KR20180080956A - 컬러 3d 오브젝트의 슬라이싱 인쇄 방법 - Google Patents

컬러 3d 오브젝트의 슬라이싱 인쇄 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20180080956A
KR20180080956A KR1020170049737A KR20170049737A KR20180080956A KR 20180080956 A KR20180080956 A KR 20180080956A KR 1020170049737 A KR1020170049737 A KR 1020170049737A KR 20170049737 A KR20170049737 A KR 20170049737A KR 20180080956 A KR20180080956 A KR 20180080956A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
layer
color
printing
halftone
image
Prior art date
Application number
KR1020170049737A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102123250B1 (ko
Inventor
샤이-센 시에
Original Assignee
엑스와이지프린팅, 인크.
킨포 일렉트로닉스, 아이엔씨.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엑스와이지프린팅, 인크., 킨포 일렉트로닉스, 아이엔씨. filed Critical 엑스와이지프린팅, 인크.
Publication of KR20180080956A publication Critical patent/KR20180080956A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102123250B1 publication Critical patent/KR102123250B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N1/00—Scanning, transmission or reproduction of documents or the like, e.g. facsimile transmission; Details thereof
    • H04N1/46—Colour picture communication systems
    • H04N1/52—Circuits or arrangements for halftone screening
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/30—Auxiliary operations or equipment
    • B29C64/386—Data acquisition or data processing for additive manufacturing
    • B29C64/393—Data acquisition or data processing for additive manufacturing for controlling or regulating additive manufacturing processes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/015—Ink jet characterised by the jet generation process
    • B41J2/04—Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand
    • B41J2/045—Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand by pressure, e.g. electromechanical transducers
    • B41J2/04501—Control methods or devices therefor, e.g. driver circuits, control circuits
    • B41J2/04536—Control methods or devices therefor, e.g. driver circuits, control circuits using history data
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y10/00—Processes of additive manufacturing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/10—Processes of additive manufacturing
    • B29C64/106—Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/30—Auxiliary operations or equipment
    • B29C64/386—Data acquisition or data processing for additive manufacturing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y50/00—Data acquisition or data processing for additive manufacturing
    • B33Y50/02—Data acquisition or data processing for additive manufacturing for controlling or regulating additive manufacturing processes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/015—Ink jet characterised by the jet generation process
    • B41J2/04—Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand
    • B41J2/045—Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand by pressure, e.g. electromechanical transducers
    • B41J2/04501—Control methods or devices therefor, e.g. driver circuits, control circuits
    • B41J2/04586—Control methods or devices therefor, e.g. driver circuits, control circuits controlling heads of a type not covered by groups B41J2/04575 - B41J2/04585, or of an undefined type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/21—Ink jet for multi-colour printing
    • B41J2/2103—Features not dealing with the colouring process per se, e.g. construction of printers or heads, driving circuit adaptations

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Color, Gradation (AREA)
  • Ink Jet (AREA)
  • Facsimile Image Signal Circuits (AREA)

Abstract

본 발명은 컬러 3D 오브젝트의 슬라이싱 인쇄 방법에 관한 것으로서, 컬러 3D 오브젝트의 좌표 정보에 대하여 경로 슬라이싱 처리를 실행함으로써 복수개의 경로 데이터를 생성하고 컬러 3D 오브젝트의 색상 정보에 의하여 복수개 연속톤 영상을 생성하며, 복수개 변위값 및 초기 마스크에 의하여 복수개 디더링 마스크를 계산하고 각 디더링 마스크 및 동일 레이어의 복수개 연속톤 영상에 의하여 복수개 하프톤 영상을 생성하며, 컬러 3D 프린터의 성형 노즐을 제어하여 복수개 경로 데이터에 의하여 복수개 인쇄 레이어를 순차적으로 인쇄하고 동일 레이어의 하프톤 영상에 의하여 컬러 3D 프린터의 착색 노즐을 제어하여 착색을 실행한다. 본 발명은 다양한 디더링 마스크를 이용하여 각 레이어의 착색용 하프톤 영상을 생성함으로써 의사 윤곽 현상을 효과적으로 회피하여 착색 품질을 향상시킬 수 있다.

Description

컬러 3D 오브젝트의 슬라이싱 인쇄 방법 {Method of Slicing and Printing Multi-Colour 3D Object}
본 발명은 3D 인쇄에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 컬러 3D 오브젝트의 슬라이싱 인쇄 방법에 관한 것이다.
현재 이미 컬러 3D 오브젝트 대상을 인쇄할 수 있는 컬러 3D 프린터가 제출되었고, 상기 컬러 3D 프링터는 하기와 같은 인쇄 방법을 통하여 인쇄를 실행한다.
우선, 컬러 3D 프린터는 3D 데이터를 로딩한 다음 3D 데이터에 대하여 슬라이싱 처리를 실행함으로써 각 인쇄 레이어에 대응되는 복수개 경로 정보 및 복수개 하프톤 영상을 각각 생성한다. 이어서, 컬러 3D 프린터는 성형 노즐을 제어하여 복수개 경로 정보에 의하여 각 인쇄 레이어를 순차적으로 인쇄하고, 착색 노즐을 제어하여 동일 레이어의 하프톤 영상에 의하여 이미 인쇄가 완료된 인쇄 레이어에 대한 착색을 실행한다. 이에 따라서, 컬러 3D 프린터는 이미 착색이 완료된 복수개의 인쇄 레이어가 적층되어 형성된 컬러 3D 실체 모형을 생성하게 된다.
상기 컬러 3D 프린터는 슬라이싱 처리를 실행할 때 동일한 하프톤 마스크를 이용하여 각 레이어의 하프톤 영상을 생성하기 때문에, 각 레이어의 하프톤 영상의 의사 윤곽이 각 레이어의 동일한 수평 위치에 나타나게 되고, 이로 인하여 생성된 컬러 3D 모형이 Z축 방향에서 명확한 의사 윤곽 현상이 나타나 착색 품질이 떨어지게 된다.
본 발명의 주요한 목적은 다양한 디더링 마스크를 이용하여 각 레이어의 하프톤 영상을 생성할 수 있는 컬러 3D 오브젝트의 슬라이싱 인쇄 방법을 제공하는데 있다.
일 실시예에 따른 컬러 3D 오브젝트의 슬라이싱 인쇄 방법은, a) 컬러 3D 오브젝트의 좌표 정보를 판독하고 상기 좌표 정보에 의하여 경로 슬라이싱 처리를 실행함으로써 복수개의 인쇄 레이어의 복수개 경로 데이터를 생성하는 단계; b) 상기 컬러 3D 오브젝트의 색상 정보를 판독하고 상기 색상 정보에 의하여 상기 복수개 인쇄 레이어에 각각 대응되는 복수개 연속톤 영상을 생성하는 단계; c) 복수개 변위값 및 초기 마스크에 의하여 상기 복수개 인쇄 레이어에 각각 대응되는 복수개 디더링 마스크를 계산하는 단계; d) 동일 레이어의 상기 각 디더링 마스크 및 상기 각 연속톤 영상에 의하여 상기 복수개 인쇄 레이어에 각각 대응되는 복수개 하프톤 영상을 생성하는 단계; 및 e) 컬러 3D 프린터의 성형 노즐을 제어하여 상기 복수개 경로 데이터에 의하여 상기 복수개 인쇄 레이어를 순차적으로 인쇄하고 각 인쇄 레이어의 인쇄가 완료된 다음 대응되는 상기 하프톤 영상에 의하여 상기 컬러 3D 프린터의 착색 노즐을 제어하여 상기 인쇄 레이어에 대하여 착색을 실행하는 단계; 를 포함하여 구성된다.
본 발명은 다양한 디더링 마스크를 이용하여 각 레이어의 착색용 하프톤 영상을 생성함으로써 의사 윤곽 현상을 효과적으로 회피하여 착색 품질을 향상시킬 수 있다.
도 1a는 그레이 스케일 영상의 예시도이다.
도 1b는 하프톤 마스크의 영상 예시도이다.
도 1c는 하프톤 영상의 예시도이다.
도 1d는 하프톤 마스크의 매트릭스 예시도이다.
도 1e는 그레이 스케일 영상의 매트릭스 예시도이다.
도 1f는 하프톤 영상의 매트릭스 예시도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 컬러 3D 프린터의 구조도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 슬라이싱 인쇄 방법의 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 슬라이싱 인쇄 방법의 부분 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 슬라이싱 인쇄 방법의 부분 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 제4 실시예에 따른 슬라이싱 인쇄 방법의 부분 흐름도이다.
도 7a는 본 발명에 따른 컬러 3D 오브젝트의 예시도이다.
도 7b는 본 발명에 따른 경로 슬라이싱 처리의 예시도이다.
도 7c는 본 발명에 따른 경로 데이터의 예시도이다.
도 7d는 본 발명에 따른 연속톤 영상의 예시도이다.
도 8은 본 발명에 따른 하프톤 마스크의 변위 예시도이다.
도 9a는 본 발명에 따른 하프톤 마스크의 영상의 제1 예시도이다.
도 9b는 본 발명에 따른 하프톤 마스크의 영상의 제2 예시도이다.
도 9c는 본 발명에 따른 하프톤 마스크의 영상의 제3 예시도이다.
도 9d는 본 발명에 따른 하프톤 마스크의 영상의 제4 예시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예 대하여 상세하게 설명하도록 한다.
우선 잉크젯 인쇄 기술에 대하여 설명하면 다음과 같다. 2D 잉크젯 프린터는 하프톤 인쇄 기술을 사용하기 때문에 각 노즐은 단지 인쇄 여부를 선택할 수 밖에 없다. 즉, 각 인쇄 포인트는 단지 인쇄 재료의 원 색상 혹은 잉크 색상 등 두가지 색상을 표현할 수 밖에 없고, 한번에 인쇄하는 잉크 량에 대한 제어를 통하여 단일 포인트 연속톤 인쇄를 실현할 수 없다. 이에 따라서, 통상적인 2D 잉크젯 프린터는 하프톤 영상(halftone image, 픽셀값이 1 혹은 1 두가지 밖에 없음)을 출력할 수 있을 뿐, 통상적으로 모니터에서 볼 수 있는 연속톤 영상(continuous tone image, 픽셀값이 예를 들면 0~255와 같은 연속 범위임)을 출력할 수 없다.
출력되는 하프톤 영상이 연속톤 영상의 시각적 효과를 가지도록 하기 위하여, 하프톤 인쇄 기술은 육안이 고주파에 대한 불예민성(인류의 시각 시스템은 저주파 통과 필터와 유사함)을 이용하여 인쇄 포인트의 밀도를 조절함으로써 인류의 시각 시스템에서 연속톤 영상의 시각적 효과를 실현한다.
예를 들면, 균일적으로 분포된 인쇄 포인트는 인류의 시각 시스템에 의하여 회색 구역으로 착오 인식되고, 인쇄 포인트가 밀집될 수록 인류의 시각 시스템은 색상이 더욱 짙은 것으로 인식되며 이와 반대인 경우에도 마찬가지이다.
도 1a 내지 도 1f를 참조하면, 도 1a는 그레이 스케일 영상의 예시도이고 도 1b는 하프톤 마스크의 영상 예시도이며, 도 1c는 하프톤 영상의 예시도이고 도 1d는 하프톤 마스크의 매트릭스 예시도이며, 도 1e는 그레이 스케일 영상의 매트릭스 예시도이고 도 1f는 하프톤 영상의 매트릭스 예시도로서, 이하 하프톤 영상의 의사 윤곽 현상을 설명하도록 한다.
통상적인 하프톤 마스크와 같이, 도 1b에 도시된 하프톤 마스크는 복수개 요소(element)가 규칙적으로 배열(본 실시예에서는 격자형으로 배열됨)되어 형성된다. 도 1b에 도시된 바와 같은 하프톤 마스크를 이용하여 도 1a에 도시된 그레이 스케일 영상에 대하여 하프톤 처리를 실행하면 도 1c에 도시된 바와 같은 하프톤 영상을 취득할 수 있다. 또한, 인류의 시각 시스템이 특정 거리에서 상기 하프톤 영상을 관찰할 때 상기 하프톤 영상에 상기 규칙적인 배열과 대응되는 의사 윤곽(본 실시예에서는 격사형 윤곽)이 존재함을 발견할 수 있는 바, 이를 하프톤 영상의 의사 윤곽 현상이라고 한다.
이어서 상기 의사 윤곽 현상의 형성 원인을 설명하도록 한다. 영상 처리 기술에 있어서, 마스크 및 영상은 모두 매트릭스를 통하여 표시(도 1d 내지 도 1f에 도시된 바와 같이)할 수 있다. 하프톤 처리를 실행할 때, 하프톤 마스크(도 1d에 도시된 바와 같은 순서 디더링(Ordered Dithering Method) 마스크)의 각 요소값과 그레이 스케일 영상(도 1e에 도시된 바와 같음)의 대응되는 위치의 픽셀값을 순차적으로 비교한다. 그레이 스케일 영상의 픽셀값이 대응되는 위치의 하프톤 마스크의 요소값보다 작지 않을 경우, 하프톤 영상(도 1f에 도시된 바와 같음)의 대응되는 위치의 픽셀값을 1로 설정하고; 그레이 스케일 영상의 픽셀값이 대응되는 위치의 하프톤 마스크의 요소값보다 작을 경우, 하프톤 영상의 대응되는 위치의 픽셀값을 0으로 설정하여, 하프톤 영상을 취득할 수 있다.
예를 들면, 그레이 스케일 영상의 우측 상단 픽셀값(127)이 하프톤 마스크의 우측 상단 요소값(160)보다 작기 때문에, 하프톤 영상의 우측 상단 픽셀값은 0으로 설정되고; 그레이 스케일 영상의 좌측 상단 픽셀값(127)이 하프톤 마스크의 좌측 상단 요소값(0)보다 작지 않기 때문에 하프톤 영상의 좌측 상단 픽셀값은 1로 설정되며; 그레이 스케일 영상의 우측 하단 픽셀값(127)이 하프톤 마스크의 우측 하단 요소값(80)보다 작지 않기 때문에, 하프톤 영상의 우측 하단 픽셀값은 1로 설정된다.
하프톤 마스크의 요소값 크기가 하프톤 영상의 픽셀값과 매우 밀접한 관계를 가지기 때문에, 요수값 분포가 특정된 규칙을 가지는 경우(예를 들면 도 1d에 도시된 바와 같이 요소값의 분포에 있어서 최대값과 최소값이 대각선으로 교차적으로 배열됨), 생성된 하프톤 영상의 픽셀값의 분포도 상기 특정된 규칙을 가지게 된다.
또한, 기타 실시예에 따른 하프톤 처리에 있어서, 그레이 스케일 영상의 사이즈는 통상적으로 하프톤 마스크의 사이즈보다 훨씬 더 크기 때문에 반드시 하프톤 마스크를 그레이 스케일 영상 중의 서로 다른 구역과 순차적으로 비교를 실행하여야 한다. 하지만 여전이 동일한 하프톤 마스크를 사용하기 때문에, 상기 방법은 생성된 하프톤 형상이 격자형의 의사 윤곽을 가지는 현상(격자형 의사 윤곽의 범위는 대응되는 하프톤 마스크의 사이즈임)을 초래하게 된다.
이에 따라서, 상기 하프톤 기술을 컬러 컬러 3D 인쇄에 적용할 경우, 동일한 하프톤 마스크를 이용하여 각 레이어의 하프톤 영상을 생성하기 때문에, 각 레이어의 하프톤 영상의 의사 윤곽이 각 레이어의 동일한 수평(즉 X-Y평면) 위치에 나타나게 되고, 이로 인하여 생성된 컬러 3D 모형의 측벽이 Z축 방향에서 의사 윤곽 현상이 나타나 품질이 떨어지게 된다.
이어서 도 2를 참조하면, 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 컬러 3D 프린터의 구조도이다. 본 실시예에 따른 컬러 3D 인쇄 시스템은 컬러 3D 프린터(1) 및 슬라이싱 소프트웨어(20)를 포함하여 구성된다. 슬라이싱 소프트웨어(20)는 전자 장치(2)(예를 들면 데스크톱 컴퓨터, 랩톱 컴퓨터, 클라우드 서버 혹은 스마트 폰)에서 실행되어 컬러 3D 오브젝트의 3D 데이터를 로딩한 다음, 3D 데이터에 대한 수정을 거쳐 컬러 3D 오브젝트에 대하여 슬라이싱 처리를 실행함으로써 3D 인쇄 데이터(즉 후술하여 설명되는 경로 데이터 혹은 하프톤 영상, 3D 인쇄 데이터는 G-code로 표시될 수 있음)를 생성할 수 있다. 컬러 3D 프린터(1)는 3D 인쇄 데이터에 의하여 인쇄를 실행함으로써 대응되는 컬러 3D 오브젝트의 컬러 3D 실체 모형을 생성할 수 있다.
컬러 3D 프린터(1)는 주로 성형 노즐(100), 착색 노즐(102), 기억 모듈(104), 연결 모듈(106), 사용자 인터페이스(108) 및 제어 모듈(110)을 포함하여 구성된다.
성형 노즐(100)은 소모품 공급 장치(미도시)에 연결되어 소모품을 이용하여 3D 인쇄를 실행할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 컬러 3D 프린터(1)는 용융 적층 모델링(Fused Deposition Modeling, FDM) 3D 프린터이고, 소모품 공급 장치는 열가소성 소모품(예를 들면 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌 공중합체(ABS) 혹은 폴리락트산(PLA))을 성형 노즐(100)로 공급할 수 있으며, 성형 노즐(100)은 소모품을 반융용 상태로 가열하여 3D 인쇄를 완성할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 컬러 3D 프린터(1)는 광경화성 수지 조형Stereo-lighography, SL) 3D 프린터이고, 소모품 공급 장치는 액체 상태의 광경화성 수지(UV curable resin)를 성형 노즐(100)로 공급할 수 있으며, 성형 노즐(100)은 광경화성 수지를 인쇄한 다음 인쇄한 광경화성 수지에 대하여 광선(예를 들면 자이광 혹은 레이저광)을 조사함으로써 경화시켜 3D 인쇄를 완성할 수 있다.
착색 노즐(102)은 잉크가 저장된 잉크 카트리지(미도시)에 연결된다. 일 실시예에 있어서, 착색 노즐(102)은 복수개 서브 노즐을 포함하여 구성되고, 각 서브 노즐은 각각 서로 다른 색상(예를 들면 파랑색(Cyan), 자주색(Magenta), 노랑색(Yellow) 및 검정색(Black))의 복수개 잉크 카트리지에 연결되어 색상 혼합을 통하여 풀 컬러 인쇄를 완성할 수 있다.
기억 모듈(104)은 데이터(예를 들면 상기 3D 인쇄 데이터)를 저장하는데 사용된다. 연결 모듈(106)(예를 들면 USB 모듈, PCI bus 모듈, Wi-Fi 모듈 혹은 블루투스 모듈)은 전자 장치(2)와 연결하고 전자 장치(2)로부터 3D 인쇄 데이터를 접수하는데 사용된다. 사용자 인터페이스(108)(예를 들면 버튼, 모니터, 램프, 부저 혹은 상기 임의 조합)는 사용자의 조작을 접수하고 인쇄 관련 정보를 출력하는데 사용된다.
제어 모듈(110)은 3D 인쇄 데이터에 의하여 성형 노즐(100) 및 착색 노즐(102)을 제어하여 인쇄를 실행할 수 있다.
이어서 도 3을 참조하면, 도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 슬라이싱 인쇄 방법의 흐름도이다. 상기 의사 윤곽 문제를 해결하기 위하여, 본 발명은 컬러 3D 오브젝트의 슬라이싱 인쇄 방법(이하 슬라이싱 인쇄 방법으로 약함)을 제공한다. 본 발명의 각 실시예에 따른 슬라이싱 인쇄 방법은 주로 도 2에 도시된 바와 같은 컬러 3D 인쇄 시스템을 통하여 실현된다.
도 3에 도시된 실시예에 있어서, 슬라이싱 소프트웨어(20)는 전자 장치(2) 혹은 컬러 3D 프린터(1)(후술하여 설명되는 내용은 전자 장치(2)에서 슬라이싱 소프트웨어(20)이 실행되는 경우를 예로 듬)에서 실행되어, 전자 장치(2) 혹은 컬러 3D 프린터(1)를 제어하여 S10 내지 S12 단계를 실행할 수 있다.
S10 단계 : 전자 장치(2)가 컬러 3D 오브젝트(예를 들면 도 7a에 도시된 바와 같은 컬러 3D 오브젝트(22))의 3D 제이터를 로딩한다. 구체적으로 말하면, 3D 데이터는 사용자가 미리 편집을 완성한 OBJ 자료 혹은 PLY 파일로서 사용자가 인쇄하고자 하는 컬러 3D 오브젝트가 기록되어 있다. 전자 장치(2)는 3D 데이터를 로딩한 다음 컬러 3D 오브젝트의 좌표 정보 및 색상 정보를 판독할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 좌표 정보는 컬러 3D 오브젝트의 각 포인트가 컬러 3D 프린터(1)의 X축, Y축 및 Z축에서의 좌표 정보를 포함하여 구성되고, 색상 정보는 컬러 3D 오브젝트의 각 포인트가 특정 색상 공간(예를 들면 RGB 색상 공간)에서의 색상 정보를 포함하여 구성된다.
S12 단계 : 전자 장치(2)는 로딩된 3D 데이터에 대하여 슬라이싱 처리를 실행하고 슬리이싱 처리를 통하여 생성된 3D 인쇄 데이터를 컬러 3D 프린터(1)로 전송하여 3D 인쇄를 실행한다.
일 실시예에 있어서, 전자 장치(2)는 컬러 3D 오브젝트의 좌표 정보 및 색상 정보를 취득한 다음 각각 두가지 서로 다른 형식의 슬라이싱 처리를 실행하는 바, 즉 컬러 3D 오브젝트의 본체에 대하여 실행하는 경로 슬라이싱 처리(S20 단계) 및 컬러 3D 오브젝트의 영상에 대하여 실행하는 영상 슬라이싱 처리(S22 단계)를 실행한다.
또한 본 실시예에 있어서, 슬라이싱 인쇄 방법은 경로 슬라이싱 처리를 실행함으로써 복수개 인쇄 레이어의 복수개 경로 데이터를 생성할 수 있고, 영상 슬라이싱 처리를 실행함으로써 각각 복수개 인쇄 레이어에 대응되는 복수개 하프톤 영상을 생성할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 각 경로 데이터 및 각 하프톤 영상에는 각각 레이어 번호가 기록되고, 레이어 번호는 각 경로 데이터 및 하프톤 영상에 대응되는 인쇄 레이어의 레이어 번호를 의미한다. 예를 들면, 제1 레이어의 경로 데이터/하프톤 영상의 레이어 번호는 "1"이고, 제10 레이어의 경로 데이터/하프톤 영상의 레이어 번호는 "10"이며, 제100 레이어의 경로 데이터/하프톤 영상의 레이어 번호는 "100"이고, 그 후에도 이러한 방식으로 유추한다.
일 실시예에 있어서, 경로 데이터의 총 수량, 하프톤 영상의 총 수향 및 인쇄 레이어의 총 수량은 동일하다.
S14 단계 : 컬러 3D 프린터(1)는 슬라이싱 처리를 통하여 생성된 3D 인쇄 데이터에 의하여 각 레이어의 3D 인쇄를 순차적으로 실행함으로써 컬러 3D 실체 모형을 생성한다.
일 실시예에 있어서, 컬러 3D 프린터(1)는 우선 일 레이어의 경로 데이터(예를 들면 제1 레이어의 경로 데이터)에 의하여 성형 노즐(100)을 제어하여 일 인쇄 레이어를 인쇄(S24 단계)하고, 이어서 동일 레이어(즉 레이어 번호가 동일하거나 동일한 인쇄 레이어에 대응됨)의 하프톤 영상에 의하여 착색 노즐(102)을 제어하여 이미 인쇄가 완료된 상기 인쇄 레이어에 대하여 착색을 실행(S26 단계)함으로써, 일 인쇄 레이어의 인쇄 및 착색을 완성한다. 이어서, 컬러 3D 프린터(1)는 모든 인쇄 레이어의 인쇄(착색 포함)을 완성(즉 이미 완전한 컬러 3D 실체 모형을 생성)하였는지 판단한다. 컬러 3D 프린터(1)는 인쇄가 완료되었다고 판단될 때 인쇄를 종료하고, 인쇄가 완료되지 않았다고 판단될 때 다시 S24 단계를 실행하여 다음 인쇄 레이어를 계속 인쇄한다.
이어서 도 3, 도 4, 도 7a 내지 도 7c를 참조하면, 도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 슬라이싱 인쇄 방법의 부분 흐름도이고 도 7a는 본 발명에 따른 컬러 3D 오브젝트의 예시도이며, 도 7b는 본 발명에 따른 경로 슬라이싱 처리의 예시도이고 도 7c는 본 발명에 따른 경로 데이터의 예시도이다. 도 3에 도시된 실시예와 비교하여 보면, 도 4에 도시된 실시예에 따른 슬라이싱 인쇄 방법의 S20 단계는 하기와 같은 단계를 포함하여 구성된다.
S30 단계 : 전자 장치(2)가 좌표 정보 중의 복수개 좌표값을 판독한다. 구체적으로 말하면, 상기 복수개 좌표값은 컬러 3D 오브젝트(22)(도 7a에 도시된 바와 같음)의 외형 구조를 기술한다.
S32 단계 : 전자 장치(2)가 기본 슬라이싱 두께 혹은 슬라이싱 레이어 수량에 의하여 경로 슬라이싱 처리를 실행하여 복수개 인쇄 레이어의 복수개 경로 데이터를 생성하되, 그중 컬러 3D 오브젝트는 복수개 인쇄 레이어가 적층되어 형성된다.
일 실시예에 있어서, 각 경로 데어터는 복수개 좌표값을 포함하여 구성된다. 또한, 복수개 경로 데이터의 수량은 슬라이싱 레이어의 수량과 동일하다. 예를 들면, 컬러 3D 오브젝트가 100개 인쇄 레이어로 슬라이싱 될 때, 경로 슬라이싱 처리 후에 100개 경로 데이터가 생성될 수 있다. 100개 경로 데이터는 각각 100개 인쇄 레이어에 대응되고, 각각 대응되는 인쇄 레이어의 인쇄 경로를 기술하는데 사용된다.
예를 들면, 도 7b에 도시된 바와 같이, 경로 슬라이싱 처리를 실행할 때, 컬러 3D 오브젝트(22)는 우선 색성 정보가 없는 3D 오브젝트(24)로 변환되고 3D 오브젝트(24)는 경로 슬라이싱 처리 후 3개 인쇄 레이어(S1~S3)로 슬라이싱되며, 각 인쇄 레이어(S1~S3)는 각각 복수개의 좌표값으로 구성된 한 조의 인쇄 경로를 통하여 기술될 수 있다. 도 7c에 도시된 바와 같이, 인쇄 레이어(S2)는 인쇄 경로(30)에 대응되는 바, 즉 성형 노즐(100)이 인쇄 경로(30)에 따라 인쇄를 실행할 때 인쇄 레이어(S2)에 대응되는 실체 인쇄 레이어를 생성할 수 있다.
이어서 도 3, 도 5, 도 7a, 도 7b 및 도 7d를 참조하면,도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 슬라이싱 인쇄 방법의 부분 흐름도이고 도 7d는 본 발명에 따른 영상 슬라이싱 처리의 예시도이다. 도 3에 도시된 실시예와 비교하여 보면, 도 5에 도시된 실시예에 따른 슬라이싱 인쇄 방법의 S22 단계는 하기와 같은 단계를 포함하여 구성된다.
S40 단계 : 전가 장치(2)가 색상 정보를 판독하되, 그중 색상 정보는 컬러 3D 오브젝트(22)의 각 포인트가 특정 색상 공간에서의 색상 정보를 포함하여 구성된다.
S42 단계 : 전자 장치(2)가 색상 정보에 의하여 각각 복수개 인쇄 레이어에 대응되는 복수개 연속톤 영상을 생성한다.
일 실시예에 있어서, 각 연속톤 영상에는 각각 상기 레이어 번호가 기록되어 각 인쇄 레이어의 색상을 기술하는데 사용된다.
예를 들면, 도 7d에 도시된 바와 같이, 연속톤 영상은 인쇄 레이어(S2)의 착색 구역(32)의 각 픽셀의 위치 및 색상을 기술할 수 있다. 또한, 동일 레이어의 경로 데이터의 각 좌표값은 연속톤 영상의 착색구역(32)의 각 픽셀에 대응된다. 이에 따라, 연속톤 영상을 참조하여 각 좌표값의 색상(즉 대응되는 픽셀의 픽셀값)을 알 수 있다.
S44 단계 : 전가 장치(2)가 색상 정보에 대하여 색채 공간 변환 처리를 실행하여 생성된 복수개 연속톤 영상을 디스플레이에 적합한 색채 공간으로부터 인쇄에 적합한 다른 색채 공간으로 변환한다.
예를 들면, 착색 노즐(102)이 검정색 잉크 카트리지에 연결되어 있을 때, 전자 장치(2)는 색상 정보를 RGB 색채 공간으로부터 그레이 스케일(gray-scale) 색채 공간으로 변환하여야 한다. 또한, 그레이 스케일 색채 공간으로 변환하기 전의 연속톤 영상에는 각 레이어의 적색(R) 영상, 각 레이어의 녹색(G) 영상 및 각 레이어의 청색(B) 영상을 포함하여 구성되고, 단일 색상의 잉크 카트리지 밖에 없기 때문에 그레이 스케일 색채 공간으로 변환된 후의 연속톤 영상에는 단기 각 레이어의 그레이 스케일 영상만 포함하게 된다.
이에 따라서, 본 실시예는 효과적으로 색상 정보를 인쇄에 적합한 색채 공간으로 변환시킬 수 있다.
S46 단계 : 전자 장치(2)가 복수개 변위값 및 초기 마스크에 의하여 복수개 인쇄 레이어에 각각 대응되는 복수개 디더링 마스크를 계산한다. 구체적으로 말하면, 전자 장치(2)는 우선 복수개 인쇄 레이어에 각각 대응되는 복수개 변위값을 취득하고, 이어서 각 인쇄 레이어의 변위 값 및 초기 마스크에 의하여 각 인쇄 레이어에 대응되는 디더링 마스크를 계산한다.
일 실시예에 있어서, 각 디더링 마스크에는 각각 레이어 번호가 기록되어 있다.
일 실시예에 있어서, 초기 마스크는 사용자가 미리 설정한다. 또한, 복수개 변위값은 사용자가 미리 설정하거나, 초기 마스크에 대한 계산을 통하여 취득하거나 랜덤으로 생성될 수 있고, 완전히 다르거나 혹은 부분적으로 다를 수 있는 바, 이에 대하여 한정하지 않는다.
일 실시예에 있어서, 전자 장치(2)는 각 인쇄 레이어의 레이어 번호 및 기본 단위 변위를 통하여 상기 인쇄 레이어의 변위값을 계산한 다음, 계산을 통하여 취득한 변위값 및 초기 마스크에 의하여 상기 인쇄 레이어의 디더링 마스크를 계산한다. 구체적으로 말하면, 전자 장치(2)는 하기 수학식 (1)에 의하여 특정 인쇄 레이어의 변위값(Sx, Sy)를 계산할 수 있다.
(Sx,Sy) = (n×x, n×y)…………………………수학식 (1)
그중, Sx는 X축 변위값이고 Sy는 Y축 변위값이며, n은 인쇄 레이어의 번호이고 x는 X축의 단위 변위값이며, y는 Y축의 단위 변위값이다.
단위 변위(x, y)가 (2, 1)인 경우를 예로 들면, 제5 인쇄 레이어의 변위값은 (5×2, 5×1) 즉 (10, 5)이고 제8 인쇄 레이어의 변위값은 (16, 8)이며, 그 후에도 이러한 방식으로 유추한다.
일 실시예에 있어서, 단위 변위는 초기 마스크에 의하여 결정된다. 구체적으로 말하면, X축의 단위 변위값은 초기 마스크의 수평 최대 요소 차이이고, Y측의 단위 변위값은 초기 마스크의 수직 최대 요소 차이이다.
이어서, 전자 장치(2)는 계산을 통하여 취득한 각 인쇄 레이어의 변위값 및 초기 마스크를 통하여 상기 인쇄 레이어의 디더링 마스크를 계산한다.
도 8을 참조하면, 도 8은 본 발명에 따른 하프톤 마스크의 변위 예시도이다. 일 실시예에 있어서, 전자 장치(2)는 우선 초기 마스크(매트릭스
Figure pat00001
를 예로 듬)를 중복 규합하여 무한으로 순환되는 매트릭스 M(도 8에서는 4번 중복 규합한 경우를 예로 듬)을 취득한 다음, 이어서 각 인쇄 레이어의 변위값에 의하여 대응되는 디더링 마스크를 계산한다.
예를 들면, 제1 인쇄 레이어의 변위값이 (0, 0)이고 제2 인쇄 레이어의 변위값은 (2, 1)이며 제3 인쇄 레이어의 변위값은 (4, 2)이다. 이때, 전자 장치(2)는 매트릭스 M에 의하여 변위 계산을 실행함으로써, 제1 인쇄 레이어의 디더링 마스크 즉 매트릭스 M1, 제2 인쇄 레이어의 디더링 마스크 즉 M2(즉 M1의 위치로부터 X축이 2 변위되고 Y축이 1 변위됨), 제3 인쇄 레이어의 디더링 마스크 즉 매트릭스 M3(즉 M1위 위치로부터 X축이 4 변위되고 Y축이 2 변위됨)을 취득할 수 있다.
이에 따라, 본 발명은 단일 마스크를 이용하여 복수개 서로 다른 디더링 마스크를 생성할 수 있다.
다시 도 5를 참조하면, 이어서 S48 단계 : 전자 장치(2)는 각 인쇄 레이어의 디더링 마스크를 이용하여 동일 인쇄 레이어의 연속톤 영상에 대하여 하프톤 처리를 실행하여 각 인쇄 레이어의 하프톤 영상을 취득한다.
특별히 설명하여야 할 것은, 생성된 복수개 하프톤 영상은 착색 노즐(102)이 연결된 잉크 카트리지의 색상에 대응된다. 예를 들면, 검정색 잉크 카트리지인 경우, 복수개 하프톤 영상은 검정색 하프톤 영상이고 검정색 인쇄 포인트의 분포에 대응된다. 즉, 컬러 3D 프린터(1)가 착색을 실행할 때, 하프톤 영상의 픽셀값에 의하여 인쇄 레이어의 각 위치에 검정색 잉크를 인쇄(예를 들면 픽셀값이 0인 위치는 인쇄하고 픽셀값이 1인 위치는 인쇄하지 않음)한다. 다른 실시예에 있어서, 파랑색 잉크 카트리지인 경우, 복수개 하프톤 영상은 파랑색 하프톤 영상이고 파랑색 인쇄 포인트의 분포에 대응된다.
특별히 설명하여야 할 것은, 본 발명에 의하여 생성된 복수개 하프톤 영상에 대응되는 복수개 디더링 마스크는 완전히 동일한 것이 아니기 때문에, 3D 인쇄를 실행할 때(즉 S14 단계) 모든 하프톤 영상에 의하여 각각 모든 인쇄 레이어에 대하여 착색을 실행한 다음 의사 윤곽이 각 인쇄 레이어의 서로 다른 수평 위치에 나타나도록 함으로써, 생성된 컬러 3D 모형의 측벽이 Z축 방향에서 일치한 의사 윤곽 현상이 나타나지 않게 되어 인쇄 품질을 향상시킬 수 있다.
이어서 도 3 및 도 6을 동시에 참조하면, 도 6은 본 발명의 제4 실시예에 따른 슬라이싱 인쇄 방법의 부분 흐름도이다. 도 3에 도시된 실시예와 비교하여 보면, 도 6에 도시된 실시예에 따른 슬라이싱 인쇄 방법의 S14 단계는 하기와 같은 단계를 포함하여 구성된다.
S500 단계 : 컬러 3D 프린터(1)의 제어 모듈(110)이 경로 데이터를 판독한다.
S502 단계 : 제어 모듈(110)은 판독한 경로 데이터에 의하여 성형 노즐(100)을 제어하여 상기 인쇄 레이어를 인쇄한다.
일 실시예에 있어서, 제어 모듈(110)은 성형 노즐(100)을 제어하여 경로 데이터가 기술한 인쇄 경로에 따라 인쇄 레이어를 인쇄한다. 즉, 성형 노즐(100)을 제어하여 상기 인쇄 경로에 포함되는 복수개 좌표값 사이에서 이동하면서 인쇄를 실행한다.
S504 단계 : 제어 모듈(110)은 S502 단계에서 판독한 경로 데이터와 동일 레이어의 하프톤 영상을 판독하고, 판독한 하프톤 영상에 의하여 인쇄 레이어의 착색 필요 여부를 판단한다.
일 실시예에 있어서, 제어 모듈(110)은 판독한 하프톤 영상의 각 픽셀의 픽셀값에 의하여 인쇄 레이어의 착색 필요 여부를 판단한다. 즉, 임의 픽셀의 픽셀값이 1일 경우(인쇄 필요), 상기 인쇄 레이어가 착색이 필요한 것으로 판단한다.
일 실시예에 있어서, 상기 인쇄 레이어가 착색이 불필요할 때, 영상 슬라이싱 처리에서 상기 인쇄 레이어에 대응되는 하프톤 영상을 생성하지 않을 수 있다. 즉, S42 단계에서 상기 인쇄 레이어의 하프톤 영상을 생성하지 않고, S46 단계에서 상기 인쇄 레이어의 디더링 마스크를 계산하지 않으며, S48 단계에서 상기 인쇄 레이어의 하프톤 영상을 생성하지 않는다. 이에 따라, 제어 모듈(110)이 상기 인쇄 레이어에 대응되는 하프톤 영상이 없거나 혹은 공백 영상으로 판단함으로써, 상기 인쇄 레이어가 착색이 불필요한 것으로 판단한다.
제어 모듈(110)이 상기 인쇄 레이어가 착색이 필요한 것으로 판단한 다음, S506 단계를 실행한다. 그러지 아니하면, 제어 모듈(110)은 S508 단계를 실행한다.
S506 단계 : 제어 모듈(110)은 판독한 하프톤 영상에 의하여 착색 노즐(102)을 제어하여 이미 인쇄가 완료된 인쇄 레이어에 착색을 실행한다.
일 실시예에 있어서, 각 경로 데이터는 복수개 좌표값을 포함하여 구성되고, 동일 레이어의 하프톤 영상에는 각각 상기 복수개 좌표값에 대응되는 복수개 색상(예를 들면 1 혹은 0)이 기록되어 있다. 제어 모듈(110)은 착색 노즐(102)(검정색 잉크 카트리지에 연결된 경우를 예로 듬)을 제어하여 각 색상에 의하여 이미 인쇄가 완료된 인쇄 레이어 중 좌표값에 대응되는 위치에 잉크를 인쇄한다.
일 실시예에 있어서, 제어 모듈(110)은 색상값이 0일 때에만 착색 노즐(102)을 제어하여 상기 좌표값의 위치로 이동하고 대응되는 색상에 의하여 현재 위치에 인쇄를 실행하며, 색상값이 1일 경우 상기 좌표값의 위치에 인쇄를 실행하지 않는다.
S508 단계 : 제어 모듈(110)은 레이어 번호에 의하여 이미 착색이 완료된 인쇄 레이어가 마지막 레이어인지 판단한다.
제어 모듈(110)이 상기 인쇄 레이어가 마지막 레이어가 아니라고 판단한 경우, 다시 S500 내지 S508 단계를 실행하여 다음 인쇄 레이어를 인쇄 및 다음 인쇄 레이어의 착색을 실행한다.
이에 따라, 본 실시예는 서로 다른 디더링 마스크를 기초로 생성된 하프톤 영상에 의하여 각 인쇄 레이어에 대하여 착색을 실행함으로써 효과적으로 명확한 의사 윤곽 현상이 없는 컬러 3D 실체 모형을 인쇄할 수 있다.
비록 상기 실시예에 있어서, 단일 색상의 잉크 카트리지에 대응되는 복수개 서로 다른 레이어의 하프톤 영상을 생성하는 경우를 예로 들어 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
일 실시예에 있어서, 다양한 색상의 복수개 잉크 카트리지에 대응되는 복수개 조의 다양한 색상의 하프톤 영상을 생성하고, 각 조의 하프톤 영상은 복수개 서로 다른 레이어의 동일 색상 하프톤 영상으로 구성된다.
예를 들면, 착색 노즐(102)이 복수개의 서브 노즐(4개 노즐을 예로 듬)을 포함하여 구성되고, 각 서브 노즐이 각각 다양한 색상의 잉크 카트리지(CMYK 4색을 예로 듬)에 연결된 경우를 예로 들어 설명한다.
전자 장치(2)가 도 5에 도시된 바와 같은 영상 슬라이싱 처리를 실행할 때, 우선 연속톤 영상을 RGB 색채 공간으로부터 CMYK 색채 공간으로 변환할 수 있다(S44 단계).
구체적으로 말하면, CMYK 색채 공간으로 변환하기 전, 복수개 연속톤 영상에는 각 레이어의 적색(R) 영상, 각 레이어의 녹색(G) 영상 및 각 레이어의 청색(B) 영상을 포함하여 구성된다. CMYK 색채 공간으로 변환한 다음, 복수개 연속톤 영상에는 각 레이어의 파랑색(C) 영상(제1 연속톤 영상), 각 레이어의 자주색(M) 영상(제2 연속톤 영상), 각 레이어의 노랑색(Y) 영상(제3 연속톤 영상) 및 각 레이어의 검정색(K) 영상(제4 연속톤 영상)을 포함하여 구성된다.
이어서, 전자 장치(2)는 모든 색상의 연속톤 영상의 디더링 마스크를 계산한다(S46 단계).
일 실시예에 있어서, 전자 장치(2)는 다양한 초기 마스크를 이용하여 서로 다른 색상의 연속톤 영상을 계산한다. 더 나아가서, 전자 장치는 동일한 초기 마스크를 다양한 각도로 회전한 다음, 각각 서로 다른 색상의 연속톤 영상의 하프톤 초리에 사용한다.
예를 들면, 도 9a 내지 도 9d 를 동시에 참조하면, 도 9a는 본 발명에 따른 하프톤 마스크의 영상의 제1 예시도이고 도 9b는 본 발명에 따른 하프톤 마스크의 영상의 제2 예시도이며, 도 9c는 본 발명에 따른 하프톤 마스크의 영상의 제3 예시도이고 도 9d는 본 발명에 따른 하프톤 마스크의 영상의 제4 예시도이다.
전자 장치(2)는 초기 마스크를 다양한 각도로 회전하여 다양한 색상의 초기 마스크로 사용할 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(2)는 초기 마스크를 15도 회전(도 9a에 도시된 바와 같이)시켜 파랑색의 초기 마스크(제1 초기 마스크)로 사용하고, 초기 마스크를 75도 회전(도 9b에 도시된 바와 같이)시켜 자주색의 초기 마스크(제2 초기 마스크)로 사용하며, 초기 마스크를 90도 회전(도 9c에 도시된 바와 같이)시켜 노랑색의 초기 마스크(제3 초기 마스크)로 사용하고, 초기 마스크를 45도 회전(도 9d에 도시된 바와 같이)시켜 검정색의 초기 마스크(제4 초기 마스크)로 사용할 수 있다.
또한, 전자 장치(2)는 복수개 변위값 및 파랑색 초기 마스크에 의하여 각 레이어의 파랑색 디더링 마스크(제1 디더링 마스크)를 계산하고, 동일 조의 복수개 변위값 및 자주색 초기 마스크에 의하여 각 레이어의 자주색 디더링 마스크(제2 디더링 마스크)를 계산하며, 동일 조의 복수개 변위값 및 노랑색 초기 마스크에 의하여 각 레이어의 노랑색 디더링 마스크(제3 디더링 마스크)를 계산하고, 동일 조의 복수개 변위값 및 검정색 초기 마스크에 의하여 각 레이어의 검정색 디더링 마스크(제4 디더링 마스크)를 계산하며, 상기 각 색상의 디더링 마스크에는 각각 레이어 번호가 기록될 수 있다.
이어서, 전자 장치(2)는 도 5 중의 S48 단계를 실행하여 각 레이어의 파랑색 연속톤 영상 및 각 레이어의 파랑색 디더링 마스크에 의하여 각 레이어의 파랑색 하프톤 영상(제1 하프톤 영상)을 생성하고, 각 레이어의 자주색 연속톤 영상 및 각 레이어의 자주색 디더링 마스크에 의하여 각 레이어의 자주색 하프톤 영상(제2 하프톤 영상)을 생성하며, 각 레이어의 노랑색 연속톤 영상 및 각 레이어의 노랑색 디더링 마스크에 의하여 각 레이어의 노랑색 하프톤 영상(제3 하프톤 영상)을 생성하고, 각 레이어의 검정색 연속톤 영상 및 각 레이어의 검정색 디더링 마스크에 의하여 각 레이어의 검정색 하프톤 영상(제4 하프톤 영상)을 생성하며, 상기 각 색상의 하프톤 영상에도 각각 레이어 번호가 기록될 수 있다.
또한, 컬러 3D 프린터(1)가 도 6 중의 S508 단계를 실행할 때, 동일 인쇄 레이어에 대응(즉 이미 인쇄가 완료된 인쇄 레이어에 대응)되는 파랑색 하프톤 영상, 자주색 하프톤 영상, 노랑색 하프톤 영상 및 검정색 하프톤 영상에 의하여 각각 서로 다른 색상의 4개 서브 노즐을 제어하여 이미 인쇄가 완성된 인쇄 레이어에 대하여 착색을 실행한다.
이에 따라, 본 실시예는 풀 컬러 3D 인쇄를 실현할 수 있다. 또한, 인쇄괸 풀 컬러 3D 실체 모형에 명확한 의사 윤곽 현상이 없게 된다.
상기 내용은 본 발명에 따른 바람직한 구체적인 실시예일 뿐 본 발명의 특허청구범위에 대한 한정이 아니기 때문에, 본 발명의 내용을 이용한 동등 효과 변경은 모두 본 발명의 범위에 속하는 것으로 해석되어야 할 것이다.
1 : 컬러 3D 프린터
100 : 성형 노즐
102 : 착색 노즐
104 : 기억 모듈
106 : 연결 모듈
108 : 인터페이스
110 : 제어 모듈
2 : 전자 장치
20 : 슬라이싱 소프트웨어
22 : 컬러 3D 오브젝트
24 : 3D 오브젝트
S1~S3 : 인쇄 레이어
30 : 인쇄 경로
32 : 착색 구역
M, M1~M3 : 매트릭스
S10~S14 : 슬라이싱 인쇄 단계
S20~S22 : 슬라이싱 단계
S24~S28 : 인쇄 단계
S30~S32 : 경로 슬라이싱 단계
S40~S48 : 영상 슬라이싱 단계
S500~S508 : 인쇄 착색 단계

Claims (11)

  1. a) 컬러 3D 오브젝트의 좌표 정보를 판독하고 상기 좌표 정보에 의하여 경로 슬라이싱 처리를 실행함으로써 복수개의 인쇄 레이어의 복수개 경로 데이터를 생성하는 단계;
    b) 상기 컬러 3D 오브젝트의 색상 정보를 판독하고 상기 색상 정보에 의하여 상기 복수개 인쇄 레이어에 각각 대응되는 복수개 연속톤 영상을 생성하는 단계;
    c) 복수개 변위값 및 초기 마스크에 의하여 상기 복수개 인쇄 레이어에 각각 대응되는 복수개 디더링 마스크를 계산하는 단계;
    d) 동일 레이어의 상기 각 디더링 마스크 및 상기 각 연속톤 영상에 의하여 상기 복수개 인쇄 레이어에 각각 대응되는 복수개 하프톤 영상을 생성하는 단계; 및
    e) 컬러 3D 프린터의 성형 노즐을 제어하여 상기 복수개 경로 데이터에 의하여 상기 복수개 인쇄 레이어를 순차적으로 인쇄하고 각 인쇄 레이어의 인쇄가 완료된 다음 대응되는 상기 하프톤 영상에 의하여 상기 컬러 3D 프린터의 착색 노즐을 제어하여 상기 인쇄 레이어에 대하여 착색을 실행하는 단계; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 컬러 3D 오브젝트의 슬라이싱 인쇄 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 b 단계는 상기 색상 정보에 의하여 복수개 제1 연속톤 영상, 복수개 제2 연속톤 영상, 복수개 제3 연속톤 영상 및 복수개 제4 연속톤 영상을 생성하는 것을 특징으로 하는 컬러 3D 오브젝트의 슬라이싱 인쇄 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 c 단계는 상기 복수개 변위값 및 제1 초기 마스크에 의하여 상기 복수개 인쇄 레어어에 각각 대응되는 복수개 제1 디더링 마스크를 계산하고, 상기 복수개 변위값 및 제2 초기 마스크에 의하여 상기 복수개 인쇄 레어어에 각각 대응되는 복수개 제2 디더링 마스크를 계산하며, 상기 복수개 변위값 및 제3 초기 마스크에 의하여 상기 복수개 인쇄 레어어에 각각 대응되는 복수개 제3 디더링 마스크를 계산하고, 상기 복수개 변위값 및 제4 초기 마스크에 의하여 상기 복수개 인쇄 레어어에 각각 대응되는 복수개 제4 디더링 마스크를 계산하고, 상기 제1 초기 마스크, 상기 제2 초기 마스크, 상기 제3 초기 마스크 및 상기 제4 초기 마스크는 각각 서로 다른 4개 경사값에 대응되는 것을 특징으로 하는 컬러 3D 오브젝트의 슬라이싱 인쇄 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 d 단계는 상기 각 제1 디더링 마스크 및 대응되는 동일한 상기 인쇄 레이어의 상기 제1 연속톤 영상에 의하여 상기 복수개 인쇄 레이어에 각각 대응되는 복수개 제1 하프톤 영상을 생성하고, 상기 각 제2 디더링 마스크 및 대응되는 동일한 상기 인쇄 레이어의 상기 제2 연속톤 영상에 의하여 상기 복수개 인쇄 레이어에 각각 대응되는 복수개 제2 하프톤 영상을 생성하며, 상기 각 제3 디더링 마스크 및 대응되는 동일한 상기 인쇄 레이어의 상기 제3 연속톤 영상에 의하여 상기 복수개 인쇄 레이어에 각각 대응되는 복수개 제3 하프톤 영상을 생성하고, 상기 각 제4 디더링 마스크 및 대응되는 동일한 상기 인쇄 레이어의 상기 제4 연속톤 영상에 의하여 상기 복수개 인쇄 레이어에 각각 대응되는 복수개 제4 하프톤 영상을 생성하는 것을 특징으로 하는 컬러 3D 오브젝트의 슬라이싱 인쇄 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 e 단계는 동일한 상기 인쇄 레이어에 대응되는 상기 제1 하프톤 영상, 상기 제2 하프톤 영상, 상기 제3 하프톤 영상 및 상기 제4 하프톤 영상에 의하여 서로 다른 색상의 4개 착색 노즐을 각각 제어하여 이미 인쇄가 완료된 상기 인쇄 레이어에 대하여 착색을 실행하는 것을 특징으로 하는 컬러 3D 오브젝트의 슬라이싱 인쇄 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 하프톤 영상, 상기 제2 하프톤 영상, 상기 제3 하프톤 영상 및 상기 제4 하프톤 영상은 각각 파랑색 영상, 자주색 영상, 노랑색 영상 및 검정색 영상인 것을 특징으로 하는 컬러 3D 오브젝트의 슬라이싱 인쇄 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 c 단계는
    c1) 상기 각 인쇄 레이어의 레이어 번호 및 단위 변위값에 의하여 각 레이어의 상기 변위값을 계산하는 단계; 및
    c2) 상기 각 변위값 및 상기 초기 마스크에 의하여 각 레이어의 상기 디더링 마스크를 계산하는 단계; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 컬러 3D 오브젝트의 슬라이싱 인쇄 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 e 단계는
    e1) 상기 경로 데이터를 판독하는 단계;
    e2)상기 경로 데이터에 의하여 상기 성형 노즐을 제어하여 상기 인쇄 레이어를 인쇄하는 단계;
    e3) 상기 인쇄 레이어가 착색이 필요하다고 판단되는 경우 상기 인쇄 레이어에 대응되는 상기 하프톤 영상에 의하여 상기 착색 노즐을 제어하여 상기 인쇄 레이어에 대하여 착색을 실행하는 단계; 및
    e4) 상기 인쇄 레이어가 마지막 레이가 아닌 경우 다시 e1 단계 내지 e4 단계를 실행하여 다음 인쇄 레이어를 인쇄 및 다음 인쇄 레이어의 착색을 실행하는 단계; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 컬러 3D 오브젝트의 슬라이싱 인쇄 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 각 경로 데이터는 복수개 좌표값을 포함하여 구성되고, 상기 하프톤 영상에는 상기 복수개 좌표값에 대응되는 복수개 색상이 기록되어 있는 것을 특징으로 하는 컬러 3D 오브젝트의 슬라이싱 인쇄 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 e 단계는 상기 각 좌표값에 의하여 상기 착색 노즐의 이동을 제어하고 대응되는 상기 색상에 의하여 착색을 실행하는 것을 특징으로 하는 컬러 3D 오브젝트의 슬라이싱 인쇄 방법.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 각 경로 데이터, 상기 각 연속톤 영상, 상기 각 디더링 마스크 및 상기 각 하프톤 형상에는 각각 대응되는 상기 인쇄 레이어의 레이어 번호가 기록되어 있는 것을 특징으로 하는 컬러 3D 오브젝트의 슬라이싱 인쇄 방법.

KR1020170049737A 2017-01-05 2017-04-18 컬러 3d 오브젝트의 슬라이싱 인쇄 방법 KR102123250B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW106100238 2017-01-05
TW106100238A TWI674965B (zh) 2017-01-05 2017-01-05 多色3d物件的切層列印方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180080956A true KR20180080956A (ko) 2018-07-13
KR102123250B1 KR102123250B1 (ko) 2020-06-17

Family

ID=58606184

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170049737A KR102123250B1 (ko) 2017-01-05 2017-04-18 컬러 3d 오브젝트의 슬라이싱 인쇄 방법

Country Status (6)

Country Link
US (1) US9950516B1 (ko)
EP (1) EP3346687B1 (ko)
JP (1) JP6734809B2 (ko)
KR (1) KR102123250B1 (ko)
CN (1) CN108274748B (ko)
TW (1) TWI674965B (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112265271A (zh) * 2020-09-08 2021-01-26 同济大学 一种建模与切片并行的3d打印路径生成方法

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107077063B (zh) * 2014-10-29 2018-11-06 惠普发展公司，有限责任合伙企业 三维半色调化
CN114643714B (zh) * 2020-12-19 2024-05-17 深圳市创想三维科技有限公司 光固化3d打印方法、电子装置及存储介质
CN113199757B (zh) * 2021-05-11 2021-12-31 广东省珠海市质量计量监督检测所 可以检测和矫正的3d打印喷头及其实现矫正打印的方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20060005758A (ko) * 2004-07-14 2006-01-18 삼성전자주식회사 레이저 프린터의 하프톤 처리 방법 및 이에 적합한 장치
WO2015163776A1 (en) * 2014-04-24 2015-10-29 Pluciennik Tomasz A method for additive manufacturing of a spatial 3d object and a device for additive manufacturing of a spatial 3d object
WO2016057029A1 (en) * 2014-10-08 2016-04-14 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Generating halftone data for a three-dimensional object
JP2016215577A (ja) * 2015-05-25 2016-12-22 株式会社ミマキエンジニアリング 三次元造形物の製造方法及び造形装置

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102261184B1 (ko) 2013-11-19 2021-06-04 엘지전자 주식회사 랜덤 액세스 절차를 수행하는 방법
US9833948B2 (en) * 2014-05-08 2017-12-05 Adobe Systems Incorporated 3D printing of colored models on multi-head printers
US9227424B1 (en) * 2014-12-16 2016-01-05 Xerox Corporation System and method for missing ejector correction for half-toned images in three-dimensional object printing by adding drops in other layers
US9286554B1 (en) * 2015-04-01 2016-03-15 Xerox Corporation System and method for halftone printing in a three-dimensional object printer
JP6602555B2 (ja) * 2015-05-25 2019-11-06 株式会社ミマキエンジニアリング 三次元造形物の製造方法及び造形装置
CN105574918B (zh) * 2015-12-24 2018-06-26 网易（杭州）网络有限公司 一种3d模型的材质添加方法、装置及终端

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20060005758A (ko) * 2004-07-14 2006-01-18 삼성전자주식회사 레이저 프린터의 하프톤 처리 방법 및 이에 적합한 장치
WO2015163776A1 (en) * 2014-04-24 2015-10-29 Pluciennik Tomasz A method for additive manufacturing of a spatial 3d object and a device for additive manufacturing of a spatial 3d object
WO2016057029A1 (en) * 2014-10-08 2016-04-14 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Generating halftone data for a three-dimensional object
JP2016215577A (ja) * 2015-05-25 2016-12-22 株式会社ミマキエンジニアリング 三次元造形物の製造方法及び造形装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112265271A (zh) * 2020-09-08 2021-01-26 同济大学 一种建模与切片并行的3d打印路径生成方法
CN112265271B (zh) * 2020-09-08 2021-10-08 同济大学 一种建模与切片并行的3d打印路径生成方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP6734809B2 (ja) 2020-08-05
EP3346687A1 (en) 2018-07-11
JP2018108718A (ja) 2018-07-12
TWI674965B (zh) 2019-10-21
TW201825262A (zh) 2018-07-16
CN108274748B (zh) 2020-02-28
KR102123250B1 (ko) 2020-06-17
EP3346687B1 (en) 2021-01-06
CN108274748A (zh) 2018-07-13
US9950516B1 (en) 2018-04-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6609512B2 (ja) カラー三次元モデルのスライス印刷方法
KR20180080956A (ko) 컬러 3d 오브젝트의 슬라이싱 인쇄 방법
EP3251036B1 (en) Generating configuration data for the production of a three-dimensional object
CN107967715B (zh) 数据处理装置、三维物体创建系统以及数据处理方法
CN108274739B (zh) 彩色3d物件的着色范围补偿方法
EP3313057A1 (en) A method and a computer product for joint color and translucency 3d printing, a joint color and translucency 3d printing device and a printing object
US10682817B2 (en) Method and system for printing 3d object
KR20120104943A (ko) 인쇄층 형성 처리 장치, 인쇄층 형성 처리 방법, 인쇄층 형성 처리 방법을 실행시키기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독가능 기록 매체 및 인쇄 시스템
JP2016221962A (ja) 画像データ作成装置およびそれを備えた３次元造形装置
EP3465628B1 (en) Method for rendering color images
KR20180080955A (ko) 컬러 3d 오브젝트의 색상 보상 방법
JP6621873B2 (ja) 光造形方式のカラー３ｄ印刷方法
JP6768588B2 (ja) 多色３ｄオブジェクトのスライスプリント方法
JP2020006679A (ja) インクジェット幅調整方法および３ｄ印刷設備
CN112789158B (zh) 用于选择物体的方位和/或位置的方法、装置和介质
US11381708B2 (en) Halftone screens comprising cluster patterns having different centre positions
EP3599076B1 (en) Method of printing with gloss control
JP7343879B2 (ja) 領域構成予測方法及び領域構成予測装置
JP4332742B2 (ja) 複数の色変換プロファイルに基づく色変換
JP3437507B2 (ja) 画像処理方法及び装置
JP2011199489A (ja) 印刷色情報生成装置および印刷システム

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant