KR102160984B1 - 컬러 3d 오브젝트의 색상 보상 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 컬러 3D 오브젝트의 색상 보상 방법에 관한 것으로서, 3D 오브젝트(4)를 로딩하는 단계; 3D 오브젝트(4)에 대하여 오브젝트 슬라이싱 처리를 실행하여 복수개 인쇄 레이어의 오브젝트 인쇄 경로 정보를 생성하는 단계; 3D 오브젝트(4)에 대하여 영상 슬라이싱 처리를 실행하여 복수개 인쇄 레이어의 색상 인쇄 정보를 생성하는 단계; 색상 인쇄 정보에 대하여 보상 처리를 실행하여 업데이트된 색상 인쇄 정보를 취득하되, 그중 업데이트된 색상 인쇄 정보에는 3D 오브젝트(4) 중 경가 각도(t)가 특정 범위 내에 있는 경사면(5)의 색상을 보상하도록 하는 단계; 를 포함하여 구성된다. 3D 프린터(1)는 실체 3D 모형을 인쇄할 때, 3D 노즐(12)을 제어하여 복수개 인쇄 경로 정보에 의하여 복수개 인쇄 레이어의 슬라이싱 오브젝트를 순차적으로 인쇄하고, 2D 노즐(13)을 제어하여 복수개 업데이트된 색상 인쇄 정보에 의하여 각 인쇄 레이어의 슬라이싱 오브젝트에 대하여 착색을 실행한다.

Description

컬러 3D 오브젝트의 색상 보상 방법{Method for compensating color of colored 3D object}
본 발명은 컬러 3D 오브젝트에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 컬러 3D 오브젝트의 색상 보상 방법에 관한 것이다.
3D 인쇄 기술의 발전 및 3D 프린터 체적의 축소 및 가격 인하에 따라서, 최근에 3D 프린터는 매우 빠른 속도로 보급화되고 있다. 또한, 인쇄가 완성된 3D 모형의 사용자 선호도를 향상시키기 위하여, 일부 제조 업체는 풀 컬러 3D 모형을 인쇄할 수 있는 3D 프린터를 출시하였다.
상기 3D 프린터는 인쇄 작업을 실행할 때, 우선 성형 재료를 분사하여 오브젝트 블록을 형성한 다음 이어서 상기 오브젝트 블록에 채색 잉크를 분사하여 상기 오브젝트 블록에 대하여 착색을 실행한다. 이에 따라, 복수개의 착색된 오브젝트 블록을 통하여 풀 컬러 3D 모형을 적층 형성하게 된다.
비록 상기 3D 프린터는 다양한 형상의 3D 모형을 인쇄할 수 있지만, 상기 3D 프린터가 채색 잉크를 분사할 때 주로 위로부터 아래로 수직되게 분사하기 때문에, 3D 모형에 아래측 방향으로 경사진 면이 포함되는 경우, 상기 3D 프린터가 상기 면에 대한 착색 작업이 어렵게 된다.
상기와 같이, 어느 면이 아래측 방향으로 경사지게 형성되면 상기 면에 대응되는 상기 오브젝트 블록도 일정한 경사도를 가지게 되어 상기 3D 프린터가 상기 오브젝트 블록에 대하여 착색을 실행할 때 상기 오브젝트 블록 중 상반부분만 상기 3D 프린터의 잉크가 분사되어 착색되는 현상이 일어나게 된다. 이에 따라, 착색 후의 상기 오브젝트 블록의 색상은 상기 3D 모형의 실제적인 색상보다 옅게 된다.
또한, 상기 경사도의 존재로 인하여, 상기 3D 프린터가 상기 오브젝트 블록에 대하여 착색을 실행할 때, 착색이 불균일한 문제가 쉽게 발생하여 인쇄가 완성된 상이 풀 컬러 3D 모형의 외관에 심각한 영향을 주게 된다.
본 발명은 컬러 3D 오브젝트의 색상 보상 방법에 관한 것으로서, 3D 오브젝트 중 특정 경사 각도를 가지는 면의 색상을 보상할 수 있다.
본 발명에 따른 일 실시예에 있어서, 상기 방법은 3D 오브젝트를 로딩하는 단계; 상기 3D 오브젝트에 대하여 오브젝트 슬라이싱 처리를 실행하여 복수개 인쇄 레이어의 오브젝트 인쇄 경로 정보를 생성하는 단계; 상기 3D 오브젝트에 대하여 영상 슬라이싱 처리를 실행하여 복수개 인쇄 레이어의 색상 인쇄 정보를 생성하는 단계; 상기 복수개 색상 인쇄 정보에 대하여 보상 처리를 실행하여 업데이트된 색상 인쇄 정보를 취득하는 단계를 포함하여 구성된다. 그중 상기 복수개 업데이트된 색상 인쇄 정보에는 상기 3D 오브젝트 중 경사 각도가 특정 범위 내에 있는 경사면의 색상만을 보상하도록 한다. 여기서, 경사면의 경사 각도는 특정 범위 내에 포함된다. 프로세서는 3D 오브젝트 중 법선 벡터가 아래측 방향으로 향한 임의 면을 상기 경사면으로 하고, 경사 각도는 경사면과 3D 프린터의 X축 및 Y축으로 구성된 수평면 사이의 각도이고, 특정 범위는 3D 프린터의 X축 및 Y축으로 형성된 수평면과 Z축에 해당하는 수직면 사이의 각도보다 작다.
이에 따라, 3D 프린터는 실체 3D 모형을 인쇄할 때, 3D 노즐을 제어하여 상기 복수개 인쇄 경로 정보에 의하여 복수개 인쇄 레이어의 슬라이싱 오브젝트를 순차적으로 인쇄하고, 2D 노즐을 제어하여 상기 복수개 업데이트된 색상 인쇄 정보에 의하여 각 인쇄 레이어의 상기 슬라이싱 오브젝트에 대하여 착색을 실행한다.
종래 기술에서 사용하는 기술적 방안에 비하여, 본 발명에 따른 각 실시예는 3D 오브젝트 중의 하나 혹은 복수개 경사면의 색상을 보상함으로써, 3D 오브젝트 중의 임의 면이 아래측 방향으로 경사져 착색이 어려움으로 인하여 인쇄가 완성된 3D 모형의 색상이 너무 옅거나 혹은 착색이 불균일한 문제를 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 프린터의 예시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 슬라이싱 및 인쇄 흐름도이다.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 경사면의 예시도이다.
도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 경사면의 예시도이다.
도 4는 3D 오브젝트의 예시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 경사 각도의 예시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 색상 보상 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예 대하여 상세하게 설명하도록 한다.
본 발명은 컬러 3D 오브젝트의 색상 보상 방법(이하 상기 방법으로 약함)에 관한 것으로서, 상기 방법은 주로 성형 재료를 분사하는 노즐 및 채색 잉크를 분사하는 노즐이 동시에 구비되어 풀 컬러 3D 모형을 인쇄할 수 있는 3D 프린터에 적용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 프린터의 예시도이다. 도 1에 따른 실시예는 3D 컬러 프린터(이하 상기 프린터(1)로 약함)를 공개한 것으로서, 상기 프린터(1)에는 인쇄 플랫폼(11)이 구비되고, 상기 인쇄 플랫폼(11)의 상부에는 성형 재료를 분사하여 3D 오브젝트를 인쇄하는 3D 노즐(12) 및 다양한 색상의 잉크를 분사하여 3D 오브젝트에 대하여 착색을 실행하는 2D 노즐(13)이 구비되어 있다.
상기 2D 노즐(13)은 종래의 평면 프린터에서 사용하는 잉크 노즐일 수 있고, 상기 잉크 노즐의 후방에는 다양한 색상의 잉크가 저장되어 있는 복수개 잉크 카트리지가 연결된다. 일 실시예에 있어서, 상기 2D 노즐(13)에는 적어도 네개 잉크 카트리지가 연결될 수 있고, 상기 네개 잉크 카트리지에는 각각 파랑색(Cyan) 잉크, 자주색(Magenta) 잉크, 노랑색(Yellow) 잉크 및 검정색(Black) 잉크가 저장된다.
도 1에 따른 실시예에 있어서, 상기 프린터(1)는 열 용융 적층(Fused Deposition Modeling, FDM) 방식의 3D 프린터를 예로 든 것으로서, 상기 3D 노즐(12)이 사용하는 성형 재료는 열 가소성을 가지는 선형 재료이다.
도 1에 따른 실시예에 있어서, 상기 3D 노즐(12) 및 상기 2D 노즐(13)은 동일한 제어 레버(14)에 설치된다. 구체적으로 말하면, 상기 3D 노즐(12) 및 상기 2D 노즐(13)은 각각 상기 제어 레버(14) 일측 중 서로 마주보는 양면에 설치되고, 상기 프린터(1)는 상기 제어 레버(14)를 제어함으로써 상기 3D 노즐(12) 및 상기 2D 노즐(13)을 각각 이동시킨다. 기타 실시예에 있어서, 상기 프린터(1)에는 복수개 제어 레버가 설치되어 서로 다른 제어 레버를 통하여 상기 3D 노즐(12) 및 상기 2D 노즐(13)을 설치 및 제어할 수 있다.
상기 프린터(1)가 인쇄 작업을 실행할 때, 주로 상기 3D 노즐(12)을 제어하여 상기 인쇄 플랫폼(11)에 컬러 3D 오브젝트의 각 인쇄 레이어의 슬라이싱 레이어를 순차적으로 인쇄하고, 상기 2D 노즐(13)을 제어하여 인쇄가 완성된 각 슬라이싱 오브젝트에 대하여 착색을 실행한다. 특별히 설명하여야 할 것은, 상기 2D 노즐(13)은 주로 각 슬라이싱 오브젝트의 윤곽에 대하여 착색을 실행한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 슬라이싱 및 인쇄 흐름도이다. 구체적으로 말하면, 도 2는 상기 프린터(1) 혹은 상기 프린터(1)에 연결된 컴퓨팅 장치(미도시)의 프로세서를 통하여 색상 보상 처리를 진행하기 위하여 실행하는 복수개 보상 단계 및 상기 프린터(1)가 보상된 정보에 의하여 3D 오브젝트의 인쇄 및 착색을 실행하는 복수개 인쇄 단계를 공개하였다.
도 1에 도시된 바와 같이, 우선 상기 프린터(1) 혹은 컴퓨팅 장치의 상기 프로세서는 3D 오브젝트를 로딩한다(S10 단계). 상기 3D 오브젝트는 주로 편집이 완성된 3D 오브젝트로서 상기 프린터(1)가 상기 3D 오브젝트에 의하여 인쇄 작업을 실행함에 따라 실체의 풀 컬러 3D 모형을 인쇄해낼 수 있다.
상기 3D 오브젝트의 로딩을 완성한 다음, 상기 프로세서는 이어서 상기 3D 오브젝트에 대하여 3D 오브젝트 처리 절차(S12 단계) 및 2D 영상 처리 절차(S14 단계)를 각각 실행한다. 일 실시예에 있어서, 상기 프로세서는 우선 상기 3D 오브젝트 처리 절차를 실행한 다음 이어서 상기 2D 영상 처리 절차를 실행할 수 있고, 이와 반대인 경우에도 마찬가지이다. 기타 실시예에 있어서, 상기 프로세서는 다중 작업 방식을 통하여 상기 3D 오브젝트 처리 절차 및 상기 2D 영상 처리 절차를 동시에 실행할 수 있고, 이에 대하여 한정하는 것은 아니다.
구체적으로 말하면, 상기 3D 오브젝트 처리 절차에 있어서, 상기 프로세서는 상기 3D 오브젝트에 대하여 오브젝트 슬라이싱 처리를 실행하여 복수개 인쇄 레이어의 오브젝트 인쇄 경로 정보를 생성한다(S120 단계). 상기 복수개 오브젝트 인쇄 경로 정보의 수량은 상기 복수개 인쇄 레이어의 수량과 동일한 바, 즉, 상기 3D 오브젝트의 각 인쇄 레이어는 모두 이에 대응하는 하나의 상기 오브젝트 인쇄 경로 정보를 가진다.
이어서, 상기 프로세서는 상기 복수개 오브젝트 인쇄 경로 정보를 상기 인쇄 레이어에 각각 대응되는 복수개 경로 자료로 저장한다(S122 단계). 구체적으로 말하면, 상기 프로세서는 상기 복수개 경로 자료를 상기 프린터(1) 혹은 상기 컴퓨팅 장치의 저장 유닛에 저장한다. 일 실시예에 있어서, 상기 프로세서는 포트를 통하여 상기 복수개 경로 자료를 휴대용 저장 장치에 저장할 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 상기 프로세서는 네트워크를 통하여 상기 복수개 경로 자료를 클라우드 서버의 데이터베이스에 저장할 수 있다.
상기 2D 영상 처리 절차에 있어서, 상기 프로세서는 상기 3D 오브젝트에 대하여 영상 슬라이싱 처리를 실행하여 복수개 인쇄 레이어의 색상 인쇄 정보를 생성한다(S120 단계). 상기 복수개 색상 인쇄 정보의 수량은 상기 복수개 인쇄 레이어의 수량과 동일한 바, 즉, 상기 3D 오브젝트의 각 인쇄 레이어는 모두 이에 대응하는 하나의 상기 색상 인쇄 정보를 가진다.
일 실시예에 있어서, 상기 복수개 색상 인쇄 정보의 수량은 상기 복수개 오브젝트 인쇄 경로 정보의 수량과도 동일한 바, 즉, 상기 3D 오브젝트의 각 인쇄 레이어는 모두 이에 대응하는 하나의 상기 오브젝트 인쇄 경로 정보 및 하나의 상기 색상 인쇄 정보를 가진다.
상기 S140 단계 이후, 상기 프로세서는 상기 복수개 색상 인쇄 정보에 대하여 각각 보상 처리를 실행하여 복수개 업데이트된 색상 인쇄 정보를 생성한다(S142 단계). 본 실시예에 있어서, 상기 업데이트된 색상 인쇄 정보 중에는 이미 상기 3D 오브젝트 중의 하나 혹은 복수개 경사면의 색상에 대하여 보상을 실행하였다. 구체적으로 말하면, 상기 업데이트된 색상 인쇄 정보 중에는 이미 상기 3D 오브젝트 중의 하나 혹은 복수개 아래측 방향으로 경사진 경사면의 색상에 대하여 보상을 실행하였다.
일 실시예에 있어서, 상기 경사면의 경사 각도는 특정 범위 내에 포함된다. 다시 말하면, 상기 3D 오브젝트는 복수개 경사면을 가질 수 있고, 그중 경사 각도가 상기 특정 범위 내에 포함되지 않는 하나 혹은 복수개 경사면(예를 들면 도 3a에 도시된 바와 같은 경사면(3))에 대응되는 상기 복수개 색상 인쇄 정보는 상기 프로세서에 의하여 보상되지 않고; 이와 반대로, 경사 각도가 상기 특정 범위 내에 포함되는 하나 혹은 복수개 경사면(예를 들면 도 3b에 도시된 바와 같은 경사면(5))에 대응되는 상기 복수개 색상 인쇄 정보는 상기 프로세서에 의하여 보상되게 된다.
상기 S142 단계 이후, 상기 프로세서는 상기 저장 유닛, 상기 휴대용 저장 장치 혹은 상기 데이터베이스를 통하여 상기 복수개 업데이트된 색상 인쇄 정보를 상기 인쇄 레이어에 각각 대응되는 복수개 영상 자료로 저장한다(S144 단계).
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 경사면의 예시도이다. 도 3a는 3D 오브젝트(2)를 공개한 것으로서, 상기 3D 오브젝트(2)는 아주 많은 면을 포함하여 구성되고, 아래에서는 상기 3D 오브젝트(2) 중의 제1 경사면(3)을 예로 들어 설명한다.
도 4는 3D 오브젝트의 예시도이다. 도 4에 따른 실시예는 3D 오브젝트(6)를 공개한 것으로서, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 프로세서에 있어서, 상기 3D 오브젝트(6)의 윤곽은 복수개 삼각면(61)으로 구성되는 바, 즉, 상기 3D 오브젝트(6)의 윤곽 및 색상은 모두 상기 복수개 삼각면(61)에 대한 설정에 의하여 확정될 수 있다. 상기 프로세서가 상기 3D 오브젝트(6)의 윤곽 및 색상을 수정하거나 보상하고자 할 때, 반드시 각 상기 삼각면(61)의 윤곽 및 색상을 수정하거나 보상하는 방법으로 실현하여야 한다. 상기 삼각면의 기술적 특징은 3D 제도 분야의 공지된 기술이기 때문에 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 3a에 도시된 실시예에 있어서, 상기 제1 경사면(3)은 제1 삼각면(31) 및 제2 삼각면(32)으로 구성되는 바, 다시 말하면 상기 제1 경사면(3)의 색상은 상기 제1 삼각면(31) 및 상기 제2 삼각면(32)에 의하여 확정된다. 또한, 도 3a에 도시된 바와 같이, 상기 제1 경사면(3)에 수직되는 법선 벡터는 n(nx, ny, nz)이고, 상기 제1 경사면(3)의 상기 법선 벡터는 위측 방향을 향한다(다시 말하면 상기 제1 경사면(3)은 위측 방향으로 경사진 면이다).
상기 제1 경사면(3)의 상기 법선 벡터가 위측 방향을 향하기 때문에, 상기 프린터(1)가 상기 제1 경사면(3)에 대하여 착색을 실행할 때, 착색 곤란으로 인한 색상이 너무 옅거나 착색이 불균일한 문제가 발생하지 않는다. 본 실시예에 있어서, 상기 제1 경사면(3)은 상기 3D 오브젝트(2) 중 조절이 불필요한 경사면에 속한다. 따라서, 상기 프로세서는 상기 S142 단계에서 상기 제1 경사면(3)과 관련된 상기 색상 인쇄 정보에 대한 보상을 실행하지 않는다.
도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 경사면의 예시도이다. 도 3b는 다른 3D 오브젝트(4)를 공개한 것으로서, 상기 3D 오브젝트(4)는 아주 많은 면을 포함하여 구성되고, 아래에서는 상기 3D 오브젝트(4) 중의 제2 경사면(5)을 예로 들어 설명한다.
도 3b에 도시된 실시예에 있어서, 상기 제2 경사면(5)은 제3 삼각면(51) 및 제4 삼각면(52)으로 구성되는 바, 다시 말하면 상기 제2 경사면(5)의 색상은 상기 제3 삼각면(51) 및 상기 제4 삼각면(52)에 의하여 확정된다. 또한, 도 3b에 도시된 바와 같이, 상기 제2 경사면(5)에 수직되는 법선 벡터는 n(nx, ny, nz)이고, 상기 제2 경사면(5)의 상기 법선 벡터는 아래측 방향을 향한다(다시 말하면 상기 제2 경사면(5)은 아래측 방향으로 경사진 면이다).
상기 제2 경사면(5)의 상기 법선 벡터가 아래측 방향을 향하기 때문에, 상기 프린터(1)가 상기 제2 경사면(5)에 대하여 착색을 실행할 때, 착색 곤란으로 인한 색상이 너무 옅거나 착색이 불균일한 문제가 발생하게 된다. 본 실시예에 있어서, 상기 제2 경사면(5)은 상기 3D 오브젝트(4) 중 조절이 필요한 경사면에 속한다. 따라서, 상기 프로세서는 상기 S142 단계에서 상기 제2 경사면(5)과 관련된 상기 색상 인쇄 정보에 대한 보상을 실행하게 된다.
구체적으로 말하면, 일 실시예에 있어서, 3D 오브젝트 중 법선 벡터가 아래 방향으로 향하는 임의 면은 모두 상기 프로세서에 의하여 조절이 필요한 경사면으로 인식되어, 상기 영상 슬라이싱 처리를 실행할 때 색상 보상을 실행하게 된다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 경사 각도의 예시도이다. 일 실시예에 있어서, 상기 프로세서는 임의 삼각면(61)의 경사 각도(t)를 판단할 때, 주로 상기 삼각면(61)을 X축 및 Y축으로 구성된 수평면과 비교하는 것으로서, 그중 상기 수평면의 각도는 0도이다.
더 나아가서, 도 5에 도시된 실시예에 있어서, Z축은 상기 X축 및 상기 Y축으로 구성된 상기 수평면과 수직 상태를 이루는 바 그 끼움각은 90도이다(즉,π/2). 본 실시예에 있어서, 상기 특정된 범위는 0도 이상 90도 이하일 수 있다.
다른 실시예에 있어서, 상기 프로세서는 실제적으로 인쇄 작업을 실행하는 상기 프린터(1)의 인쇄 정밀도에 의하여 허용치(예를 들면 3도, 5도 등)를 설정할 수 있다. 구체적으로 말하면, 상기 프린터(1)의 인쇄 정밀도가 비교적 높으면 3도, 5도의 범위 내에서 상기 프린터(1)는 착색 곤란의 문제가 발생하지 않게 된다. 본 실시예에 있어서, 상기 특정된 범위는 3도 이상 87도 이하거나 5도 이상 85도 이하일 수 있다. 단, 상기 내용은 구체적은 실시예일뿐, 이에 한정되는 것은 아니다.
이하 다시 도 3을 참조하여 설명하도록 한다. 상기 S12 단계 및 상기 S14 단계 이후, 상기 프로세서는 상기 3D 오브젝트의 슬라이싱 절차 및 색상 보상 절차를 완성한다.
상기 프린터(1)가 실제적인 인쇄 작업을 실행할 때, 상기 저장 유닛, 상기 휴대용 저장 장치 혹은 상기 데이터베이스로부터 상기 경로 자료를 판독하고, 상기 경로 자료에 의하여 상기 프린터(1)의 상기 3D 노즐(12)을 제어하여 인쇄 레이어(예를 들면 제1 레이어)의 상기 슬라이싱 오브젝트를 인쇄한다.
또한, 상기 프린터(1)는 상기 저장 유닛, 상기 휴대용 저장 장치 혹은 상기 데이터베이스로부터 상기 영상 자료를 판독하고, 상기 슬라이싱 오브젝트를 인쇄하는 동시에, 상기 영상 자료에 의하여 상기 2D 노즐(13)을 제어하여 동일 레이어의 상기 슬라이싱 오브젝트에 대하여 착색을 실행한다(S18 단계). 구체적으로 말하면, 상기 프린터(1)가 착색을 실행할 때, 상기 영상 자료 중의 상기 색상 인쇄 정보 혹은 상기 업데이트된 색상 인쇄 정보에 의하여 상기 2D 노즐(13)의 잉크 분사량을 조절함으로써 상기 슬라이싱 오브젝트 중의 각 착색 포인트의 색상을 조절한다.
인쇄 레이어의 상기 슬라이싱 오브젝트 인쇄가 완성되고 또한 착색도 완성된 다음, 상기 프린터(1)는 상기 3D 오브젝트에 대응되는 풀 컬러 3D 모형의 인쇄 완성 여부를 판단한다(S20 단계). 즉, 상기 3D 오브젝트의 모든 인쇄 레이어의 인쇄 작업 및 착색 작업을 모두 완성하였는지 판단한다. 상기 풀 컬러 3D 모형의 인쇄가 아직 완성되지 않았을 때(즉, 현재 인쇄한 것이 상기 3D 오브젝트의 마지막 인쇄 레이어가 아닌 경우), 상기 프린터(1)는 다름 인쇄 레이어의 상기 경로 자료 및 상기 영상 자료를 취득하고(S22 단계), 다시 상기 S16 및 상기 S18 단계를 실행하여 다음 인쇄 레이어의 인쇄 작업 및 착색 작업을 실행하며, 상기 풀 컬러 3D 모형의 인쇄가 완성될 때까지 상기 단계를 중복 실행한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 색상 보상 흐름도이다. 도 6은 도 2 중의 상기 S140 단계에서 보상 처리를 실행하는 방법에 대하여 더욱 상세하게 설명한 것이다.
우선, 상기 프로세서는 상기 복수개 색상 인쇄 정보를 취득한 다음 상기 복수개 색상 인쇄 정보에 의하여 상기 3D 오브젝트 중의 복수개 착색 포인트가 소속되는 삼각면을 취득하고(S30 단계), 상기 복수개 삼각면의 법선 벡터를 각각 취득한다(S32 단계). 아래의 설명에 있어서, 동일 경사면 중에 복수개 착색 포인트가 포함되고 상기 복수개 착색 포인트가 동일한 삼각면에 소속되는 경우를 예로 들어 설명한다.
상기 S32 단계 이후, 상기 프로세서는 상기 법선 벡터에 의하여 상기 삼각면이 상기 수평면에 대응되는 각도를 계산하고(S34 단계), 그중 상기 각도는 상기 경사면의 상기 경사 각도(즉 상기 경사 각도(t))와 동일하다.
구체적으로 말하면, 일 실시예에 있어서, 상기 삼각면의 상기 법선 벡터는 n(nx, ny, nz)이고, 상기 프로세서는 각도 계산 수학식에 의하여 상기 각도를 계산하는 바, 그중 상기 각도 계산 수학식은 다음과 같다.
Figure 112017037697206-pat00001
이어서, 상기 프로세서는 계산된 상기 각도가 미리 설정된 상기 특정 범위 내에 포함되는지 판단하는 바(S36 단계), 즉, 상기 경사면이 상기 수평면에 대응되어 위측 방향으로 경사되는지 아니면 아래측 방향으로 경사되는지 판단한다. 일 실시예에 있어서, 상기 각도가 0도 이상 90도 이하일 경우, 상기 프로세서는 상기 각도가 상기 특정된 범위 내에 포함되는 것으로 판단하고, 상기 경사면이 아래측 방향으로 경사지는 것으로 판단한다. 이와 반대로 상기 각도가 0도 이하 혹은 90도 이상일 경우, 상기 프로세서는 상기 각도가 상기 특정된 범위 내에 포함되지 않는 것으로 판단하고, 상기 경사면이 위측 방향으로 경사지는 것으로 판단한다.
상기 S36 단계에 이후, 상기 프로세서는 상기 각도가 상기 특정된 범위 내에 포함되는 것으로 판단하였을 경우, 상기 프로세서는 더 나아가서 상기 각도에 의하여 각 상기 착색 포인트의 색상에 대하여 상기 보상 처리를 실행한다(S38 단계). 구체적으로 말하면, 상기 프로세서는 상기 색상 인쇄 정보 중 각 상기 착색 포인트에 소속되는 색상 정보를 보상하는 바, 주로는 상기 복수개 색상 정보에 대하여 색상 강화 처리를 실행한다.
실험을 통하여 알 수 있는 바, 0도 내지 90도를 상기 특정 범위로 설정하였을 때, 상기 경사면의 경사 각도가 클 수록(90도에 가까울 수록) 상기 프린터(1)의 착색이 더욱 쉽기 때문에, 상기 프로세서가 각 상기 착색 포인트의 색상 정보에 대하여 실행하는 보상이 더욱 작다(즉 색상 강화 처리의 정도가 더욱 작다). 이와 반대로, 상기 경사면의 경사 각도가 작을 수록(0도에 가까울 수록) 상기 프린터(1)의 착색이 더욱 어렵기 때문에, 상기 프로세서가 각 상기 착색 포인트의 색상 정보에 대하여 실행하는 보상이 더욱 크다(즉 색상 강화 처리의 정도가 더욱 크다).
상기 복수개 색상 인쇄 정보에는 각 착색 포인트의 파랑색(Cyan) 정보, 자주색(Magenta) 정보, 노랑색(Yellow) 정보 및 검정색(Black) 정보가 각각 기록되어 있다. 일 실시예에 있어서, 상기 프로세서는 제1 수학식을 통하여 각 상기 착색 포인트의 상기 파랑색 정보에 대하여 상기 보상 처리를 실행하고, 제2 수학식을 통하여 각 상기 착색 포인트의 상기 자주색 정보에 대하여 상기 보상 처리를 실행하며, 제3 수학식을 통하여 각 상기 착색 포인트의 상기 노랑색 정보에 대하여 상기 보상 처리를 실행하고, 제4 수학식을 통하여 각 상기 착색 포인트의 상기 검정색 정보에 대하여 상기 보상 처리를 실행한다. 상기 제1 수학식, 상기 제2 수학식, 상기 제3 수학식 및 상기 제4 수학식은 각각 다음과 같다.
제1 수학식 : C' = a＊C＋b＊t＋c.
제2 수학식 : M' = a＊M＋b＊t＋c.
제3 수학식 : Y' = a＊Y＋b＊t＋c.
제4 수학식 : K' = a＊K＋b＊t＋c.
상기와 같이, 그중 a, b 및 c는 각각 보상 계수이고 t는 상기 경사 각도이며, C는 상기 파랑색 정보이고 C'는 보상을 거친 파랑색 정보이며, M는 상기 자주색 정보이고 M'는 보상을 거친 자주색 정보이며, Y는 상기 노랑색 정보이고 Y'는 보상을 거친 노랑색 정보이며, K는 상기 검정색 정보이고 K'는 보상을 거친 검정색 정보이다.
상기 복수개 보상 계수 a, b 및 c는 실제 인쇄에 사용되는 상기 프린터(1)의 인쇄 정밀도에 의하여 설정되고, 서로 다른 프린터는 서로 다른 보상 계수를 사용할 수 있다.
구체적으로 말하면, 상기 파랑색 정보, 상기 자주색 정보, 상기 노랑색 정보 및 상기 검정색 정보는 주로 0 내지 100의 수치를 기록한다. 상기 프린터(1)가 상기 복수개 슬라이싱 오브젝트에 대하여 착색을 실행할 때, 각각 상기 영상 자료 중의 상기 파랑색 정보, 상기 자주색 정보, 상기 노랑색 정보 및 상기 검정색 정보에 의하여 상기 2D 노즐(13)의 대응되는 파랑색 잉크, 자주색 잉크, 노랑색 잉크 및 검정색 잉크의 잉크 분사량을 제어한다. 일 실시예에 있어서, 수치 0은 잉크를 분사하지 않음을 의미하고, 수치 100은 최대 잉크 분사량을 의미한다.
상기 파랑색 정보, 상기 자주색 정보, 상기 노랑색 정보 및 상기 검정색 정보가 상기와 같이 0 내지 100의 수치를 기록하는 경우, 상기 복수개 수학식을 하기와 같이 표시할 수도 있다.
제1 수학식 : C' = min(a＊C＋b＊t＋c, 100).
제2 수학식 : M' = min(a＊M＋b＊t＋c, 100).
제3 수학식 : Y' = min(a＊Y＋b＊t＋c, 100).
제4 수학식 : K' = min(a＊K＋b＊t＋c, 100).
상기와 같이, 그중 min은 최소값을 의미하고, 100은 상기 프린터(1)의 상기 2D 노즐(13)이 각 색상의 잉크에 대응되는 최대 잉크 분사량을 의미한다. 다시 말하면, 상기 복수개 조절을 거친 색상 정보는 상기 프린터(1)의 상기 2D 노즐(13)의 최대 잉크 분사량을 초과하지 않는다.
본 발명에 따른 각 실시예에서 공개한 방법에 의하여, 3D 오브젝트 중 아래측 방향으로 경사진 면의 색상을 효과적으로 보상하여 인쇄가 완성된 풀 컬러 3D 모형의 색상이 더욱 균일하고 정확하도록 할 수 있다.
상기 내용은 본 발명에 따른 바람직한 구체적인 실시예일 뿐 본 발명의 특허청구범위에 대한 한정이 아니기 때문에, 본 발명의 내용을 이용한 동등 효과 변경은 모두 본 발명의 범위에 속하는 것으로 해석되어야 할 것이다.
1 : 3D 프린터
11 : 인쇄 플랫폼
12 : 3D 노즐
13 : 2D 노즐
14 : 제어 레버
2, 4, 6 : 3D 오브젝트
3 : 제1 경사면
31 : 제1 삼각면
32 : 제2 삼각면
5 : 제2 경사면
51 : 제3 삼각면
52 : 제4 삼각면
61 : 삼각면
t : 경사 각도
S10~S22, S120~S122, S140~S144 : 슬라이싱 및 인쇄 단계
S30~S38 : 보상 단계

Claims (10)

  1. a) 프로세서를 통하여 3D 오브젝트(4)을 로딩하는 단계;
    b) 상기 3D 오브젝트(4)에 대하여 오브젝트 슬라이싱 처리를 실행하여 복수개 인쇄 레이어의 오브젝트 인쇄 경로 정보를 생성하는 단계;
    c) 상기 3D 오브젝트(4)에 대하여 영상 슬라이싱 처리를 실행하여 복수개 인쇄 레이어의 색상 인쇄 정보를 생성하는 단계;
    d) 상기 복수개 색상 인쇄 정보에 대하여 보상 처리를 실행하여 복수개 업데이트된 색상 인쇄 정보를 생성하되, 상기 복수개 업데이트된 색상 인쇄 정보 중에는 상기 3D 오브젝트(4) 중의 경사면(5)의 색상만을 보상하고, 상기 경사면(5)의 경사 각도(t)는 특정 범위내에 포함되고, 상기 프로세서는 3D 오브젝트(4) 중 법선 벡터가 아래측 방향으로 향한 임의 면을 상기 경사면(5)으로 하고, 경사 각도(t)는 경사면(5)과 3D 프린터의 X축 및 Y축으로 구성된 수평면 사이의 각도이고, 상기 특정 범위는 3D 프린터의 X축 및 Y축으로 형성된 수평면과 Z축에 해당하는 수직면 사이의 각도보다 작은 단계; 및
    e) 저장 유닛을 통하여 상기 복수개 오브젝트 인쇄 경로 정보를 복수개 경로 자료로 저장하고 상기 복수개 업데이트된 색상 인쇄 정보를 복수개 영상 자료로 저장하는 단계; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 컬러 3D 오브젝트의 색상 보상 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 특정 범위는 0도 이상 90도 이하인 것을 특징으로 하는 컬러 3D 오브젝트의 색상 보상 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 d) 단계는,
    d1) 상기 경사면(5) 중의 각 착색 포인트가 소속된 삼각면(51, 52)를 취득하는 단계;
    d2) 상기 삼각면(51, 52)의 법선 벡터를 취득하는 단계;
    d3) 상기 법선 벡터에 의하여 상기 삼각면(51, 52)이 상기 수평면에 대응되는 각도를 계산하되, 상기 각도는 상기 경사면(5)의 상기 경사 각도(t)와 동일한 단계; 및
    d4) 상기 각도가 상기 특정된 범위 내에 포함되는 것으로 판단하였을 경우, 상기 각도에 의하여 각 상기 착색 포인트의 색상에 대하여 상기 보상 처리를 실행하는 단계; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 컬러 3D 오브젝트의 색상 보상 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 법선 벡터는 n(nx, ny, nz)이고, 상기 각도는
    Figure 112020063858073-pat00010
    인 것을 특징으로 하는 컬러 3D 오브젝트의 색상 보상 방법.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 복수개 색상 인쇄 정보에는 각 착색 포인트의 파랑색(Cyan) 정보, 자주색(Magenta) 정보, 노랑색(Yellow) 정보 및 검정색(Black) 정보가 각각 기록되어 있는 것을 특징으로 하는 컬러 3D 오브젝트의 색상 보상 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 d4) 단계는 각각 제1 수학식, 제2 수학식, 제3 수학식 및 제4 수학식에 의하여 각 상기 착색 포인트의 색상에 대하여 상기 보상 처리를 실행하되, 상기 제1 수학식은 C' = a＊C＋b＊t＋c이고 상기 제2 수학식은 M' = a＊M＋b＊t＋c이며, 상기 제3 수학식은 Y' = a＊Y＋b＊t＋c이고 상기 제4 수학식은 K' = a＊K＋b＊t＋c이며, a, b 및 c는 보상 계수이고 t는 상기 각도이며, C는 상기 파랑색 정보이고 C'는 보상을 거친 파랑색 정보이며, M는 상기 자주색 정보이고 M'는 보상을 거친 자주색 정보이며, Y는 상기 노랑색 정보이고 Y'는 보상을 거친 노랑색 정보이며, K는 상기 검정색 정보이고 K'는 보상을 거친 검정색 정보인 것을 특징으로 하는 컬러 3D 오브젝트의 색상 보상 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 파랑색 정보, 상기 자주색 정보, 상기 노랑색 정보 및 상기 검정색 정보는 각각 0 내지 100의 수치를 기록하고, 상기 제1 수학식은 C' = min(a＊C＋b＊t＋c, 100)이고 상기 제2 수학식은 M' = min(a＊M＋b＊t＋c, 100)이며, 상기 제3 수학식은 Y' = min(a＊Y＋b＊t＋c, 100)이고 상기 제4 수학식은 K' = min(a＊K＋b＊t＋c, 100)인 것을 특징으로 하는 컬러 3D 오브젝트의 색상 보상 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    f) 상기 복수개 경로 자료에 의하여 3D 프린터(1)의 3D 노즐(12)을 제어하여 각 상기 인쇄 레이어의 슬라이싱 오브젝트를 순차적으로 인쇄하는 단계; 및
    g) 상기 복수개 영상 자료에 의하여 상기 3D 프린터(1)의 2D 노즐(13)을 제어하여 동일 레이어의 상기 슬라이싱 오브젝트에 대하여 각각 착색을 실행하는 단계; 를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 컬러 3D 오브젝트의 색상 보상 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 3D 프린터(1)는 열 융용 적층 성형(Fused Deposition Mopdeling, FDM) 방식의 3D 프린터인 것을 특징으로 하는 컬러 3D 오브젝트의 색상 보상 방법.


  10. 삭제
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