KR20170129941A - 재조명가능 홀로그램 - Google Patents

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.

Description

재조명가능 홀로그램

관련 출원들의 상호 참조

본 출원은 본원과 동일자로 출원된, 발명의 명칭이 "RECORDING HOLOGRAPHIC DATA ON REFLECTIVE SURFACES"인 미국 출원 제_______호(대리인 사건번호 139703- 011800) 및 본원과 동일자로 출원된, 발명의 명칭이 "APPLYING HOLOGRAPHIC EFFECTS TO PRINTS"인 미국 출원 제______호(대리인 사건번호 139703-011700)에 관한 것이다. 이 출원들의 개시내용들 전체는 참조에 의해 본원에서 원용된다.

본 개시내용은 2차원 및 3차원 인쇄물들에 홀로그래픽 효과들을 적용하는 것에 관한 것이다.

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.

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 - 을 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.

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.

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.

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 부분들의 각각의 부분은 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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

일부 실시예들에서, 물체는 현실 세계 물체이고, 조명 스테이지 장치(light stage apparatus)는 복수의 반사율 데이터 세트들을 획득하는 데 사용된다. 일부 실시예들에서, 물체는 가상 물체이고 컴퓨팅 디바이스는 복수의 반사율 데이터 세트들을 획득하는 데 사용된다.

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 물체 및 시점에 대한 각자의 위치에 위치된 적어도 하나의 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.

이들 및 다른 실시예들은 이하의 상세한 설명 및 첨부 도면들을 참조하여 본 기술분야의 통상의 기술자에게 명백할 것이다.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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. 물체을 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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

본 기술분야의 통상의 기술자는 본 개시내용의 방법들 및 시스템들이 많은 방식들로 구현될 수 있고 이에 따라 전술한 예시적인 실시예들 및 예들에 의해 제한되어서는 안된다는 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.

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.

Claims (13)

1. 기판으로서,
   홀로그램을 포함하는 회절 구조(diffraction structure)를 포함하고,
   상기 홀로그램은 서로 상에 오버레이된 복수의 이미지들을 포함하며,
   상기 복수의 이미지들 각각은 각자의 조명 조건 하에서 단일 시점으로부터 기록된 물체 표면의 미세 구역(microscopic area)의 반사율 데이터(reflectance data)를 인코딩하는, 기판.
2. 제1항에 있어서, 0.000001 제곱밀리미터 내지 0.25 제곱밀리미터에 걸쳐 있는, 기판.
3. 제1항에 있어서, 상기 각자의 조명 조건은 적어도 상기 물체 및 상기 시점에 대한 각자의 위치에 위치된 광원을 포함하는, 기판.
4. 제3항에 있어서, 상기 광원으로부터 상기 홀로그램에 입사되는 광으로부터 상기 홀로그램에 의해 반사 광선(reflected ray)이 생성되고, 상기 홀로그램에 의해 생성된 상기 반사 광선은 상기 광원에 의해 조명될 때 상기 물체 표면의 상기 미세 구역에 의해 생성된 반사 광선과 동일한 특성들을 갖는, 기판.
5. (없음)
6. 제1항에 있어서, 상기 물체는 현실 세계 물체인, 기판.
7. 제1항에 있어서, 상기 물체는 가상 물체인, 기판.
8. 홀로그램을 생성하는 방법으로서,
   단일의 고정 시점(fixed viewpoint)으로부터,
   상기 물체에 대해 특정의 위치에 위치된 상기 복수의 광원들 중 하나의 광원으로 상기 물체 표면을 조명하는 단계;
   상기 특정의 위치에 있는 상기 광원으로 상기 물체 표면의 각자의 반사율 데이터를 기록하는 단계;
   상기 광원을 상기 특정의 위치에 대해 새로운 위치로 이동시키는 단계; 및
   상기 복수의 광원들 각각에 대해 상기 조명하는 단계, 상기 기록하는 단계 및 상기 이동시키는 단계를 미리 결정된 횟수만큼 반복하는 단계
   에 의해 각자의 복수의 광원들에 대한 복수의 미세 구역들을 포함하는 물체 표면의 복수의 반사율 데이터 세트(reflectance data set)들을 획득하는 단계;
   상기 물체 표면의 각각의 미세 구역에 대한 상기 복수의 반사율 데이터 세트들로부터 획득된 반사율 데이터를 오버레이(overlay)함으로써 상기 물체 표면의 각각의 미세 구역에 대한 집계된 반사율 데이터를 생성하는 단계;
   상기 물체 표면의 상기 복수의 미세 구역들 중 적어도 하나의 미세 구역의 상기 집계된 반사율 데이터를 사용해 감광 매체를 조명하는 단계; 및
   상기 감광 매체로부터 상기 적어도 하나의 미세 구역의 홀로그램을 제조하는 단계를 포함하는, 방법.
9. 제5항에 있어서, 상기 물체는 현실 세계 물체이고, 상기 복수의 반사율 데이터 세트들을 획득하기 위해 조명 스테이지 장치(light stage apparatus)가 사용되는, 방법.
10. 제5항에 있어서, 상기 물체는 가상 물체이고, 상기 복수의 반사율 데이터 세트들을 획득하기 위해 컴퓨팅 디바이스가 사용되는, 방법.
11. 제5항에 있어서, 상기 집계된 반사율 데이터를 생성하기 위해 프로세서를 포함하는 컴퓨팅 디바이스가 사용되는, 방법.
12. 제5항에 있어서, 상기 광원은 상기 특정의 위치로부터 상기 새로운 위치로 0.5 mm 내지 1.0 mm의 거리만큼 이동되는, 방법.
13. 제8항에 있어서, 상기 홀로그램은 0.000001 제곱밀리미터 내지 0.25 제곱밀리미터의 면적을 갖는 기판 상에 포함되는, 방법.
    

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