KR102656989B1 - Recording of holographic data on reflective surfaces - Google Patents

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Abstract

적어도 물체 표면의 복수의 영역들의 반사율 데이터를 포함하는 조명 정보가 생성되고 재조명가능 홀로그램 시리즈(series of relightable holograms)로서 인쇄된다. 인쇄 홀로그램들 각각은 물체의 대응 영역의 반사율 데이터를 포함한다. 모델이 또한 물체 표면의 영역들에 대응하는 복수의 부분들을 포함하도록 물체의 모델이 생성된다. 홀로그램 시리즈의 각각의 홀로그램은, 물체의 특정의 영역의 반사율 데이터를 인코딩하는 시리즈의 특정의 홀로그램이 모델의 대응하는 부분에 부착되도록, 모델의 한 부분에 부착된다. 일 실시예에서, 물체의 모델은 금속으로 생성된다. 홀로그램 시리즈는, 물체의 특정의 영역의 반사율 데이터를 인코딩하는 시리즈의 특정의 홀로그램이 금속 모델의 대응하는 부분 상에 새겨지도록, 금속 모델 상에 직접 새겨진다.Illumination information including reflectance data of at least a plurality of regions of the object surface is generated and printed as a series of relightable holograms. Each of the printed holograms contains reflectance data of a corresponding area of the object. A model of the object is created such that the model also includes a plurality of parts corresponding to regions of the object surface. Each hologram in a series of holograms is attached to a portion of the model such that a particular hologram in the series encoding reflectance data for a particular region of the object is attached to a corresponding portion of the model. In one embodiment, the model of the object is created from metal. The holographic series is engraved directly on the metal model, such that specific holograms of the series encoding reflectance data of specific regions of the object are engraved on corresponding parts of the metal model.

Description

반사 표면들 상의 홀로그래픽 데이터의 기록Recording of holographic data on reflective surfaces

관련 출원들의 상호 참조Cross-reference to related applications

본 출원은 본원과 동일자로 출원된, 발명의 명칭이 "APPLYING HOLOGRAPHIC EFFECTS TO PRINTS"인 미국 출원 제_______호(대리인 사건번호 139703- 011700) 및 본원과 동일자로 출원된, 발명의 명칭이 "RELIGHTABLE HOLOGRAMS"인 미국 출원 제______호(대리인 사건번호 139701-011600)에 관한 것이다. 이 출원들의 개시내용들 전체는 참조에 의해 본원에서 원용된다.This application is filed under U.S. Application No. ______ (Attorney Docket No. 139703-011700), filed on the same date as the present application, and titled "APPLYING HOLOGRAPHIC EFFECTS TO PRINTS", and filed on the same date as the present application, titled " RELIGHTABLE HOLOGRAMS", U.S. Application Ser. No. ______ (Attorney Docket No. 139701-011600). The entire disclosures of these applications are incorporated herein by reference.

본 개시내용은 2차원 및 3차원 인쇄물들에 홀로그래픽 효과들을 적용하는 것에 관한 것이다.This disclosure relates to applying holographic effects to two-dimensional and three-dimensional printed materials.

컴퓨터들에 의해 사용되는 종래의 2차원 프린터들은 데이터를 종이에 행 단위로 인쇄한다. 이 인쇄 방법이 다수의 층(layer)들을 서로 겹치게 인쇄하기 위해 확장되었을 때, 이는 3차원 모델들의 인쇄를 가능하게 하였다. 3차원(3D) 인쇄는 컴퓨터 모델이 물리적 물체로 변환되는 프로세스이다. 주로 재료를 깎아내는(chisel away) 서브트랙티브 프로세스(subtractive process)들을 통해 모델들을 제작(create)하는 전통적인 프로세스들과는 달리, 3D 인쇄는 물리적 물체(physical object)가 다수의 재료 층들로 쌓아올려지는(build up) 애디티브 프로세스(additive process)이다. 그 결과, 종래의 서브트랙티브 프로세스 하에서 상이한 모델들을 생산하는 데 요구되는 고비용의 설비 교체(retooling)를 없애주는 것 외에도 재료의 낭비가 보다 적다. 애디티브 프로세스들은 인쇄 절차를 수행하는 모듈들을 포함하는 컴퓨팅 디바이스의 제어 하에 3D 프린터에 의해 수행된다. 이것은 공장에서 실제 물체(actual object)를 생산하기 전에 모델들을 신속하고 경제적으로 획득하는 것을 가능하게 한다. 기술이 성숙됨에 따라, 3D 프린터들은 간단한 모델들을 인쇄하는 것뿐만 아니라 정교한 기계 부품들의 모델들, 약물 정제(pharmaceutical tablet)들 또는 심지어 치과의사들에 의해 사용되는 치아관(dental crown)들과 같은 다양한 제품들을 인쇄하는 데 점점 더 많이 사용되고 있다.Conventional two-dimensional printers used by computers print data row by row on paper. When this printing method was extended to print multiple layers on top of each other, it enabled the printing of three-dimensional models. Three-dimensional (3D) printing is the process by which a computer model is converted into a physical object. Unlike traditional processes that create models through subtractive processes that primarily chisel away material, 3D printing is a process in which a physical object is built up from multiple layers of material. build up) It is an additive process. The result is less material wastage, in addition to eliminating the costly retooling required to produce different models under conventional subtractive processes. Additive processes are performed by a 3D printer under the control of a computing device containing modules that perform the printing procedure. This makes it possible to quickly and economically acquire models before producing actual objects in the factory. As the technology matures, 3D printers go beyond printing simple models, as well as models of sophisticated mechanical parts, pharmaceutical tablets or even dental crowns used by dentists. It is increasingly being used to print products.

본 개시내용은 깊이 정보뿐만 아니라 물체 표면의 조명 정보도 포함하는 물체들의 모델들을 생성하는 시스템들 및 방법들에 관한 것이다. 일부 실시예들에서, 물체의 모델을 생성하는 방법이 개시되어 있다. 본 방법은 하나 이상의 프로세서들을 포함하는 디바이스에 의해 실행될 수 있다. 본 방법은, 프로세서를 포함하는 디바이스에서, 인쇄 홀로그램 시리즈(series of printed hologram) - 각각의 인쇄 홀로그램은 물체 표면의 복수의 영역들 중 하나의 영역의 조명 정보를 인코딩하는 적어도 하나의 홀로그래픽 픽셀(holographic pixel)을 포함함 - 를 수신하는 단계를 포함한다. 물체는 현실 물체(real object) 또는 가상 물체(virtual object)일 수 있다. 디바이스는 물체의 물리적 모델을 인쇄하고, 여기서 물리적 모델의 표면은 각각이 물체의 복수의 영역들의 각자의 영역에 대응하는 복수의 부분들을 포함한다. 일부 실시예들에서, 물체의 모델은 2차원 모델이다. 일부 실시예들에서, 물체의 모델은 3차원 모델이다. 일부 실시예들에서, 물체의 물리적 모델을 인쇄하는 단계는, 디바이스에 의해, 물체의 3차원 이미지를 수신하고 3차원 이미지로부터 물체의 3차원 모델을 인쇄하는 단계를 추가로 포함한다.This disclosure relates to systems and methods for creating models of objects that include not only depth information but also illumination information of the object surface. In some embodiments, a method for creating a model of an object is disclosed. The method may be executed by a device that includes one or more processors. The method includes, in a device comprising a processor, a series of printed holograms, each printed hologram comprising at least one holographic pixel encoding illumination information of one of a plurality of regions of the object surface. Contains holographic pixels) - includes the step of receiving. The object may be a real object or a virtual object. The device prints a physical model of the object, where the surface of the physical model includes a plurality of portions, each corresponding to a respective region of the plurality of regions of the object. In some embodiments, the model of the object is a two-dimensional model. In some embodiments, the model of the object is a three-dimensional model. In some embodiments, printing a physical model of the object further includes receiving, by the device, a three-dimensional image of the object and printing a three-dimensional model of the object from the three-dimensional image.

일부 실시예들에서, 각각의 인쇄 홀로그램이 물체 표면의 각자의 영역에 대응하는 물리적 모델의 그 부분에 부착(attach)되도록 인쇄 홀로그램 시리즈가 물리적 모델에 부착되고, 물체 표면의 조명 정보는 부착된 인쇄 홀로그램에 인코딩되어 있다. 일부 실시예들에서, 인쇄 홀로그램 시리즈의 적어도 서브세트를 포함하는 홀로그래픽 시트(holographic sheet)가 모델 상에 랩핑(wrap)된다. 일부 실시예들에서, 복수의 인쇄 홀로그램들 각각은 인쇄 동안 모델 표면의 각자의 부분들에 부착(affix)된다. 일부 실시예들에서, 인쇄 홀로그램 시리즈는 재조명가능 홀로그램(relightable hologram)들이다. 일부 실시예들에서, 인쇄 홀로그램의 각각의 부분의 면적은 0.000001 제곱밀리미터 내지 0.25 제곱밀리미터의 범위에 있다.In some embodiments, a series of printed holograms are attached to the physical model such that each printed hologram attaches to that portion of the physical model corresponding to a respective region of the object surface, and the illumination information of the object surface is attached to the attached printed hologram. It is encoded in a hologram. In some embodiments, a holographic sheet comprising at least a subset of the printed hologram series is wrapped on the model. In some embodiments, each of the plurality of printed holograms is affixed to respective portions of the model surface during printing. In some embodiments, the printed hologram series are relightable holograms. In some embodiments, the area of each portion of the printed hologram ranges from 0.000001 square millimeters to 0.25 square millimeters.

일부 실시예들에서, 인쇄 홀로그램 시리즈를 포함하는 홀로그래픽 시트가 개시되어 있다. 시트는 복수의 인쇄 홀로그램들로 분할되어 있고, 여기서 각각의 인쇄 홀로그램은 시리즈의 적어도 하나의 홀로그램을 포함한다. 복수의 인쇄 홀로그램들 각각은 물체 표면의 각자의 영역에 대응하는 물리적 모델의 그 부분에 부착되고, 물체 표면의 조명은 부착된 인쇄 홀로그램에 인코딩되어 있다.In some embodiments, a holographic sheet comprising a series of printed holograms is disclosed. The sheet is divided into a plurality of printed holograms, where each printed hologram includes at least one hologram of the series. Each of the plurality of printed holograms is attached to that portion of the physical model corresponding to a respective region of the object surface, and illumination of the object surface is encoded in the attached printed hologram.

일부 실시예들에서, 프로세서 및 물체의 모델을 생성하기 위해 프로세서에 의해 실행하기 위한 프로그램 논리(program logic)를 유형적으로(tangibly) 저장하는 저장 매체를 포함하는 장치가 개시되어 있다. 프로그램 논리는 인쇄 홀로그램 시리즈를 장치에서 수신하는, 프로세서에 의해 실행되는, 수신 논리(receiving logic)를 포함하며, 각각의 인쇄 홀로그램은 물체 표면의 복수의 영역들 중 하나의 영역의 조명 정보를 인코딩하는 적어도 하나의 홀로그래픽 픽셀을 포함한다. 일부 실시예들에서, 프로그래밍 논리(programming logic)는 물체의 물리적 모델을 인쇄하는, 프로세서에 의해 실행되는, 인쇄 논리(printing logic)를 포함하고, 여기서 물리적 모델의 표면은 복수의 부분들을 포함하고, 복수의 부분들 각각은 다수의 물체 영역들의 각자의 물체 영역에 대응한다. 프로그래밍 논리는 인쇄 홀로그램 시리즈를 물리적 모델에 부착하는, 프로세서에 의해 실행되는, 부착 논리(attaching logic)를 추가로 포함하며, 각각의 인쇄 홀로그램은 물체 표면의 각자의 영역에 대응하는 물리적 모델의 그 부분에 부착되고 물체 표면의 조명 정보는 부착된 인쇄 홀로그램에 인코딩되어 있다. 일부 실시예들에서, 부착 논리는 인쇄 홀로그램 시리즈의 적어도 2개의 인쇄 홀로그램들을 포함하는 홀로그래픽 시트를 모델 상에 랩핑하는, 프로세서에 의해 실행되는, 논리를 포함한다.In some embodiments, an apparatus is disclosed that includes a processor and a storage medium tangibly storing program logic for execution by the processor to create a model of an object. The program logic includes receiving logic, executed by a processor, to receive at the device a series of printed holograms, each printed hologram encoding illumination information of one of a plurality of regions of the object surface. Contains at least one holographic pixel. In some embodiments, programming logic includes printing logic, executed by a processor, to print a physical model of an object, wherein a surface of the physical model includes a plurality of portions, Each of the plurality of parts corresponds to a respective object area of the multiple object areas. The programming logic further includes attaching logic, executed by the processor, to attach a series of printed holograms to the physical model, each printed hologram being that portion of the physical model corresponding to a respective region of the object surface. It is attached to the object surface and the illumination information of the object surface is encoded in the attached printed hologram. In some embodiments, the attach logic includes logic, executed by a processor, to wrap a holographic sheet containing at least two printed holograms of a printed hologram series onto the model.

일부 실시예들에서, 프로세서는 인쇄 홀로그램 시리즈를 포함하는 홀로그래픽 시트를 복수의 인쇄 홀로그램들로 분할하는 분할 논리(dividing logic)를 추가로 실행하며, 여기서 각각의 인쇄 홀로그램은 시리즈의 적어도 하나의 홀로그램을 포함한다. 프로세서는 또한 복수의 인쇄 홀로그램들 각각을 물체 표면의 각자의 영역에 대응하는 물리적 모델의 그 부분에 도포하는 도포 논리(applying logic)를 실행하고, 물체 표면의 조명은 부착된 인쇄 홀로그램에 인코딩되어 있다. 일부 실시예들에서, 프로세서는 물체의 3차원 이미지를 수신하는 이미지 수신 논리(image receiving logic)를 실행하고, 3차원 이미지로부터 물체의 3차원 모델을 인쇄하는 논리는 프로세서에 의해 실행된다.In some embodiments, the processor further executes dividing logic to divide a holographic sheet comprising a series of printed holograms into a plurality of printed holograms, where each printed hologram is at least one hologram of the series. Includes. The processor also executes applying logic to apply each of the plurality of printed holograms to that portion of the physical model corresponding to a respective region of the object surface, the illumination of the object surface being encoded in the attached printed hologram. . In some embodiments, the processor executes image receiving logic to receive a three-dimensional image of the object, and logic to print a three-dimensional model of the object from the three-dimensional image is executed by the processor.

일 실시예에서, 프로세서 실행가능 명령어들을 포함하는 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체가 개시되어 있다. 명령어들은 인쇄 홀로그램 시리즈 - 각각의 인쇄 홀로그램은 물체 표면의 복수의 영역들 중 하나의 영역의 조명 정보를 인코딩하는 적어도 하나의 홀로그래픽 픽셀을 포함함 - 를 수신하는 명령어들을 포함한다. 명령어들은 물체의 물리적 모델을 인쇄하는 명령어들 - 물리적 모델의 표면은 각각이 복수의 영역들의 각자의 영역에 대응하는 복수의 부분들을 포함함 - 및 인쇄 홀로그램 시리즈를 물리적 모델에 부착하는 명령어들을 추가로 포함한다. 명령어들은 각각의 인쇄 홀로그램을 물체 표면의 각자의 영역에 대응하는 물리적 모델의 그 부분에 부착시키고, 물체 표면의 조명 정보는 부착된 인쇄 홀로그램에 인코딩되어 있다.In one embodiment, a non-transitory computer-readable medium comprising processor-executable instructions is disclosed. The instructions include instructions for receiving a series of printed holograms, each printed hologram comprising at least one holographic pixel encoding illumination information of one of a plurality of regions of the object surface. The instructions further include instructions for printing a physical model of the object - the surface of the physical model includes a plurality of portions, each corresponding to a respective region of the plurality of regions - and instructions for attaching a series of print holograms to the physical model. Includes. The instructions attach each printed hologram to that portion of the physical model corresponding to a respective region of the object surface, and the illumination information of the object surface is encoded in the attached printed hologram.

일부 실시예들에서, 인쇄 홀로그램 시리즈를 모델에 부착하는 명령어들은 인쇄 홀로그램 시리즈의 적어도 서브세트를 포함하는 홀로그래픽 시트를 모델 상에 랩핑하는 프로세서 실행가능 명령어들을 추가로 포함한다. 일부 실시예들에서, 인쇄 홀로그램 시리즈를 모델에 부착하는 명령어들은 인쇄 홀로그램 시리즈를 포함하는 홀로그래픽 시트를 복수의 인쇄 홀로그램들로 분할하는 프로세서 실행가능 명령어들 - 각각의 인쇄 홀로그램은 시리즈의 적어도 하나의 홀로그램을 포함함 - 및 복수의 인쇄 홀로그램들 각각을 물체 표면의 각자의 영역에 대응하는 물리적 모델의 그 부분에 도포하는 명령어들 - 물체 표면의 조명은 부착된 인쇄 홀로그램에 인코딩되어 있음 - 을 추가로 포함한다.In some embodiments, the instructions for attaching a printed holographic series to a model further include processor-executable instructions for wrapping a holographic sheet comprising at least a subset of the printed holographic series onto the model. In some embodiments, the instructions for attaching a printed hologram series to a model include processor-executable instructions for splitting a holographic sheet comprising a printed hologram series into a plurality of printed holograms, each printed hologram being at least one of the series. further comprising a hologram - and instructions for applying each of the plurality of printed holograms to that portion of the physical model corresponding to a respective region of the object surface - wherein illumination of the object surface is encoded in the attached printed hologram. Includes.

일부 실시예들에서, 물체의 모델이 개시되어 있다. 모델은 복수의 부분들을 포함하며, 여기서 모델의 각각의 부분은 물체의 복수의 영역들의 각자의 영역에 대응한다. 모델은 복수의 모델 부분들에 부착된 복수의 홀로그래픽 인쇄물(holographic print)들을 추가로 포함하며, 여기서 홀로그래픽 인쇄물들 각각은 물체의 복수의 영역들의 각자의 영역의 조명 정보를 포함한다. 복수의 홀로그래픽 인쇄물들 중 적어도 하나는 물체의 복수의 영역들의 각자의 영역에 대응하는 복수의 모델 부분들 중 하나에 부착되고, 물체의 조명 정보는 적어도 하나의 홀로그래픽 인쇄물에 포함되어 있다. 일부 실시예들에서, 적어도 하나의 홀로그래픽 인쇄물에 포함된 조명 정보는 복수의 물체 영역들의 각자의 물체 영역의 양방향 반사율 분포 함수(bi-directional reflectance distribution function, BRDF)이다. 홀로그래픽 인쇄물들의 각각의 홀로그래픽 인쇄물의 면적은 0.000001 제곱밀리미터 내지 0.25 제곱밀리미터의 범위에 있다. 물체의 모델은 2차원 모델 또는 3차원 모델일 수 있다. 일부 실시예들에서, 모델의 표면으로부터 반사된 광의 특성들은 물체의 표면으로부터 반사된 광의 특성들과 유사하다.In some embodiments, a model of an object is disclosed. The model includes a plurality of parts, where each part of the model corresponds to a respective region of the plurality of regions of the object. The model further includes a plurality of holographic prints attached to the plurality of model parts, where each of the holographic prints includes illumination information of a respective region of the plurality of regions of the object. At least one of the plurality of holographic prints is attached to one of the plurality of model parts corresponding to each of the plurality of areas of the object, and lighting information of the object is included in the at least one holographic print. In some embodiments, the lighting information included in the at least one holographic print is a bi-directional reflectance distribution function (BRDF) of a respective object region of the plurality of object regions. The area of each holographic print of the holographic prints ranges from 0.000001 square millimeters to 0.25 square millimeters. The model of the object may be a two-dimensional model or a three-dimensional model. In some embodiments, the properties of light reflected from the surface of a model are similar to the properties of light reflected from the surface of an object.

일 실시예에서, 물체의 3D 모델을 생성하는 방법이 개시되어 있다. 본 방법은 물체의 금속 모델을 획득하는 단계를 포함한다. 물체는 복수의 영역들을 포함한다. 모델은 금속으로 이루어져 있고 또한 모델의 각각의 부분이 물체의 영역들의 각자의 영역에 대응하도록 복수의 부분들을 포함한다. 일 실시예에서, 제1 프로세서는 물체의 조명 정보를 수신하고 여기서 조명 정보는 물체 영역들의 반사율 데이터를 포함한다. 물체의 조명 정보는 제1 프로세서에 의해 홀로그램 시리즈(series of holograms)로서 인쇄되고, 시리즈의 각각의 홀로그램은 물체 영역들의 각자의 물체 영역의 반사율 데이터를 인코딩하는 적어도 하나의 홀로그래픽 픽셀을 포함한다. 각각의 홀로그램은 물체 영역들의 각자의 물체 영역에 대응하는 모델의 한 부분 상에 인쇄된다. 일부 실시예들에서, 물체의 모델은 금 또는 은과 같은 금속들로 금속 모델들을 인쇄할 수 있는 3차원 프린터에 의해 인쇄된다.In one embodiment, a method for creating a 3D model of an object is disclosed. The method includes obtaining a metal model of the object. An object includes a plurality of regions. The model is made of metal and includes a plurality of parts such that each part of the model corresponds to a respective region of the object's regions. In one embodiment, the first processor receives illumination information of an object, where the illumination information includes reflectance data of object regions. The illumination information of the object is printed by the first processor as a series of holograms, each hologram of the series comprising at least one holographic pixel encoding reflectance data of a respective object region. Each hologram is printed on a portion of the model corresponding to its respective object region. In some embodiments, the model of the object is printed by a three-dimensional printer capable of printing metal models with metals such as gold or silver.

일 실시예에서, 물체의 반사율 데이터를 포함하는 금속 모델을 생성하는 방법이 개시되어 있다. 본 방법은, 프로세서를 포함하는 디바이스에 의해, 복수의 영역들을 포함하는 물체의 조명 정보를 수신하는 단계 - 조명 정보는 부분들의 반사율 데이터를 포함함 - 를 포함한다. 물체의 모델은 디바이스에 의해 인쇄되고 여기서 모델은 금속으로 이루어져 있고, 모델의 표면은 복수의 부분들을 포함하며, 모델 표면의 각각의 부분은 물체의 영역들의 각자의 영역에 대응한다. 물체의 조명 정보는 디바이스에 의해 홀로그램 시리즈로서 모델에 전사(transfer)되고, 시리즈의 각각의 홀로그램은 영역들의 각자의 영역의 반사율 데이터를 인코딩하는 적어도 하나의 홀로그래픽 픽셀을 포함하며, 각각의 홀로그램은 각자의 영역에 대응하는 모델의 한 부분 상에 인쇄된다.In one embodiment, a method for generating a metal model including reflectance data of an object is disclosed. The method includes receiving, by a device comprising a processor, illumination information of an object comprising a plurality of regions, wherein the illumination information includes reflectance data of the portions. A model of the object is printed by a device where the model is made of metal and the surface of the model includes a plurality of parts, each part of the model surface corresponding to a respective region of the areas of the object. The illumination information of the object is transferred by the device to the model as a series of holograms, each hologram of the series comprising at least one holographic pixel encoding reflectance data of a respective region of the regions, each hologram They are printed on a part of the model corresponding to each area.

일부 실시예들에서, 디바이스는 물체의 3차원 이미지를 수신하고 3차원 이미지로부터 물체의 3차원 모델을 인쇄한다. 이와 유사하게, 디바이스가 물체의 2차원 이미지를 수신하면, 물체의 2차원 모델이 2차원 이미지로부터 인쇄된다.In some embodiments, the device receives a three-dimensional image of an object and prints a three-dimensional model of the object from the three-dimensional image. Similarly, when the device receives a two-dimensional image of an object, a two-dimensional model of the object is printed from the two-dimensional image.

일 실시예에서, 복수의 영역들을 포함하는 물체의 홀로그램을 생성하는 방법이 개시되어 있다. 본 방법은, 단일의 고정 시점(fixed viewpoint)으로부터, 각자의 복수의 광원들에 대한 물체 표면의 복수의 반사율 데이터 세트들을 획득하는 단계를 포함한다. 본 방법은 물체에 대해 특정의 위치에 위치된 복수의 광원들 중 하나의 광원으로 물체 표면을 조명하는 단계 및 특정의 위치에 있는 광원에 의한 물체 표면의 각자의 반사율 데이터를 기록하는 단계를 추가로 포함한다. 광원은 특정의 위치에 인접한 새로운 위치로, 예를 들어, 0.5 mm 내지 1.0 mm의 거리만큼 이동되고, 조명하는 단계, 기록하는 단계 및 이동시키는 단계는 복수의 광원들 각각에 대해 미리 결정된 횟수만큼 반복된다.In one embodiment, a method for generating a hologram of an object including a plurality of regions is disclosed. The method includes acquiring, from a single fixed viewpoint, a plurality of reflectance data sets of the object surface for each of the plurality of light sources. The method further includes illuminating the surface of the object with one light source among a plurality of light sources located at a specific position with respect to the object and recording respective reflectance data of the surface of the object by the light source at the specific position. Includes. The light source is moved to a new location adjacent to the specific location, for example, a distance of 0.5 mm to 1.0 mm, and the illuminating, recording, and moving steps are repeated a predetermined number of times for each of the plurality of light sources. do.

물체 표면의 각각의 영역에 대한 복수의 반사율 데이터 세트들로부터 획득된 반사율 데이터를 오버레이(overlay)함으로써 물체 표면의 각각의 영역에 대한 집계된 반사율 데이터가 컴퓨팅 디바이스에 의해 생성된다. 감광 매체(light sensitive medium)가 물체 표면의 복수의 영역들 중 적어도 하나의 영역의 집계된 반사율 데이터를 사용해 조명되고 적어도 하나의 영역의 홀로그램이 감광 매체로 제조된다. 일부 실시예들에서, 홀로그램은 0.000001 제곱밀리미터 내지 0.25 제곱밀리미터의 영역을 갖는 기판 상에 포함된다.Aggregated reflectance data for each area of the object surface is generated by the computing device by overlaying reflectance data obtained from a plurality of reflectance data sets for each area of the object surface. A light sensitive medium is illuminated using aggregated reflectance data of at least one of a plurality of regions of the object surface and a hologram of the at least one region is fabricated from the light sensitive medium. In some embodiments, the hologram is included on a substrate having an area between 0.000001 square millimeters and 0.25 square millimeters.

일부 실시예들에서, 물체는 현실 세계 물체이고, 복수의 반사율 데이터 세트들을 획득하기 위해 조명 스테이지 장치(light stage apparatus)가 사용된다. 일부 실시예들에서, 물체는 가상 물체이고, 복수의 반사율 데이터 세트들을 획득하기 위해 컴퓨팅 디바이스가 사용된다.In some embodiments, the object is a real-world object and a light stage apparatus is used to acquire multiple sets of reflectance data. In some embodiments, the object is a virtual object and a computing device is used to acquire multiple sets of reflectance data.

일 실시예에서, 홀로그램인 회절 구조(diffraction structure)를 포함하는 기판이 개시되어 있다. 홀로그램은 서로 오버레이된 가상 또는 현실 물체의 복수의 이미지들을 포함하고, 복수의 이미지들의 각각의 이미지는 각자의 조명 조건 하에서 단일의 시점으로부터 기록된 물체 표면의 영역의 반사율 데이터를 인코딩한다. 일부 실시예들에서, 기판은 0.000001 제곱밀리미터 내지 0.25 제곱밀리미터에 걸쳐 있다. 일부 실시예들에서, 각자의 조명 조건들은 적어도 물체 및 시점에 대한 각자의 위치에 위치된 광원을 포함한다. 광원으로부터 홀로그램에 입사되는 광으로부터 홀로그램에 의해 반사 광선(reflected ray)이 생성되고, 홀로그램에 의해 생성된 반사 광선은 광원에 의해 조명될 때 물체 표면의 영역에 의해 생성된 반사 광선과 동일한 특성들을 갖는다.In one embodiment, a substrate comprising a diffraction structure that is a hologram is disclosed. A hologram includes a plurality of images of a virtual or real object overlaid on one another, each image of the plurality of images encoding reflectance data of a region of the object surface recorded from a single viewpoint under respective lighting conditions. In some embodiments, the substrate spans between 0.000001 square millimeters and 0.25 square millimeters. In some embodiments, the respective lighting conditions include at least a light source located at a respective location relative to the object and viewpoint. A reflected ray is generated by the hologram from light incident on the hologram from the light source, and the reflected ray generated by the hologram has the same characteristics as the reflected ray generated by the area of the object surface when illuminated by the light source. .

이들 및 다른 실시예들은 이하의 상세한 설명 및 첨부 도면들을 참조하여 본 기술분야의 통상의 기술자에게 명백할 것이다.These and other embodiments will be apparent to those skilled in the art upon reference to the following detailed description and accompanying drawings.

일정한 축척으로 되어 있지 않은 도면들에서, 유사한 참조 번호들은 몇 개의 도면들에 걸쳐 유사한 요소들을 나타낸다.
도 1은 일부 실시예들에 따른 물체의 모델을 생성하는 방법을 예시하는 플로차트.
도 2는 일부 실시예들에 따른 물체의 모델을 생성하는 방법을 상술하는 플로차트.
도 3은 일부 실시예들에 따른 물체의 모델을 생성하는 방법을 상술하는 플로차트.
도 4는 일부 실시예들에 따른 물체의 3D 인쇄 모델에서 사용될 수 있는 재조명가능 홀로그램에 대한 조명 정보를 생성하는 방법을 상술하는 플로차트.
도 5는 일부 실시예들에 따른 재조명가능 홀로그램을 생성하는 방법을 상술하는 도면.
도 6은 일부 실시예들에 따른 사람에 대해 획득된 이미지 시리즈(series of images)를 포함하는 조명 정보를 예시한 도면.
도 7은 본원에 상술된 실시예들에 따라 생성된 물체의 모델을 나타낸 도면.
도 8은 일부 실시예들에 따른 컴퓨팅 디바이스의 내부 아키텍처를 예시한 도면.
도 9는 일부 실시예들에 따른 3D 모델들을 인쇄하기 위한 3D 프린터 장치를 예시한 도면.
In the drawings that are not to scale, like reference numbers identify like elements across the several drawings.
1 is a flow chart illustrating a method of creating a model of an object according to some embodiments.
2 is a flow chart detailing a method for creating a model of an object according to some embodiments.
3 is a flow chart detailing a method for creating a model of an object according to some embodiments.
4 is a flow chart detailing a method for generating lighting information for a reilluminable hologram that can be used in a 3D printed model of an object according to some embodiments.
FIG. 5 is a diagram detailing a method for generating a reilluminable hologram according to some embodiments.
6 is a diagram illustrating lighting information including a series of images acquired for a person according to some embodiments.
Figure 7 is a diagram illustrating a model of an object created according to the embodiments described above.
8 is a diagram illustrating the internal architecture of a computing device according to some embodiments.
9 is a diagram illustrating a 3D printer device for printing 3D models according to some embodiments.

이제부터, 본원의 일부를 형성하고, 예시로서, 특정 예시적인 실시예들을 도시하는 첨부 도면들을 참조하여 발명 요지가 이하에서 보다 충분히 기술될 것이다. 그렇지만, 발명 요지는 각종의 상이한 형태들로 구현될 수 있고, 따라서 언급되거나 청구된 발명 요지는 본원에 기재된 임의의 예시적인 실시예들로 한정되지 않는 것으로 해석되는 것으로 의도되어 있고; 예시적인 실시예들은 단지 예시로서 제공되어 있다. 마찬가지로, 청구되거나 언급된 발명 요지의 타당한 광의의 범주가 의도되어 있다. 그 중에서도 특히, 예를 들어, 발명 요지는 방법들, 디바이스들, 컴포넌트들, 또는 시스템들로서 구현될 수 있다. 그에 따라, 실시예들은, 예를 들어, 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어 또는 이들의 임의의 조합의 형태를 취할 수 있다. 따라서, 이하의 상세한 설명이 제한하는 의미로 해석되는 것으로 의도되어 있지 않다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The subject matter will now be more fully described below with reference to the accompanying drawings, which form a part hereof and show, by way of example, certain exemplary embodiments. However, the subject matter may be embodied in a variety of different forms, and thus the stated or claimed subject matter is intended to be construed as not limited to any of the exemplary embodiments set forth herein; The exemplary embodiments are provided by way of example only. Likewise, a reasonably broad scope of the claimed or stated subject matter is intended. Among other things, for example, the subject matter may be implemented as methods, devices, components, or systems. Accordingly, embodiments may take the form of, for example, hardware, software, firmware, or any combination thereof. Accordingly, the following detailed description is not intended to be interpreted in a limiting sense.

첨부 도면들에서, 특정의 컴포넌트들의 상세들을 나타내기 위해 일부 특징들이 과장될 수 있다(그리고 도면들에 도시된 임의의 크기, 재료 및 유사한 상세들이 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 의도되어 있다). 따라서, 본원에 개시된 특정 구조적 및 기능적 상세들이 제한적인 것으로 해석되어서는 안되고, 개시된 실시예들을 다양하게 이용하기 위해 본 기술분야의 통상의 기술자를 교시하기 위한 대표적인 기초로서만 해석되어야 한다.In the accompanying drawings, some features may be exaggerated to illustrate details of certain components (and any sizes, materials and similar details shown in the drawings are intended to be illustrative and not restrictive). Accordingly, the specific structural and functional details disclosed herein should not be construed as limiting, but only as a representative basis for teaching those skilled in the art to make various uses of the disclosed embodiments.

본 개시내용이 특정 주제에 관련된 매체들을 선택하여 제시하는 방법들 및 디바이스들의 블록도들 및 동작 예시들을 참조하여 이하에서 기술된다. 블록도들 또는 동작 예시들의 각각의 블록, 및 블록도들 또는 동작 예시들에서의 블록들의 조합들이 아날로그 또는 디지털 하드웨어 및 컴퓨터 프로그램 명령어들에 의해 구현될 수 있다는 것을 잘 알 것이다. 이 컴퓨터 프로그램 명령어들은, 컴퓨터 또는 다른 프로그래밍가능 데이터 처리 장치의 프로세서를 통해 실행되는 명령어들이 블록도들 또는 동작 블록 또는 블록들에 명시된 기능들/동작들을 구현하도록, 범용 컴퓨터, 특수 목적 컴퓨터, ASIC, 또는 다른 프로그래밍가능 데이터 처리 장치의 프로세서에게 제공될 수 있다.The present disclosure is described below with reference to block diagrams and operational examples of methods and devices for selecting and presenting media related to a particular subject matter. It will be appreciated that each block in the block diagrams or operational examples, and combinations of blocks in the block diagrams or operational examples, may be implemented by analog or digital hardware and computer program instructions. These computer program instructions are such that the instructions executed through a processor of a computer or other programmable data processing device implement the functions/operations specified in the block diagrams or operation block or blocks, such as a general purpose computer, special purpose computer, ASIC, or ASIC. Or it may be provided to a processor of another programmable data processing device.

일부 대안의 구현들에서, 블록들에 표시된 기능들/동작들은 동작 예시들에 표시된 순서와 달리 행해질 수 있다. 예를 들어, 관여된 기능/동작들에 따라, 연속하여 도시된 2개의 블록들이, 실제로는, 실질적으로 동시에 실행될 수 있거나, 블록들이 때때로 정반대 순서로 실행될 수 있다. 게다가, 본 개시내용에서 플로차트들로서 제시되고 기술된 방법들의 실시예들이 기술의 보다 완전한 이해를 제공하기 위해 예로서 제공된다. 개시된 방법들은 본원에 제시된 동작들 및 논리적 흐름으로 제한되지 않는다. 다양한 동작들의 순서가 변경되고 보다 큰 동작의 일부로서 기술된 서브동작들이 독립적으로 수행되는 대안의 실시예들이 생각되고 있다.In some alternative implementations, the functions/operations shown in the blocks may be performed other than the order shown in the operation examples. For example, depending on the functions/operations involved, two blocks shown in succession may in fact be executed substantially simultaneously, or the blocks may sometimes be executed in the opposite order. Additionally, embodiments of the methods described and presented as flowcharts in this disclosure are provided as examples to provide a more complete understanding of the technology. The disclosed methods are not limited to the operations and logical flow presented herein. Alternative embodiments are contemplated in which the order of the various operations is changed and suboperations described as part of a larger operation are performed independently.

컴퓨팅 디바이스는, 유선 또는 무선 네트워크를 통하는 등에 의해, 신호들을 송신 또는 수신할 수 있거나, 물리적 메모리 상태들과 같은 신호들을 처리 또는 메모리에 저장할 수 있으며, 따라서 서버로서 동작할 수 있다. 따라서, 서버로서 동작할 수 있는 디바이스들은, 예로서, 전용 랙-장착 서버(dedicated rack-mounted server)들, 데스크톱 컴퓨터들, 랩톱 컴퓨터들, 셋톱 박스들, 전술한 디바이스들의 2개 이상의 특징들과 같은, 다양한 특징들을 겸비한 통합 디바이스(integrated device)들 등을 포함할 수 있다. 서버들은 구성 또는 능력이 아주 다양할 수 있지만, 일반적으로 서버는 하나 이상의 중앙 처리 유닛들 및 메모리를 포함할 수 있다. 서버는 또한 하나 이상의 대용량 저장 디바이스들, 하나 이상의 전원 공급장치들, 하나 이상의 유선 또는 무선 네트워크 인터페이스들, 하나 이상의 입출력 인터페이스들, 또는, Windows Server, Mac OS X, 유닉스, 리눅스, FreeBSD 등과 같은, 하나 이상의 운영 체제들을 포함할 수 있다.A computing device may transmit or receive signals, such as over a wired or wireless network, or may process or store signals, such as physical memory states, in memory and thus act as a server. Accordingly, devices capable of operating as servers include, for example, dedicated rack-mounted servers, desktop computers, laptop computers, set-top boxes, and features of two or more of the foregoing devices. It may include integrated devices having the same various features. Servers can vary greatly in configuration or capability, but generally a server may include one or more central processing units and memory. The server may also include one or more mass storage devices, one or more power supplies, one or more wired or wireless network interfaces, one or more input/output interfaces, or one or more storage devices, such as Windows Server, Mac OS X, Unix, Linux, FreeBSD, etc. It may include more than one operating system.

명세서 및 청구항들에 걸쳐, 용어들은 명시적으로 언급된 의미를 넘어 문맥에 암시되거나 함축된 미묘한 차이가 있는 의미(nuanced meaning)들을 가질 수 있다. 마찬가지로, "일 실시예에서"라는 문구는, 본원에서 사용되는 바와 같이, 꼭 동일한 실시예를 지칭하는 것은 아니며, "다른 실시예에서"라는 문구는, 본원에서 사용되는 바와 같이, 꼭 상이한 실시예를 지칭하는 것은 아니다. 예를 들어, 청구된 발명 요지가 전체적으로 또는 부분적으로 예시적인 실시예들의 조합들을 포함하는 것으로 의도된다. 일반적으로, 용어는 적어도 부분적으로 문맥에서의 사용으로부터 이해될 수 있다. 예를 들어, "및(and)", "또는(or)", 또는 "및/또는(and/or)"과 같은 용어들은, 본원에서 사용되는 바와 같이, 이러한 용어들이 사용되는 문맥에 적어도 부분적으로 의존할 수 있는 다양한 의미들을 포함할 수 있다. 전형적으로, "또는"은, A, B 또는 C와 같은 목록을 연관시키기 위해 사용되는 경우, A, B 및 C - 여기서는 포함적 의미(inclusive sense)로 사용됨 - 는 물론 A, B 또는 C - 여기서는 배타적 의미(exclusive sense)로 사용됨 - 를 의미하는 것으로 의도되어 있다. 그에 부가하여, "하나 이상의"라는 용어는, 본원에서 사용되는 바와 같이, 문맥에 적어도 부분적으로 의존하여, 단수 의미로 임의의 특징, 구조, 또는 특성을 기술하는 데 사용될 수 있거나, 또는 복수 의미로 특징들, 구조들 또는 특성들의 조합들을 기술하는 데 사용될 수 있다. 이와 유사하게, "한(a)", "어떤(an)" 또는 "그(the)"와 같은 용어들은, 다시 말하지만, 문맥에 적어도 부분적으로 의존하여, 단수 용법을 전달하거나 복수 용법을 전달하는 것으로 이해될 수 있다. 또한, "~에 기초하여(based on)"라는 용어는 꼭 배타적인 인자들의 세트를 전달하려고 의도된 것은 아니라고 이해될 수 있고, 다시 말하지만, 문맥에 적어도 부분적으로 의존하여, 꼭 명시적으로 기술되지는 않은 부가의 인자들의 존재를 허용할 수 있다.Throughout the specification and claims, terms may have nuanced meanings that are implied or implied by context beyond the explicitly stated meaning. Likewise, the phrase “in one embodiment,” as used herein, does not necessarily refer to the same embodiment, and the phrase “in another embodiment,” as used herein, does not necessarily refer to a different embodiment. It does not refer to . For example, it is intended that the claimed subject matter includes combinations of exemplary embodiments, in whole or in part. Generally, terms can be understood, at least in part, from their use in context. For example, terms such as “and,” “or,” or “and/or,” as used herein, depend at least in part on the context in which such terms are used. It can contain a variety of meanings that can be relied upon. Typically, when "or" is used to associate a list, such as A, B, or C, A, B, and C - here used in the inclusive sense - as well as A, B, or C - here Used in an exclusive sense - is intended to mean. Additionally, the term “one or more”, as used herein, may be used to describe any feature, structure, or characteristic in a singular sense, or may be used in a plural sense, depending at least in part on the context. Can be used to describe combinations of features, structures, or properties. Similarly, terms such as “a,” “an,” or “the” may convey singular or plural usage, again depending at least in part on the context. It can be understood that Additionally, it may be understood that the term "based on" is not necessarily intended to convey an exclusive set of arguments, and again, depends at least in part on the context, which is not necessarily explicitly stated. can allow the presence of additional arguments.

인쇄 기술의 개선들은 데이터를 종이 상에 2차원 인쇄하는 것을 컴퓨터들에 피드되는 이미지 데이터로부터 3차원 모델들을 인쇄하기 위한 애디티브 프로세스로 변형시켰다. 현재 사용되는 3차원 프린터들은, 예를 들어, 한 번에 1 마이크로미터씩, 인쇄 재료들을 적층(layering)시키는 것에 의해 3차원 모델들을 빌드(build)한다. 3차원 인쇄에 의해 제작된 모델들은 그렇지 않았으면 통상의 금형(mold)들로는 가능하지 않을 견고한 내부 구조를 포함할 수 있다. 모델들은 플라스틱, 금속들 또는 상이한 색상들의 수지들과 같은 상이한 재료들을 사용하여 3차원 인쇄 프로세스를 통해 빌드될 수 있다. 3차원 인쇄에서 사용하기 위한 다양한 색상들 및 재료들이 이용가능함에도 불구하고, 현재의 3차원 인쇄 기술들은 주로, 모델링되는 실제 물체들의 실제 반사율(true reflectance) 거동을 전달하지 않는, 간단한 반사율을 나타내는 표면들, 예를 들어, 램버시안 표면(Lambertian surface)들을 갖는 모델들을 인쇄하는 것으로 제한되어 있다.Improvements in printing technology have transformed two-dimensional printing of data on paper into an additive process for printing three-dimensional models from image data fed to computers. Currently used three-dimensional printers build three-dimensional models by layering printing materials, for example, one micrometer at a time. Models produced by 3D printing can include robust internal structures that would not otherwise be possible with conventional molds. Models can be built through a three-dimensional printing process using different materials such as plastics, metals or resins of different colors. Despite the availability of a variety of colors and materials for use in 3D printing, current 3D printing technologies primarily produce simple reflectance surfaces that do not convey the true reflectance behavior of the actual objects being modeled. For example, it is limited to printing models with Lambertian surfaces.

3차원 프린터가 에펠탑의 상세 구조는 모델링할 수 있을 것이지만, 실제 에펠탑을 이루고 있는 금속의 실제 반사율 특성들을 모델에서 포착하지 못한다. 3차원 프린터에 의해 제대로 포착되지 않은 반사율 특성들을 갖는 복잡한 구조의 다른 예는 사람(또는 다른 종(species)) 얼굴이다. 생물 엔티티(living entity)의 얼굴은 색조(hue)들 및 음영(shade)들의 복잡한 집합체를 포함하고, 최상의 고분해능 3차원(3D) 프린터들로도 포착될 수 없는 복잡한 방식으로 광을 반사한다. 예를 들어, 16 내지 30 마이크로미터 정도로 세밀한 분해능들을 갖는 가진 3차원 프린터들이 현재 이용가능하다. 따라서, 얼굴을 인쇄할 때, 모발 및 모공(pore)들과 같은 특징들이 인쇄될 수 있다. 그렇지만, 가장 세밀한 분해능의 3차원 프린터들로 인쇄된 모델들조차도 물체 구조들을 정확하게 복제함에도 불구하고 실물처럼 보이지 않는다. 이러한 이유는 물체들의 광 반사율 특성들이 물체의 미세한 표면 세부(microscopic surface detail)들 및 색상과 같은 물리적 특성들뿐만 아니라 물체 자체의 화학적 특성들도 포함하는 복잡한 인자들의 세트에 의해 결정되기 때문이다. 물체가 광과 어떻게 상호작용하는지에 대한 이러한 상세들이 본원에 기재되는 개선들이 없는 경우 3D 인쇄 모델들에 의해 정확하게 포착될 수 없다.Although a 3D printer may be able to model the detailed structure of the Eiffel Tower, the model does not capture the actual reflectance characteristics of the metal that makes up the tower. Another example of a complex structure with reflectance properties that is not properly captured by a 3D printer is the human (or other species) face. The face of a living entity contains a complex collection of hues and shades and reflects light in complex ways that cannot be captured by even the best high-resolution 3D printers. For example, three-dimensional printers are currently available with resolutions as fine as 16 to 30 micrometers. Therefore, when printing a face, features such as hair and pores can be printed. However, even models printed with the finest resolution 3D printers do not look lifelike, despite accurately replicating object structures. This is because the light reflectance properties of objects are determined by a complex set of factors that include not only physical properties such as the object's microscopic surface details and color, but also chemical properties of the object itself. These details of how an object interacts with light cannot be accurately captured by 3D printed models without the improvements described herein.

생명체의 얼굴 또는 피부와 같은 물체들의 복잡한 광 반사율 특성들을 상세하게 포착 및 기록하기 위한 기술들이 현재 존재한다. 이하에서 추가로 상세히 기술될 조명 스테이지(light stage)가 일 예이다. 이와 유사하게, 컴퓨팅 디바이스들에 의해, 물체의 반사율 특성들을 생성하는 기술들도 존재한다. 예를 들어, 임의의 조명 조건들 하에서 물체들의 실사 이미지(photorealistic image)들을 생성하기 위해 이미지 기반 재조명(image based relighting) 기법들이 사용된다. 이러한 기법들의 적용분야들은, 그 중에서도 특히, 영화에서 장면 내에 문자들을 삽입하는 것을 포함한다.Technologies now exist to capture and record the detailed light reflectance properties of objects such as the face or skin of a living being. An example is a light stage, which will be described in further detail below. Similarly, techniques exist for generating reflectance properties of objects by computing devices. For example, image based relighting techniques are used to generate photorealistic images of objects under arbitrary lighting conditions. Applications of these techniques include, inter alia, inserting characters into scenes in movies.

돔형 조명 스테이지(dome-like light stage) 또는 이동식 조명 스테이지(mobile light stage)와 같은 장치는 상이한 방향들로부터 물체를 조명함으로써 물체의 반사율 데이터를 포착하는 데 사용된다. 물체의 다수의 이미지들이 포착되고, 여기서 각각의 이미지에서의 물체는 다른 이미지들과 상이한 방향으로부터 오는 광에 의해 조명된다. 따라서, 각각의 픽셀에 대해 다양한 방향들로부터 오는 광들의 강도들이 포착될 수 있으며, 이는 수학적 모델들의 사용을 통해 조명 스테이지와 같은 장치에 의해 포착되지 않는 임의의 다른 조명 조건들 하에서 물체의 이미지를 재구성하는 것을 가능하게 한다. 이것은 반사율 모델(reflectance model)을 조명 스테이지로부터 획득된 물체 표면에 대한 반사율 측정들에 피팅(fitting)하는 것에 의해 달성될 수 있다. 그에 부가하여, 측정된 세트에 포함되지 않은 입사각들에 대한 강도들을 획득하기 위해, 특정의 방향들에 대해 획득된 반사율 측정들의 세트가 Lambertian, Phong 또는 Ward 모델들과 같은 모델들을 사용하여 외삽(extrapolate)될 수 있다.Devices such as dome-like light stages or mobile light stages are used to capture reflectance data of an object by illuminating the object from different directions. Multiple images of an object are captured, where the object in each image is illuminated by light coming from a different direction than the other images. Thus, for each pixel the intensities of light coming from various directions can be captured, which, through the use of mathematical models, reconstructs an image of the object under any other lighting conditions not captured by a device such as an illumination stage. makes it possible to do so. This can be achieved by fitting a reflectance model to the reflectance measurements for the object surface obtained from the illumination stage. In addition, the set of reflectance measurements obtained for specific directions can be extrapolated using models such as Lambertian, Phong or Ward models to obtain intensities for angles of incidence not included in the set of measurements. ) can be.

다양한 표면들과 광의 상호작용은 양방향 반사율 분포 함수(BRDF)로 기술될 수 있다. 일반적으로, 광이 반사(또는 투과)되는 정도는 표면 법선(surface normal)과 접선(tangent)에 대한 관찰자(viewer) 및 광 위치에 의존한다. BRDF가 광이 어떻게 반사되는지를 나타내기 때문에, BRDF는 반사 광의 관찰(view) 및 광 의존적 성질을 포착해야만 한다. 결과적으로, BRDF는 광 상호작용 지점에서의 국부적 배향(local orientation)에 대한 입사 (광) 방향(incoming (light) direction) 및 출사 (관찰) 방향(outgoing (view) direction)의 함수이다. 그렇지만, 물체 표면의 BRDF에 의해 전달되는 것들과 같은, 다양한 광 반사율 특성들을 3D 인쇄 모델들에게 부여하기 위한 기법들이 현재 존재하지 않는다.The interaction of light with various surfaces can be described by the bidirectional reflectance distribution function (BRDF). In general, the extent to which light is reflected (or transmitted) depends on the viewer and light position relative to the surface normal and tangent. Because the BRDF describes how light is reflected, the BRDF must capture the view and light-dependent properties of reflected light. As a result, the BRDF is a function of the incoming (light) direction and the outgoing (view) direction with respect to the local orientation at the point of light interaction. However, techniques do not currently exist for imparting various light reflectance properties to 3D printed models, such as those conveyed by the BRDF of the object surface.

본원에 개시되는 실시예들은, 모델이 또한 물체와 유사한 방식으로 광을 반사시킴으로써 종래의 3D 프린터로부터 인쇄된 모델과 비교할 때 더 실제 물체처럼 보이도록, 물체의 광 반사율 특성들을 갖는 물체의 모델을 제공하는 것을 가능하게 한다. 보다 상세하게는, 본원에 기술되는 실시예들은 물체의 광 상호작용 특성들을 기록하는 것 및 이러한 특성들을 물체의 모델에 적용하는 것을 가능하게 한다. 이것은 물체의 광 반사율 특성들을 모델에게 부여함으로써 모델을 실질적으로 물체와 똑같게 보이도록 만든다. 일 실시예에서, 물체 표면의 깊이 정보가 3D 프린터에 의해 수신된 데이터에서 포착되도록 모델이 3D 프린터에 의해 인쇄될 수 있고, 3D 프린터는 그가 인쇄하는 모델에게 물체 표면의 깊이 정보를 전사한다. 일 실시예에서, 포착된 반사율 데이터는 본원에서 상술되는 바와 같은 재조명가능 홀로그래픽 기법(relightable holographic technique)들을 통해 3D 인쇄 모델에게 전달된다. 실제 물체의 깊이 및 광 상호작용 속성들 둘 다를 포함하는 3D 인쇄 모델은 3D 프린터로부터 획득된 모델보다 더 사실적으로 보일 것이다.Embodiments disclosed herein provide a model of an object that has the light reflectance characteristics of the object, such that the model also reflects light in a similar manner to the object and thereby appears more like a real object when compared to a model printed from a conventional 3D printer. makes it possible to do so. More specifically, the embodiments described herein make it possible to record the light interaction properties of an object and apply these properties to a model of the object. This makes the model look virtually identical to the object by giving it the light reflectance properties of the object. In one embodiment, a model may be printed by a 3D printer such that depth information of the object surface is captured in data received by the 3D printer, and the 3D printer transfers the depth information of the object surface to the model it prints. In one embodiment, the captured reflectance data is transferred to the 3D printed model via relightable holographic techniques as detailed herein. A 3D printed model that includes both the depth and light interaction properties of a real object will look more realistic than a model obtained from a 3D printer.

일부 실시예들에서, 물체의 반사율 데이터는 3D 인쇄 모델에 부착되는 재조명가능 홀로그램으로서 인쇄된다. 홀로그래피(holography)는 물체의 조명 정보를 기록하고 나중에 물체가 없을 때 그것을 재현(reproduce)함으로써 물체가 존재한다는 착각(illusion)를 일으키는 기법이다. 물체의 홀로그램을 생성하기 위해, 물체가 레이저와 같은 간섭성 광원 또는 스펙트럼 필터링된 광원과 같은 광원으로 조명된다. 물체에서 반사된 광은 광원으로부터의 직접 광(direct light)일 수 있는 기준 빔(reference beam)과 결합된다. 반사 빔(reflected beam)과 기준 빔의 간섭으로부터 생기는 패턴이 사진과 같은 기록 매체 상에 포착된다. 그렇지만, 홀로그래피를 이용하여 포착되는 기록 패턴(recorded pattern)은 사진과 같이 간단한 초점을 맞춘 이미지보다 훨씬 더 많은 정보를 포함한다. 이것은 물체가 존재한다는 착각을 일으키는 물체의 3차원 이미지를 재현하는 것을 가능하게 한다.In some embodiments, the object's reflectance data is printed as a reilluminable hologram that is attached to the 3D printed model. Holography is a technique that creates the illusion that an object exists by recording the illumination information of the object and later reproducing it when the object is not present. To create a hologram of an object, the object is illuminated with a light source, such as a coherent light source such as a laser or a spectrally filtered light source. The light reflected from the object is combined with a reference beam, which can be direct light from the light source. A pattern resulting from the interference of a reflected beam and a reference beam is captured on a recording medium such as a photograph. However, recorded patterns captured using holography contain much more information than simple focused images, such as photographs. This makes it possible to reproduce a three-dimensional image of an object, creating the illusion that the object exists.

도 1은 일부 실시예들에 따른 물체의 모델을 생성하는 방법을 예시하는 플로차트(100)이다. 본 방법은 물체의 모델이 획득되는 단계(102)에서 시작된다. 일부 실시예들에서, 물체는 사람, 동물 또는 다른 현실 세계 생물체/무생물체(이들로 제한되지 않음)와 같은 현실 물체일 수 있다. 일부 실시예들에서, 물체는, 생물 또는 무생물 엔티티들(이들로 제한되지 않음)을 포함할 수 있는, 현실 세계에 존재할 수 있거나 그렇지 않을 수 있는 가상/가상 물체(virtual/imaginary object)일 수 있다. 형상, 크기, 색상들, 텍스처, 반사율 특성들, 그리고 다른 가시적 및 비가시적 특성들을 포함할 수 있는 외관(appearance)과 같은, 이러한 가상 물체들의 속성들은 가상 물체들의 제작자(creator)들/설계자들에 의해 결정될 수 있다. 현실 또는 가상 물체의 모델은 본원에 기술되는 바와 같이 서브트랙티브 또는 애디티브 프로세스들을 통해 102에서 획득될 수 있다. 물체의 이미지가 3D 프린터에 입력된다. 다시 말하지만, 물체가 현실 물체인지 가상 물체인지에 기초하여, 3D 프린터에 입력되는 이미지는 카메라로부터의 사진 또는 프로세서 생성 이미지(processor-generated image)일 수 있다. 모델은 애디티브 프로세스에서 분말 수지와 같은 재료들을 반복하여 적층함으로써 3D 프린터에 의해 수신된 이미지로부터 생성된다. 물체의 상세 구조가 3D 프린터에 의해 재현될 수 있기 때문에, 물체의 표면의 깊이 정보가 3D 모델에 의해 정확하게 표현될 수 있다. 일 실시예에서, 모델은 적색, 녹색, 청색, 시안색, 황색, 기타 중 하나 이상을 포함하는 착색 표면(colored surface)을 포함한다. 일 실시예에서, 모델은 물체와 동일한 크기로 만들어진다.1 is a flowchart 100 illustrating a method for creating a model of an object according to some embodiments. The method begins at step 102 where a model of the object is obtained. In some embodiments, the object may be a real-world object such as, but not limited to, a person, animal, or other real-world animate/inanimate object. In some embodiments, an object may be a virtual/imaginary object that may or may not exist in the real world, which may include (but is not limited to) living or inanimate entities. . The properties of these virtual objects, such as appearance, which may include shape, size, colors, texture, reflectance characteristics, and other visible and invisible characteristics, are of interest to the creators/designers of virtual objects. can be determined by A model of a real or virtual object may be obtained at 102 through subtractive or additive processes as described herein. The image of the object is input into the 3D printer. Again, based on whether the object is real or virtual, the image input to the 3D printer may be a photo from a camera or a processor-generated image. Models are created from images received by a 3D printer by repeatedly layering materials, such as powdered resin, in an additive process. Because the detailed structure of an object can be reproduced by a 3D printer, the depth information of the object's surface can be accurately represented by the 3D model. In one embodiment, the model includes a colored surface including one or more of red, green, blue, cyan, yellow, etc. In one embodiment, the model is made the same size as the object.

104에서, 물체의 조명 정보가 획득된다. 104에서 획득된 조명 정보는 반사뿐만 아니라 광이 물체 표면과 상호작용할 때 일어나는 다른 복잡한 현상도 표현할 수 있다. 이것은 회절 및 산란 효과들(이들로 제한되지 않음)을 포함하는 광 흡수 및/또는 투과(이들로 제한되지 않음)와 같은 다른 현상을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 104에서의 조명 정보는 조명 스테이지와 같은 영상 장치(imaging apparatus)로부터 획득될 수 있다. 일 실시예에서, 조명 스테이지는, 다른 컴포넌트들에 부가하여, 카메라 및 제어될 수 있는 강도들을 갖는 광원들을 포함한다. 조명 스테이지는 그레이디언트 조명 패턴(gradient illumination pattern)들을 생성하도록 구성된다. 광원들은 그레이디언트 조명 패턴들로 물체의 표면을 조명하도록 구성 및 배열된다. 물체의 조명 표면(illuminated surface)으로부터 반사된 광은 반사 광을 표현하는 데이터를 생성하는 카메라에 의해 수광된다. 일부 실시예들에서, 데이터는 물체 표면의 홀로그램들을 생성하기 위한 간섭 패턴들을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 물체의 표면의 표면 법선 맵(surface normal map)을 추정하기 위해 카메라로부터의 데이터가 컴퓨팅 시스템에 의해 처리된다.At 104, illumination information of the object is obtained. The lighting information obtained from 104 can represent not only reflection but also other complex phenomena that occur when light interacts with the surface of an object. This may include other phenomena such as light absorption and/or transmission, including but not limited to diffraction and scattering effects. In one embodiment, lighting information at 104 may be obtained from an imaging apparatus, such as an illumination stage. In one embodiment, the lighting stage includes, in addition to other components, a camera and light sources with controllable intensities. The lighting stage is configured to generate gradient illumination patterns. The light sources are configured and arranged to illuminate the surface of the object with gradient illumination patterns. Light reflected from the illuminated surface of an object is received by a camera that generates data representing the reflected light. In some embodiments, the data may include interference patterns to create holograms of the object surface. In some embodiments, data from the camera is processed by the computing system to estimate a surface normal map of the object's surface.

편광 구면 그레이디언트 조명 패턴(polarized spherical gradient illumination pattern)들로 물체의 표면을 조명하기 위해 편광기(polarizer)들을 광원들 상에 그리고 카메라의 전방에 위치시키는 것에 의해 물체의 표면의 경면 법선 맵(specular normal map) 및 확산 법선 맵(diffuse normal map)이 개별적으로 생성될 수 있다. 일 실시예에서, 조명 스테이지로부터의 데이터는 물체 표면의 다른 속성들을 추정하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 경면 반사율(specular reflectance), 단일 산란(single scattering) 그리고 얕은 및 깊은 표면하 산란(shallow and deep subsurface scattering)으로 이루어진 계층화된 얼굴 반사율(layered facial reflectance)을 모델링하는 기법이 이용될 수 있다. 적절한 반사율 모델들의 파라미터들은 이 층들 각각에 대해 앞서 언급된 바와 같은 모델들을 사용하여, 예컨대, 단일 시점으로부터 몇 초 동안 조명 스테이지에 의해 기록된 단지 20장의 사진들로부터, 추정될 수 있다.Specular normal map of the surface of an object by positioning polarizers on the light sources and in front of the camera to illuminate the surface of the object with polarized spherical gradient illumination patterns. normal map and diffuse normal map can be created separately. In one embodiment, data from the illumination stage can be used to estimate other properties of the object surface. For example, techniques can be used to model layered facial reflectance consisting of specular reflectance, single scattering, and shallow and deep subsurface scattering. there is. The parameters of appropriate reflectance models can be estimated using models as mentioned above for each of these layers, for example from only 20 pictures recorded by the illumination stage over a few seconds from a single viewpoint.

일 실시예에서, 104에서의 조명 정보는 컴퓨팅 디바이스로부터 획득될 수 있다. 예를 들어, 양방향 반사율 분포 함수("BRDF")들을 이용하여 물체 표면 외관(object surface appearance)이 모델링될 수 있다. 본원에 기술되는 바와 같이, 표면의 BRDF는 해석 모델(analytical model)들을 사용하여 도출되는 수학 함수(mathematical function)들로부터 평가될 수 있다. 상이한 유형의 재료들의 반사율 특성들을 결정하기 위해 상이한 모델들이 이용될 수 있다. 사실, 측정된 BRDF 데이터의 라이브러리들이 또한 다수의 소스들로부터 액세스될 수 있다. 일 실시예에서, 물체 표면의 광 상호작용 특성들은 경로 추적(path tracing)을 사용하여 컴퓨터에서 수학적으로 계산될 수 있다. 경로 추적은 3차원 장면들의 이미지들을 렌더링하는 컴퓨터 그래픽스 몬테 카를로 방법(computer graphics Monte Carlo method)이다. 사실, 1 픽셀에 대해서와 같이, 서브 밀리미터 분해능(sub millimeter resolution)의 확산 및 산란과 같은 복잡한 광 상호작용 특성들조차도 계산하는 CG(computer graphics) 렌더링에서의 기술이 존재한다. 물체 표면의 복수의 영역들의 조명 정보가 따라서 104에서 하나 이상의 물리적 또는 수학적 절차들을 통해 획득될 수 있다.In one embodiment, lighting information at 104 may be obtained from a computing device. For example, object surface appearance can be modeled using bidirectional reflectance distribution functions (“BRDF”). As described herein, the BRDF of a surface can be evaluated from mathematical functions derived using analytical models. Different models can be used to determine the reflectance properties of different types of materials. In fact, libraries of measured BRDF data can also be accessed from multiple sources. In one embodiment, the light interaction properties of an object surface can be calculated mathematically on a computer using path tracing. Path tracing is a computer graphics Monte Carlo method for rendering images of three-dimensional scenes. In fact, techniques exist in computer graphics (CG) rendering that calculate even complex light interaction properties, such as diffusion and scattering, at sub millimeter resolution, such as for one pixel. Illumination information of multiple regions of the object surface may thus be obtained through one or more physical or mathematical procedures at 104.

물체 표면의 복수의 영역들에 대한 조명 정보는 104에서 획득된다. 일부 실시예들에서, 물체 표면의 영역들에 대한 조명 정보가 104에서 수집될 수 있다. 각각의 영역의 면적은 그 결과 얻어진 이미지의 원하는 분해능에 기초하여 결정될 수 있다. 원하는 분해능이 클수록, 각각의 영역의 면적이 작을 것이다. 그에 따라, 조명 정보를 획득하기 위해 물체 표면이 복수의 영역들로 가상으로(hypothetically) 분할될 수 있다.Illumination information for a plurality of regions of the object surface is obtained at 104. In some embodiments, illumination information for regions of the object surface may be collected at 104. The area of each region can be determined based on the desired resolution of the resulting image. The greater the desired resolution, the smaller the area of each region. Accordingly, the object surface can be hypothetically divided into a plurality of regions to obtain lighting information.

104에서 획득된 복수의 물체 영역들에 대한 조명 정보는 조명 정보를 획득하기 위해 채택된 방법에 따라 다수의 시야각들 또는 다수의 조명 조건들을 인코딩할 수 있다. 예를 들어, 디지털 홀로그램의 각각의 픽셀은 주어진 광원에 대한 다수의 시야각들을 인코딩한다. 이러한 디지털 홀로그램에 대한 조명 정보는 물체와 광원을 고정된 위치들에 유지하면서 증분적 카메라 이동(incremental camera movement)들을 통해 포착된다.The lighting information for the plurality of object areas obtained at 104 may encode multiple viewing angles or multiple lighting conditions depending on the method employed to obtain the lighting information. For example, each pixel of a digital hologram encodes multiple viewing angles for a given light source. Lighting information for this digital hologram is captured through incremental camera movements while keeping the object and light source at fixed positions.

일부 실시예들에서, 물체 표면의 각각의 영역에 대한 조명 정보는 재조명가능 홀로그램을 인쇄하는 데 사용될 수 있는 다수의 조명 조건들을 인코딩할 수 있다. 이것은, 이하에서 추가로 상술되는 바와 같은 실시예들에 따라, 카메라와 물체를 고정된 위치들에 유지하면서 광원들을 변경하는 것 및 조명 정보의 영역별 집계에 의해 달성될 수 있다.In some embodiments, lighting information for each region of an object's surface may encode multiple lighting conditions that can be used to print a reilluminable hologram. This can be achieved by changing light sources and regional aggregation of lighting information while keeping the camera and object at fixed positions, according to embodiments as further detailed below.

106에서는, 104에서 획득된 물체 표면의 영역들의 조명 정보가 홀로그램 시리즈로서 인쇄된다. 시리즈의 각각의 홀로그램은 물체 표면의 영역들 중 하나의 영역의 조명 정보를 포함하거나 인코딩한다. 제한이 아닌 예시로서, 시리즈의 각각의 홀로그램은, 물체 표면의 영역들 중 하나의 영역의 반사율 데이터와 같은, 조명 정보를 포함할 수 있다. 따라서, 104에서 획득된 물체 표면의 각각의 영역에 대한 반사율 데이터는 106에서 홀로그램으로서 인쇄된다. 일 실시예에서, 물체 표면의 각각의 영역에 대한 반사율 데이터는 BRDF에 의해 표현된다. 따라서, 106에서 인쇄된 홀로그램 시리즈는 물체 표면의 영역들의 BRDF들을 인코딩한다. 106에서 인쇄된 홀로그램은, 그에 의해, 홀로그램이 물체가 노출될 수 있는 상이한 조명 조건들 전부를 인코딩하도록, 올바른 파면(wave front)을 생성하도록 구성된다. 일 실시예에서, 홀로그램 시리즈를 포함하는 단일 시트가 106에서 인쇄된다. ZEBRA IMAGING에 의해 사용된 것들과 같은 다양한 공지된 방법들이 홀로그램 시리즈를 획득하는 데 사용될 수 있다.At 106, illumination information of areas of the object surface acquired at 104 is printed as a hologram series. Each hologram in the series contains or encodes illumination information of one of the regions of the object surface. By way of example and not limitation, each hologram in the series may include illumination information, such as reflectance data of one of the regions of the object surface. Accordingly, the reflectance data for each area of the object surface acquired at 104 is printed as a hologram at 106. In one embodiment, reflectance data for each region of the object surface is represented by a BRDF. Accordingly, the hologram series printed at 106 encodes BRDFs of regions of the object surface. The printed hologram at 106 is configured to generate the correct wave front, thereby ensuring that the hologram encodes all of the different lighting conditions to which the object may be exposed. In one embodiment, a single sheet containing a series of holograms is printed at 106. Various known methods, such as those used by ZEBRA IMAGING, can be used to acquire a hologram series.

일부 실시예들에서, 본 방법은 적절한 조명 정보가 3D 인쇄 모델에 적용될 수 있도록 물체 표면의 영역들에 대응하는 3D 인쇄 모델의 부분들을 식별하는 단계(110)로 곧바로 이동한다. 3D 인쇄 모델의 표면이 물체 표면과 유사한 방식으로 부분들로 가상으로 분할될 수 있다. 제한이 아닌 예시로서, 물체 표면의 영역들의 수는 3D 모델 표면의 가상 부분(hypothetical portion)들의 수와 동일할 수 있다. 따라서, 물체 표면의 각각의 가상 영역(hypothetical region)은 모델 표면의 각자의 부분에 대응한다.In some embodiments, the method moves directly to step 110 of identifying portions of the 3D printed model that correspond to regions of the object surface so that appropriate lighting information can be applied to the 3D printed model. The surface of a 3D printed model can be virtually divided into parts in a manner similar to the surface of an object. By way of example and not limitation, the number of regions of the object surface may be equal to the number of hypothetical portions of the 3D model surface. Accordingly, each hypothetical region of the object surface corresponds to a respective portion of the model surface.

본 방법은 이어서 홀로그래픽 시트를 모델에 부착하는 단계(112)로 진행하고, 따라서 단계(108)가 생략될 수 있다. 112에서는, 모델의 특정의 부분에 대응하는 물체 표면의 하나의 특정의 영역의 조명 데이터를 포함하는 홀로그램들 각각이 모델의 그 특정의 부분에 위치되고 부착되도록, 106에서 생성된 홀로그램들의 시트가 3D 인쇄 모델에 부착된다. 예를 들어, 물체 표면의 특정 영역의 조명 데이터를 포함하는 특정의 홀로그램이 모델의 대응 부분에 부착되도록, 홀로그램들의 시트가 모델 위에 위치되고 수축 랩핑(shrink wrap)될 수 있다.The method then proceeds to step 112 of attaching the holographic sheet to the model, so step 108 can be omitted. At 112, the sheet of holograms generated at 106 is displayed in 3D, such that each of the holograms containing illumination data of one particular region of the object surface corresponding to that particular portion of the model is positioned and attached to that particular portion of the model. Attached to the printed model. For example, a sheet of holograms can be placed and shrink wrapped over a model, such that a specific hologram containing illumination data of a specific area of the object's surface is attached to a corresponding part of the model.

일부 실시예들에서, 본 방법은 홀로그램 시리즈를 포함하는 시트가 복수의 세그먼트들 또는 복수의 홀로그래픽 플레이크(holographic flake)들로 절단되거나 분할되는 단계(108)로 이동한다. 일 실시예에서, 각각의 세그먼트 또는 플레이크가 인쇄 홀로그램 시리즈의 하나의 홀로그램을 포함하도록 시트가 분할된다. 이러한 분리의 결과로서, 108에서 복수의 인쇄 홀로그램들이 획득되고, 여기서 각각의 인쇄 홀로그램은 물체 표면의 영역들 중 하나의 영역의 반사율 데이터를 포함한다. 다시 말하지만, 단계(108)에서 생성된 인쇄 홀로그램들 또는 홀로그래픽 플레이크들의 수가 물체 표면 영역들의 수 또는 그에 대응하여 모델 표면 부분들의 수와 동일할 수 있다는 것을 알 수 있다. 제한이 아닌 예시로서, 108에서 획득된 인쇄 홀로그램들의 면적은 0.000001 제곱밀리미터 내지 0.25 제곱밀리미터에 걸쳐 있을 수 있다. 일 실시예에서, 하나의 시트가 2개 이상의 홀로그램들을 포함하도록 시트가 분할될 수 있다. 따라서, 108에서 생성된 홀로그램들이, 각각이 물체 표면의 각자의 영역들의 반사율 데이터를 인코딩하는, 하나 이상의 홀로그램들을 포함할 수 있다는 것을 알 수 있다.In some embodiments, the method moves to step 108 where the sheet containing the holographic series is cut or divided into a plurality of segments or a plurality of holographic flakes. In one embodiment, the sheet is divided such that each segment or flake contains one hologram in a series of printed holograms. As a result of this separation, a plurality of printed holograms are obtained at 108, where each printed hologram includes reflectance data of one of the regions of the object surface. Again, it can be seen that the number of printed holograms or holographic flakes generated in step 108 may be equal to the number of object surface areas or correspondingly the number of model surface portions. By way of example and not limitation, the area of the printed holograms obtained at 108 may range from 0.000001 square millimeters to 0.25 square millimeters. In one embodiment, the sheet may be split so that one sheet contains two or more holograms. Accordingly, it can be seen that the holograms generated at 108 may include one or more holograms, each encoding reflectance data of respective regions of the object surface.

일부 실시예들에서, 본 방법은 단계(108)로부터 물체 표면의 영역들에 대응하는 3D 모델의 부분들이 식별되는 단계(110)로 이동한다. 108에서 생성된 홀로그래픽 시트의 플레이크들은 112에서 모델의 대응하는 부분들에 부착(attach) 또는 부착(affix)된다. 3D 인쇄 프로세스가 애디티브 프로세스이기 때문에, 3D 프린터는 모델의 최종 층이 인쇄될 때 홀로그래픽 시트의 플레이크들을 3D 모델의 대응하는 부분들에 부착하도록 프로그래밍될 수 있다. 예를 들어, 3D 프린터의 기계적 잉크젯은 3D 모델의 각자의 부분들을 빌드할 때 홀로그래픽 시트의 복수의 플레이크들을 분사(eject)하도록 프로그래밍될 수 있다.In some embodiments, the method moves from step 108 to step 110 where portions of the 3D model that correspond to regions of the object surface are identified. The flakes of the holographic sheet created at 108 are attached or affixed to corresponding parts of the model at 112. Because the 3D printing process is an additive process, the 3D printer can be programmed to attach flakes of the holographic sheet to corresponding parts of the 3D model when the final layer of the model is printed. For example, a 3D printer's mechanical inkjet can be programmed to eject multiple flakes of a holographic sheet as it builds individual parts of the 3D model.

도 1에 상술된 프로세스의 결과로서, 물체 표면의 깊이 정보를 전달할뿐만 아니라 물체 표면의 반사율 특성들도 부여받는 3D 인쇄 모델이 획득된다. 이러한 3D 인쇄 모델에 광이 입사할 때, 광은 실제 물체와 실질적으로 동일한 방식으로 반사된다. 이러한 이유는 모델 상의 홀로그래픽 피스(holographic piece)들이 실제 물체 표면의 반사율 특성들로 인코딩되고 그에 따라 물체 표면의 반사율 특성들을 흉내내기 때문이다.As a result of the process detailed in Figure 1, a 3D printed model is obtained that not only conveys depth information of the object surface but is also endowed with the reflectance properties of the object surface. When light is incident on these 3D printed models, the light is reflected in substantially the same way as the real object. This is because the holographic pieces on the model are encoded with the reflectance properties of the real object surface and thus mimic the reflectance properties of the object surface.

홀로그래픽 시트가 전체적으로 랩핑되거나 분리되는 절차들이 제한이 아닌 예시로서만 플로차트(100)에 개별적으로 기술되어 있다는 것을 알 수 있다. 사실, 단계들이 3D 모델을 생성할 때 상호 배타적일 필요는 없으며 단일 3D 모델을 생성할 때 함께 사용될 수 있다. 예를 들어, 다수의 홀로그램들을 포함하는 홀로그래픽 시트가 3D 모델의 한 부분 주위에 부착되거나 랩핑되는 반면, 개개의 홀로그램들을 포함하는 홀로그래픽 시트의 세그먼트들 또는 플레이크들이 동일한 3D 모델의 다른 부분들에 부착되는 부분들이 있을 수 있다.It can be seen that the procedures for wrapping or separating the holographic sheet as a whole are individually described in the flowchart 100 by way of example and not limitation. In fact, the steps do not have to be mutually exclusive when creating a 3D model and can be used together to create a single 3D model. For example, a holographic sheet containing multiple holograms may be attached or wrapped around one part of a 3D model, while segments or flakes of the holographic sheet containing individual holograms may be attached to other parts of the same 3D model. There may be attached parts.

도 2는 일부 실시예들에 따른 물체의 모델을 생성하는 방법을 상술하는 플로차트(200)이다. 본 방법은 금속과 같은 반사 재료(reflective material)로 이루어져 있는 모델이 획득되는 202에서 시작된다. 모델은 금 또는 은과 같은 금속들로 이루어져 있을 수 있다. 일부 실시예들에서, 모델은 물체와 동일한 크기이고, 3D 프린터로부터 애디티브 프로세스들을 통해 또는 금속 블록/시트를 에칭하거나 깎아내는(chiseling) 것에 의해 획득될 수 있다. 204에서, 물체의 영역들의 반사율 데이터를 포함하는 조명 정보가 획득된다. 일 실시예에서, 204에서 획득된 반사율 데이터는 104에서 획득된 반사율 데이터와 유사하다. 일 실시예에서, 물체의 반사율 데이터가 104에서 기록되면, 이러한 데이터가 재사용될 수 있고 그에 의해 단계(204)를 중복적인 것으로 만든다. 206에서, 물체의 각자의 영역에 대응하는 모델 표면의 다양한 부분들이 식별된다. 일 실시예에서, 모델 표면은 물체 영역과 동일한 크기일 수 있고, 그에 따라, 모델 상에서 식별된 복수의 부분들은 물체 표면 상에서 식별된 영역들과 동일한 크기일 수 있다. 210에서, 물체 표면의 각각의 영역에 대한 획득된 조명 정보는 모델 표면의 대응 부분 상에 인코딩된다.2 is a flowchart 200 detailing a method for creating a model of an object according to some embodiments. The method begins at 202 where a model consisting of a reflective material, such as a metal, is obtained. The model may be made of metals such as gold or silver. In some embodiments, the model is the same size as the object and can be obtained from a 3D printer through additive processes or by etching or chiseling a metal block/sheet. At 204, lighting information including reflectance data of regions of the object is obtained. In one embodiment, the reflectance data acquired at 204 is similar to the reflectance data acquired at 104. In one embodiment, once the object's reflectance data is recorded at 104, this data can be reused, thereby making step 204 redundant. At 206, various portions of the model surface are identified that correspond to respective regions of the object. In one embodiment, the model surface may be the same size as the object area, such that the plurality of portions identified on the model may be the same size as the identified areas on the object surface. At 210, the obtained illumination information for each region of the object surface is encoded on a corresponding portion of the model surface.

일 실시예에서, 조명 정보는 상이한 방향들로부터 영역에 입사하는 광선들에 대한 영역의 반사율 데이터를 포함한다. 따라서, 복수의 조명 조건들에 대한 반사율 데이터는 각각의 영역에 대한 모델 표면 상에 인코딩된다. 일 실시예에서, 모델이 3D 프린터에 의해 인쇄될 수 있고, 반사율 데이터를 포함하는 조명 정보가, 예를 들어, 홀로그래픽 프린터에 의해 모델 상에 에칭될 수 있다.In one embodiment, the lighting information includes reflectance data of an area for rays of light incident on the area from different directions. Accordingly, reflectance data for multiple lighting conditions are encoded on the model surface for each region. In one embodiment, the model may be printed by a 3D printer and lighting information, including reflectance data, may be etched onto the model, for example by a holographic printer.

일 실시예에서, 반사율 데이터는 물체 표면의 각각의 영역의 BRDF를 포함할 수 있고, 홀로그래픽 프린터는 모델 표면의 굴절률을 변화시키는 금속 모델의 표면 상에 회절 격자를 에칭할 수 있다. 금속 모델이 기준 빔으로서 역할하는 광원에 의해 조명될 때, 회절 격자는 물체에 의한 광 반사를 흉내내는 방식으로 광을 반사시키는 홀로그램을 생성하도록 동작할 것이다. 이것은 도 1에서 기술된 바와 같이 홀로그래픽 필름을 인쇄, 분할 및 모델 표면에 부착할 필요성을 완화시킨다. 일 실시예에서, 본원에 기술되는 바와 같은 금속 모델은 금속 물체들을 모델링하는 데 사용될 수 있다.In one embodiment, the reflectance data may include a BRDF of each area of the object surface, and the holographic printer may etch a diffraction grating on the surface of the metal model that changes the index of refraction of the model surface. When the metal model is illuminated by a light source that serves as a reference beam, the diffraction grating will operate to create a hologram that reflects light in a way that mimics light reflection by an object. This alleviates the need to print, section, and adhere holographic films to the model surface as described in Figure 1. In one embodiment, a metal model as described herein can be used to model metal objects.

물체 표면의 상이한 부분들이 상이한 속성들을 가질 수 있다는 것을 알 수 있다. 물체 표면의 일부 영역들이 확산성(diffusive)일 수 있는 반면, 물체 표면의 다른 부분들은 보다 광택이 있을 수 있다. 그에 따라, 도 3은 일부 실시예들에 따른 물체의 모델을 생성하는 방법을 상술하는 플로차트(300)이다. 본 방법은, 예를 들어, 물체 표면의 영역의 반사율 데이터를 포함하는 조명 정보가 3D 프린터에 부착된 컴퓨팅 디바이스에 의해 획득되는 302에서 시작된다. 일 실시예에서, 물체의 반사율 데이터는 조명 스테이지와 같은 장치를 사용하여 획득된다. 일 실시예에서, 물체 표면의 성질(nature)을 결정하기 위해 304에서 컴퓨팅 디바이스에 의해 반사율 데이터가 분석된다. 306에서는, 304에서의 분석에 기초하여 물체 표면이 무광택 마감(matte finish)을 갖는지 또는 물체 표면이 보다 광택있는 마감(more glossy finish)을 갖는지가 결정된다. 예를 들어, 반사율 데이터가 램버시안 모델(Lambertian model)에 적합한 경우, 306에서 물체 표면이 무광택 마감을 갖는다고 결정될 수 있고, 그렇지 않으면 물체 표면이 광택 마감(glossy finish)을 갖는다고 결정될 수 있다. 물체 표면이 무광택 마감을 갖는다면, 308에 도시된 바와 같이, 3D 모델의 층을 생성하기 위해 적절한 색상의 잉크가 분출(squirt)될 수 있다. 물체의 물체 표면의 부분이 보다 광택이 있다고 결정되면, 물체 표면의 그 특정의 부분이 310에서 잉크를 분출시키는 것에 의해 인쇄되거나 쌓아올려지고, 이어서 312에서, 예를 들어, 본원에 기술되는 실시예들에 따라 홀로그래픽 필름의 작은 플레이크들을 부착시키는 것에 의해 홀로그래픽 데이터가 적용된다. 따라서, 본원에 기술되는 실시예들에 따르면 모델 전체가 홀로그래픽 인쇄물에 의해 덮일 필요가 없다는 것을 알 수 있다. 오히려, 물체들의 보다 광택있는 표면들에 대응하는 모델 표면의 부분들은 이하에서 추가로 상술되는 실시예들에 따라 생성되는 홀로그래픽 인쇄물들로 덮일 수 있는 반면, 보다 확산성인 물체 표면들에 대응하는 모델의 부분들은 통상의 3D 인쇄를 통해 무광택 마감을 받을 수 있다.It can be seen that different parts of the surface of an object may have different properties. Some areas of the object surface may be diffuse, while other parts of the object surface may be more shiny. Accordingly, Figure 3 is a flow chart 300 detailing a method for creating a model of an object according to some embodiments. The method begins at 302 where lighting information, including, for example, reflectance data of a region of an object's surface, is obtained by a computing device attached to a 3D printer. In one embodiment, reflectance data of an object is acquired using a device such as an illumination stage. In one embodiment, reflectance data is analyzed by a computing device at 304 to determine the nature of the object surface. At 306, it is determined whether the object surface has a matte finish or a more glossy finish based on the analysis at 304. For example, if the reflectance data fits a Lambertian model, it may be determined at 306 that the object surface has a matte finish; otherwise, it may be determined that the object surface has a glossy finish. If the object surface has a matte finish, as shown at 308, ink of the appropriate color may be squirted to create the layers of the 3D model. If it is determined that a portion of the object surface of the object is glossier, that particular portion of the object surface is printed or built up by ejecting ink at 310 and then at 312, for example, in the embodiments described herein. Holographic data is applied by attaching small flakes of holographic film according to the method. Accordingly, it can be seen that in accordance with the embodiments described herein, the entire model need not be covered by the holographic imprint. Rather, portions of the model surface corresponding to the more glossy surfaces of the objects may be covered with holographic imprints created according to embodiments detailed further below, while the portions of the model surface corresponding to the more diffuse object surfaces Parts of can receive a matte finish through conventional 3D printing.

일부 실시예들에서, 도 3에 상술된 바와 같이 보다 광택있는 표면들에 대해 재조명가능 홀로그램들이 사용된다. 일반적으로, 홀로그램들은 고정된 조명 조건들 하에서 변화되는 시점들을 인코딩한다. 예를 들어, 고정된 물체와 광원이 주어지면, 카메라는 디지털 홀로그램을 인쇄하기 위한 데이터를 생성하기 위해 미세한 점증적 움직임(microscopic, incremental movement)들을 위해 프로그래밍된다. 따라서, 인쇄 홀로그램을 보고 있을 때 관찰자가 관찰 위치를 변경하면, 홀로그램이 관찰자에 대해 이동한 것처럼 보인다. 도 4는 일부 실시예들에 따른 물체의 3D 인쇄 모델에서 사용될 수 있는 재조명가능 홀로그램에 대한 조명 정보를 생성하는 방법을 상술하는 플로차트(400)를 나타내고 있다. 일부 실시예들에 따른 재조명가능 홀로그램은 단일 시점으로부터의 다수의 조명 조건들을 인코딩한다. 일부 실시예들에 따르면, 현실 세계 물체와 카메라를 고정된 위치들에 유지하면서 물체 주위에서 광원(들)을 이동시키는 것에 의해 재조명가능 홀로그램에 대한 반사율 데이터가 물리적으로 수집될 수 있다. 반사율 데이터를 수집하기 위한 본 기술분야에 공지된 것과 같은 장치는, 예를 들어, 도 4에 상술된 바와 같은 방법을 실행하는 데 사용될 수 있는 조명 스테이지 또는 휴대용 조명 스테이지(이들로 제한되지 않음)를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 복수의 조명 조건들에 대한 현실 세계 물체 또는 가상 물체 중 어느 하나의 반사율 데이터가 전적으로 컴퓨팅 디바이스에 의해 생성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 반사율 데이터는 또한 복수의 조명 조건들의 서브세트에 대해 현실 세계 물체에 대해 획득된 데이터를 공지된 수학적 모델들을 사용하여 외삽하도록 컴퓨팅 디바이스를 프로그래밍함으로써 부분적으로 생성될 수 있다.In some embodiments, reilluminable holograms are used for glossier surfaces, as detailed in Figure 3. Generally, holograms encode changing viewpoints under fixed lighting conditions. For example, given a stationary object and a light source, a camera is programmed to make microscopic, incremental movements to generate data for printing a digital hologram. Therefore, if an observer changes the viewing position while viewing a printed hologram, the hologram appears to have moved relative to the observer. FIG. 4 shows a flowchart 400 detailing a method for generating lighting information for a reilluminable hologram that can be used in a 3D printed model of an object according to some embodiments. A reilluminable hologram according to some embodiments encodes multiple lighting conditions from a single viewpoint. According to some embodiments, reflectance data for a reilluminable hologram may be physically collected by moving the light source(s) around the real world object and the camera while maintaining the camera at fixed positions. Devices as known in the art for collecting reflectance data include, for example, but are not limited to, a lighting stage or portable lighting stage that can be used to perform the method as detailed in FIG. It can be included. In some embodiments, reflectance data for either a real-world object or a virtual object for a plurality of lighting conditions may be generated entirely by a computing device. In some embodiments, reflectance data may also be generated in part by programming the computing device to extrapolate data obtained for real-world objects for a subset of a plurality of lighting conditions using known mathematical models.

물리적 절차를 사용하여 현실 세계 물체에 대한 반사율 데이터를 수집하는 것은 조명 정보가 수집되어야 하는 물체가 하나 이상의 광원(들)에 의해 하나 이상의 방향들으로부터 조명되는 402에서 시작된다. 일부 실시예들에서, 광원(들)은 조명 스테이지의 돔형 구조물에 고정되고, 물체는 돔의 중앙에 위치된다. 다른 실시예들에서, 광원들은 독립적으로 이동가능하다. 404에서, 물체 표면의 영역 정보가 획득된다. 예를 들어, 영역들은 물체 표면 상의 미세 구역들을 포함할 수 있으며, 여기서 영역 또는 미세 구역의 이미지에 포함된 픽셀들의 수는, 예를 들어, 컴퓨팅 디바이스에 의해 추정된다. 물체를 조명하는 데 사용되는 광원(들)은 404에서 획득된 영역 정보에 기초하여 406에서 이동하도록 프로그래밍된다. 일 실시예에서, 광원은 0.5 mm 내지 1.0 mm의 범위에 있는 미소한 움직임들을 위해 프로그래밍되고, 광원이 이동하는 횟수는 물체 표면 상의 영역들의 수에 의존할 수 있다. 예를 들어, 물체 표면의 이미지의 원하는 분해능이 300 PPI(pixels per inch)인 경우, 광원은 물체 표면의 반사율 데이터를 수집할 때 인치당 300회 이동될 수 있다. 408에서, 물체 표면의 영역의 조명 정보가 포착된다. 일 실시예에서, 조명 정보는 복수의 광원들로부터 나와서 물체 표면의 한 영역에 입사하는 복수의 광선들의 반사율과 연관된 데이터를 포함할 수 있다.Collecting reflectance data for a real-world object using a physical procedure begins at 402 where the object for which illumination information is to be collected is illuminated from one or more directions by one or more light source(s). In some embodiments, the light source(s) are fixed to the dome-shaped structure of the lighting stage, and the object is positioned in the center of the dome. In other embodiments, the light sources are independently movable. At 404, area information of the object surface is obtained. For example, regions may include micro-regions on the surface of an object, where the number of pixels included in an image of the region or micro-region is estimated, for example, by a computing device. The light source(s) used to illuminate the object are programmed to move at 406 based on the area information obtained at 404. In one embodiment, the light source is programmed for minute movements in the range of 0.5 mm to 1.0 mm, and the number of times the light source moves may depend on the number of areas on the object surface. For example, if the desired resolution of the image of the object surface is 300 pixels per inch (PPI), the light source may be moved 300 times per inch when collecting reflectance data of the object surface. At 408, illumination information of a region of the object surface is captured. In one embodiment, lighting information may include data associated with reflectance of a plurality of light rays coming from a plurality of light sources and incident on a region of the surface of an object.

408에서 영역의 조명 정보가 획득될 때, 410에서 조명 정보가 수집될 필요가 있는 영역들이 더 있는지가 결정된다. 예인 경우, 412에 도시된 바와 같이 광원이 이동되고, 절차는 다음 영역의 조명 정보가 획득되는 408로 복귀한다. 물체 표면의 영역들 모두가 이미지화(image)될 때까지 단계들(408, 410 및 412)을 포함하는 루프가 반복될 수 있다. 414에서, 반사율 데이터를 수집하기 위해 물체에 적용될 필요가 있는 조명 조건들이 더 존재하는지가 결정된다. 예인 경우, 본 방법은 새로운 조명 조건들이 선택되는 416으로 이동한다. 416에서 선택된 새로운 조명 조건들은 상이한 광원들(이들로 제한되지 않음)을 포함할 수 있고, 여기서 추가의 반사율 데이터를 획득하기 위해 다양한 RGB 값들이 물체에 적용될 수 있다. 416에서 새로운 조명 조건들을 선택할 시에, 본 방법은 새로 선택된 조명 조건들을 사용해 물체가 조명되고 앞서 상술된 바와 같이 광원들을 이동시킴으로써 반사율 데이터가 획득되는 단계(402)로 루프백한다.When lighting information of an area is obtained at 408, it is determined at 410 whether there are more areas for which lighting information needs to be collected. If yes, the light source is moved as shown at 412, and the procedure returns to 408 where lighting information for the next area is obtained. The loop including steps 408, 410, and 412 may be repeated until all areas of the object surface have been imaged. At 414, it is determined whether there are further lighting conditions that need to be applied to the object to collect reflectance data. If yes, the method moves to 416 where new lighting conditions are selected. The new lighting conditions selected at 416 may include, but are not limited to, different light sources, where various RGB values may be applied to the object to obtain additional reflectance data. Upon selecting new lighting conditions at 416, the method loops back to step 402 where the object is illuminated using the newly selected lighting conditions and reflectance data is acquired by moving the light sources as previously detailed.

도 4에서 기술된 이미지화 절차는 각각의 조명 조건에 대한 물체의 다수의 이미지들을 생성한다. 예를 들어, 도 4의 절차는, 단일 조명 조건에 대해 실행될 때, 약 8000개의 이미지들을 생성할 수 있다. 도 5는 일부 실시예들에 따른 재조명가능 홀로그램을 생성하는 방법을 상술한다. 본 방법은 도 4에서 상술된 바와 같이 복수의 조명 조건들 하에서 물체의 복수의 영역들의 조명 정보를 획득하는 502에서 시작된다. 일 실시예에서, 502에서 영역별 반사율 데이터가 상이한 위치들로부터 하나 이상의 광원들에 의해 조명된 물체의 이미지 시리즈로서 획득될 수 있다. 504에서, 이와 같이 획득된 물체 표면의 복수의 영역들의 조명 정보가 집계된다. 일부 실시예들에서, 조명 정보를 집계하기 위해 복수의 조명 조건들 하에서 수집된 물체의 각각의 영역의 이미지들이 서로 상에 오버레이된다. 이미지들이 단일 카메라 시점으로부터(그렇지만 상이한 조명 조건들임) 촬영되기 때문에, 이미지들이 서로 상에 오버레이될 때 물체는 백색 광에 의해 조명되는 것처럼 보인다. 이것은 디지털 홀로그램을 생성하기 위해 복수의 시점들로부터 조명 정보를 수집하는 종래의 방법과 대조적이며, 종래의 방법에서는, 이러한 조명 정보를 집계한 결과, 흐릿한 초점이 맞지 않는 이미지(fuzzy, out-of-focus image)들이 얻어질 것이다. 본 기술분야의 통상의 기술자라면, 본원에 기술되는 바와 같이 물체 표면의 미소한 구역들 또는 영역들에 대해, 시야각이 적절한 반사율만큼 모델의 외관에 그다지 기여하지 않을 수 있다는 것을 알 수 있다.The imaging procedure described in Figure 4 generates multiple images of the object for each lighting condition. For example, the procedure of Figure 4, when run for a single lighting condition, can produce approximately 8000 images. FIG. 5 details a method of generating a reilluminable hologram according to some embodiments. The method begins at 502 by obtaining illumination information of a plurality of regions of an object under a plurality of lighting conditions as detailed in FIG. 4. In one embodiment, area-wise reflectance data at 502 may be acquired as a series of images of an object illuminated by one or more light sources from different locations. At 504, the illumination information of the plurality of regions of the object surface thus obtained is aggregated. In some embodiments, images of each area of an object collected under a plurality of lighting conditions are overlaid on top of each other to aggregate lighting information. Because the images are taken from a single camera viewpoint (but under different lighting conditions), when the images are overlaid on top of each other, the object appears to be illuminated by white light. This is in contrast to conventional methods of collecting lighting information from multiple viewpoints to create a digital hologram, where aggregating this lighting information results in a fuzzy, out-of-focus image. focus images will be obtained. Those of ordinary skill in the art will appreciate that for small regions or regions of an object surface as described herein, viewing angle may not contribute as much to the appearance of the model as appropriate reflectance.

물체의 각각의 영역에 대한 집계된 조명 정보의 홀로그래픽 인쇄물이 506에서 획득된다. 일부 실시예들에서, 복수의 영역들 각각에 대한 집계된 조명 정보가 감광 매체 상에 기록되고 이로부터 홀로그래픽 인쇄물이 공지된 방법들을 사용하여 생성된다. 홀로그램들을 생성하는 데 사용될 수 있는 감광 매체들의 예들은 사진 유제(photographic emulsion)들, 포토폴리머(photopolymer)들, 포토레지스트들 및 유사한 물질들을 포함할 수 있지만, 이들로 제한되지 않는다. 506에서 획득된 홀로그래픽 인쇄물은, 다수의 시야각들이 통상의 홀로그래픽 픽셀에 인코딩되는 것과 달리, 각각이 물체의 각각의 영역에 대한 다수의 조명 조건들을 인코딩하는 복수의 재조명가능 홀로그램들을 포함한다. 따라서, 통상의 홀로그램이 상이한 시야각들로부터의 이미지 데이터를 제공할 수 있는 반면, 본원에 기술되는 실시예들에 따른 재조명가능 홀로그램은 적절한 조명 조건들에 의해 조명될 때의 반사율 데이터를 제공한다.A holographic print of the aggregated illumination information for each region of the object is obtained at 506. In some embodiments, aggregated illumination information for each of the plurality of regions is recorded on a photosensitive medium from which a holographic print is created using known methods. Examples of photosensitive media that can be used to create holograms may include, but are not limited to, photographic emulsions, photopolymers, photoresists, and similar materials. The holographic print obtained at 506 includes a plurality of reilluminable holograms, each encoding multiple illumination conditions for each area of the object, unlike multiple viewing angles encoded in a typical holographic pixel. Accordingly, while a conventional hologram can provide image data from different viewing angles, a reilluminable hologram according to embodiments described herein provides reflectance data when illuminated by appropriate lighting conditions.

일부 실시예들에서, 506에서 생성된 재조명가능 홀로그램이 반사율 데이터가 수집되었을 때 존재한 것들과 실질적으로 유사한 방향으로부터의 광원으로 조명되면, 광은 502에서 광 상호작용들이 기록되었던 물체와 실질적으로 유사한 방식으로 반사된다. 따라서, 물체의 3D 모델이 본원에 기술되는 바와 같은 재조명가능 홀로그램들로 덮일 때, 깊이 및 광 상호작용 데이터 둘 다가 포착되고, 그에 의해 그렇지 않았으면 3D 프린터만에 의해 생성되었을 것보다 물체의 더 사실적인 복제물을 생성한다.In some embodiments, if the reilluminable hologram generated at 506 is illuminated with a light source from a direction substantially similar to those present when the reflectance data was collected, the light may be substantially similar to the object for which light interactions were recorded at 502. reflected in a way. Therefore, when a 3D model of an object is covered with reilluminable holograms as described herein, both depth and light interaction data are captured, thereby creating a more realistic representation of the object than would otherwise have been created by a 3D printer alone. Creates an enemy copy.

도 6은 일부 실시예들에 따라 획득된 물체의 이미지 시리즈(602)를 포함하는 조명 정보를 도시하는 예시(600)이다. 카메라와 물체가 고정된 위치들에 남아 있는 동안 하나 이상의 광원들이 미소한 움직임들을 위해 프로그래밍될 수 있다. 25개의 이미지들을 갖는 이미지 시리즈(image series)(602)가 제한이 아닌 예시로서만 본원에서 도시되고 논의된다는 것을 알 수 있다. 광원(들)의 다양한 위치들에 기초하여 이미지 시리즈(602)에 대한 임의의 수의 이미지들이 생성될 수 있다. 복수의 이미지들(602)의 각각의 이미지(604)는 광원(들)의 주어진 위치에 대한 물체의 영역들 또는 미세 구역들의 조명 정보를 포착한다. 물체와 카메라를 고정된 위치들에 유지하면서, 광원들을 순차적으로, 예를 들어, 물체의 좌측으로부터 물체의 우측으로 이동시킴으로써 복수의 이미지들(602)이 생성되었다. 그에 따라, 이미지 시리즈(602)를 5x5 행렬이라고 생각하면, 5x5 위치에 있는 이미지는 1x1 위치에 있는 이미지의 미러 이미지(mirror image)이다. 복수의 조명 조건들을 이용하는 것에 의해 복수의 이러한 이미지 시리즈들(606)이 생성될 수 있다. 복수의 이미지 시리즈들(606)을 생성하기 위해, 강도들, 색상/파장, 광의 유형(이들로 제한되지 않음)과 같은, 다양한 속성들을 갖는 광원들이 사용될 수 있다. 6 is an example 600 showing lighting information including a series of images 602 of an object acquired in accordance with some embodiments. One or more light sources can be programmed for slight movements while the camera and object remain in fixed positions. It will be appreciated that image series 602 with 25 images is shown and discussed herein by way of example only and not limitation. Any number of images for image series 602 can be generated based on various positions of the light source(s). Each image 604 of the plurality of images 602 captures illumination information of regions or micro-regions of the object for a given location of the light source(s). A plurality of images 602 were created by moving the light sources sequentially, for example, from the left side of the object to the right side of the object, while keeping the object and camera at fixed positions. Accordingly, if the image series 602 is considered a 5x5 matrix, the image at the 5x5 position is a mirror image of the image at the 1x1 position. A plurality of such image series 606 may be generated by using a plurality of lighting conditions. To generate multiple image series 606, light sources with various properties may be used, such as, but not limited to, intensities, colors/wavelengths, and types of light.

주어진 이미지 픽셀에 대한 복수의 시리즈들(606)의 각각의 시리즈(602)로부터의 각각의 대응하는 개별 이미지(604)로부터의 조명 정보가 오버레이되고, 그 결과 얻어진 이미지들이 일부 실시예들에 따른 복수의 작은 홀로그램들(610)을 포함하는 재조명가능 홀로그램들(608)의 시트로서 인쇄된다. 예를 들어, 광원들과 물체가 특정의 위치에 있을 때 복수의 시리즈들(606)에서 1x1 위치에 있는 각각의 이미지가 이미지화된 물체 표면의 조명 정보를 나타내는 것으로 가정하면, 물체 표면의 재조명가능 홀로그램은 복수의 이미지 시리즈들(606)로부터의 1x1 이미지들 각각을 중첩시키거나 오버레이하는 것에 의해 생성될 수 있다. 따라서, 특정의 광원/물체 위치를 나타내는 각각의 NxN 이미지를 다양한 이미지 시리즈들(606) 중의 동일한 위치를 나타내는 다른 이미지들과 중첩시키는 것에 의해, 재조명가능 홀로그램이 생성된다.Illumination information from each corresponding individual image 604 from each series 602 of the plurality of series 606 for a given image pixel is overlaid, and the resulting images are formed according to some embodiments. It is printed as a sheet of reilluminable holograms 608 including small holograms 610 of . For example, assuming that each image at a 1x1 position in the plurality of series 606 represents illumination information of the imaged object surface when the light sources and the object are at a specific position, a re-illuminable hologram of the object surface may be created by overlapping or overlaying each of the 1x1 images from the plurality of image series 606. Accordingly, by overlapping each NxN image representing a particular light source/object location with other images representing the same location in the various image series 606, a reilluminable hologram is created.

재조명가능 홀로그램(608)의 각각의 홀로그램(610)이 물체 표면의 단일 대응 영역의 복수의 조명 조건들의 조명 정보를 인코딩하기 때문에, 복수의 조명 조건들 중 하나를 재조명가능 홀로그램(608)의 시트 상에 적용하면, 그 결과 그 조명 조건 하에서 조명될 때 물체 표면이 어떻게 보이는지를 실질적으로 복제하게 될 뷰가 얻어진다. 재조명가능 홀로그래픽 픽셀들을 물체 표면의 3D 인쇄 모델 상에 적용하는 것에 의해 보다 사실적으로 보이도록 이 효과가 추가로 향상시킬 수 있다. 본원에서의 실시예들에 개략적으로 기술되는 바와 같은 프로세스는 깊이 정보뿐만 아니라 사람의 얼굴 반사율 데이터도 부여받는 3D 인쇄 모델로부터 이와 같이 생성될 수 있는 사람의 얼굴(이들로 제한되지 않음)과 같은 물체들의 보다 사실적인 복제물을 생성하는 데 도움을 줄 수 있다.Because each hologram 610 of reilluminable hologram 608 encodes illumination information of a plurality of illumination conditions of a single corresponding region of the object surface, one of the plurality of illumination conditions is displayed on the sheet of reilluminable hologram 608. When applied to , the result is a view that will substantially replicate how the object surface looks when illuminated under those lighting conditions. This effect can be further enhanced to look more realistic by applying reilluminable holographic pixels on a 3D printed model of the object surface. The process as outlined in the embodiments herein allows objects such as, but not limited to, human faces, to be thus created from 3D printed models that are endowed with depth information as well as human facial reflectance data. It can help create more realistic replicas of objects.

도 7은 본원에 상술된 실시예들에 따라 생성된 물체의 모델(700)을 도시하고 있다. 일부 실시예들에서, 조명 스테이지와 같은 도구들을 이용하여 물리적 데이터 수집 프로세스를 실행함으로써 물체의 깊이 및 조명 정보가 획득될 수 있다. 깊이 정보를 보여주는 모델의 물리적 구조는 3D 프린터에 의해 생성된다. 조명 정보는 본원에 상술되는 바와 같은 재조명가능 홀로그램을 포함하는 홀로그래픽 시트를 통해 모델로 전사된다. 물체의 조명 정보에 기초하여, 예를 들어, 무광택 마감을 가질 수 있고 홀로그램들을 필요로 하지 않는 모델(700)의 타이어들(702)과 같은 특정 부분들이 있을 수 있는 반면, 자동차의 차체(704) 및 윈드실드(706)와 같은 다른 부분들은 홀로그래픽 플레이크들/시트가 그에 부착될 수 있다.Figure 7 shows a model 700 of an object created according to the embodiments described above. In some embodiments, depth and illumination information of an object may be obtained by executing a physical data collection process using tools such as an illumination stage. The physical structure of the model showing depth information is created by a 3D printer. Illumination information is transferred to the model via a holographic sheet containing a reilluminable hologram as detailed herein. Based on the illumination information of the object, there may be certain parts, such as the tires 702 of the model 700, for example, which may have a matte finish and do not require holograms, whereas the body 704 of the car and other parts such as windshield 706 can have holographic flakes/sheets attached thereto.

도 8은 일부 실시예들에 따른 컴퓨팅 디바이스(800)의 내부 아키텍처를 예시하고 있다. 컴퓨팅 디바이스(800) 또는 그와 실질적으로 유사한 다른 디바이스는 본원에 기술되는 실시예들에 따른 추가의 모델링을 위해 아티스트에 의해 모델 및 가상 물체의 속성들을 생성하는 모듈들을 포함할 수 있다. 컴퓨팅 디바이스(800)는 가상 물체 또는 현실 물체의 반사율 데이터를 생성하는 프로그래밍 논리를 포함하도록 추가로 구성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 현실 물체의 특정 반사율 정보는 본원에서 상술되는 바와 같은 물리적 절차를 실행하는 것을 통해 획득될 수 있는 반면, 다른 반사율 정보는 컴퓨팅 디바이스(800)에 의해 실행되는 프로그래밍 논리에 의해 생성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 컴퓨팅 디바이스(800)는 또한 본원에서 상술되는 바와 같은 조명 스테이지와 같은 데이터 수집 장치를 동작 시키는 데 사용될 수 있다. 더욱이, 컴퓨팅 디바이스(800)는 물체의 3D 모델을 인쇄하고 조명 정보를 포함하는 홀로그래픽 시트를 인쇄 모델에 부착하기 위해 3D 프린터(이들로 제한되지 않음)를 포함할 수 있는 프린터를 구동하는 모듈들을 포함할 수 있다.Figure 8 illustrates the internal architecture of computing device 800 according to some embodiments. Computing device 800 or another device substantially similar thereto may include modules for creating a model and properties of a virtual object by an artist for further modeling in accordance with embodiments described herein. Computing device 800 may be further configured to include programming logic to generate reflectance data for virtual or real objects. In some embodiments, certain reflectance information of a real-world object may be obtained through performing a physical procedure as detailed herein, while other reflectance information is generated by programming logic executed by computing device 800. It can be. In some embodiments, computing device 800 may also be used to operate a data collection device, such as a lighting stage as detailed herein. Moreover, computing device 800 may include modules that drive a printer, which may include, but is not limited to, a 3D printer, to print a 3D model of an object and attach a holographic sheet containing lighting information to the printed model. It can be included.

컴퓨팅 디바이스의 내부 아키텍처는 적어도 하나의 컴퓨터 버스(802)와 인터페이싱하는 하나 이상의 처리 유닛들(본원에서는 CPU들이라고도 지칭됨)(812)을 포함한다. 영속적 저장 매체/매체들(806), 임의의 오디오 디바이스들(808), 네트워크 인터페이스(814), 메모리(804), 예컨대, RAM(random access memory), 런타임 임시 메모리(run-time transient memory), ROM(read only memory) 등, 플로피, CD-ROM, DVD, 기타 매체들과 같은 이동식 매체들을 비롯한 매체들을 판독 및/또는 그에 기입할 수 있는 드라이브에 대한 매체 디스크 드라이브 인터페이스(820), 모니터 또는 다른 디스플레이 디바이스에 대한 인터페이스로서의 디스플레이 인터페이스(810), 키보드, 마우스와 같은 포인팅 디바이스들과 같은 입력 디바이스들에 대한 입력 디바이스 인터페이스(818) 그리고 병렬 및 직렬 포트 인터페이스들, USB(universal serial bus) 인터페이스 등과 같은 개별적으로 도시되지 않은 기타 다른 인터페이스들(822)이 또한 컴퓨터 버스(802)와 인터페이싱하고 있다.The internal architecture of the computing device includes one or more processing units (also referred to herein as CPUs) 812 that interface with at least one computer bus 802. Persistent storage medium/media 806, optional audio devices 808, network interface 814, memory 804, such as random access memory (RAM), run-time transient memory, A media disk drive interface 820, monitor or other device for a drive capable of reading and/or writing to media, including removable media such as read only memory (ROM), floppies, CD-ROMs, DVDs, and other media. Display interface 810 as an interface to a display device, input device interface 818 to input devices such as pointing devices such as a keyboard, mouse, and parallel and serial port interfaces, universal serial bus (USB) interface, etc. Other interfaces 822, not individually shown, also interface with computer bus 802.

메모리(804)는 운영 체제, 애플리케이션 프로그램들, 디바이스 드라이버들, 그리고 프로그램 코드 및/또는 본원에 기술되는 기능, 예컨대, 본원에 기술되는 프로세스 흐름들 중 하나 이상을 포함하는 컴퓨터 실행가능 프로세스 단계들을 포함하는 소프트웨어 모듈들과 같은 소프트웨어 프로그램들의 실행 동안 메모리(804)에 저장된 정보를 CPU(812)에 제공하기 위해 컴퓨터 버스(802)와 인터페이싱한다. CPU(812)는 먼저 저장소, 예컨대, 메모리(804), 저장 매체/매체들(806), 이동식 매체 드라이브, 및/또는 다른 저장 디바이스로부터 컴퓨터 실행가능 프로세스 단계들에 대한 소프트웨어 모듈들을 로딩한다. CPU(812)는 이어서 컴퓨터 실행가능 프로세스 단계들을 실행하기 위해 소프트웨어 모듈들을 실행할 수 있다. 저장된 데이터, 예컨대, 저장 디바이스에 의해 저장된 데이터는 컴퓨터 실행가능 프로세스 단계들의 실행 동안 CPU(812)에 의해 액세스될 수 있다.Memory 804 includes an operating system, application programs, device drivers, and program code and/or computer-executable process steps that include one or more of the functions described herein, e.g., process flows described herein. Interfaces with computer bus 802 to provide information stored in memory 804 to CPU 812 during execution of software programs, such as software modules. CPU 812 first loads software modules for computer-executable process steps from storage, such as memory 804, storage medium/media 806, removable media drive, and/or other storage device. CPU 812 may then execute software modules to execute computer-executable process steps. Stored data, such as data stored by a storage device, may be accessed by CPU 812 during execution of computer-executable process steps.

영속적 비일시적 저장 매체/매체들(806)은 소프트웨어 및 데이터, 예컨대, 운영 체제 및 하나 이상의 애플리케이션 프로그램들을 저장하는 데 사용될 수 있는 컴퓨터 판독가능 저장 매체(들)이다. 영속적 저장 매체/매체들(806)은 또한, 디지털 카메라 드라이버, 모니터 드라이버, 프린터 드라이버, 스캐너 드라이버, 또는 다른 디바이스 드라이버들 중 하나 이상과 같은, 디바이스 드라이버들, 콘텐츠 및 다른 파일들을 저장하는 데 사용될 수 있다. 영속적 저장 매체/매체들(806)은 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들을 구현하는 데 사용되는 프로그램 모듈들 및 데이터 파일들을 추가로 포함할 수 있다.Persistent non-transitory storage medium/media 806 is a computer-readable storage medium(s) that can be used to store software and data, such as an operating system and one or more application programs. Persistent storage media/mediums 806 may also be used to store device drivers, content and other files, such as one or more of a digital camera driver, monitor driver, printer driver, scanner driver, or other device drivers. there is. Persistent storage medium/media 806 may further include program modules and data files used to implement one or more embodiments of the disclosure.

도 9는 본원에 기술되는 일부 실시예들에 따른 홀로그래픽 데이터를 사용해 3D 모델들을 인쇄하기 위한 3D 프린터(900)이다. 앞서 기술된 바와 같이, 3D 프린터(900)는 인쇄될 모델들의 생성 및/또는 선택을 위한 소프트웨어를 제공하는 컴퓨팅 디바이스(900)와 같은 제어기에 연결될 수 있다. 컴퓨팅 디바이스(900)의 디스플레이 화면 상에서 모델들을 생성하는 것을 가능하게 하는 전문화된 3D 인쇄 소프트웨어 패키지들이 이용가능하다. 사용자에 의해 생성/선택된 모델에 기초하여, 컴퓨팅 디바이스(900)는 모델을 생성 또는 인쇄하도록 3D 프린터(900)를 제어할 수 있다. 본원에서 별개의 유닛들로서 도시되어 있지만, 일부 실시예들에 따라 단일 유닛을 형성하기 위해 컴퓨팅 디바이스(800)가 또한 3D 프린터와 통합될 수 있다는 것을 알 수 있다.9 is a 3D printer 900 for printing 3D models using holographic data according to some embodiments described herein. As previously described, 3D printer 900 may be connected to a controller, such as computing device 900, that provides software for creation and/or selection of models to be printed. Specialized 3D printing software packages are available that enable creating models on the display screen of computing device 900. Based on the model created/selected by the user, the computing device 900 may control the 3D printer 900 to create or print the model. Although shown herein as separate units, it can be seen that computing device 800 may also be integrated with a 3D printer to form a single unit according to some embodiments.

3D 프린터(900)의 전자장치(electronics)(912)는 적어도 프로세서(914) 및 비일시적 프로세서 또는 컴퓨터 판독가능 비일시적 저장 매체(916)를 포함한다. 프로세서(914)는 홀로그래픽 데이터가 첨부되어 있는 3D 인쇄 모델들을 생성하기 위해 비일시적 저장 매체(916) 상에 저장된 프로그래밍 논리에 기초하여 3D 프린터(900)의 다양한 부품들을 제어한다. 인쇄될 물체 표면의 조명 정보를 포함하는 복수의 재조명가능 홀로그램들을 포함하는 시트가, 3D 인쇄 모델이 인쇄되고 있을 때 3D 인쇄 모델에 부착하기 위한 복수의 인쇄 홀로그램들로 분리하기 위해, 홀로그래픽 시트 커터(holographic sheet cutter)(904)에 피드된다. 일부 실시예들에서, 복수의 인쇄 홀로그램들이 복수의 재조명가능 인쇄 홀로그램(printed, relightable hologram)들로 분리하기 위해 별개의 장치로부터 외부적으로 획득될 수 있다.The electronics 912 of the 3D printer 900 include at least a processor 914 and a non-transitory processor or computer-readable non-transitory storage medium 916. Processor 914 controls various components of 3D printer 900 based on programming logic stored on non-transitory storage medium 916 to generate 3D printed models with attached holographic data. A holographic sheet cutter to separate a sheet containing a plurality of reilluminable holograms containing illumination information of the surface of the object to be printed into a plurality of printed holograms for attachment to the 3D printed model when the 3D printed model is being printed. It is fed to (holographic sheet cutter) 904. In some embodiments, multiple printed holograms may be obtained externally from a separate device to separate them into multiple printed, relightable holograms.

본원에 기술되는 실시예들에 따라 커터(904)로부터 또는 외부적으로 획득된 복수의 재조명가능 인쇄 홀로그램들이 압출기(906)에 피드된다. 압출기(904)는 착색 수지들과 같은 플라스틱들을 포함할 수 있는 3D 인쇄 잉크를 담고 있는 탱크 및 3D 인쇄 모델을 생성하기 위해 3D 인쇄 잉크를 압출하는 노즐을 포함하는 압출 메커니즘으로 이루어져 있다. 압출 메커니즘은 모델의 대응하는 부분이 인쇄될 때 시리즈의 재조명가능 홀로그램들 각각을 방출 또는 출력하도록 추가로 구성되어 있을 수 있다. 일부 실시예들에서, 3D 프린터(900)의 전자장치(912)는 3D 모델의 대응 부분의 외측 표면이 인쇄될 때 압출기(904)가 특정의 재조명가능 홀로그램을 방출할 수 있게 하도록 프로그래밍된다.A plurality of reilluminable printed holograms, obtained either from a cutter 904 or externally, are fed to an extruder 906 in accordance with embodiments described herein. Extruder 904 consists of an extrusion mechanism that includes a tank containing 3D printing ink, which may contain plastics such as colored resins, and a nozzle that extrudes the 3D printing ink to create a 3D printing model. The extrusion mechanism may be further configured to emit or output each of the reilluminable holograms of the series when the corresponding portion of the model is printed. In some embodiments, the electronics 912 of the 3D printer 900 are programmed to enable the extruder 904 to emit a specific reilluminable hologram when the outer surface of a corresponding portion of the 3D model is printed.

조정가능 프린터 베드(908)는 압출기 이동 메커니즘(902)과 함께 압출기(2004)에 의한 3D 인쇄를 가능하게 한다. 압출기 이동 메커니즘(902)은 하나 이상의 조정가능 프레임들(922) 및 X-Y-Z 모터들(924)을 포함할 수 있다. 압출기(902)는 프레임들(922) 상의 X-Y-Z 축들 중 하나 이상의 축들을 따라 압출기(904)를 이동시키는 것을 가능하게 하는 X-Y-Z 모터들을 갖추고 있는 프레임들(922) 상에 장착된다. 그에 부가하여, 조정가능 프린터 베드(908) - 압출기(906)가 조정가능 프린터 베드(908) 상으로 잉크를 방출함 - 는 3D 프린터(900)에 다른 차원의 유연성을 부가하도록 조정될 수 있다. 인쇄될 때 3D 모델이 냉각되도록, 팬과 같은 냉각 메커니즘(910)이 또한 3D 프린터(900)에 포함되어 있다. 따라서, 3D 프린터(900)는 본원에 기술되는 실시예들에 따라 깊이 정보 및 조명 정보를 사용해 사실적인 모델들을 인쇄할 수 있다.Adjustable printer bed 908, together with extruder movement mechanism 902, enables 3D printing by extruder 2004. Extruder movement mechanism 902 may include one or more adjustable frames 922 and X-Y-Z motors 924. Extruder 902 is mounted on frames 922 equipped with X-Y-Z motors that enable movement of extruder 904 along one or more of the X-Y-Z axes on frames 922. Additionally, the adjustable printer bed 908—from which the extruder 906 ejects ink onto the adjustable printer bed 908—can be adjusted to add another level of flexibility to the 3D printer 900. A cooling mechanism 910, such as a fan, is also included in the 3D printer 900 to keep the 3D model cool when printed. Accordingly, the 3D printer 900 can print realistic models using depth information and lighting information according to embodiments described herein.

본 개시내용의 목적들을 위해, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 데이터 - 이 데이터는 컴퓨터에 의해 실행가능한 컴퓨터 프로그램 코드를 포함할 수 있음 - 를 머신 판독가능 형태로 저장한다. 제한이 아닌 예로서, 컴퓨터 판독가능 매체는 데이터의 유형적 또는 고정 저장(tangible or fixed storage)을 위한 컴퓨터 판독가능 저장 매체, 또는 코드-포함 신호들의 과도 해석(transient interpretation)을 위한 통신 매체를 포함할 수 있다. 컴퓨터 판독가능 저장 매체들은, 본원에서 사용되는 바와 같이, (신호들이 아니라) 물리적 또는 유형적 저장소를 지칭하고, 컴퓨터 판독가능 명령어들, 데이터 구조들, 프로그램 모듈들 또는 다른 데이터와 같은 정보의 유형적 저장을 위해 임의의 방법 또는 기술로 구현되는 휘발성 및 비휘발성, 이동식 및 비이동식 매체(이들로 제한되지 않음)를 포함한다. 컴퓨터 판독가능 저장 매체들은 RAM, ROM, EPROM, EEPROM, 플래시 메모리 또는 다른 솔리드 스테이트 메모리 기술, CD-ROM, DVD, 또는 다른 광학 저장소, 자기 카세트들, 자기 테이프, 자기 디스크 저장소 또는 다른 자기 저장 디바이스들, 또는 원하는 정보 또는 데이터 또는 명령어들을 유형적으로 저장하는 데 사용될 수 있고 컴퓨터 또는 프로세서에 의해 액세스될 수 있는 임의의 다른 물리 또는 물질 매체(physical or material medium)를 포함하지만, 이들로 제한되지 않는다.For the purposes of this disclosure, a computer-readable medium stores computer data, which may include computer program code executable by a computer, in machine-readable form. By way of example, and not limitation, computer-readable media may include computer-readable storage media for tangible or fixed storage of data, or communication media for transient interpretation of code-bearing signals. You can. Computer-readable storage media, as used herein, refers to physical or tangible storage (rather than signals) and tangible storage of information such as computer-readable instructions, data structures, program modules or other data. This includes, but is not limited to, volatile and non-volatile, removable and non-removable media implemented in any method or technology. Computer readable storage media may include RAM, ROM, EPROM, EEPROM, flash memory or other solid state memory technology, CD-ROM, DVD, or other optical storage, magnetic cassettes, magnetic tape, magnetic disk storage or other magnetic storage devices. , or any other physical or material medium that can be used to tangibly store desired information or data or instructions and that can be accessed by a computer or processor.

본 개시내용의 목적들을 위해, 모듈은 (인간 상호작용 또는 증강(human interaction or augmentation)을 사용하거나 사용하지 않고) 본원에 기술되는 프로세스들, 특징들, 및/또는 기능들을 수행하거나 용이하게 하는 소프트웨어, 하드웨어, 또는 펌웨어(또는 이들의 조합들) 시스템, 프로세스 또는 기능, 또는 그의 컴포넌트이다. 모듈은 서브모듈(sub-module)들을 포함할 수 있다. 모듈의 소프트웨어 컴포넌트들은 컴퓨터 판독가능 매체 상에 저장될 수 있다. 모듈들이 하나 이상의 서버들에 통합되어 있거나 하나 이상의 서버들에 의해 로딩되고 실행될 수 있다. 하나 이상의 모듈들이 엔진 또는 애플리케이션으로 그룹화될 수 있다.For the purposes of this disclosure, a module refers to software that performs or facilitates the processes, features, and/or functions described herein (with or without human interaction or augmentation). , hardware, or firmware (or combinations thereof) is a system, process, or function, or a component thereof. A module may include sub-modules. The software components of the module may be stored on a computer-readable medium. Modules may be integrated into one or more servers or loaded and executed by one or more servers. One or more modules may be grouped into engines or applications.

본 기술분야의 통상의 기술자는 본 개시내용의 방법들 및 시스템들이 많은 방식들로 구현될 수 있고 이에 따라 전술한 예시적인 실시예들 및 예들에 의해 제한되어서는 안 된다는 것을 인식할 것이다. 환언하면, 단일의 또는 다수의 컴포넌트들에 의해 하드웨어 및 소프트웨어 또는 펌웨어의 다양한 조합들로 수행되는 기능 요소들, 및 개개의 기능들이 클라이언트 또는 서버 또는 둘 다에 있는 소프트웨어 애플리케이션들 간에 분산될 수 있다. 이와 관련하여, 본원에 기술되는 상이한 실시예들의 특징들 중 임의의 수의 특징들이 단일의 또는 다수의 실시예들로 결합될 수 있으며, 본원에 기술되는 특징들 전부보다 적은 또는 그보다 많은 특징들을 갖는 대안의 실시예들이 가능하다. 기능이 또한, 전체적으로 또는 부분적으로, 현재 공지되어 있거나 공지될 방식들로 다수의 컴포넌트들 간에 분산될 수 있다. 따라서, 본원에 기술되는 기능들, 특징들, 인터페이스들 및 선호사항들을 달성하는 데 무수한 소프트웨어/하드웨어/펌웨어 조합들이 가능한다. 더욱이, 본 개시내용의 범주는 기술된 특징들 및 기능들 및 인터페이스들을 수행하는 종래에 공지된 방식들은 물론, 지금 그리고 이후에 본 기술분야의 통상의 기술자에 의해 이해될 것인 바와 같은 본원에 기술되는 하드웨어 또는 소프트웨어 또는 펌웨어 컴포넌트들에 대해 행해질 수 있는 그 변형들 및 수정들을 포함한다.Those skilled in the art will recognize that the methods and systems of this disclosure can be implemented in many ways and therefore should not be limited by the illustrative embodiments and examples described above. In other words, functional elements performed by single or multiple components in various combinations of hardware and software or firmware, and individual functions may be distributed among software applications on the client or server or both. In this regard, any number of the features of the different embodiments described herein may be combined into a single or multiple embodiments having less or more than all of the features described herein. Alternative embodiments are possible. Functionality may also be distributed, in whole or in part, among multiple components in ways now known or to become known. Accordingly, numerous software/hardware/firmware combinations are possible to achieve the functions, features, interfaces and preferences described herein. Moreover, the scope of the present disclosure extends to conventionally known ways of performing the described features and functions and interfaces as well as those described herein as will now and hereafter be understood by a person skilled in the art. Includes variations and modifications that may be made to hardware or software or firmware components.

시스템 및 방법이 하나 이상의 실시예들에 의해 기술되었지만, 본 개시내용이 개시된 실시예들로 제한될 필요가 없다는 것을 이해해야 한다. 본 개시내용은 청구항들의 사상 및 범주 내에 포함되는 다양한 변형들 및 유사한 배열들을 포함하는 것으로 의도되며, 그의 범주는 이러한 수정들 및 유사한 구조들 전부를 포괄하도록 최광의로 해석되어야 한다. 본 개시내용은 이하의 청구항들의 모든 실시예들을 포함한다.Although the system and method have been described in terms of one or more embodiments, it should be understood that the disclosure is not necessarily limited to the disclosed embodiments. This disclosure is intended to cover various modifications and similar arrangements included within the spirit and scope of the claims, and the scope thereof should be construed in the broadest manner to encompass all such modifications and similar structures. This disclosure includes all embodiments of the following claims.

Claims (15)

물체들의 모델들을 생성하는 방법으로서,
물체의 물리적 모델을 획득하는 단계 - 상기 물체는 복수의 영역들을 포함하고, 상기 물리적 모델은 금속으로 이루어지며 복수의 물리적 모델 부분들을 추가로 포함하고, 각각의 물리적 모델 부분은 상기 물체 영역들 중 각자의 물체 영역에 대응함 -;
제1 프로세서에 의해, 상기 물체의 조명 정보(lighting information)를 수신하는 단계 - 상기 조명 정보는 상기 물체 영역들의 반사율 데이터(reflectance data)를 포함함 -; 및
상기 제1 프로세서에 의해, 복수의 분리된 물리적 홀로그래픽 플레이크(holographic flake)들로 분할된 홀로그래픽 시트(holographic sheet)로서 상기 물체의 상기 조명 정보를 인쇄하는 단계 - 상기 분할된 홀로그래픽 플레이크들의 수는 상기 물체 영역들의 수에 대응하고, 각각의 홀로그래픽 플레이크는 홀로그램 시리즈(series of holograms)의 각자의 홀로그램을 포함하고, 상기 시리즈의 각각의 홀로그램은 상기 물체 영역들 중 각자의 물체 영역의 상기 반사율 데이터를 하나 이상의 양방향 반사율 분포 함수들(bi-directional reflectance distribution functions, BRDFs)로서 인코딩하는 적어도 하나의 홀로그래픽 픽셀(holographic pixel)을 포함하고, 각각의 홀로그램은 상기 물체 영역들 중 각자의 물체 영역에 대응하는 상기 물리적 모델의 부분에 인쇄되어 부착됨 -
를 포함하는, 물체들의 모델들을 생성하는 방법.
A method of generating models of objects, comprising:
Obtaining a physical model of an object - the object includes a plurality of regions, the physical model is made of metal and further includes a plurality of physical model parts, and each physical model part is a respective one of the object regions. Corresponds to the object area of -;
Receiving, by a first processor, lighting information of the object, the lighting information including reflectance data of regions of the object; and
Printing, by the first processor, the illumination information of the object as a holographic sheet divided into a plurality of separate physical holographic flakes, the number of the divided holographic flakes. corresponds to the number of the object regions, each holographic flake comprising a respective hologram of a series of holograms, and each hologram of the series is the reflectance of the respective object region of the object regions. At least one holographic pixel encoding data as one or more bi-directional reflectance distribution functions (BRDFs), each hologram in a respective one of the object regions. Printed and attached to the corresponding part of the physical model -
A method for generating models of objects, including.
제1항에 있어서,
상기 물체의 물리적 모델은 3차원 프린터에 의해 인쇄되는, 물체들의 모델들을 생성하는 방법.
According to paragraph 1,
A method of generating models of objects, wherein the physical model of the object is printed by a three-dimensional printer.
제1항에 있어서,
상기 금속은 금인, 물체들의 모델들을 생성하는 방법.
According to paragraph 1,
A method of creating models of objects, wherein the metal is gold.
제1항에 있어서,
상기 금속은 은인, 물체들의 모델들을 생성하는 방법.
According to paragraph 1,
The metal is silver, a method for creating models of objects.
제1항에 있어서,
상기 물체의 물리적 모델은 2차원 모델인, 물체들의 모델들을 생성하는 방법.
According to paragraph 1,
A method of generating models of objects, wherein the physical model of the object is a two-dimensional model.
물체들의 모델들을 생성하는 방법으로서,
프로세서를 포함하는 디바이스에 의해, 복수의 영역들을 포함하는 물체의 조명 정보를 수신하는 단계 - 상기 조명 정보는 상기 물체의 상기 복수의 영역들의 반사율 데이터를 포함함 -;
상기 디바이스에 의해, 물체의 물리적 모델을 인쇄하는 단계 - 상기 물리적 모델은 금속으로 이루어지고, 상기 물리적 모델의 표면은 복수의 부분들을 포함하고, 상기 물리적 모델 표면의 각각의 부분은 상기 물체의 상기 영역들 중 각자의 영역에 대응함 -; 및
상기 디바이스에 의해, 홀로그램 시리즈로서 상기 물체의 상기 조명 정보를 상기 물리적 모델에 전사(transferring)하는 단계 - 상기 전사하는 단계는 상기 물체의 상기 조명 정보를 복수의 분리된 물리적 홀로그래픽 플레이크들로 분할된 홀로그래픽 시트로서 제2 물리적 재료로 인쇄하는 것을 포함하고, 상기 분할된 홀로그래픽 플레이크들의 수는 상기 물체의 영역들의 수에 대응하고, 각각의 홀로그래픽 플레이크는 상기 홀로그램 시리즈의 각자의 홀로그램을 포함하고, 상기 시리즈의 각각의 홀로그램은 상기 영역들 중 상기 각자의 영역의 상기 반사율 데이터를 하나 이상의 양방향 반사율 분포 함수들(bi-directional reflectance distribution functions, BRDFs)로서 인코딩하는 적어도 하나의 홀로그래픽 픽셀을 포함하고, 각각의 홀로그램은 각자의 영역에 대응하는 상기 물리적 모델의 부분에 인쇄되어 부착됨 -
를 포함하는, 물체들의 모델들을 생성하는 방법.
A method of generating models of objects, comprising:
Receiving, by a device comprising a processor, illumination information of an object comprising a plurality of regions, the illumination information including reflectance data of the plurality of regions of the object;
Printing, by the device, a physical model of an object, wherein the physical model is made of metal, the surface of the physical model includes a plurality of parts, each part of the physical model surface is a region of the object. Each corresponds to its own area -; and
Transferring, by the device, the illumination information of the object to the physical model as a holographic series, wherein transferring the illumination information of the object is divided into a plurality of separate physical holographic flakes. printing with a second physical material as a holographic sheet, wherein the number of segmented holographic flakes corresponds to the number of regions of the object, each holographic flake comprising a respective hologram of the holographic series; , each hologram of the series comprising at least one holographic pixel encoding the reflectance data of the respective one of the regions as one or more bi-directional reflectance distribution functions (BRDFs), and , each hologram is printed and attached to the part of the physical model corresponding to its respective area -
A method for generating models of objects, including.
제6항에 있어서,
상기 물체의 물리적 모델은 3차원 프린터에 의해 인쇄되는, 물체들의 모델들을 생성하는 방법.
According to clause 6,
A method of generating models of objects, wherein the physical model of the object is printed by a three-dimensional printer.
제7항에 있어서,
상기 물리적 모델은 2차원 모델인, 물체들의 모델들을 생성하는 방법.
In clause 7,
A method of generating models of objects, wherein the physical model is a two-dimensional model.
제7항에 있어서,
상기 물리적 모델은 3차원 모델인, 물체들의 모델들을 생성하는 방법.
In clause 7,
A method of generating models of objects, wherein the physical model is a three-dimensional model.
제9항에 있어서,
상기 물체의 상기 물리적 모델을 인쇄하는 단계는,
상기 디바이스에 의해, 상기 물체의 3차원 이미지를 수신하는 단계; 및
상기 디바이스에 의해, 상기 3차원 이미지로부터 상기 물체의 상기 3차원 모델을 인쇄하는 단계
를 포함하는, 물체들의 모델들을 생성하는 방법.
According to clause 9,
The step of printing the physical model of the object includes:
receiving, by the device, a three-dimensional image of the object; and
Printing, by the device, the three-dimensional model of the object from the three-dimensional image.
A method for generating models of objects, including.
제6항에 있어서,
상기 금속은 금인, 물체들의 모델들을 생성하는 방법.
According to clause 6,
A method of creating models of objects, wherein the metal is gold.
제7항에 있어서,
상기 금속은 은인, 물체들의 모델들을 생성하는 방법.
In clause 7,
The metal is silver, a method for creating models of objects.
물체의 모델로서,
상기 모델의 외측 표면 상의 제1 물리적 재료로 만들어진 복수의 부분들 - 각각의 부분은 상기 물체의 외측 표면 상에 위치된 복수의 부분들 중 각자의 부분에 대응함 -; 및
상기 복수의 부분들 상의 복수의 홀로그래픽 플레이크들 - 상기 홀로그래픽 플레이크들은 제2 재료의 홀로그래픽 시트로부터 분할되며, 상기 분할된 홀로그래픽 플레이크들의 수는 상기 물체의 표면의 상기 복수의 부분들의 수에 대응하고, 상기 홀로그래픽 플레이크들 각각은, 상기 모델의 상기 외측 표면 상의 각각의 부분에 대응하는 상기 물체의 표면의 상기 복수의 부분들 중 각자의 부분의 복수의 조명 조건들에 대한 반사율 데이터를 포함하는 조명 정보를 포함하고, 상기 홀로그래픽 플레이크들 각각은 상기 모델의 대응하는 부분의 상기 제1 물리적 재료에 인쇄되어 부착되며, 상기 반사율 데이터는 하나 이상의 양방향 반사율 분포 함수들(bi-directional reflectance distribution functions, BRDFs)로서 인코딩됨 -
을 포함하는 모델.
As a model of an object,
a plurality of parts made of a first physical material on the outer surface of the model, each part corresponding to a respective part of the plurality of parts located on the outer surface of the object; and
A plurality of holographic flakes on the plurality of portions - the holographic flakes are divided from a holographic sheet of a second material, the number of divided holographic flakes being dependent on the number of the plurality of portions of the surface of the object. Correspondingly, each of the holographic flakes includes reflectance data for a plurality of lighting conditions of a respective portion of the plurality of portions of the surface of the object corresponding to a respective portion on the outer surface of the model. Each of the holographic flakes is printed and attached to the first physical material of a corresponding portion of the model, and the reflectance data is one or more bi-directional reflectance distribution functions. , BRDFs) -
A model containing .
제13항에 있어서,
상기 제1 물리적 재료는 금인 모델.
According to clause 13,
A model wherein the first physical material is gold.
제13항에 있어서,
상기 제1 물리적 재료는 은인 모델.
According to clause 13,
The first physical material is the benefactor model.
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