JP6722133B2 - 画像ファイル変換方法および３ｄ印刷システム - Google Patents

画像ファイル変換方法および３ｄ印刷システム Download PDF

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Description

本発明は、ファイル管理メカニズムに関するものであり、特に、画像ファイル変換方法および３Ｄ（three-dimensional）印刷システムに関するものである。
一般的に、３Ｄ印刷装置（例えば、３Ｄプリンタ）で３Ｄ物体の印刷タスクを完了させるために、３Ｄ物体のモデルは、複数の印刷層にスライスされ、各印刷層は、少なくとも１つの画像ファイル（スライス画像ファイルとも称す）に対応する。各画像ファイルは、印刷層に対応する３Ｄ印刷装置のプリントヘッドの移動領域および／または印刷層の色構成を描写するために使用される。例えば、ＣＭＹＫ色モデルにおいて、１つの印刷層は、シアン（cyan, C）画像ファイル、マジェンタ（magenta, M）画像ファイル、イエロー（Ｙ）画像ファイル、およびキー（keyまたはblacK; K）画像ファイルに対応する。したがって、３Ｄ印刷装置は、画像ファイルに基づいて次々に各印刷層の３Ｄ印刷タスクを完了させることができる。
しかしながら、現在のメカニズムでは、各印刷層に対応する画像ファイルのサイズが固定される。そのため、より多くの印刷タスクを完了させるために、３Ｄ印刷装置に必要な画像ファイルの数が絶えず増加するため、画像ファイルを保存する保存容量を容易に使い切ってしまう。
以上のように、本発明は、３Ｄ印刷に用いる画像ファイルの保存効率を向上させることのできる画像ファイル変換方法および３Ｄ印刷システムを提供する。
本発明の１つの実施形態は、３Ｄ印刷装置および保存装置を含む３Ｄ印刷システムに適用される画像ファイル変換方法を提供する。保存装置は、複数のスライス画像ファイルを保存する。複数のスライス画像ファイルは、３Ｄ物体の３Ｄモデルに対してスライス操作を実行することによって得られる。画像ファイル変換方法は、複数のスライス画像ファイル内の第１スライス画像ファイルを分析して、第１スライス画像ファイル内の有効領域を取得し、第１スライス画像ファイルが第１サイズを有することと；有効領域に基づいて、第１スライス画像ファイルに対して画像ファイル変換操作を実行し、第２サイズを有する第２スライス画像ファイルを生成し、第２スライス画像ファイルが有効領域を含み、第２サイズが第１サイズよりも小さいことと；画像ファイル変換操作に基づいて、第２スライス画像ファイルの索引を設定することを含み、第２スライス画像ファイルを３Ｄ印刷装置に使用して、３Ｄ物体の第１印刷層に対応する３Ｄ印刷操作を実行し、索引を３Ｄ印刷装置に使用して、第２スライス画像ファイルに対応する印刷開始点を設定する。
本発明の１つの実施形態において、画像ファイル変換方法は、さらに、索引に基づいて、３Ｄ印刷装置によりプリントヘッドを印刷開始点に移動させることと；第２スライス画像ファイルに基づいて、印刷開始点から３Ｄ印刷装置により第１印刷層に対応する３Ｄ印刷操作を実行することとを含む。
本発明の別の実施形態は、保存装置と、３Ｄ印刷装置と、プロセッサとを含む３Ｄ印刷システムを提供する。保存装置は、複数のスライス画像ファイルおよび複数のモジュールを保存するよう構成される。複数のスライス画像ファイルは、３Ｄ物体の３Ｄモデルに対してスライス操作を実行することによって得られる。３Ｄ印刷装置は、保存装置に結合される。プロセッサは、保存装置に結合され、複数のモジュールを実行して、複数のスライス画像ファイル内の第１スライス画像ファイルを分析して、第１スライス画像ファイル内の有効領域を取得し、第１スライス画像ファイルが第１サイズを有することと；有効領域に基づいて、第１スライス画像ファイルに対して画像ファイル変換操作を実行し、第２サイズを有する第２スライス画像ファイルを生成し、第２スライス画像ファイルが有効領域を含み、第２サイズが第１サイズよりも小さいことと；画像ファイル変換操作に基づいて、第２スライス画像ファイルの索引を設定することを行うよう構成され、第２スライス画像ファイルを３Ｄ印刷装置に使用して、３Ｄ物体の第１印刷層に対応する３Ｄ印刷操作を実行し、索引を３Ｄ印刷装置に使用して、第２スライス画像ファイルに対応する印刷開始点を設定する。
本発明の１つの実施形態において、画像ファイル変換操作は、有効領域の少なくとも１つの端点に基づいて、第１スライス画像ファイルの切断境界を決定することと；切断境界に基づいて、第２スライス画像ファイルを生成し、第２スライス画像ファイルが、第１スライス画像ファイル内の無効領域の少なくとも一部の領域を含まないことを含む。
本発明の１つの実施形態において、切断境界は、第１スライス画像ファイルを保留領域と切断領域に分割し、有効領域は、保留領域に設置され、切断境界に基づいて第２スライス画像ファイルを生成するステップは、第１スライス画像ファイル内の保留領域に対応するファイル内容を保留することと、第１スライス画像ファイルから切断領域に対応するファイル内容を取り除くことを含む。
本発明の１つの実施形態において、保留領域は、長方形領域である。
本発明の１つの実施形態において、第２サイズは、第１スライス画像ファイルにおいて占有される有効領域の面積の比率と正の相関関係を有する。
本発明の１つの実施形態において、第１スライス画像ファイルおよび第２スライス画像ファイルは、いずれも、３Ｄ物体の第１印刷層に対応し、有効領域の輪郭は、第１印刷層において３Ｄ物体の輪郭に対応する。
本発明の１つの実施形態において、３Ｄ印刷装置は、コントローラおよびプリントヘッドを含み、コントローラは、プリントヘッドに結合される。コントローラは、索引に基づいて、印刷開始点に移動するようプリントヘッドを制御するとともに、第２スライス画像ファイルに基づいて、印刷開始点から第１印刷層に対応する３Ｄ印刷操作を実行するよう構成される。
本発明の１つの実施形態において、第１印刷層に対応する３Ｄ印刷操作は、有効領域に基づいて移動するようプリントヘッドを制御することを含む。
本発明の１つの実施形態において、索引に基づいてプリントヘッドを印刷開始点に移動させるステップは、索引に基づいて、第２スライス画像ファイルに対応する代替参考点を決定することと；代替参考点に基づいて、プリントヘッドを印刷開始点に移動させる移動経路を計算することを含む。
本発明の１つの実施形態において、第２スライス画像ファイルのファイルサイズは、第１スライス画像ファイルのファイルサイズよりも小さい。
以上のように、本発明は、第１スライス画像ファイルを分析して、第１スライス画像ファイル内の有効領域を検出するとともに、有効領域に基づいて、第１スライス画像ファイルに対して画像ファイル変換操作を実行し、比較的小さいサイズを有する第２スライス画像ファイルを生成する。第２スライス画像ファイルも有効領域を含む。また、本発明は、さらに、画像ファイル変換操作に基づいて、第２スライス画像ファイルの索引を設定し、索引を３Ｄ印刷装置に使用して、第２スライス画像ファイルに対応する印刷開始点を設定する。したがって、本発明は、３Ｄ印刷装置によって実行された３Ｄ印刷操作に影響を与えずに、３Ｄ印刷に用いる画像ファイルの保存効率を向上させることができる。
本発明の上記および他の目的、特徴、および利点をより分かり易くするため、図面と併せた幾つかの実施形態を以下に説明する。
本発明の１つの実施形態に係る３Ｄ印刷システムを示す概略図である。 本発明の１つの実施形態に係る３Ｄ印刷システムを示す概略図である。 図３Ａ〜図３Ｃは、本発明の１つの実施形態に係る画像ファイル変換操作を示す概略図である。 図４Ａ〜図４Ｃは、本発明の別の実施形態に係る画像ファイル変換操作を示す概略図である。 図５Ａは、本発明の１つの実施形態に係る第１スライス画像ファイルに基づいて３Ｄ印刷操作を実行する時の概略図である。図５Ｂは、本発明の１つの実施形態に係る第２スライス画像ファイルに基づいて３Ｄ印刷操作を実行する時の概略図である。図５Ｃは、本発明の別の実施形態に係る第２スライス画像ファイルに基づいて３Ｄ印刷操作を実行する時の概略図である。 本発明の１つの実施形態に係る画像ファイル変換方法を示すフローチャートである。
図１および図２は、本発明の１つの実施形態に係る３Ｄ印刷システムを示す概略図である。図１および図２を参照すると、３Ｄ印刷システム１０は、画像ファイル変換装置１１と、３Ｄ印刷装置１２とを含む。画像ファイル変換装置１１は、３Ｄ印刷装置１２に結合される。画像ファイル変換装置１１は、例えば、スマートフォン、タブレットＰＣ、デスクトップコンピュータ、ノートパソコン、工業用コンピュータ等のデータ伝送、保存、処理機能を有する電子装置である。１つの実施形態において、画像ファイル変換装置１１は、３Ｄ印刷装置１２のホストであり、３Ｄ印刷装置１２は、画像ファイル変換装置１１によって制御され、３Ｄ印刷操作を実行する。１つの実施形態において、画像ファイル変換装置１１は、３Ｄ印刷装置１２のホストではない。例えば、１つの実施形態において、３Ｄ印刷装置１２は、画像ファイル変換装置１１から必要な画像ファイル情報を読み出すだけでよく、その後、対応する３Ｄ印刷操作を自動的に実行することができる。また、画像ファイル変換装置１１の数および３Ｄ印刷装置１２の数は、それぞれ１つ、またはそれ以上であってもよい。
画像ファイル変換装置１１は、保存装置１１１と、プロセッサ１１２とを含む。保存装置１１１は、データを保存するよう構成され、バッファメモリ、内部保存媒体、外付け保存媒体、他の種類の保存装置、またはこれらの装置の組み合わせであってもよい。例えば、バッファメモリは、ランダムアクセスメモリ、読み取り専用メモリ、または別の類似装置を含んでもよい。例えば、内部保存媒体は、ハードディスクドライブ（hard disk drive, HDD）、ソリッドステートディスク（solid state disk, SSD）、フラッシュ記憶装置、または別の類似装置を含んでもよい。例えば、外付け保存媒体は、外付けハードドライブ、ＵＳＢドライブ、クラウドドライブ、または別の類似装置を含んでもよい。
プロセッサ１１２は、保存装置１１１に結合され、保存装置１１１にアクセスするよう構成される。プロセッサ１１２は、画像ファイル変換装置１１内の構成要素の操作を制御する。プロセッサ１１２は、中央処理装置（central processing unit, CPU）またはプログラム可能な一般用途または特殊用途のマイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ（digital signal processor, DSP）、プログラマブルコントローラ、特定用途向け集積回路（application specific integrated circuit, ASIC）、プログラム可能論理デバイス（programmable logic device, PLD）、別の類似処理装置、またはこれらの装置の組み合わせである。１つの実施形態において、プロセッサ１１２は、特定の指令を送信して、３Ｄ印刷操作を実行するよう３Ｄ印刷装置１２（または、３Ｄ印刷システム１０全体）に指令する。
３Ｄ印刷装置１２は、プラットフォーム１２１と、印刷モジュール１２２と、コントローラ１２３とを含む。プラットフォーム１２１および印刷モジュール１２２は、いずれもコントローラ１２３に結合される。印刷モジュール１２２は、プリントヘッド１２２ａを含み、プラットフォーム１２１の上方に配置されて、３Ｄ印刷操作を実行する。言及すべきこととして、本分野の技術者であれば、印刷モジュール１２２がプリントヘッド１２２ａとともに動作して３Ｄ印刷操作を完了させる他の構成要素（例えば、供給パイプライン、プリントヘッドリンク機構等）をさらに含むことができることを理解できるであろう（ただし、ここでは詳しく説明しない）。具体的に説明すると、３Ｄ印刷操作を実行する時、プリントヘッド１２２ａは、３Ｄ物体２１の最底層から一層ずつ印刷を開始し、プラットフォーム１２１の軸受面に３Ｄ物体を徐々に形成する。また、３Ｄ印刷操作において、プリントヘッド１２２ａは、プラットフォーム１２１上方の変更可能な方向に移動し、溶融状態の成形材料を供給する。その後、成形材料をプラットフォーム１２１上で一層ずつ固化してから、３Ｄ物体２１を形成する。１つの実施形態において、プリントヘッド１２２ａは、顔料（またはインク）も供給する。
コントローラ１２３は、プリントヘッド１２２ａを移動するよう制御して、成形材料を供給するよう配置される。例えば、コントローラ１２３は、ＣＰＵまたはプログラム可能な一般用途または特定用途のマイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ、プログラマブルコントローラ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、プログラム可能論理デバイス（ＰＬＤ）、別の類似処理装置、またはこれらの装置の組み合わせである。
本実施形態において、保存装置１１１は、複数の画像ファイル（スライス画像ファイルとも称す）を保存する。複数の画像ファイルは、３Ｄ物体２１の３Ｄモデルに対してスライス操作を実行することによって得られる。コントローラ１２３は、保存装置１１１に保存された画像ファイルに基づいて、３Ｄモデルに対応する３Ｄ印刷操作を実行する。本実施形態において、画像ファイルは、ＣＭＹＫ色モデルと一致する。例えば、保存装置１１１に保存された１つの画像ファイルは、シアン（Ｃ）画像ファイル、マジェンタ（Ｍ）画像ファイル、イエロー（Ｙ）画像ファイル、およびブラック（KeyまたはblacK; K）画像ファイルであってもよい。また、別の実施形態において、保存装置１１１に保存された画像ファイルは、ＲＧＢ色モデル等の他の色モデルと一致してもよい。３Ｄ物体２１の印刷層２０１および印刷層２０２を例に挙げて説明すると、コントローラ１２３は、保存装置１１１の印刷層２０１に対応する少なくとも１つの画像ファイルに基づいて、印刷層２０１に対応する３Ｄ印刷操作を実行するようプリントヘッド１２２ａを制御する。印刷層２０１に対応する３Ｄ印刷操作が完了した後、コントローラ１２３は、保存装置１１１の他の画像ファイルに基づいて、印刷層２０２および他の画像ファイルに対応する３Ｄ印刷操作を実行するようプリントヘッド１２２ａを制御する。また、別の実施形態において、画像ファイルは、他の３Ｄ印刷基準と一致するスライス画像ファイルであってもよい。
本実施形態において、プロセッサ１１２は、保存装置１１１から１つの画像ファイル（第１スライス画像ファイルとも称す）を選択し、第１スライス画像ファイルは、サイズ（第１サイズとも称す）を有する。プロセッサ１１２は、第１スライス画像ファイルを分析して、第１スライス画像ファイル内の有効領域を取得する。プロセッサ１１２は、有効領域に基づいて、第１スライス画像ファイルに対して画像ファイル変換操作を実行し、別のサイズ（第２サイズとも称す）を有する別の画像ファイル（第２スライス画像ファイルとも称す）を生成する。具体的に説明すると、第２スライス画像ファイルも有効領域を含み、第２サイズは、第１サイズよりも小さい。
言及すべきこととして、上述したサイズは、画像ファイル自体のサイズを指す。例えば、サイズは、画像ファイルの長さと幅を掛けることによって示される（例えば、１０２４×２０４８）。また、画像ファイルのサイズは、画像ファイルのファイルサイズおよび／または画像ファイルに含まれる画素数と正の相関関係を有する。つまり、１つの実施形態において、第２スライス画像ファイルのファイルサイズは、第１スライス画像ファイルのファイルサイズよりも小さく、および／または第２スライス画像ファイルに含まれる画素数は、第１スライス画像ファイルに含まれる画素数よりも小さい。１つの実施形態において、プロセッサ１１２は、第２スライス画像ファイルを再び保存装置１１１に保存して、保存装置１１１内の第１スライス画像ファイルと置き換える。つまり、第２スライス画像ファイルを生成した後、第１スライス画像ファイルを削除してもよい。また、１つの実施形態において、プロセッサ１１２は、第２スライス画像ファイルを保存装置１１１の別の保存位置に保存する。
図３Ａ〜図３Ｃは、本発明の１つの実施形態に係る画像ファイル変換操作を示す概略図である。図２および図３Ａを参照すると、画像ファイル３１は、印刷層２０１に対応する。例えば、画像ファイル３１は、ＣＭＹＫ色モデルの色に対応する画像ファイルであってもよい。１つの実施形態において、画像ファイル３１に対して画像ファイル変換操作を実行しない場合、コントローラ１２３は、画像ファイル３１に基づいてプリントヘッド１２２ａを制御し、印刷層２０１に対応する３Ｄ印刷操作を実行してもよい。
本実施形態において、画像ファイル３１は、有効領域３０１（斜線で標記）および無効領域３０２（点線で標記）を含む。有効領域３０１の輪郭は、印刷層２０１における３Ｄ物体２１の輪郭に対応する。さらに具体的に説明すると、有効領域３０１は、印刷層２０１に対応する３Ｄ印刷操作を実行した時に、プリントヘッド１２２ａが成形材料を供給する必要のある領域、および／または顔料を供給して成形材料を着色する必要がある領域を表示するために使用される。例えば、本実施形態において、有効領域３０１は、中空円の形状であり、これは、印刷層２０１に対応する３Ｄ印刷操作において、プリントヘッド１２２ａが成形材料および／または顔料を供給する領域も中空円の形状であることを意味する。
図３Ｂを参照すると、プロセッサ１１２は、画像ファイル３１内の有効領域３０１を検出する。例えば、プロセッサ１１２は、画像分析技術により画像ファイル３１内の有効領域３０１を識別することができる。次に、プロセッサ１１２は、検出した有効領域３０１に基づいて、画像ファイル３１に対して画像ファイル変換操作を実行して、画像ファイル３１のサイズを減らす。例えば、有効領域３０１を取得した後、プロセッサ１１２は、有効領域３０１の少なくとも１つの端点を検出し、検出した端点に基づいて、画像ファイル３１の少なくとも１つの切断境界を決定する。言及すべきこととして、切断境界は、画像ファイル３１の画像ファイル変換操作において、画像ファイル３１内の保留したいファイル内容および除去可能なファイル内容を決定するために使用される。また、切断境界は、画像ファイル３１の減少したサイズに対応する。
図３Ｂを例に挙げると、プロセッサ１１２は、有効領域３０１の端点３１１〜３１４を検出し、端点３１１〜３１４に基づいて、有効領域３０１の切断境界３２１〜３２４を決定する。具体的に説明すると、切断境界３２１は、端点３１１に基づいて決定され、切断境界３２２は、端点３１２に基づいて決定され、切断境界３２３は、端点３１３に基づいて決定され、切断境界３２４は、端点３１４に基づいて決定される。切断境界３２１〜３２４は、画像ファイル３１を保留領域３３１および切断領域３３２に分割する。例えば、保留領域３３１は、切断境界３２１〜３２４で囲まれた長方形領域であり、有効領域３０１は、保留領域３３１に設置される。さらに詳しく説明すると、保留領域３３１は、完全な有効領域３０１を含む。また、保留領域３３１は、図３Ｂに示すように、無効領域３０２も含むことができる。
言及すべきこととして、図３Ｂの実施形態において、切断境界３２１〜３２４は、それぞれ端点３１１〜３１４に設置される（つまり、切断境界３２１〜３２４は、それぞれ端点３１１〜３１４に接触する）。しかしながら、別の実施形態において、切断境界３２１〜３２４のうちの少なくとも１つは、所定の距離だけ外側に拡張してもよいため、切断境界３２１〜３２４の囲まれた領域は、依然として完全な有効領域３０１を含むが、拡張された切断境界は、対応する端点に接触しない。
図３Ｂおよび図３Ｃを参照すると、プロセッサ１１２は、切断境界３２１〜３２４に基づいて、画像ファイル３２を生成する。例えば、切断境界３２１〜３２４を決定した後、プロセッサ１１２は、画像ファイル３１の保留領域３３１に対応するファイル内容を保留して、画像ファイル３１から保留領域３３２に対応するファイル内容を除去することにより、画像ファイル３２を生成する。画像ファイル３１と比較すると、画像ファイル３２は、画像ファイル３１内に完全な有効領域３０１を含むが、画像ファイル３１内に無効領域３０２の少なくとも一部の領域を含まない。つまり、画像ファイル３１からファイル内容の一部を除去した後、画像ファイル３２のサイズは、画像ファイル３１のサイズよりも小さくなり、画像ファイル３２のファイルサイズも、画像ファイル３１のファイルサイズよりも小さくなる。画像ファイル３２を再び保存装置１１１に保存した後、コントローラ１２３は、画像ファイル３２に基づいてプリントヘッド１２２ａを制御し、印刷層２０１に対応する３Ｄ印刷操作を実行することができる。
言及すべきこととして、図３Ａ〜図３Ｃの実施形態において、画像ファイル３１および画像ファイル３２は、いずれも長方形の画像ファイルである。そのため、画像ファイル３２のサイズが画像ファイル３１のサイズよりも小さいとは、画像ファイル３２の長辺の長さＨ２が画像ファイル３１の長辺の長さＨ１よりも短く、画像ファイル３２の短辺の長さＷ２が画像ファイル３１の短辺の長さＷ１よりも短く、および／または画像ファイル３２の対角線の長さが画像ファイル３１の対角線の長さよりも短いことを指す。また、画像ファイル３２に含まれる画素数は、画像ファイル３１に含まれる画素数よりも少ない。言及すべきこととして、図３Ａ〜図３Ｃの実施形態において、実行した画像ファイル変換操作は、ファイルフォーマットの変換を含まない。そのため、画像ファイル３１および画像ファイル３２のファイルフォーマットは同じであり、画像ファイル３１および画像ファイル３２は、いずれも３Ｄ印刷装置１２に適用され、印刷層２０１に対応する３Ｄ印刷操作を実行する。
図４Ａ〜図４Ｃは、本発明の別の実施形態に係る画像ファイル変換操作を示す概略図である。図２および図４Ａを参照すると、画像ファイル４１は、印刷層２０２に対応する。画像ファイル４１のサイズは、図３Ａの画像ファイル３１のサイズと同じである。例えば、画像ファイル３１および４１のサイズは、いずれも同じ所定のサイズである。１つの実施形態において、画像ファイル４１に対して画像ファイル変換操作を行わない場合、コントローラ１２３は、画像ファイル４１に基づいてプリントヘッド１２２ａを制御し、印刷層２０２に対応する３Ｄ印刷操作を実行してもよい。本実施形態において、画像ファイル４１は、有効領域４０１（斜線で標記）および無効領域４０２（点で標記）を含む。有効領域４０１の輪郭は、印刷層２０２における３Ｄ物体２１の輪郭に対応する。
図４Ｂを参照すると、プロセッサ１１２は、画像ファイル４１内の有効領域４０１を検出する。次に、プロセッサ１１２は、検出した有効領域４０１に基づいて、画像ファイル４１に対して画像ファイル変換操作を実行し、画像ファイル４１のサイズを減らす。例えば、プロセッサ１１２は、有効領域４０１の端点４１１〜４１４を検出し、端点４１１〜４１４に基づいて、画像ファイル４１の切断境界４２１〜４２４を決定することができる。切断境界４２１〜４２４は、画像ファイル４１を保留領域４３１および切断領域４３２に分割する。具体的に説明すると、保留領域４３１は、切断境界４２１〜４２４で囲まれた長方形領域であり、保留領域４３１は、完全な（または全体の）有効領域４０１を含む。言及すべきこととして、別の実施形態において、切断境界４２１〜４２４のうちの少なくとも１つは、端点４１１〜４１４の中の対応する端点と接触しなくてもよい。
図４Ｂおよび図４Ｃを参照すると、プロセッサ１１２は、画像ファイル４１内の保留領域４３１に保留して、画像ファイル４１から保留領域４３２に対応するファイル内容を除去することにより、画像ファイル４２を生成する。画像ファイル４２は、画像ファイル４１内に完全な有効領域４０１を含むが、画像ファイル４１内に無効領域４０２の少なくとも一部の領域を含まない。つまり、画像ファイル４１からファイル内容の一部を除去した後、画像ファイル４２のサイズは、画像ファイル４１のサイズよりも小さくなり、画像ファイル４２のファイルサイズも、画像ファイル４１のファイルサイズよりも小さくなる。また、画像ファイル４２に含まれる画素数は、画像ファイル４１に含まれる画素数よりも少ない。画像ファイル４２を再び保存装置１１１に保存した後、コントローラ１２３は、画像ファイル４２に基づいてプリントヘッド１２２ａを制御し、印刷層２０２に対応する３Ｄ印刷操作を実行することができる。言及すべきこととして、図４Ａ〜図４Ｃの実施形態において、実行した画像ファイル変換操作は、ファイルフォーマットの変換を含まない。そのため、画像ファイル４１および画像ファイル４２のファイルフォーマットは同じであり、画像ファイル４１および画像ファイル４２は、いずれも３Ｄ印刷装置１２に適用され、印刷層２０２に対応する３Ｄ印刷操作を実行する。
１つの実施形態において、第２スライス画像ファイルのサイズ（すなわち、第２サイズ）は、第１スライス画像ファイルにおいて占有される第１スライス画像ファイルの有効領域の面積の比率と正の相関関係を有する。第１スライス画像ファイルにおいて占有される第１スライス画像ファイルの有効領域の面積の比率が高ければ高いほど、生成される第２スライス画像ファイルのサイズが大きくなる。例えば、上述した実施形態において、画像ファイル３１において占有される有効領域３０１の面積の比率は、画像ファイル４１において占有される有効領域４０１の面積の比率よりも高いため、画像ファイル３２のサイズは、画像ファイル４２のサイズよりも大きい。別の観点から見ると、第２スライス画像ファイルのサイズも第１スライス画像ファイルの保留領域の面積と正の相関関係を有する。例えば、上述した実施形態において、保留領域３３１の面積は、保留領域４３１の面積よりも大きいため、画像ファイル３２のサイズは、画像ファイル４２のサイズよりも大きい。言及すべきこととして、画像ファイル３２のサイズが画像ファイル４２のサイズよりも大きいとは、画像ファイル３２の長辺の長さＨ２が画像ファイル３１の長辺の長さＨ３よりも長く、画像ファイル３２の短辺の長さＷ２が画像ファイル３１の短辺の長さＷ３よりも長く、および／または画像ファイル３２の対角線の長さが画像ファイル４２の対角線の長さよりも長いことを指す。
本実施形態において、プロセッサ１１２は、さらに、実行した画像ファイル変換操作に基づいて、第２スライス画像ファイルの索引を設定し、索引を３Ｄ印刷装置１２に使用して、第２スライス画像ファイルに対応する印刷開始点を設定する。例えば、索引は、保存装置１１１の索引表に記録される。３Ｄ印刷装置１２が第２スライス画像ファイルに基づいて印刷層（第１印刷層とも称す）に対応する３Ｄ印刷操作を実行した時、コントローラ１２３は、索引表から第２スライス画像ファイルに対応する索引を読み出し、索引に基づいて、プリントヘッド１２２ａを対応する印刷開始点に移動させる。次に、３Ｄ印刷装置１２は、第２スライス画像ファイルに基づいて、印刷開始点から第１印刷層に対応する３Ｄ印刷操作を実行する。したがって、画像ファイルのサイズが所定のサイズと異なる時でも、３Ｄ印刷装置１２は、依然として対応する３Ｄ印刷操作を上手く実行することができる。
図５Ａは、本発明の１つの実施形態に係る第１スライス画像ファイルに基づいて３Ｄ印刷操作を実行する時の概略図である。言及すべきこととして、添付した図５Ａ〜図５Ｃは、プラットフォーム１５１の上面図であり、プラットフォーム１５１は、図２のプラットフォーム１２１と同じであるか、または類似する。図２、図３Ａ、および図５Ａを参照すると、コントローラ１２３が画像ファイル３１（すなわち、第１スライス画像ファイル）に基づいて、印刷層２０１に対応する３印刷操作を実行した場合、コントローラ１２３は、画像ファイル３１および３Ｄ印刷装置１２の所定の参考点Ａに基づいて移動経路を計算し、移動経路に基づいて、プリントヘッド１２２ａを印刷層２０１に対応する印刷開始点Ａ’に移動させることができる。例えば、プリントヘッド１２２ａが現時点で所定の参考点Ａにある場合、移動経路は、所定の参考点Ａから印刷開始点Ａ’への移動経路を指す。代わりに、プリントヘッド１２２ａが現在所定の参考点Ａにない場合、移動経路は、プリントヘッド１２２ａの現在位置から印刷開始点Ａ’への移動経路を指す。プリントヘッド１２２ａが印刷開始点Ａ’に移動した後、コントローラ１２３は、画像ファイル３１の有効領域３０１に基づいて、印刷領域５０１（斜線で標記）に移動するようプリントヘッド１２２ａを制御し、成形材料および／または顔料を供給する等の対応する３Ｄ印刷操作を実行する。
図５Ｂは、本発明の１つの実施形態に係る第２スライス画像ファイルに基づいて３Ｄ印刷操作を実行する時の概略図である。図２、図３Ｃ、および図５Ｂを参照すると、コントローラ１２３が画像ファイル３２（すなわち、第２スライス画像ファイル）に基づいて、印刷層２０１に対応する３印刷操作を実行した場合、画像ファイル３２を読み出す時、コントローラ１２３は、画像ファイル３２に対応する索引も読み出す。画像ファイル３２に対応する索引に基づいて、コントローラ１２３は、画像ファイル３２に対応する代替参考点Ｂを決定する。例えば、画像ファイル３２に対応する索引は、代替参考点Ｂの位置座標を示してもよく、あるいは代替参考点Ｂと所定の参考点Ａの間の距離および相対方向を示してもよい。次に、コントローラ１２３は、画像ファイル３２に基づいて、移動経路を計算し、移動経路に基づいて、プリントヘッド１２２ａを印刷層２０１に対応する印刷開始点Ｂ’に移動させる。言及すべきこととして、印刷開始点Ｂ’の位置は、図５Ａの印刷開始点Ａ’の位置と同じであっても、異なっていてもよい。プリントヘッド１２２ａが印刷開始点Ｂ’に移動した後、コントローラ１２３は、画像ファイル３２の有効領域３０１に基づいて、印刷領域５０１（斜線で標記）に移動するようプリントヘッド１２２ａを制御し、成形材料および／または顔料を供給する等の対応する３Ｄ印刷操作を実行する。
図５Ｃは、本発明の別の実施形態に係る第２スライス画像ファイルに基づいて３Ｄ印刷操作を実行する時の概略図である。図２、図４Ｃ、および図５Ｃを参照すると、コントローラ１２３が画像ファイル４２（すなわち、第２スライス画像ファイル）に基づいて、印刷層２０２に対応する３印刷操作を実行した場合、画像ファイル４２を読み出す時、コントローラ１２３は、画像ファイル４２に対応する索引も読み出す。画像ファイル４２に対応する索引に基づいて、コントローラ１２３は、画像ファイル４２に対応する代替参考点Ｃを決定する。例えば、画像ファイル４２に対応する索引は、代替参考点Ｃの位置座標を示してもよく、あるいは代替参考点Ｃと所定の参考点Ａの間の距離および相対方向を示してもよい。次に、コントローラ１２３は、画像ファイル４２に基づいて、移動経路を計算し、移動経路に基づいて、プリントヘッド１２２ａを印刷開始点Ｃ’に移動させる。言及すべきこととして、代替参考点Ｃの位置は、図５Ｂの代替参考点Ｂの位置と異なり、印刷開始点Ｃ’の位置は、図５Ｂの印刷開始点Ｂ’の位置と異なる。プリントヘッド１２２ａが印刷開始点Ｃ’に移動した後、コントローラ１２３は、画像ファイル４２の有効領域４０１に基づいて、印刷領域５０２（斜線で標記）に移動するようプリントヘッド１２２ａを制御し、成形材料および／または顔料を供給する等の対応する３Ｄ印刷操作を実行する。
言及すべきこととして、図５Ａ、図５Ｂ、および／または図５Ｃの別の実施形態において、３Ｄ印刷装置１２の所定の参考点Ａ、および印刷開始点Ａ’、Ｂ’、およびＣ’は、３Ｄ印刷操作を実行するための３Ｄ印刷装置１２の基準として使用できさえすれば、いずれもプラットフォーム１５１の上方の他の位置に設定されてもよい。
図６は、本発明の１つの実施形態に係る画像ファイル変換方法を示すフローチャートである。図６を参照すると、ステップＳ６０１において、第１サイズを有する第１スライス画像ファイルを分析して、第１スライス画像ファイルの有効領域を取得する。ステップＳ６０２において、有効領域に基づいて、第１スライス画像ファイルに対して画像ファイル変換操作を実行し、第２サイズを有する第２スライス画像ファイルを生成する。第２スライス画像ファイルは、有効領域を含み、第２サイズは、第１サイズよりも小さい。また、第２スライス画像ファイルを３Ｄ印刷装置に使用して、３Ｄ物体の第１印刷層に対応する３Ｄ印刷操作を実行する。ステップＳ６０３において、画像ファイル変換操作に基づいて、第２スライス画像ファイルの索引を設定する。索引を３Ｄ印刷装置に使用して、第２スライス画像ファイルに対応する印刷開始点を設定する。
しかしながら、図６のステップは、上記で既に詳しく説明してあるため、ここでは繰り返し説明しない。言及すべきこととして、図６のステップは、複数のプログラムコードまたは回路として実施されてもよく、本発明に限定されない。例えば、１つの実施形態において、画像ファイル変換装置１１の保存装置１１１は、複数のモジュールを保存し、画像ファイル変換装置１１のプロセッサ１１２は、モジュールを実行して、画像ファイル変換方法のステップを実行する。あるいは、１つの実施形態において、画像ファイル変換装置１１のプロセッサ１１２は、複数の回路を含み、回路は、画像ファイル変換方法のステップを実行するよう構成される。また、図６の方法は、上述した実施形態と一緒に使用しても、あるいは独立して使用してもよく、本発明に限定されない。
以上のように、画像ファイルを選択した後、本発明の画像ファイル変換装置は、画像ファイルの有効領域を検出するとともに、有効領域に基づいて、第１スライス画像ファイルに対して画像ファイル変換操作を実行し、比較的小さいサイズを有する新しい画像ファイルを生成することにより、画像ファイルのファイルサイズを減らす。また、画像ファイル変換装置は、さらに、画像ファイル変換操作に基づいて、新しい画像ファイルの索引を設定し、索引を３Ｄ印刷装置に使用して、新しい画像ファイルに対応する印刷開始点を設定する。したがって、本発明は、３Ｄ印刷装置によって実行された３Ｄ印刷操作に影響を与えずに、画像ファイルの少なくとも一部のサイズを減らすことにより、３Ｄ印刷に用いる画像ファイルの保存効率を向上させることができる。例えば、画像ファイルの少なくとも一部のサイズを減らした後、本発明の制限された保存容量により多くの画像ファイルを保存することができる。また、画像ファイルの少なくとも一部のサイズを減らすため、３Ｃ印刷装置が３Ｄ印刷操作を実行する時には、画像ファイルの読み出しおよび送信がさらに速くなる。
以上のごとく、この発明を実施形態により開示したが、もとより、この発明を限定するためのものではなく、当業者であれば容易に理解できるように、この発明の技術思想の範囲内において、適当な変更ならびに修正が当然なされうるものであるから、その特許権保護の範囲は、特許請求の範囲および、それと均等な領域を基準として定めなければならない。
本発明は、３Ｄ印刷に用いる画像ファイルの保存効率を向上させることのできる画像ファイル変換方法および３Ｄ印刷システムを提供する。
１０ ３Ｄ印刷システム
１１ 画像ファイル変換装置
１１１ 保存装置
１１２ プロセッサ
１２ ３Ｄ印刷装置
１２１、１５１ プラットフォーム
１２２ 印刷モジュール
１２２ａ プリントヘッド
１２３ コントローラ
２１ ３Ｄ物体
２０１、２０２ 印刷層
３１、３２、４１、４２ 画像ファイル
３０１、４０１ 有効領域
３０２、４０２ 無効領域
３１１〜３１４、４１１〜４１４ 端点
３２１〜３２４、４２１〜４２４ 切断境界
３３１、４３１ 保留領域
３３２、４３２ 切断領域
５０１、５０２ 印刷領域
Ｓ６０１〜Ｓ６０３ ステップ

Claims (12)

  1. ３Ｄ印刷装置および保存装置を含む３Ｄ印刷システムに適用される画像ファイル変換方法であって、
    前記保存装置が、３Ｄ物体の３Ｄモデルに対してスライス操作を実行することによって得られた複数のスライス画像ファイルを保存し、
    前記画像ファイル変換方法が、
    前記複数のスライス画像ファイル内の第１スライス画像ファイルを分析して、前記第１スライス画像ファイル内の有効領域を取得し、前記第１スライス画像ファイルが第１サイズを有することと、
    前記有効領域に基づいて、前記第１スライス画像ファイルに対して画像ファイル変換操作を実行し、第２サイズを有する第２スライス画像ファイルを生成し、前記第２スライス画像ファイルが有効領域を含み、前記第２サイズが第１サイズよりも小さいことと、
    前記第２スライス画像ファイルに対応する索引を設定することと、
    前記索引に基づいて、前記第２スライス画像ファイルに対応する代替参考点を決定し、前記索引は、前記代替参考点の位置座標を示し、または、前記代替参考点と前記第１スライス画像に対応する所定の参考点の間の距離および相対方向を示すことと、
    を含み、前記第２スライス画像ファイルを前記３Ｄ印刷装置に使用して、前記３Ｄ物体の第１印刷層に対応する３Ｄ印刷操作を実行し、前記索引を前記３Ｄ印刷装置に使用して、前記第２スライス画像ファイルに対応する印刷開始点を設定し、
    前記プリントヘッドを、前記代替参考点から前記印刷開始点に移動させる移動経路を計算し、
    前記移動経路に基づいて、前記３Ｄ印刷装置によりプリントヘッドを前記印刷開始点に移動させ、
    前記第２スライス画像ファイルに基づいて、前記印刷開始点から前記３Ｄ印刷装置により前記第１印刷層に対応する前記３Ｄ印刷操作を実行し、
    前記第１スライス画像ファイルおよび前記第２スライス画像ファイルが、いずれも前記３Ｄ物体の前記第１印刷層に対応し、前記有効領域の輪郭が、前記第１印刷層において前記３Ｄ物体の輪郭に対応し、
    前記画像ファイル変換操作が、
    前記有効領域の少なくとも１つの端点に基づいて、前記第１スライス画像ファイルの切断境界を決定することと、
    前記切断境界に基づいて、前記第２スライス画像ファイルを生成し、前記第２スライス画像ファイルが、前記第１スライス画像ファイル内の無効領域の少なくとも一部の領域を含まないこと、を含む、画像ファイル変換方法。
  2. 前記切断境界が、前記第１スライス画像ファイルを保留領域と切断領域に分割し、前記有効領域が前記保留領域に設置され、前記切断境界に基づいて前記第２スライス画像ファイルを生成する前記ステップが、
    前記第１スライス画像ファイル内の前記保留領域に対応するファイル内容を保留することと、
    前記第１スライス画像ファイルから前記切断領域に対応するファイル内容を取り除くこと、
    を含む請求項１に記載の画像ファイル変換方法。
  3. 前記保留領域が、前記第２サイズを有する長方形領域である請求項２に記載の画像ファイル変換方法。
  4. 前記第２サイズが、前記第１スライス画像ファイルにおいて占有される前記有効領域の面積の比率と正の相関関係を有する請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像ファイル変換方法。
  5. 前記第１印刷層に対応する前記３Ｄ印刷操作が、前記有効領域に基づいて移動するよう前記プリントヘッドを制御することを含む請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像ファイル変換方法。
  6. 前記第２スライス画像ファイルのファイルサイズが、前記第１スライス画像ファイルのファイルサイズよりも小さい請求項１〜５のいずれか１項に記載の画像ファイル変換方法。
  7. 複数のスライス画像ファイルおよび複数のモジュールを保存するよう構成され、前記複数のスライス画像ファイルが、３Ｄ物体の３Ｄモデルに対してスライス操作を実行することによって得られる保存装置と、
    前記保存装置に結合された３Ｄ印刷装置と、
    前記保存装置に結合されるとともに、複数のモジュールを実行して、
    前記複数のスライス画像ファイル内の第１スライス画像ファイルを分析して、前記第１スライス画像ファイル内の有効領域を取得し、前記第１スライス画像ファイルが第１サイズを有することと、
    前記有効領域に基づいて、前記第１スライス画像ファイルに対して画像ファイル変換操作を実行し、第２サイズを有する第２スライス画像ファイルを生成し、前記第２スライス画像ファイルが有効領域を含み、前記第２サイズが第１サイズよりも小さいことと、
    前記第２スライス画像ファイルに対応する索引を設定することと、
    前記索引に基づいて、前記第２スライス画像ファイルに対応する代替参考点を決定し、前記索引は、前記代替参考点の位置座標を示し、または、前記代替参考点と前記第１スライス画像に対応する所定の参考点の間の距離および相対方向を示すことと、
    を行うよう構成されたプロセッサと、
    を含み、前記第２スライス画像ファイルを前記３Ｄ印刷装置に使用して、前記３Ｄ物体の第１印刷層に対応する３Ｄ印刷操作を実行し、前記索引を前記３Ｄ印刷装置に使用して、前記第２スライス画像ファイルに対応する印刷開始点を設定し、
    前記プリントヘッドを、前記代替参考点から前記印刷開始点に移動させる移動経路を計算し、
    前記３Ｄ印刷装置が、コントローラおよびプリントヘッドを含み、前記コントローラが、前記プリントヘッドに結合され、
    前記コントローラが、前記移動経路に基づいて、前記印刷開始点に移動するよう前記プリントヘッドを制御するとともに、前記第２スライス画像ファイルに基づいて、前記印刷開始点から前記第１印刷層に対応する前記３Ｄ印刷操作を実行するよう構成され、
    前記第１スライス画像ファイルおよび前記第２スライス画像ファイルが、いずれも前記３Ｄ物体の前記第１印刷層に対応し、前記有効領域の輪郭が、前記第１印刷層において前記３Ｄ物体の輪郭に対応し、
    前記画像ファイル変換操作が、
    前記有効領域の少なくとも１つの端点に基づいて、前記第１スライス画像ファイルの切断境界を決定することと、
    前記切断境界に基づいて、前記第２スライス画像ファイルを生成し、前記第２スライス画像ファイルが、前記第１スライス画像ファイル内の無効領域の少なくとも一部の領域を含まないこと、を含む、３Ｄ印刷システム。
  8. 前記切断境界が、前記第１スライス画像ファイルを保留領域と切断領域に分割し、前記有効領域が前記保留領域に設置され、前記切断境界に基づいて前記第２スライス画像ファイルを生成する前記ステップが、
    前記第１スライス画像ファイル内の前記保留領域に対応するファイル内容を保留することと、
    前記第１スライス画像ファイルから前記切断領域に対応するファイル内容を取り除くこと、
    を含む請求項７に記載の３Ｄ印刷システム。
  9. 前記保留領域が、前記第２サイズを有する長方形領域である請求項８に記載の３Ｄ印刷システム。
  10. 前記第２サイズが、前記第１スライス画像ファイルにおいて占有される前記有効領域の面積の比率と正の相関関係を有する請求項７〜９のいずれか１項に記載の３Ｄ印刷システム。
  11. 前記第１印刷層に対応する前記３Ｄ印刷操作が、前記有効領域に基づいて移動するよう前記プリントヘッドを制御することを含む請求項７〜１０のいずれか１項に記載の３Ｄ印刷システム。
  12. 前記第２スライス画像ファイルのファイルサイズが、前記第１スライス画像ファイルのファイルサイズよりも小さい請求項７〜１１のいずれか１項に記載の３Ｄ印刷システム。
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