JP2018176721A - カラー3dプリンティング方法および3dプリンティング設備 - Google Patents

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Abstract

【課題】3Dオブジェクト上にカラーパターンを提供するように適合された3Dプリンティング方法および3Dプリンティング設備が提供される。【解決手段】この方法は、以下のステップを含む。カラーパターンを含むカラーイメージが取得され、また、カラーイメージは複数のピクセルを含む。各ピクセルのインクジェット深さが各ピクセルのカラー特徴に基づいて判別される。3Dオブジェクトの3Dモデルは、複数の層オブジェクトの層情報を生成するため、スライスされる。層オブジェクトに対応する複数のインクジェットピクチャが各ピクセルのインクジェット深さに基づいて取得される。【選択図】 図2

Description

本開示は、プリンティング方法に関連し、より具体的には、カラー3Dプリンティング方法及び3Dプリンティング設備に関する。
コンピュータ支援製造(CAM)における進歩に伴って、製造者は、オリジナルデザインコンセプトを迅速にプリントする三次元(3D)プリンティング技術を発展させた。実際のところ、3Dプリンティング技術は、一連の迅速プロトタイピング(RP)技術の集合であり、基本原理は、積層製造であり、迅速プロトタイピング装置がスキャニングを通じてX−Y平面上にワークピースの断面を形成し、Z軸において層厚さを断続的にシフトさせ、最終的に3Dオブジェクトを形成することに用いられる。3Dプリンティング技術は、幾何学的形状にかかわらず適用可能であり、また、RP技術は、特に複雑な部分について優れたアウトプットを生成し、これによって人的労働と処理時間を著しく減らすとともに、許容された最小時間の要求の下でのコンピュータ支援デザイン(CAD)ソフトウェアによってデザインされたデジタル3Dモデルの正確な提示を可能にする。
ヒューズ溶融モデリング(FDM)を例とすると、これは形成材料をワイヤとし、この形成材料を加熱して溶解し、望まれる形状/プロファイルに沿って層毎に材料を形成ステージ上に積層して3Dオブジェクトを形成する。現在、カラー3Dプリンティング方法が提案されている。この方法によれば、3Dオブジェクトを形成する層オブジェクトは、3Dオブジェクトの製造中に層毎にインクジェット機構により着色される層である。この方法が適用される場面において、3Dプリンティング装置のインクジェット機構は、3Dオブジェクトの外面に着色インクをスプレーし(例えば、最上層オブジェクトの上部にカラーインクをスプレーする、あるいは層オブジェクトの端部にカラーインクをスプレーする)、これによって3Dオブジェクトの表面上にカラーパターンを提供する。しかしながら、このようなカラーパターンの提供は、多様性を欠き、固有の視覚効果を与えることができない。カラー3Dプリンティングの多様性及び審美性を促進することが、この技術分野における研究者にとっての課題であった。
3Dプリンティングオブジェクト上のカラーパターンの一般的な提供は、多様性を欠き、個別の視覚効果を与えることができない。カラー3Dプリンティングの多様性及び審美性を促進することが、この技術分野における研究者にとっての課題であった。
本開示は、特別な視覚効果を有するカラーパターンを3Dオブジェクト上に提供可能なカラー3Dプリンティング方法及び3Dプリンティング設備を提供する。これにより、3Dプリンティングの多様性及び審美性を促進する。
本開示の一つの実施の形態は、カラー3Dプリンティング方法を提供する。この方法は、3Dオブジェクト上にカラーパターンを提供するように適合され、以下のステップを含む。カラーパターンを含むカラーイメージが取得され、カラーイメージは、複数のピクセルを含む。各ピクセルのカラー特徴に基づいて、各ピクセルのインクジェット深さが判別される。3Dオブジェクトの3Dモデルがスライスされて複数の層オブジェクトの層情報が生成される。層オブジェクトに対応する複数のインクジェットピクチャが、各ピクセルのインクジェット深さに従って取得される。
他の観点においては、本開示の一つの実施の形態は、記憶装置とプロセッサとを備える3Dプリンティング設備を提供する。プロセッサは、記憶装置に接続され、カラーパターンのカラーイメージであって複数のピクセルから形成されるカラーイメージを取得し、各ピクセルのカラー特徴に基づいて各ピクセルのインクジェット深さを判別し、3Dオブジェクトの3Dモデルをスライスして複数の層オブジェクトの層情報を生成し、各ピクセルのインクジェット深さに基づいて、層オブジェクトに対応する複数のインクジェットピクチャを取得する、ように構成される。
以上より、本開示の実施の形態に係るカラー3Dプリンティング方法及び3Dプリンティング設備は、カラーイメージの各ピクセルのカラー特徴に基づいて、各ピクセルのインクジェット深さを判別し、各ピクセルのインクジェット深さに基づいて、ピクセルの部位をそれぞれ記録するインクジェットピクチャを生成する。従って、3Dオブジェクトの製造の間に、3Dプリンティング装置は、インクジェットピクチャに基づいて、層オブジェクトにカラーインクをスプレーし、3Dオブジェクト上に特別な視覚効果を有するカラーパターンを提供する。
添付の図面と共に複数の例示的な実施の形態を以下に詳細に説明し、本開示をさらに詳細に説明する。
添付の図面はさらなる理解のために包含されるもので、本明細書に組み込まれて当該明細書の一部を構成する。図面は例示的な実施の形態を示し、以下の説明と共に、本開示の原理について説明する役割を果たす。
本開示の実施の形態に係る3Dプリンティング設備を示す概要図である。
本開示の実施の形態に係るカラー3Dプリンティング方法を示すフローチャートである。
本開示の実施の形態に係るステップS202の詳細を示すフローチャートである。
本開示の実施の形態に係るカラー3Dプリンティング方法を示す概要図である。
本開示の実施の形態に係るインクジェット深さの取得を示す概要図である。
本開示のいくつかの実施の形態を、以下に添付の図面と共に詳細に説明する。以下の説明における参照符号に関し、同様あるいは類似の参照符号が異なる図面において使用される場合、同様あるいは類似の参照符号は、同様あるいは類似の構成要件を指し示す。実施の形態は、単に本発明の一部を構成し、発明のすべての実施可能な実施の形態を示すものではない。より具体的には、実施の形態は、あくまでも本発明で保護が求められた方法及びシステムの例である。
図1は、本開示の実施の形態に係る3Dプリンティング設備を示す概略図である。図1を参照すると、3Dプリンティング設備100は、記憶装置110と、プロセッサ120と、3Dプリンティング装置130とを備える。プロセッサ120は、記憶装置110および3Dプリンティング装置130に接続される。本実施の形態では、プロセッサ120は、3Dオブジェクトに基づいたモデルを構築し、3Dモデルイメージを生成する。また、3Dモデルイメージは、多角形ファイル形式(PLY)あるいはOBJファイル形式等の3Dファイル形式に準拠する。3Dモデルイメージにおける3Dモデルは、複数の多角形メッシュによって形成される。また、多角形メッシュのそれぞれは、複数の端を有し、各端はそれぞれ異なる座標を有する。一般に、多角形メッシュは、三角形メッシュであってよい。本実施の形態では、プロセッサ120は、層情報を得るため、3Dモデルイメージ中の3Dモデルを層へとスライスしてよい。層情報に基づいて、プロセッサ120は、3Dプリンティング動作を実行するように3Dプリンティング装置130を制御し、これによって3Dプリンティング装置130が層毎に3Dオブジェクトをプリントする。
本実施の形態では、記憶装置110はデータを格納してよく、バッファメモリ、内部記憶媒体、外部記憶媒体、他の種の記憶装置、あるいはそれらの組み合わせであってよい。例えば、バッファメモリは、ランダムアクセスメモリ、リードオンリメモリ、あるいは他の同様の装置を含んでよい。例えば、内部記憶媒体は、ハードディスクドライブ(HDD)、ソリッドステートディスク、フラッシュ記憶装置、あるいは他の同様の装置を含んでよい。例えば、外部記憶媒体は、外部ハードドライブ、USBドライブ、クラウドドライブ、あるいは他の同様の装置を含んでよい。本実施の形態では、記憶装置110は、3Dモデルイメージ、複数の層イメージ、3Dイメージモデリングモジュール、イメージ処理モジュール、あるいはイメージ分析モジュールを記憶してよく、本開示の各実施の形態におけるスライスイメージ処理を実行する。
本実施の形態では、プロセッサ120は、本開示の各実施の形態におけるイメージ処理及びイメージ分析を実行するため、記憶装置110に格納された複数のモジュールを実行してよい。プロセッサ120は、中央処理装置(CPU)あるいは他のプログラマブル汎用/専用マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ(DSP)、プログラマブルコントローラ、アプリケーションスペシフィックインテグレーテッドサーキット(ASIC)、プログラマブルロジック回路(PLD)、他の同様の処理装置、あるいはそれらの組み合わせであってよい。
本実施の形態では、3Dプリンティング装置130は、コントローラ131と、プリンティング機構132と、インクジェット機構133とを備えてよい。プロセッサ120は、3Dプリンティング装置130を駆動するため、層情報に基づいて、3Dプリンティング装置130のコントローラ131に制御信号を供給し得る。3Dプリンティング装置130のコントローラ131は、3Dプリンティング動作及びインクジェット動作を実行するため、プリンティング機構132およびインクジェット機構133を制御し得る。例えば、3Dプリンティング動作は、形成材料を吐出することを含む。また、3Dプリンティング装置130は、形成材料が実質的に硬化した後、形成材料にインクジェット動作を実行し得る。さらに、当業者にとって理解できるように、3Dプリンティング装置130は、プリンティングヘッドとともに3Dプリンティングを実行するのに要する他の構成要件、例えば、ステージ、供給ライン、インクジェットライン、プリンティングヘッドリンク機構等をさらに備えていてよい。これらについての詳細は、以下では説明を省略する。
図2は、本開示の実施の形態に係るカラー3Dプリンティング方法を示すフローチャートである。本実施の形態の方法は、図1の3Dプリンティング設備100に好適である。以下では、本実施の形態に係る3Dプリンティング方法の詳細を、3Dプリンティング設備100のそれぞれの構成要件に関連づけて説明する。本実施の形態のカラー3Dプリンティング方法は、3Dオブジェクト上にカラーパターンを提供するのに好適である。
ステップS201で、プロセッサ120は、カラーパターンのカラーイメージを取得する。本実施の形態において、プロセッサ120が、外面のカラー情報を含む3Dモデルを取得する場合、プロセッサ120は、カラーイメージを生成するため、3Dモデルのカラー情報をキャプチャしてよい。具体的には、プロセッサ120は、3Dモデル及び対応するカラーデータ上の色でマークされた座標位置に基づいて、カラーイメージを生成し得る。また、カラーイメージは、複数のピクセルを含む。
次に、ステップS202で、プロセッサ120は、各ピクセルのカラー特徴に基づいて、ピクセルのそれぞれのインクジェット深さを判別する。カラー特徴は、カラー空間形式によって定義されるピクセルの少なくとも1つのカラー空間要素であってよい。代替的に、カラー特徴は、ピクセルの少なくとも1つのカラー空間要素を関数に代入することで生成された結果であってもよい。図3は、本開示の実施の形態に係るステップS202の詳細を示すフローチャートである。最初に、ステップS2021で、プロセッサ120は、カラー空間形式に基づいて各ピクセルのカラー空間要素を取得する。次に、ステップS2022で、プロセッサ120は、各ピクセルのカラー空間要素に基づいて各ピクセルのインクジェット深さを判別してよい。例えば、カラー空間形式は、RGBカラー空間、HSVカラー空間、HSLカラー空間、YCbCrカラー空間あるいはYUVカラー空間であってよい。本開示はこの点について限定を目的とするべきものではない。例えば、カラーイメージのカラー空間形式がHSVカラー空間である場合、各ピクセルのカラーは、色調要素、彩度要素及び値(輝度)要素によって表わされてよい。カラーイメージのカラー空間形式がRGBカラー空間である場合、各ピクセルのカラーは、赤要素、緑要素及び青要素によって表わされてもよい。本実施の形態において、プロセッサ120が各ピクセルのカラー特徴を取得した後、プロセッサ120は、各ピクセルのカラー特徴に基づいて各ピクセルのインクジェット深さを判別し得る。インクジェット深さは、3Dオブジェクトの外面に対する距離である。換言すると、ピクセルは、ピクセルのカラー特徴に基づいた異なるインクジェット深さに応じた複数のピクセルグループに分類される。3Dオブジェクトの外面上にカラーイメージにおける各ピクセルを提供することのみと比較して、本実施の形態の方法は、異なるインクジェット深さに基づいて、3Dオブジェクトの内部に向かって、カラーイメージのいくつかのピクセルが存在する位置を移動させることができる。
次に、ステップS203で、プロセッサ120は、複数の層オブジェクトの層情報を生成するため、3Dオブジェクトの3Dモデルをスライスする。ステップS204で、プロセッサ120は、各ピクセルのインクジェット深さに基づいて層オブジェクトに対応する複数のインクジェットピクチャを取得する。概して言えば、プロセッサ120は、層オブジェクトの断面プロファイルを取得するため、複数の層表面を用いて3Dモデルをスライスする。3Dモデルをスライスするスライス間隔は、層オブジェクトの厚みと見なしてよい。層オブジェクトの断面プロファイルに基づいて、プロセッサ120は、対応する制御コードファイルを生成してよい。ここで、制御コードファイルは、3Dプリンティング装置130が読むことが可能で、それに基づいてプリント機能を実行可能とする層情報である。換言すると、3Dプリンティング装置130の制御部は、層毎に各層オブジェクトを製造するように、制御コードファイルに基づいてプリンティング部分を制御する。例えば、本実施の形態では、制御コードファイルは、Gコードファイルであってよい。また、プロセッサ120がカラー3Dモデルをスライスする場合、プロセッサ120は、さらに、層オブジェクトに対応するインクジェットピクチャを生成してよい。プロセッサ120は、インクジェットピクチャを、対応するインクジェット制御情報に変換してよく、また、3Dプリンティング装置130は、インクジェット制御情報に基づいてインクジェット動作を実行するようにインクジェット機構133を制御してよい。
一つの実施の形態において、プロセッサ120がカラーイメージの各ピクセルのインクジェット深さを取得した後、プロセッサ120は、オリジナルの3Dモデルにおける色でマーキングされた座標位置を3Dモデルの内側へ移動させるため、各ピクセルのインクジェット深さに基づいてオリジナルの3Dモデルを調整してよい。次に、プロセッサ120は、各層オブジェクト及び対応するインクジェットピクチャの層情報を取得するため、調整された3Dモデルをスライスしてよい。加えて、一つの実施の形態において、プロセッサ120がカラーイメージ中の各ピクセルのインクジェット深さを取得した後、プロセッサ120は、各層オブジェクト及び対応するインクジェットピクチャの層情報を取得するため、オリジナルの3Dモデルをスライスしてよい。次に、インクジェットピクチャは、インクジェット深さに基づいて調整される。従って、調整されたインクジェットピクチャが、各インクジェットピクチャ上のいくつかあるいは全てのピクセルの位置を変更することで生成される。換言すると、本開示の実施の形態に係るインクジェットピクチャは、インクジェット深さに基づいて、最終的に生成される。
次に、ステップS205で、層情報に基づいてプリンティング材料を用いて層オブジェクトがプリントされる間に、3Dプリンティング装置130は、インクジェットピクチャに基づいて、各インクジェットピクチャが対応する層オブジェクトを着色してよい。3Dプリンティング装置130が層オブジェクトをプリントし終える毎に、3Dプリンティング装置130は、当該層オブジェクトに対応するインクジェットピクチャに基づいてインクジェット動作を実行してよく、これによって当該層オブジェクトの上部からインクがスプレーされる。したがって、プリンティング及びインクジェット動作を交互に実行することで、特別な視覚的効果を有する3Dオブジェクトが製造される。3Dオブジェクトの外面上にのみカラーイメージ提供することと比較して、本実施の形態の方法は、少なくとも3Dオブジェクトの内部においてカラーイメージの一部を提供することができ、これによって彫刻の視覚的効果を達成する。
本開示のカラープリント方法についてさらに詳細に説明するため、さらなる説明のために実施の形態を以下に説明する。図4は、本開示の実施の形態に係るカラー3Dプリンティング方法を説明する概要図である。3D彫刻結果を有する3Dオブジェクト上にカラーイメージを提供するため、各ピクセルのインクジェット深さは、HSVカラー空間の値要素を増加するごとに増加してよい。しかしながら、図4における実施の形態はHSVカラー空間における値要素をカラー特徴として採用するが、本開示はこれに限定されない。インクジェット深さを決定するカラー特徴がHSLカラー空間の明度要素であると仮定すると、3D感覚を示す彫刻効果を有する3Dオブジェクト上にカラーイメージを提供するため、各ピクセルのインクジェット深さは、HSLカラー空間の明度要素が増加するごとに増加し得る。
特に、図4を参照し、プロセッサ120は、記憶装置110から3DモデルM1を検索し、カラーイメージI1を取得するため、3DモデルM1の表面の色情報を抽出してよい。プロセッサ120は、カラーイメージI1を別のカラー空間形式からHSVカラー空間に変換してよい。例えば、プロセッサ120は、カラーイメージI1を、RGBカラー空間からHSVカラー空間に変換してよい。次に、プロセッサ120は、カラーイメージI1上の各ピクセルのカラー特徴に基づいて、各ピクセルに対応するインクジェット深さを判別してよい。例えば、ピクセルP4がRGB座標(255、255、0)を有する黄色に対応すると仮定すると、ピクセルP4の値要素は1である。従って、プロセッサ120は、ピクセルP4のインクジェット深さはピクセルP4の値要素に基づいて5ユニットの長さであると判別する。別の例では、ピクセルP5がRGB座標(0、0、128)を有する紺色に対応すると仮定すると、ピクセルP5の値要素は0.5である。従って、プロセッサ120は、ピクセルP5のインクジェット深さはピクセルP5の値要素に基づいて0ユニットの長さであると判別する。換言すると、その値要素が3Dモデルにおいてより高いピクセルP4をマーキングする位置が、モデルの表面から3Dモデルの内側に移動される。
従って、3Dモデルをスライスした後、プロセッサ120は、インクジェット深さに基づいて生成された層情報L1及び複数のインクジェットピクチャB1乃至BNを取得し、また、3Dプリンティング装置130は、3DオブジェクトObj1を生成するため、層情報L1及びインクジェットピクチャB1乃至BNに基づいてプリンティング及びインクジェット動作を交互に実行し得る。例として、各ピクセルに割り当てられたインクジェット深さに基づいて、カラーブロックC1は3DオブジェクトObj1の内部に位置し、一方でカラーブロックC2、C3及びC4は、3DオブジェクトObj1の表面に位置する。また、実施の形態では、3Dプリンティング装置130によって採用されたプリンティング材料は、透明なポリ乳酸(PLA)材料あるいは透明なアクリル素材等の透明材料である。従って、内部に位置するカラーブロックC1が視認可能である。
図5は、本開示の実施の形態に係るインクジェット深さの取得を説明する概要図である。図5を参照すると、プロセッサ120はカラーイメージF1を取得する。カラーイメージF1は互いに異なる3つの色を含むように形成されると仮定する。プロセッサ120は、カラーイメージF1中の各ピクセルのカラー特徴を分析する。ここで、プロセッサ120は、ピクセルのカラー空間要素をピクセルのカラー特徴として採用し、領域Z1における各ピクセル(第1のピクセルP1を含む)のカラー空間要素は同一である。同様に、領域Z21及びZ22の中の各ピクセル(第2のピクセルP2を含む)のカラー空間要素は同一であり、また、領域Z3の中の各ピクセル(第3のピクセルP3を含む)のカラー空間要素は同一である。
一つの実施の形態において、カラーイメージF1中の各ピクセルのカラー空間要素を取得した後、プロセッサ120は、ルックアップテーブルを参照し、ルックアップテーブルの複数の所定の深さから各ピクセルのインクジェット深さを取得するように各ピクセルのカラー空間要素を用いてよい。図5を例とすると、表1は、明度要素に従ってインクジェット深さを見つけるためのルックアップテーブルの例である。
Figure 2018176721
表1を例とし、例えば、プロセッサ120が、ピクセルP1の明度要素が0.1であると判別した場合、プロセッサ120は、表1を確認してピクセルP1のインクジェット深さがd1であると判別する。例えば、プロセッサ120が、ピクセルP2の明度要素が0.3であると判別した場合、プロセッサ120は、表1を確認してピクセルP2のインクジェット深さがd2であると判別する。例えば、プロセッサ120が、ピクセルP3の明度要素が0.8であると判別した場合、プロセッサ120は、表1を参照してピクセルP2のインクジェット深さがd4であると判別する。
しかしながら、表1は、単により詳細に一例を説明するためのものであり、本開示を限定するものではない。ルックアップテーブルは、実際上のニーズに基づいて設計及び設定されてよい。本開示は、この点について限定を課すものではない。換言すると、第1のピクセルP1のカラー特徴は第2のピクセルP1のカラー特徴と異なるので、第1のピクセルP1のインクジェット深さd1は、第2のピクセルP2のインクジェット深さd2とは異なる。図5に示すように、インクジェット深さの参照に基づくと、領域Z1中の全てのピクセルは、インクジェット深さd1に対応し、領域Z21及びZ22中の全てのピクセルは、インクジェット深さd2に対応し、領域Z3中の全てのピクセルは、インクジェット深さd4に対応する。次に、プロセッサ120は、各ピクセルのインクジェット深さに基づいて、インクジェットピクチャを生成してよい。
さらに、実施の形態では、プロセッサ120は、各ピクセルのカラー空間要素を比較し、各ピクセルのカラー空間要素に基づいて各ピクセルのランク付けを行ってよい。次に、プロセッサ120は、各ピクセルのランク付けに基づいて、各ピクセルに対応するインクジェット深さを判別してよい。図5を例とすると、カラーイメージF1中の各ピクセルのカラー空間要素を取得した後、プロセッサ120は、ピクセルのカラー空間要素に基づいて、全てのピクセルのランク付けを行ってよい。第1のピクセルP1、第2のピクセルP2及び第3のピクセルP3を例とすると、プロセッサは、第1のピクセルP1、第2のピクセルP2及び第3のピクセルP3を、カラー空間要素に基づいてランク付けしてよい。次に、プロセッサ120は、第1のピクセルP1、第2のピクセルP2及び第3のピクセルP3のインクジェット深さを、第1のピクセルP1のランク、第2のピクセルP2のランク及び第3のピクセルP3のランクに基づいて判別してよい。具体的には、第1のピクセルP1が「1」にランク付けされる場合、プロセッサ120は、第1のピクセルP1のインクジェット深さがd1であると直接判別してよい。第2のピクセルP2が「2」にランク付けされる場合、プロセッサ120は、第2のピクセルP2のインクジェット深さがd2であると直接判別してよい。第3のピクセルP3が「3」にランク付けされる場合、プロセッサ120は、第3のピクセルP3のインクジェット深さがd4であると直接判別してよい。別の実施の形態では、プロセッサ120は、さらに、各ピクセルのランクに基づいて、各ピクセルに複数のインクジェット深さを連続的に割り当ててよい。次に、プロセッサ120は、各ピクセルのインクジェット深さに基づいて、インクジェットピクチャを生成し、インクジェットピクチャに基づいて、特別な視覚効果を有する製造された3Dオブジェクト上にカラーパターンを提供するように3Dプリンティング装置130を駆動してよい。
以上より、本開示の実施の形態に係るカラー3Dプリンティング方法および3Dプリンティング設備は、カラーイメージの各ピクセルのカラー特徴に基づいて、各ピクセルのインクジェット深さを判別し、また、各ピクセルのインクジェット深さに基づいて、層オブジェクトに対応するインクジェットピクチャを生成してよい。従って、3Dオブジェクトの製造中に、3Dプリンティング装置は、特別な視覚効果を有する3Dオブジェクト上でカラーイメージを提供するため、インクジェットピクチャに基づいて層オブジェクトにカラーインクをスプレーし得る。加えて、ピクセルの輝度あるいは明度に基づいてインクジェット深さを判別することにより、本開示の実施の形態に係る3Dプリンティング装置は、深遠な3D感覚を有する3Dオブジェクト上でカラーイメージを提供することが可能である。
本発明は、3Dプリンティング装置を用いてカラー3Dオブジェクトを製造する場合に実施可能なカラー3Dプリンティング方法を提供する。従って、特別な視覚効果を有するカラー3Dオブジェクトが3Dプリンティング装置によって製造可能である。
開示した実施の形態の構成について、本開示の技術的範囲から逸脱しない限りにおいて、様々な変形及び応用を行うことが可能である点、当業者にとって明らかである。以上より、本開示は、添付の特許請求の範囲及びその均等の範囲内の変形及び応用を包含するものである。
100 3Dプリンティング設備
110 記憶装置
120 プロセッサ
130 3Dプリンティング装置
131 制御部
132 プリンティング機構
133 インクジェット機構
M1 3Dモデル
S201〜S205、S2021、S2022 ステップ
F1 カラーイメージ
Z1、Z21、Z22、Z3 領域
C1〜C5 カラーブロック
Obj1 3Dオブジェクト
B1〜BN インクジェットピクチャ
L1 層情報
P1〜P5 ピクセル
I1 カラーイメージ

Claims (12)

  1. 3Dオブジェクト上にカラーパターンを提供するように適合されるカラー3Dプリンティング方法であって、
    前記カラーパターンのカラーイメージであって、複数のピクセルから形成されるカラーイメージを取得し、
    各前記ピクセルのカラー特徴に基づいて各前記ピクセルのインクジェット深さを判別し、
    前記3Dオブジェクトの3Dモデルをスライスして複数の層オブジェクトの層情報を生成し、
    各前記ピクセルの前記インクジェット深さに基づいて、前記層オブジェクトに対応する複数のインクジェットピクチャを取得する、
    ことを特徴とするカラー3Dプリンティング方法。
  2. 各前記ピクセルの前記カラー特徴に基づいて各前記ピクセルのインクジェット深さを判別するステップは、
    カラー空間形式に基づいて、各前記ピクセルのカラー空間要素を取得し、
    各前記ピクセルの前記カラー空間要素に基づいて、各前記ピクセルの前記インクジェット深さを判別する、
    ことを特徴とする請求項1に記載のカラー3Dプリンティング方法。
  3. 各前記ピクセルの前記カラー特徴に基づいて各前記ピクセルのインクジェット深さを判別するステップは、
    各前記ピクセルの前記カラー空間要素を用いてルックアップテーブルを参照し、前記ルックアップテーブル内の複数の所定の深さから各前記ピクセルの前記インクジェット深さを取得する、
    ことを特徴とする請求項2に記載のカラー3Dプリンティング方法。
  4. 各前記ピクセルの前記カラー特徴に基づいて各前記ピクセルのインクジェット深さを判別するステップは、
    前記ピクセルの前記カラー空間要素を比較して、前記カラー空間要素に基づいて前記ピクセルをランク付けし、
    各前記ピクセルのランク付けに基づいて、前記ピクセルに対応する前記インクジェット深さを判別する、
    ことを特徴とする請求項2に記載のカラー3Dプリンティング方法。
  5. さらに、前記カラーイメージを別のカラー空間形式から前記カラー空間形式に変換する、ことを特徴とする請求項2に記載のカラー3Dプリンティング方法。
  6. 各前記ピクセルの前記カラー空間要素は、HSVカラー空間の値要素あるいはHSLカラー空間の明度要素である、ことを特徴とする請求項2に記載のカラー3Dプリンティング方法。
  7. 各前記ピクセルの前記インクジェット深さは、前記値要素あるいは前記明度要素が増加するごとに増加し、前記インクジェット深さは、前記3Dオブジェクトの外面に対する距離である、ことを特徴とする請求項6に記載のカラー3Dプリンティング方法。
  8. さらに、前記層情報に基づいてプリンティング材料を用いて前記層オブジェクトをプリントする間に、前記インクジェットピクチャがそれぞれ対応する前記層オブジェクトを、前記インクジェットピクチャに基づいて着色する、ことを特徴とする請求項1または2に記載のカラー3Dプリンティング方法。
  9. 前記プリンティング材料は、透明材料であることを特徴とする請求項8に記載のカラー3Dプリンティング方法。
  10. 前記ピクセルは、第1のピクセルと第2のピクセルとを備え、前記第1のピクセルの前記カラー特徴が前記第2のピクセルの前記カラー特徴と異なる場合、前記第1のピクセルの前記インクジェット深さは、前記第2のピクセルの前記インクジェット深さと異なる、ことを特徴とする請求項1に記載のカラー3Dプリンティング方法。
  11. 記憶装置と、前記記憶装置に接続されたプロセッサとを備え、前記プロセッサは、
    前記カラーパターンのカラーイメージであって、複数のピクセルから形成されるカラーイメージを取得し、
    各前記ピクセルのカラー特徴に基づいて各前記ピクセルのインクジェット深さを判別し、
    前記3Dオブジェクトの3Dモデルをスライスして複数の層オブジェクトの層情報を生成し、
    各前記ピクセルの前記インクジェット深さに基づいて、前記層オブジェクトに対応する複数のインクジェットピクチャを取得する、ように構成される、
    ことを特徴とする3Dプリンティング設備。
  12. 前記プロセッサは、さらに、前記層情報に基づいてプリンティング材料を用いて前記層オブジェクトをプリントする間に、前記インクジェットピクチャがそれぞれ対応する前記層オブジェクトを、前記インクジェットピクチャに基づいて着色する、ように構成される、ことを特徴とする請求項11に記載の3Dプリンティング設備。
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