目标3D物体的打印。

本申请实施例，通过基于区域的彩色透明度类型，对区域的模型数据中色彩数据进行数据转换处理，以满足区域的彩色透明度类型对应的数值类型，对数据转换处理后的模型数据进行切片处理，得到切片数据，对切片数据进行半色调处理，得到打印数据。本申请实施例通过利用色彩数据进行数据处理以满足不同数值类型得到打印数据，提高打印效率，在几乎不影响目标物体的颜色表现的前提下，可以使用色彩数据以表示不同的彩色透明度类型，实现对用于填充打印的材料的控制，进而实现同时使用白色材料和透明材料来打印具有不同彩色透明度的目标3D物体，满足具有不同彩色透明度的需求，提升三维打印效果。

可选地，基于区域的彩色透明度类型，对区域的模型数据进行数据处理以满足区域的彩色透明度类型对应的数值类型，得到打印数据的具体实现方式还可以为：基于结构数据对模型数据进行切片处理，得到切片数据；基于区域的彩色透明度类型，对切片数据中色彩数据进行数据转换处理，以满足区域的彩色透明度类型对应的数值类型；对数据转换处理后的数据进行半色调处理，得到打印数据。其具体的实现方式与上述类似，这里不再赘述。

需要说明的是，对色彩数据进行数据转换处理以满足不同数值类型和进行切片处理的顺序可根据需求选择，本申请实施例提供的三维打印方法中对此不作限定。

基于上述实施例，本申请实施例提供的三维打印方法，可选地，在步骤S303之前，还可以包括以下步骤：将数据转换为印刷色彩模式CMYK数据。具体的，基于切片软件，将RGB数据转换为CMYK数据。

可选地，打印数据可以通过以下方式得到：对CMYK数据进行半色调处理，得到位图数据；根据区域对应的数值类型，对位图数据进行填充；基于填充后的数据，生成打印数据。

下面结合图5对步骤根据CMYK数据、每个体素对应的预设墨滴个数以及区域对应的数值类型，对位图数据进行填充的具体实现方式进行详细说明。图5为本申请实施例提供的目标3D物体部分的栅格化后的切片层的一结构示意图。如图5所示，该切片层中包括两个区域，粗实线内侧的部分表示第一区域，粗实线外侧的部分表示第二区域。第一区域和第二区域均包括多个大小相同的小方格，其中，每个小方格表示一个体素，每个体素中包括3个墨滴，其中每一个带有字母的长方形框分别表示一个墨滴，以及字母表示该墨滴对应填充的材料。示例性的，T表示透明材料的墨滴，W为白色材料的墨滴，C为青色材料的墨滴，M为品红色材料的墨滴，Y为黄色材料的墨滴，K为黑色材料的墨滴，TW为填充材料的墨滴，CMYK均为彩色材料的墨滴。

示例性的，如图5所示，在第一区域中，其中一个体素内对应的墨滴分别为一滴青色材料墨滴和两滴白色材料墨滴。具体的，通过CMYK数据可知其彩色材料对应的墨滴只有青色材料墨滴，则为了确保每个体素中总的墨量相同，当预设墨滴个数为3时，剩余的两个墨滴需要通过填充材料即白色材料或透明材料进行填充，其图中示例的一个体素包含的墨滴组成为CWW。示例性的，在第二区域，其图中示例的一个体素包含的墨滴组成为CTT。

可选地，通过半色调处理基于色彩数据确定每个体素中应当沉积的彩色材料，并在彩色透明材料的量不足以填满体素的空间时，基于色彩数据的子数值的数值类型确定每个体素中应当填充的材料。示例性的，当第一区域对应的色彩数据的子数值为第一数值类型即偶数时，则至少使用白色材料对该体素进行填充，该部分体素的墨滴组合可以为以下任意一种：由彩色材料(CMYK)或彩色材料和白色材料(CWW、MWW、YWW、KWW、CMW、CYW、CKW、MYW、MKW、YKW)或彩色材料和白色材料和透明材料(CWT、MWT、YWT、KWT)形成，当第二区域对应的色彩数据的子数值为第二数值类型即奇数时，则使用透明材料对该体素进行填充，该部分体素的墨滴组合可以为以下的任意一种：由彩色材料(CMYK)或彩色材料和透明材料(CTT、MTT、YTT、KTT、CMT、CYT、CKT、MYT、MKT、YKT)形成。

图6为本申请实施例提供的目标3D物体部分的栅格化后的切片层的又一结构示意图，图7为本申请实施例提供的目标3D物体部分的栅格化后的切片层的另一结构示意图。具体的，每个体素中对应每个墨滴沉积的材料的确定方式与上述类似，这里不再赘述。

下述为本申请装置实施例，可以用于执行本申请方法实施例。对于本申请装置实施例中未披露的细节，请参照本申请方法实施例。

图8为本申请一实施例提供的三维打印装置的结构示意图。如图8所示，该三维打印装置50包括：获取模块510、数据处理模块520以及打印模块530。

其中，获取模块510，用于获取目标3D物体的模型数据，该目标3D物体包括多个具有不同彩色透明度类型的区域；数据处理模块520，用于针对多个区域中每个区域，分别基于区域的彩色透明度类型，对区域的模型数据进行数据处理以满足区域的彩色透明度类型对应的数值类型，得到打印数据，其中，不同彩色透明度类型对应不同的数值类型；打印模块530，用于根据打印数据进行打印，得到目标3D物体，其中，数值类型至少包括第一数值类型和第二数值类型，第一数值类型对应的填充材料至少包括白色材料，第二数值类型对应的填充材料为透明材料。

一种可能的实现方式中，模型数据至少包括结构数据和色彩数据，每个区域的彩色透明度类型由用户自定义或根据色彩数据确定。

一种可能的实现方式中，数据处理模块520具体用于：基于区域的彩色透明度类型，对区域的模型数据中色彩数据进行数据转换处理，以满足区域的彩色透明度类型对应的数值类型；基于结构数据对数据转换处理后的模型数据进行切片处理，得到切片数据；对切片数据进行半色调处理，得到打印数据。

一种可能的实现方式中，数据处理模块520还可以用于：基于结构数据对模型数据进行切片处理，得到切片数据；基于区域的彩色透明度类型，对切片数据中色彩数据进行数据转换处理，以满足区域的彩色透明度类型对应的数值类型；对数据转换处理后的数据进行半色调处理，得到打印数据。

一种可能的实现方式中，色彩数据为RGB数据，R、G、B分别为色彩数据对应红、绿、蓝的子数值，数据处理模块520还可以用于：从色彩数据对应R、G、B的子数值中任意选取一个为目标子数值；若目标子数值为第一亮度级别，且不满足区域的彩色透明度类型对应的数值类型，则基于第一数值对目标子数值进行加法运算或减法运算的数据转换处理，以满足区域的彩色透明度类型对应的数值类型；若目标子数值为第二亮度级别，且不满足区域的彩色透明度类型对应的数值类型，则基于第二数值对目标子数值进行加法运算或减法运算的数据转换处理，以满足区域的彩色透明度类型对应的数值类型。

一种可能的实现方式中，数据处理模块520还可以用于：在半色调处理之前，将数据转换为印刷色彩模式CMYK数据；对应地，打印数据是通过以下方式得到的：对CMYK数据进行半色调处理，得到位图数据；根据区域对应的数值类型，对位图数据进行填充；基于填充后的数据，生成打印数据。

一种可能的实现方式中，获取模块510具体用于：通过扫描目标3D物体得到模型数据；和/或通过绘图软件绘制目标3D物体得到模型数据。

一种可能的实现方式中，打印模块530具体用于：基于打印数据，使用打印材料依次逐层打印每一个切片层对应的每个体素，其中，打印材料包括彩色材料和填充材料，彩色材料用于体现目标3D物体的颜色，填充材料用于体现目标3D物体的彩色透明度类型，每个体素包括多个墨滴，每个体素的总墨量相同，每个墨滴使用一种彩色材料或一种填充材料喷出。

本申请实施例提供的装置，可用于执行上述方法实施例提供的方法步骤，其实现原理和技术效果类似，在此不再赘述。

需要说明的是，应理解以上装置的各个模块的划分仅仅是一种逻辑功能的划分，实际实现时可以全部或部分集成到一个物理实体上，也可以物理上分开。且这些模块可以全部以软件通过处理元件调用的形式实现；也可以全部以硬件的形式实现；还可以部分模块通过处理元件调用软件的形式实现，部分模块通过硬件的形式实现。例如，数据处理模块可以为单独设立的处理元件，也可以集成在上述装置的某一个芯片中实现，此外，也可以以程序代码的形式存储于上述装置的存储器中，由上述装置的某一个处理元件调用并执行以上处理模块的功能。其它模块的实现与之类似。此外这些模块全部或部分可以集成在一起，也可以独立实现。这里的处理元件可以是一种集成电路，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤或以上各个模块可以通过处理器元件中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。

例如，以上这些模块可以是被配置成实施以上方法的一个或多个集成电路，例如：一个或多个特定集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称ASIC)，或，一个或多个微处理器(Digital Signal Processor，简称DSP)，或，一个或者多个现场可编程逻辑门阵列(Field Programmable Gate Array，简称FPGA)等。再如，当以上某个模块通过处理元件调度程序代码的形式实现时，该处理元件可以是通用处理器，例如中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)或其它可以调用程序代码的处理器。再如，这些模块可以集成在一起，以片上系统(System-On-a-Chip，简称SOC)的形式实现。

在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行计算机指令时，全部或部分地产生按照本申请实施例的流程或功能。计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(Digital SubscriberLine，简称DSL))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，数字通用光盘，(Digital Video Disc，简称DVD))、或者半导体介质(例如固态硬盘solid state disk(SSD))等。

图9为本申请一实施例提供的电子设备的结构示意图。如图9所示，该电子设备60包括：至少一个处理器610、存储器620、通信接口630和系统总线640。其中，存储器620和通信接口630通过系统总线640与处理器610连接并完成相互间的通信，存储器620用于存储指令，通信接口630用于和其他设备进行通信，处理器610用于调用存储器中的指令以执行如上述方法实施例提供的方法步骤，具体实现方式和技术效果类似，这里不再赘述。

该电子设备60可以为计算机设备，具体的，该计算机设备可以为桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。计算机设备可以包括，但不限于，处理器610以及存储器620。本领域技术人员可以理解，图9所示的仅仅是计算机设备的示例，并不构成对计算机设备的限定，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，例如计算机设备还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。

该图9中提到的系统总线640可以是外设部件互连标准(Peripheral ComponentInterconnect，简称PCI)总线或扩展工业标准结构(Extended Industry StandardArchitecture，简称EISA)总线等。该系统总线640可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。

通信接口630用于实现数据库访问装置与其他设备(例如客户端、读写库和只读库)之间的通信。

存储器620可能包含随机存取存储器(Random Access Memory，简称RAM)，也可能还包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。对于计算机设备，存储器620可以是计算机设备的内部存储单元，例如计算机设备的硬盘或内存。存储器620也可以是计算机设备的外部存储设备，例如计算机设备上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card简称SMC)，安全数字(Secure Digital，简称SD)卡，闪存卡(FlashCard)等。进一步地，存储器620还可以既包括计算机设备的内部存储单元也包括外部存储设备。存储器620用于存储计算机程序以及计算机设备所需的其他程序和数据。存储器620还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。

处理器610可以是通用处理器，包括中央处理器、网络处理器(NetworkProcessor，简称NP)等；数字信号处理器(Digital Signal Processor，简称DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称ASIC)、现场可编程逻辑门阵列(Field Programmable Gate Array，简称FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。

本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质中存储有计算机执行指令，计算机执行指令被处理器执行时用于实现如上述方法实施例中的方法步骤，具体实现方式和技术效果类似，这里不再赘述。

本申请实施例还提供一种程序产品，该程序产品包含计算机执行指令。当计算机执行指令被执行时，以实现如上述方法实施例中的方法步骤，具体实现方式和技术效果类似，这里不再赘述。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由下面的权利要求书指出。

应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求书来限制。

需要说明的是，本申请所涉及的用户信息(包括但不限于用户设备信息、用户个人信息等)和数据(包括但不限于用于分析的数据、存储的数据、展示的数据等)，均为经用户授权或者经过各方充分授权的信息和数据，并且相关数据的收集、使用和处理需要遵守相关国家和地区的相关法律法规和标准，并提供有相应的操作入口，供用户选择授权或者拒绝。

Claims (11)

1.一种三维打印方法，其特征在于，包括：

获取目标3D物体的模型数据，所述目标3D物体包括多个具有不同彩色透明度类型的区域；

针对多个区域中每个区域，分别基于所述区域的彩色透明度类型，对所述区域的模型数据进行数据处理以满足所述区域的彩色透明度类型对应的数值类型，得到打印数据，其中，不同彩色透明度类型对应不同的数值类型；

根据所述打印数据进行打印，得到所述目标3D物体，其中，所述数值类型至少包括第一数值类型和第二数值类型，所述第一数值类型对应的填充材料至少包括白色材料，所述第二数值类型对应的填充材料为透明材料。

2.根据权利要求1所述的三维打印方法，其特征在于，所述模型数据至少包括结构数据和色彩数据，所述每个区域的彩色透明度类型由用户自定义或根据色彩数据确定。

3.根据权利要求2所述的三维打印方法，其特征在于，所述基于所述区域的彩色透明度类型，对所述区域的模型数据进行数据处理以满足所述区域的彩色透明度类型对应的数值类型，得到打印数据，包括：

基于所述区域的彩色透明度类型，对所述区域的模型数据中色彩数据进行数据转换处理，以满足所述区域的彩色透明度类型对应的数值类型；

基于所述结构数据对数据转换处理后的模型数据进行切片处理，得到切片数据；

对所述切片数据进行半色调处理，得到所述打印数据。

4.根据权利要求2所述的三维打印方法，其特征在于，所述基于所述区域的彩色透明度类型，对所述区域的模型数据进行数据处理以满足所述区域的彩色透明度类型对应的数值类型，得到打印数据，包括：

基于所述结构数据对所述模型数据进行切片处理，得到切片数据；

基于所述区域的彩色透明度类型，对所述切片数据中色彩数据进行数据转换处理，以满足所述区域的彩色透明度类型对应的数值类型；

对数据转换处理后的数据进行半色调处理，得到所述打印数据。

5.根据权利要求3或4所述的三维打印方法，其特征在于，所述色彩数据为RGB数据，R、G、B分别为色彩数据对应红、绿、蓝的子数值，对色彩数据进行数据转换处理，以满足所述区域的彩色透明度类型对应的数值类型，包括：

从色彩数据对应R、G、B的子数值中任意选取一个为目标子数值；

若所述目标子数值为第一亮度级别，且不满足所述区域的彩色透明度类型对应的数值类型，则基于第一数值对所述目标子数值进行加法运算或减法运算的数据转换处理，以满足所述区域的彩色透明度类型对应的数值类型；

若所述目标子数值为第二亮度级别，且不满足所述区域的彩色透明度类型对应的数值类型，则基于第二数值对所述目标子数值进行加法运算或减法运算的数据转换处理，以满足所述区域的彩色透明度类型对应的数值类型。

6.根据权利要求3或4所述的三维打印方法，其特征在于，还包括：在半色调处理之前，将数据转换为印刷色彩模式CMYK数据；

对应地，所述打印数据是通过以下方式得到的：

对所述CMYK数据进行半色调处理，得到位图数据；

根据所述区域对应的数值类型，对所述位图数据进行填充；

基于填充后的数据，生成所述打印数据。

7.根据权利要求1至4中任一项所述的三维打印方法，其特征在于，所述获取目标3D物体的模型数据，包括：

通过扫描所述目标3D物体得到所述模型数据；

和/或通过绘图软件绘制所述目标3D物体得到所述模型数据。

8.根据权利要求1至4中任一项所述的三维打印方法，其特征在于，所述根据所述打印数据进行打印，得到所述目标3D物体，包括：

基于所述打印数据，使用打印材料依次逐层打印每一个切片层对应的每个体素，其中，所述打印材料包括彩色材料和填充材料，所述体素包括多个墨滴，不同体素的总墨量相同，每个所述墨滴使用一种所述彩色材料或一种所述填充材料喷出。

9.一种三维打印装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取目标3D物体的模型数据，所述目标3D物体包括多个具有不同彩色透明度类型的区域；

数据处理模块，用于针对多个区域中每个区域，分别基于所述区域的彩色透明度类型，对所述区域的模型数据进行数据处理以满足所述区域的彩色透明度类型对应的数值类型，得到打印数据，其中，不同彩色透明度类型对应不同的数值类型；

打印模块，用于根据所述打印数据进行打印，得到所述目标3D物体，其中，所述数值类型至少包括第一数值类型和第二数值类型，所述第一数值类型对应的填充材料至少包括白色材料，所述第二数值类型对应的填充材料为透明材料。

10.一种电子设备，其特征在于，包括：

至少一个处理器；

以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；

其中，所述存储器用于存储所述至少一个处理器可执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行权利要求1至8中任一项所述的三维打印方法。

11.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有计算机执行指令，所述计算机执行指令被处理器执行时用于实现如权利要求1至8中任一项所述的三维打印方法。

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