TW201600986A - 使用壓印法來製造三維物件 - Google Patents

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Abstract

申請標的包括用於設計用於製造之三維(3D)物件的技術。一示例方法包括以下步驟：獲得包括多邊形的一三維(3D)網格，及獲得一二維(2D)影像。該方法亦包括以下步驟：接收描述該2D影像相對於該3D網格之一位置的位置資訊，及基於該2D影像及該位置資訊來修改該3D網格，以產生一經壓印的3D網格，該經壓印的3D網格係以該2D影像壓印。

Description

使用壓印法來製造三維物件 【對相關申請案的交叉引用】
本申請案主張由Sisolak等人所提出之第61/988,789號之美國臨時專利申請案的優先權，該美國臨時專利申請案的名稱為「Fabricating Three-Dimensional Objects With Embossing」且是在2014年5月5日所提出的，該美國臨時專利申請案的揭露藉此參照而併入本文中，如同在本文中被充分地闡述一樣。
本發明係關於使用壓印法來製造三維物件。
可以各種方式來製造三維(3D)物件，包括列印及附加性製造程序，例如熔融沈積建模。例如，3D列印器可基於物件的數位表示(本文中稱為3D模型)來產生各種3D物件。例如，可使用電腦輔助設計(CAD)系統或3D掃描器來產生3D模型。在某些情況中，可能需要操控3D模型來增加額外的特徵，例如文字。為了進行此步驟，可對於文字產生新的3D模型，且可以個別的操作將該新的3D模型增加至原始3D模型或從該原始3D模型減去該新的3D模型。此方法可能是緩慢的、乏味的及資源密集的。這亦涉及對於CAD應用程式的訓練及熟悉度，且此技能對於大多數人通常是力所不及的。
為了提供本文中所述之某些態樣的基本了解，以下呈現本創新的簡化概要。此概要並非申請標的的廣泛綜述。係意欲不識別申請標的的關鍵構件，亦不描繪申請標的的範圍。其唯一的目的是以簡化的形式呈現申請標的的某些概念，如同之後呈現之更詳細描述的前奏。
一實施例提供一種用於設計用於製造之三維(3D)物件的方法。該示例方法包括以下步驟：獲得包括多邊形的一三維(3D)網格，及獲得一二維(2D)影像。該方法亦包括以下步驟：接收描述該2D影像相對於該3D網格之一位置的位置資訊，及基於該2D影像及該位置資訊來修改該3D網格，以產生一經壓印的3D網格，該經壓印的3D網格係以該2D影像壓印。
另一實施例提供一種用於產生用於製造之一3D模型的系統。該系統包括一處理器及一系統記憶體，該系統記憶體儲存用以引導該處理器之該等操作的代碼。該代碼引導該處理器獲得包括多邊形的一三維(3D)網格。該代碼亦引導該處理器獲得一二維(2D)影像。該代碼亦引導該處理器接收描述該2D影像相對於該3D網格之一位置的位置資訊，及基於該2D影像及該位置資訊來修改該3D網格，以產生一經壓印的3D網格，該經壓印的3D網格係以該2D影像壓印。
另一實施例提供一或更多個電腦可讀取記憶體儲存裝置，用於儲存電腦可讀取指令，該等電腦可讀取指令當由一或更多個處理裝置所執行時，產生一經壓印的3D模型。該等電腦可讀取指令包括經配置以獲得多邊形之三維(3D)網格的代碼，及經配置以獲得二維(2D)影像的代碼。該等電腦可讀取指令亦包括代碼，該代碼係經配置，以接收描述相對於該3D網格之該2D影像之位置的位置資訊，及基於該2D影像 及該位置資訊來修改該3D網格，以產生經壓印的3D網格，該經壓印的3D網格係以該2D影像壓印。
以下描述及附錄的繪圖詳細闡述申請標的的某些說明性態樣。這些態樣係指示性的，然而這些態樣存在可採用本創新之原理的各種方式中的幾個，且申請標的係意欲包括所有這樣的態樣及它們的等效物。當連同繪圖考慮時，從以下本創新的詳細描述，申請標的的其他優點及新穎特徵將變得清楚。
100‧‧‧示例操作環境
102‧‧‧電腦
104‧‧‧處理單元
106‧‧‧系統記憶體
108‧‧‧系統匯流排
110‧‧‧依電性記憶體
112‧‧‧非依電性記憶體
114‧‧‧碟式儲存器
116‧‧‧介面
118‧‧‧作業系統
120‧‧‧系統應用程式
122‧‧‧程式模組
124‧‧‧程式資料
126‧‧‧輸入裝置
128‧‧‧介面接口
130‧‧‧輸出裝置
132‧‧‧輸出轉接器
134‧‧‧遠端電腦
136‧‧‧網路介面
138‧‧‧通訊連接
200‧‧‧製造器
202‧‧‧控制單元或控制器
204‧‧‧第一機構
206‧‧‧第二機構
208‧‧‧腔室
210‧‧‧物件
212‧‧‧指令組
214‧‧‧製造管理器
216‧‧‧區塊資料
218‧‧‧噴嘴
220‧‧‧平台
300‧‧‧方法
302‧‧‧步驟
304‧‧‧步驟
306‧‧‧步驟
308‧‧‧步驟
310‧‧‧步驟
312‧‧‧步驟
400‧‧‧方法
402‧‧‧步驟
404‧‧‧步驟
406‧‧‧步驟
408‧‧‧步驟
圖1是示例操作環境的方塊圖，該示例操作環境係經配置以實施本文中所述之技術的各種態樣；圖2是示例製造器的方塊圖，該示例製造器係用於使用3D模型來製造3D物件；圖3係產生用於製造之3D模型之方法的程序流程圖；及圖4是程序流程圖，概述產生用於製造之3D模型的方法。
作為初步的事項，圖式中的某些是在一或更多個結構元件的背景中描述概念(以各種不同的方式稱為功能性、模組、特徵、構件或類似物)。可以任何方式(例如軟體、硬體、韌體或其組合)實施圖式中所示的各種元件。在某些情況中，圖式中所示的各種元件可反映實際實施例中相對應元件的使用。在其他情況中，圖式中所繪示的任何單一元件可由許多實際元件來實施。將任何二或更多個單獨元件描繪於圖式中可反映由單一實際元件所執行的不同功能。以下所討論的圖1提供關於一個系統的細節，該系統可用以實施示於圖式中的功能。
其他圖式以流程圖形式描述概念。以此形式，某些操作係描述為構成以某些順序執行的不同方塊。這樣的實施例係示例性的且非限制性的。本文中所描述的某些方塊可被組合在一起且以單一操作來執行，某些方塊分離成多個元件方塊，且某些方塊可以不同於本文中所繪示之順序的順序(包括平行執行方塊的方式)來執行。流程圖中所示的方塊可由軟體、硬體、韌體、人工處理或類似物來實施。如本文中所使用的，硬體可包括電腦系統、離散邏輯元件(例如應用特定集成電路(ASIC))或類似物。
至於術語，語句「經配置以」包括了任何種類的功能性可經建構以執行經識別之操作的任何方式。功能性可經配置以例如使用軟體、硬體、韌體或類似物來執行操作。用語「邏輯」包括了用於執行任務的任何功能性。例如，繪示於流程圖中的各操作相對應於用於執行該操作的邏輯。可使用軟體、硬體、韌體或類似物來執行操作。用語「元件」、「系統」及類似物可指關於電腦的實體、硬體及執行中的軟體、韌體或其組合。元件可為在處理器上運行的程序、物件、執行檔、程式、功能、次常式、電腦或軟體及硬體的組合。用語「處理器」可指硬體元件，例如電腦系統的處理單元。
並且，申請標的可以下列步驟來實施為方法、裝置或製造製品：使用標準編程及工程技術來產生軟體、韌體、硬體或其任何組合，以控制計算裝置實施所揭露的申請標的。如本文中所使用的用語「製造製品」係要包括可從任何電腦可讀取儲存裝置或媒體存取的電腦程式。電腦可讀取儲存媒體除其他物外可包括(但不限於)磁式儲存裝置(例如硬碟、軟碟、磁帶)、光學碟、光碟(CD)、數位多功能光碟(DVD)、 智慧卡、快閃記憶裝置。相較之下，電腦可讀取媒體(也就是非儲存媒體)可包括通訊媒體，例如用於無線訊號的傳輸媒體及類似物。
以下描述用於以壓印法(embossing)來產生3D模型之技術的示例實施例。3D模型可為稱為網格模型的模型類型，網格模型包括由藉邊緣連接之頂點所定義的多邊形網格。網格可為三角形網格。然而，任何合適的形狀可用以產生網格模型。本技術允許使用者藉由直接操控3D模型來將影像壓印於3D模型的表面上。如本文中所使用的，用語「壓印法」指的是在3D物件或3D模型上產生凸起或凹陷的表面。為了增加壓紋，3D模型可藉由將二維(2D)影像疊加至該3D模型上來更改，這消除了對於經壓印之影像產生3D模型及組合該等3D模型的程序。如此，操控3D模型更簡單了，這使得使用者個人化現有3D模型更容易了。要被壓印的3D模型或3D網格在本文中可稱為「初始」3D模型或3D網格，且壓印程序之後的3D模型在本文中係稱為「經壓印的」3D模型或3D網格。係關聯於以下的圖式來更充分地描述用於產生經壓印之3D模型的技術。
圖1係要提供一計算環境的概要、大致描述，在該計算環境中，本文中所述的各種技術可被實施。例如，用於產生3D模型的方法及系統可實施於這樣的計算環境中，該3D模型係用於製造3D物件。雖然以上已在運行於本地電腦或遠端電腦上之電腦程式之電腦可執行指令的一般背景中描述申請標的，申請標的亦可結合其他程式模組來實施。一般而言，程式模組包括常式、程式、元件、資料結構或執行特定任務或實施特定抽象資料類型的類似物。
圖1係示例操作環境的方塊圖，該示例操作環境係經配置以實施本文中所述之技術的各種態樣。示例操作環境100包括電腦102。電腦102包括處理單元104、系統記憶體106系統匯流排108。
系統匯流排108將系統元件(包括但不限於系統記憶體106)耦合至處理單元104。處理單元104可為各種可用處理器中的任一者。雙微處理器及其他多處理器架構亦可採用為處理單元104。
系統匯流排108可為多個類型的匯流排結構中的任一者，包括使用熟知於該等先前技術中具通常技藝者的任何各種可用之匯流排架構的記憶體匯流排或記憶體控制器、周邊匯流排或外部匯流排及本地匯流排。系統記憶體106包括電腦可讀取儲存媒體(包括依電性記憶體110及非依電性記憶體112)。
基本輸入/輸出系統(BIOS)(包含用以例如在開機期間在電腦102內的構件間傳輸資訊的基本常式)係儲存於非依電性記憶體112中。藉由說明且非限制的方式，非依電性記憶體112可包括唯讀記憶體(ROM)、可編程ROM(PROM)、電子可編程ROM(EPROM)、電子可抹除可編程ROM(EEPROM)或快閃記憶體。
依電性記憶體110包括隨機存取記憶體(RAM)，其充當為外部快取記憶體。藉由說明而非限制的方式，可以許多形式取得RAM，例如靜態RAM(SRAM)、動態RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、雙資料率SDRAM(DDR SDRAM)、強化SDRAM(ESDRAM)、SynchLinkTM DRAM(SLDRAM)、Rambus®直接RAM(RDRAM)、直接Rambus®動態RAM(DRDRAM)及Rambus®動態RAM(RDRAM)。
電腦102亦包括其他電腦可讀取媒體，例如可移除式/非可移除式、依電性/非依電性電腦儲存媒體。圖1例如圖示碟式儲存器114。碟式儲存器114包括(但不限於)像是磁碟驅動器、軟碟驅動器、磁帶驅動器、Jaz驅動器、Zip驅動器、LS-210驅動器、快閃記憶卡或記憶棒的裝置。
此外，碟式儲存器114可包括獨立於其他儲存媒體或與其他儲存媒體結合的儲存媒體，包括(但不限於)光碟驅動器，例如光碟ROM裝置(CD-ROM)、CD可記錄驅動器(CD-R Drive)、CD可重覆寫入驅動器(CD-RW Drive)或數位多功能碟ROM驅動器(DVD-ROM)。為了促進將碟式儲存裝置114連接至系統匯流排108，一般使用可移除式或非可移除式介面(例如介面116)。
要理解的是，圖1描述充當使用者及基本電腦資源間之中介物的軟體，該中介物係描述於合適的操作環境100中。這樣的軟體包括作業系統118。作業系統118(可儲存於碟式儲存器114上)用以控制及分配電腦102的資源。
系統應用程式120通過程式模組122及程式資料124藉由作業系統118來利用資源的管理，該等程式模組122及程式資料124係儲存於系統記憶體106中或碟式儲存器114上。要理解的是，申請標的可使用各種作業系統或作業系統組合來實施。
使用者通過輸入裝置126將命令或資訊輸入進電腦102。輸入裝置126包括(但不限於)指標裝置(例如滑鼠、軌跡球、觸控筆及類似物)鍵盤、麥克風、搖桿、衛星碟、掃描器、TV調諧器卡、數位攝影機、數位視訊攝影機、網路攝影機及類似物。輸入裝置126透過介面 接口128，通過系統匯流排108連接至處理單元104。介面接口128例如包括串列接口、並列接口、遊戲接口及通用串列匯流排(USB)。
輸出裝置130使用某些相同於輸入裝置126之類型的接口。因此，例如，USB接口可用以將輸入提供至電腦102，且將資訊從電腦102輸出至輸出裝置130。
提供輸出轉接器132以說明的是，除了其他輸出裝置130以外，存在像是監視器、喇叭及印表機的某些輸出裝置130，係可透過轉接器存取該等輸出裝置130。輸出轉接器132(藉由說明而非限制的方式)包括影像及音效卡，該等影像及音效卡提供了在輸出裝置130及系統匯流排108之間連接的手段。可注意的是，其他裝置及裝置系統(例如遠端電腦134)可皆提供輸入及輸出性能。
電腦102可為伺服器，該伺服器使用連接至一或更多個遠端電腦(例如遠端電腦134)的邏輯連接來在聯網環境中主控各種軟體應用程式。遠端電腦134可為同網頁瀏覽器、PC應用程式、行動電話應用程式及類似物配置的客戶端系統。
遠端電腦134可為個人電腦、伺服器、路由器、網路PC、工作站、基於微處理器的器具、行動電話、對端裝置或其他通用網路節點及類似物，且一般包括許多或所有對於電腦102所描述的構件。
遠端電腦134可通過網路介面136邏輯性地連接至電腦102，且接著透過通訊連接138(可為無線的)來連接。
網路介面136包括無線通訊網路，例如區域網路(LAN)及廣域網路(WAN)。LAN科技包括光纖分佈式資料介面(FDDI)、銅線分佈式資料介面(CDDI)、乙太網路、訊標環及類似物。WAN科技 包括(但不限於)點對點連結、電路交換網路(像是整合服務數位網路(ISDN)及其上的變化)、封包交換網路及數位用戶線路(DSL)。
通訊連接138指的是經採用以將網路介面136連接至匯流排108的硬體/軟體。雖然為了清楚說明而將通訊連接138圖示於電腦102裡面，通訊連接138對於電腦102亦可是外部的。用於連接至網路介面136的硬體/軟體為了示例性目的可包括內部及外部科技，例如行動電話開關、包括常規電話級數據機、有線電視數據機及DSL數據機的數據機、ISDN轉接器及乙太網路卡。
用於伺服器的示例處理單元104可為計算集群。碟式儲存器114可包括(例如保持著數百個印模的)企業資料儲存系統。
電腦102可經配置以產生經壓印的3D模型。資料124可包括一或更多個初始3D模型，該等3D模型可從可攜式儲存裝置獲得或可從遠端電腦或透過網際網路下載，舉例而言。例如，3D模型可為杯、板塊或任何其他合適物件的模型。在某些示例中，3D模型係網格模型。
應用程式120中的一或更多者可經配置以允許使用者選擇初始3D模型及壓印初始3D模型。例如，使用者可能想要在3D模型上壓印人的名字。應用程式120可提供圖形使用者介面(GUI)，該GUI允許使用者藉由增加文字來定制初始3D模型。通過GUI，使用者可輸入該使用者想要放在物件上的文字。使用者亦可指定字體、字體尺寸、語言及類似物。文字可在3D模型上疊加為2維(2D)影像。2D影像可處理為二值影像，該二值影像對於各像素具有兩個個別的值。基於這些使用者輸入，電腦102可基於初始3D模型及文字的2D影像來計算經壓印的3D模型。
除了文字以外，一或更多個應用程式120亦可允許使用者在3D模型上壓印任何合適類型的影像。例如，影像可為材質的部分，該材質部分可在3D模型的表面上重複出現。例如，材質影像可包括實心及高對比區域的圖案，例如黑白圖案。這樣材質的示例包括具有實心及高對比區域之清楚的輪廓及類似卡通的影像。清楚輪廓是明顯的、具有平滑邊緣而不抖動且沒有梯度。本文中所描述的技術允許影像在一個自動化的步驟中在整個3D模型上重覆出現。因此，相較於使用者使用3D模型的數個小的個別操作來直接調整3D模型的整個表面，複雜及細密的材質可更容易地被增加至3D模型。
資料124可包括一或更多個2D影像，該資料124可從可攜式儲存裝置獲得或從遠端電腦或透過網際網路下載，舉例而言。使用者可為了壓印初始3D模型而選擇2D影像中的一或更多者。
在某些示例中，使用者亦可控制初始3D模型上壓紋的放置(包括位置及方向)。使用者可透過GUI藉由定義投影表面，來控制3D模型上之2D壓紋影像的放置。投影表面係一幾何表面，在該幾何表面上，2D影像將被疊加以決定如何更改3D模型。投影表面可為簡單幾何形狀，除其他物外，例如為平面、球體或圓柱體。使用者可選擇與要壓印之表面更密切地相對應之投影表面的類型，例如不同的幾何形狀，舉例而言。例如，若要壓印的表面是板塊，使用者可選擇平面投影表面。若要壓印的表面是球狀物，使用者可選擇球形投影表面。使用者亦可在投影表面上控制影像的位置、尺寸及方向。使用者亦可指定擠製參數，該擠製參數指定壓紋的深度或高度(也就是2D影像印入3D模型的深度，或2D影像距3D模型的投影高度)。
在選擇投影表面類型、安置投影表面及在該投影表面上安置壓紋影像之後，使用者可指示電腦102產生經壓印的3D模型。使用了所有所提供的輸入，電腦102藉由擠製與2D影像相對應之3D模型的部分來計算經壓印的3D模型。使用者可接著將經壓印的3D模型儲存至(例如)碟式儲存器114，或將經壓印的3D模型發送至製造器(例如以下關聯於圖2來描述的製造器200)。藉由電腦102所執行以產生經壓印之3D模型的計算步驟係關聯於圖3來進一步地於以下描述。
在某些示例中，某些或所有經執行以產生經壓印之網格的程序可在雲端服務中執行且在使用者的客戶端電腦上重新載入。例如，上述用於壓印3D模型的某些或所有應用程式可運行於雲端服務中且通過客戶端電腦從使用者接收輸入。因此，涉及計算經壓印之3D模型的運算步驟可執行於雲端計算系統上。
圖2是示例製造器的方塊圖，該示例製造器係用於使用3D模型來製造3D物件。製造器200可包括控制單元或控制器202，該控制單元或控制器202耦合至第一機構204且經配置以執行用於該第一機構204及第二機構206的指令。建構於第二機構206內的腔室208在製造物件210時允許備製(例如加熱及混合)材料。例如，腔室208係用於熔化及擠製絲狀物或其他相容材料。
第一機構204可稱為機器人機構(例如高架機器人)，該機器人機構包括各種機械或電機元件。藉由在指令組212內執行至少某些指令，第一機構204可將這些元件致動成執行至少某些實體移動。製造管理器214可藉由將3D模型(包括經壓印的3D模型)分解成分層，及對於各分層提供特定的製造指令，來產生指令組212。當致動時，這些元件可水平地、垂直地、對角地、旋轉地移動...等等。第一機構204的一個 示例實施例為了將材料沈積在被製造之物件210內的特定位置處，跨x、y或z軸移動列印機構或工具。
第二機構206可稱為列印機構，該列印機構包括一或更多個列印工具頭。材料可被推或拉進列印工具頭，且為了將材料通過薄導管推進腔室208，馬達可安裝在更遠處。雖然第二機構206可能類似擠製器配置(例如單一擠製器頭配置)，要理解的是，第二機構206表示任何相容的科技，包括經配置以沈積各種類型之材料的傳統列印工具頭。
上述的指令(儲存於指令組212中)可統稱協調指令，因為這樣的指令係與多個元件執行、協調。例如，在擠製配置中用於不同步進馬達的指令可經協調，使得適當的可擠製材料被饋入腔室208。據此，用於一個步進馬達的指令在時間上可與用於另一步進馬達的指令同步，使得步進馬達兩者可彼此協調操作。
製造管理器214可包括操作於計算裝置(例如遠端計算裝置及附接式計算裝置)之各種實施例上的硬體及軟體元件。製造管理器214的一個示例實施例處理相對應於正被製造之物件的3D模型，且將該資訊分解成分層，在該等分層中，各分層包括至少某些幾何圖形，該幾何圖形可包括相對應於表面網格的幾何構件。本揭露可使用「區塊」、「切片」或另一類似用語來取代「分層」，且理解的是，這些用語被定義為通用的。
在區塊資料216內，製造管理器214儲存相對應於3D模型的資料結構。幾何圖形一般指的是一組幾何構件，例如3D多面體或其他形狀，其可表示要沈積之可擠製材料的量。一個示例測量按體積表示幾何圖形的至少一部分，且因此按體積表示可擠製材料的量。示例測量可使用標準化單元來定義幾何圖形的一部分，在該等標準化單元中，各單元 (例如藉由擠製寬度)表示在給定瞬時之著色材料的最小量(例如體積)。各幾何構件可包括一或更多個標準化單元。
製造管理器214係經配置以產生指令，該等指令當由控制器202所執行時，致動第一機構204的元件，這可使得第二機構206隨著表面幾何圖形(例如物件210的外部殼體)移動。可選地，可移動平台(例如平台220)用作用於列印物件210的機構。第一機構204可操作平台220以將物件210及噴嘴218引導至彼此。指令組212可包括用於以下步驟的指令：自動校準平台220，使得通過x、y及z方向上或跨x-y平面旋轉的一系列移動，3D物件210移動至正確位置，以供噴嘴218沈積材料。
製造器200的某些示例實施例包括傳統裝置，該等傳統裝置係至少以本文中所描述的某些元件改裝，包括控制器202、製造管理器214及列印工具頭(例如第二機構206)。作為一個選項，製造器200可包括額外的微處理器，以管理馬達組且當命令被處理時從原始微處理器接收訊號。
為了說明一個示例，經驗證的多重物件(以3D網格模型表示)可藉由以下步驟來分解成分層：處理表示該物件的各多邊形，且將各多邊形投射過切片平面。此投影步驟以最終產生路徑的方式產生點及到其他點的連接。從這個角度，該路徑係縮減至單元(例如幾何構件的體積測量)，該等單元表示用於相對應製造器之特定硬體特性的可定址單元。該等單元可能不是相同尺寸的、可能不是以軸校準的且在各維度上可能不是相同尺寸的。一個示例實施例可利用沿x、y或z軸為不同尺寸的非立方體單元，這允許了每個維度不同的有效解析度。依據示例實施例，區塊資訊216可包括經體素化的(voxelized)資料，使得各可定址 (體素)單元包括該可定址體素單元內之幾何圖形的各種資訊(例如顏色、材質及照明值)。
示例製造器200包括馬達及具有混合腔室及噴嘴之工具頭的佈置。工具頭亦可包括用於將可擠製材料熔化至預定溫度的加熱構件。當製造3D物件時，製造管理器214決定能夠沈積於給定位置(x,y,z)處之可擠製材料的近似量。製造管理器214使用所決定的量來定義該物件殼體上的可定址單元。各單元表示特定幾何構件或3D物件的一部分。可定址單元在本文中可被表示為經體素化的資料(例如經體素化的資料結構)。在示例實施例中，製造管理器214以體素單元(例如體積像素)決定體積。製造器的3D空間係由可擠製材料的最小體積所因子分解。其他資訊可包括隱含值，例如到物件表面網格的距離、指示該物件的體素單元是否佔據所表示之體積的機率。此技術可施加至物件的整個體積(包括外殼)。
圖3是產生用於製造之3D模型之方法的程序流程圖。一或更多個操作環境100的硬體或軟體元件可經配置以執行方法300。在某些示例中，該方法的各種態樣可執行於雲端計算系統中。方法300可開始於方塊302處。
在方塊302處，係獲得3D模型。例如，3D模型可由使用者選擇及從儲存裝置、遠端電腦擷取或在網際網路上擷取。3D模型可為網格模型，該網格模型包括多邊形(例如三角形)的網格。
在方塊304處，係獲得2D影像且可抽取該2D影像的輪廓。該2D影像可由使用者選擇且從儲存裝置、遠端電腦擷取或在網際網路上擷取，舉例而言。該2D影像亦可基於使用者輸入文字且選擇字體特性(例如字體尺寸、字型及類似物)來產生。該2D影像可為點陣圖，在此情況 下，該點陣圖係經處理以抽取將用以壓印3D模型的輪廓。輪廓係表示為多邊形且可包含孔洞。多邊形的內部表示將從網格擠製且與實心的點陣圖部分相對應的那些區域。
抽取輪廓步驟包括產生2D向量座標，該等2D向量座標表示2D點陣圖影像之實心部分的外形。可使用任何適合的技術來抽取輪廓。在一個示例中，點陣圖首先被處理，以便各像素被定義為固體或空件。例如，若點陣圖是黑的及白的，黑的像素可被處理為固體，且白的像素可被處理為空件。在文字的情況下，與字母部分相對應的位元係稱為固體，且與字母間的空間相對應的位元係稱為空件。若點陣圖是彩色點陣圖，各像素的顏色可對閥值比較以決定該像素是否要被處理為固體或空件。
為了產生輪廓，係從頂至底及從左至右(或任何其他合適的方向)掃描點陣圖。當發現實心位元時，該位元被處理為種點，且係以順時鐘方向掃描該位元的八個像素鄰點，直到發現另一實心位元為止。若發現這樣的位元，該位元變成新的種點，且當前的種點係輸出至2D向量座標的集合。此程序重複，直到到達原始起始種點為止。一旦到達原始種點，則已發現封閉邊緣，且所收集的2D向量座標係輸出至輪廓集合。該輪廓係2D影像之部分的向量外形。在某些示例中，種點亦在掃描期間標誌為「經訪的」，以避免掃描點陣圖的相同部分。一旦封閉邊緣被輸出，係再次掃描點陣圖，以尋找另一未經訪的種點，且該程序重複進行。包含於封閉邊緣內的輪廓(例如字母內的孔洞)可使用類似的程序來識別。例如，一旦發現封閉邊緣，可掃描該封閉邊緣的內部，以尋找空心位元。若發現空心位元，可掃描該空心位元的八個像素鄰點，且任何實心位元的2D向量參數可輸出至輪廓之2D向量座標的集合
在某些示例中，在識別點陣圖的輪廓之後，各輪廓被簡化至仍精確描述該經抽取之輪廓之較小數量的向量座標。可使用任何合適的演算法(除了其他物外，例如為Ramer-Douglas-Peucker演算法)以簡化該等封閉邊緣。在某些示例中，用於簡化輪廓的技術包括從種點至種點掃描各輪廓。在開始掃描時，係決定由輸入輪廓的最初的兩個種點所定義的基準線。接著獲得第三種點，且距基準線之該第三種點的垂直距離被運算且對閥值比較。若該距離小於該閥值，則獲得下個種點，且重複進行該程序。一旦種點被識別且其中所計算的距離超過閥值，該種點及輪廓中的下個點變成下個基準線，且先前是基準線之第一點的原始點係輸出為經簡化輪廓的一部分。在某些示例中，所獲得的2D影像已是向量表示，在此情況下，可跳過抽取輪廓的程序。
在方塊306處，係產生壓印座標。壓印座標係用以將2D影像安置於3D網格模型的表面上。3D網格的各3D頂點具有相對應的壓印座標，該壓印座標可映射至2D影像的一部分。壓印座標可藉由投影來產生。投影點可為容易參數化的簡單表面(像是平面、球體或圓柱體)，意味著2D影像可容易地映射至該表面。複雜3D網格模型的頂點可投影至此簡單投影表面上，以產生壓印座標。在平面投影表面的情況下，該等頂點係沿該平面的法線投影。在球形投影表面的情況下，投影線從球體的中心放射且穿過網格頂點。在圓柱形投影表面的情況下，投影線從圓柱體的軸垂直放射且穿過網格頂點。對於3D網格的各頂點而言，相對應投影線與投影表面交叉的參數2D座標定義了該頂點的壓印座標。3D網格的壓印座標在本文中係統稱為壓印座標網格。在某些示例中，為了將影像安置於網格上，使用者係能夠控制投影表面的位置、旋轉及尺寸。使用者亦決定投影表面上之2D影像的位置、旋轉及尺寸。基於投影 表面及2D影像的放置，2D影像的點及3D網格的壓印座標可映射至相同的2D座標空間。
在某些示例中，該方法包括自動確保，3D網格模型的重疊部分不由經相同投影的影像所覆蓋(例如在凹形網格的情況下可能發生的)。這可藉由以相對應於影像中心點的網格多邊形開始投影及散布至相鄰的多邊形來達成。在當前的多邊形背對投影線時，以當前方向散布的步驟停止。
在可從3D網格的表面擠製2D影像之前，該3D網格的多邊形係由該2D影像的輪廓線所分離。為了簡化分離程序，可在投影平面的2D空間中執行該分離步驟，因為3D網格的各3D多邊形在其頂點處具有由壓印座標所給定之相對應的2D三角形。以下係關聯於方塊308及310來描述分離3D網格的步驟。
在方塊308處，係對於壓印座標網格產生分離點。係在2D影像的輪廓線穿過2D壓印座標網格之2D多邊形中之一者之邊緣的任何點處產生分離點。各多邊形將由穿過該多邊形的各輪廓線區段所分離。為了降低涉及產生分離點的計算複雜度，可使用邊界矩形測試以跳過不相交之多邊形及輪廓線區段的組合。
在方塊310處，3D網格係藉由將於方塊308處所識別之分離點插入至3D網格的相對應位置來分離。各分離點變成新多邊形的頂點，且亦可增加額外的頂點以產生新的多邊形，使得沒有任何多邊形的邊緣穿過2D影像的輪廓線。據此，網格的各多邊形將相對應於2D影像的內部部分或2D影像的外部部分，但不相對應於兩者。
在方塊312處，係從3D網格模型擠製2D影像。為了擠製2D影像，相對應於2D影像之內部的分離3D網格的多邊形被徧移。徧移多邊 形的步驟可包括從3D網格的表面升起多邊形，以便3D影像從3D模型的表面投影。徧移多邊形的步驟可包括將多邊形壓進3D網格的表面，以便3D影像沈進3D模型的表面。為了徧移多邊形，各多邊形的頂點可在正交於投影表面的方向上以相等的量徧移。徧移的方向可為沿投影線的或使用正交於投影表面的方向。對於平面投影表面而言，各多邊形的頂點可在相同方向上以相等的量徧移。對於非平面投影表面(例如球形投影表面)而言，各多邊形的頂點可在遠離球體中心的方向上以相等的量徧移。在徧移多邊形之後，係增加額外的多邊形以表示3D網格中投影或沈陷的側壁。
為了考量2D影像中的孔洞，相對應於內部區域的輪廓迴路可以一個方向擠製，且相對應於孔洞的輪廓迴路可以相反方向擠製。無論擠製輪廓的順序為何，最終效果將是相同的。
此程序流程圖係不意欲指示，方法300的方塊要以任何特定順序執行，或在每個情況中都要包括所有的方塊。進一步地，任何數量之未圖示的額外方塊可包括於方法300內，取決於特定實施例的細節。
圖4是程序流程圖，概述產生用於製造之3D模型的方法。一或更多個操作環境100的硬體或軟體元件可經配置以執行方法400。在某些示例中，該方法的各種態樣可執行於雲端計算系統中。方法400可開始於方塊402處。
於方塊402處，係獲得3D模型。3D模型可由使用者選擇，且從儲存裝置、遠端電腦擷取或在網際網路上擷取，舉例而言。3D模型可為網格模型，該網格模型包括多邊形(例如三角形)網格。
在方塊404處，係獲得2D影像。該2D影像可由使用者所選擇，且從儲取裝置、遠端電腦、攝影機、智慧型手機擷取或在網際網路上擷 取，舉例而言。該2D影像可能是任何類型的影像檔案格式，包括基於像素的格式(例如聯合圖像專家群(JPEG)、圖形交換格式(GIF)及Windows點陣圖(BMP))及基於向量的格式(例如可縮放向量圖形(SVG))。該2D影像亦可為彩色影像或黑白影像。該2D影像亦可藉由基於使用者輸入文字且選擇字體特性(例如字體尺寸、字型及類似物)而產生來獲得。
於方塊406處，係獲得描述相對於3D模型之2D影像位置的位置資訊。該位置資訊可包括相對於3D模型之2D影像的相對位置、尺寸及旋轉方向。在某些示例中，係從使用者獲得位置資訊。例如，使用者可與GUI互動，以通過圖形使用者介面來改變2D影像的位置、尺寸及旋轉方向。從使用者接收位置資訊的步驟亦可包括選擇投影表面類型及控制相對於3D模型之投影表面的放置，如關聯於圖3所描述的。在某些示例中，可能存在可用之預先決定的影像放置，且獲得位置資訊的步驟可包括從記憶體擷取預先決定的位置資訊。例如，預先決定的位置資訊可能儲存在2D影像檔案內或與該2D影像檔案及/或3D模型相關聯的單獨檔案中。位置資訊亦可指示2D影像是否要在3D模型上重覆出現，例如是在提供表面材質之2D影像的情況下。
在方塊408處，係基於2D影像及位置資訊來修改3D模型，以產生經壓印的3D模型。造成的經壓印3D模型係以2D影像壓印。在某些示例中，2D影像出現在經壓印的3D模型上一次，例如出現在板塊或杯上的文字，舉例而言。在某些示例中，2D影像係在經壓印的3D模型表.面上重覆出現，例如用以提供表面材質。3D模型的修改係以單一操作完成，意味著，一旦已獲得3D模型、2D影像及位置資訊，3D模型的修改 係由一或更多個處理裝置所自動執行，而不用額外的使用者投入(例如使用者重新安置網格頂點或使用者從2D影像產生3D模型)。
為了產生經壓印的3D模型，相對應於2D影像之內部區域之3D模型的部分係從3D模型擠製。在某些示例中，3D模型之經擠製部分的頂點皆以相同量徧移，且因此相對於彼此維持了相同的位置。如此，相對應於2D影像內部之經壓印3D模型的表面將具有與被修改之前之3D模型之相對應部分相同的凸紋。換言之，3D模型之經壓印部分中的表面特徵在進行壓印之前及之後將是相同的，且不丟失細節。
此程序流程圖係不意欲指示，方法400的方塊要以任何特定的順序執行，或在每個情況中都要包括所有的方塊。進一步地，任何數量的未圖示額外方塊可被包括在方法400內，取決於特定實施例的細節。
示例1
係提供用於設計用於製造之三維(3D)物件之方法的示例。該示例方法包括以下步驟：獲得包括多邊形的三維(3D)網格，及獲得二維(2D)影像。該方法亦包括以下步驟：接收描述相對於3D網格之2D影像之位置的位置資訊，且基於該2D影像及該位置資訊來修改該3D網格，以產生經壓印的3D網格，該經壓印的3D網格係以該2D影像壓印。
在某些實施例中，修改該3D網格的步驟包括將該3D網格投影至投影表面上，以產生壓印座標網格，且基於該2D影像來產生該壓印座標網格的分離點。修改該3D網格的步驟亦可包括藉由將該等分離點插入至該3D網格來分離該3D網格，其中該分離3D網格的各多邊形相對應於該2D影像之內部或該2D影像之外部中的一者，且徧移相對應於該2D影像之該內部的該等多邊形，以產生經壓印的3D網格。
在某些實施例中，該2D影像係點陣圖，且該方法包括以下步驟：產生該點陣圖影像的向量外形，其中該向量外形係用以產生該壓印座標網格的該等分離點。產生該壓印座標網格之分離點的步驟可包括在該點陣圖影像的該向量外形與該壓印座標網格的多邊形相交的任何點處產生分離點。
該投影表面可為平面，且將該3D網格投影至該投影表面上的步驟可包括以正交於該投影表面的方向投影該3D網格的頂點。該投影表面亦可為圓柱體，且將該3D網格投影至該投影表面上的步驟可包括以從該圓柱體的軸垂直放射的線投影該3D網格的頂點。該投影表面可為球體，且將該3D網格投影至該投影表面上的步驟可包括以從該球體中心放射的線投影該3D網格的頂點。該方法可包括以下步驟：從使用者接收該投影表面的定義，其中該定義包括投影表面類型及位置。
該方法亦可包括以下步驟：基於該經壓印的3D網格來製造3D物件。在某些實施例中，相對應於該2D影像之內部之該經壓印之3D網格的表面具有與被修改前之該3D網格之相對應部分相同的凸紋。
示例2
另一實施例提供用於產生用於製造之3D模型的系統。該示例系統包括處理器及系統記憶體，該系統記憶體儲存用以引導該處理器之操作的代碼。該代碼引導該處理器以獲得包括多邊形的三維(3D)網格。該代碼亦引導該處理器獲得二維(2D)影像。該代碼亦引導該處理器接收描述相對於該3D網格之該2D影像之位置的位置資訊，及基於該2D影像及該位置資訊來修改該3D網格，以產生經壓印的3D網格，該經壓印的3D網格係以該2D影像壓印。
在某些實施例中，為了修改該3D網格，該代碼可引導該處理器將該3D網格投影至投影表面上，以產生壓印座標網格，基於該2D影像來產生該壓印座標網格的分離點，及藉由將該等分離點插入至該3D網格來分離該3D網格。該分離3D網格的各多邊形相對應於該2D影像之內部或該2D影像之外部中的一者。該代碼可引導該處理器徧移相對應於該2D影像之該內部的該等多邊形，以產生該經壓印的3D網格。
在某些實施例中，該2D影像係點陣圖影像，且該代碼引導該處理器產生該點陣圖影像的向量外形，其中該向量外形係用以產生該壓印座標網格的該等分離點。為了產生該壓印座標網格的分離點，該代碼可引導該處理器在該點陣圖影像的該向量外形與該壓印座標網格的多邊形相交的任何位置處產生分離點。
該投影表面可為平面，及為了將該3D網格投影至該投影表面上，該代碼可引導該處理器以正交於該投影表面的方向投影該3D網格的頂點。該投影表面亦可為圓柱體，且為了將該3D網格投影至該投影表面上，該代碼可引導該處理器以從該圓柱體的軸垂直放射的線投影該3D網格的頂點。該投影表面可為球體，且為了將該3D網格投影至該投影表面上，該代碼可引導該處理器以從該球體的中心放射的線投影該3D網格的頂點。該代碼亦可引導該處理器產生圖形使用者介面(GUI)，該GUI允許使用者選擇投影表面類型及控制該投影表面相對於該3D網格的放置。
該代碼亦可引導該處理器將該經壓印的3D網格發送至3D列印機，以供基於該經壓印的3D網格來製造3D物件。在某些實施例中，相對應於該2D影像之內部之該經壓印之3D網格的表面具有與被修改前之該3D網格之相對應部分相同的凸紋。
示例3
另一實施例提供用於儲存電腦可讀取指令的一或更多個電腦可讀取記憶體儲存裝置，該等電腦可讀取指令當由一或更多個處理裝置所執行時，產生經壓印的3D模型。該等電腦可讀取指令包括經配置以獲得多邊形之三維(3D)網格的代碼，及經配置以獲得二維(2D)影像的代碼。該等電腦可讀取指令亦包括代碼，該代碼係經配置，以接收描述相對於該3D網格之該2D影像之位置的位置資訊，及基於該2D影像及該位置資訊來修改該3D網格，以產生經壓印的3D網格，該經壓印的3D網格係以該2D影像壓印。
該等電腦可讀取指令亦包括代碼，該代碼係經配置，以將該3D網格投影至一投影表面上，以產生壓印座標網格。該等電腦可讀取指令亦包括代碼，該代碼係經配置，以基於該2D影像來產生該壓印座標網格的分離點。該等電腦可讀取指令亦包括代碼，該代碼係經配置，以藉由將該等分離點插入至該3D網格來分離該3D網格，其中該分離3D網格的各多邊形相對應於該2D影像之內部或該2D影像之外部中的一者。該等電腦可讀取指令亦包括代碼，該代碼係經配置，以徧移相對應於該2D影像之該內部的該等多邊形，以產生經壓印的3D網格。
在某些實施例中，該2D影像係點陣圖影像，且該等電腦可讀取指令包括代碼，該代碼係經配置，以產生該點陣圖影像的向量外形，其中該向量外形係用以產生該壓印座標網格的該等分離點。經配置以產生該壓印座標網格之分離點的該代碼可經配置，以在該點陣圖影像的該向量外形與該壓印座標網格的多邊形相交的任何位置處產生分離點。
該記憶體儲存裝置亦可包括代碼，該代碼係經配置，以提供圖形使用者介面(GUI)，該GUI允許使用者選擇投影表面類型及控制 該投影表面相對於該3D網格的放置。在某些示例中，相對應於該2D影像之內部之該經壓印之3D網格的表面具有與被修改前之該3D網格之相對應部分相同的凸紋。
已於上所述者包括申請標的的示例。當然，不可能為了描述申請標的的目的而描述每個可想到的元件組合或方法學，但先前技術中具通常技藝者可認知的是，許多申請標目的進一步組合及排列是可能的。據此，申請標的係意欲包括落入隨附請求項之精神及範圍內的所有這樣的更改、修改及變化。
尤其且關於由上述元件、裝置、電路、系統及類似物所執行的各種功能，用以描述這樣元件的用語(包括對「手段」的參照)係意欲相對應(除非另外指示)於執行所述元件之特定功能的任何元件(該元件例如對於所揭露的結構是功能相等的，即使不是結構性相等的)，該元件執行申請標的之本文中所繪示之示例性態樣的功能。在這方面，亦將認知的是，本創新包括系統以及具有電腦可執行指令的電腦可讀取儲存媒體，該等電腦可執行指令係用於執行申請標的之各種方法的動作及事件。
存在多個實施申請標的的方式，例如適當的API、工具包、驅動器代碼、作業系統、控制器、獨立的或可下載的軟體物件...等等，其允許應用程式及服務使用本文中所述的技術。申請標的考慮從API(或其他軟體物件)的立場的使用，以及從依據本文中所闡述的技術來操作的軟體或硬體物件的使用。因此，本文中所述之申請標的的各種實施例可具有全硬體、部分硬體及部分軟體以及軟體的態樣
已對於數個元件之間的互動描述上述系統。可理解的是，這樣的系統及元件可包括那些元件或特定子元件、該等特定元件或子元件 中的某些及額外元件，且依據上述的各種排列及組合。子元件亦可實施為通訊耦合至其他元件的元件，而不是包括在母元件內(階層式)。
此外，可注意的是，一或更多個元件可結合成提供聚合功能性的單一元件，或可分割成數個單獨的子元件，且為了提供經整合的功能性，任何的一或更多個中間層(例如管理層)可經提供以通訊耦合至這樣的子元件。本文中所述的任何元件亦可與一或更多個其他元件互動，該等一或更多個其他元件未於本文中特定描述但一般熟知於先前技術中具技藝的該等人。
此外，雖然可能已對於數個實施例中的一者揭露了申請標的的特定特徵，但因為可能被需要且有益於任何給定的或特定的應用，這樣的特徵可與其他實施例的一或更多個其他特徵結合。並且，在用語「包括(include)」、「包括(including)」、「具有」、「包含」、其變化及其他類似用字係用於詳細描述或請求項中的情況下，這些用語係意欲以類似於用語「包括(comprising)」的方式而為包容性的，如同開放式的轉換詞而不排除任何額外的或其他的構件。
400‧‧‧方法
402‧‧‧步驟
404‧‧‧步驟
406‧‧‧步驟
408‧‧‧步驟

Claims (26)

  1. 一種用於設計用於製造之三維(3D)物件的方法，該方法包括以下步驟：獲得包括多邊形的一三維(3D)網格；獲得一二維(2D)影像；接收描述該2D影像相對於該3D網格之一位置的位置資訊；及基於該2D影像及該位置資訊來修改該3D網格，以產生一經壓印的3D網格，該經壓印的3D網格係以該2D影像來壓印。
  2. 如請求項1所述之方法，其中修改該3D網格的步驟包括以下步驟：將該3D網格投影至一投影表面上，以產生一壓印座標網格；基於該2D影像來產生該壓印座標網格的分離點；藉由將該等分離點插入至該3D網格來分離該3D網格，其中該分離3D網格的各多邊形相對應於該2D影像之一內部或該2D影像之一外部中的一者；及徧移相對應於該2D影像之該內部的多邊形，以產生該經壓印的3D網格。
  3. 如請求項2所述之方法，其中該2D影像係點陣圖影像，且該方法包括以下步驟：產生該點陣圖影像的一向量外形，其中該向量外形係用以產生該壓印座標網格的該等分離點。
  4. 如請求項2所述之方法，其中產生該壓印座標網格之分離點的步驟包括以下步驟：在該點陣圖影像之該向量外形與該壓印座標網格之一多邊形相交的任何位置處產生一分離點。
  5. 如請求項2所述之方法，其中該投影表面係一平面，且將該 3D網格投影至該投影表面上的步驟包括以下步驟：以正交於該投影表面的一方向投影該3D網格的頂點。
  6. 如請求項2所述之方法，其中該投影表面係一圓柱體，且將該3D網格投影至該投影表面上的步驟包括以下步驟：以從該圓柱體之一軸垂直放射的一線來投影該3D網格的頂點。
  7. 如請求項2所述之方法，其中該投影表面係一球體，且將該3D網格投影至該投影表面上的步驟包括以下步驟：以從該球體之一中心放射的一線來投影該3D網格的頂點。
  8. 如請求項2所述之方法，包括以下步驟：從一使用者接收該投影表面的一定義，其中該定義包括一投影表面類型及位置。
  9. 如請求項1所述之方法，包括以下步驟：基於該經壓印的3D網格來製造一3D物件。
  10. 如請求項1所述之方法，其中相對應於該2D影像之一內部之該經壓印3D網格的一表面具有與被修改前之該3D網格之一相對應部分相同的一凸紋。
  11. 一種用於產生用於製造之一3D模型的系統，包括：一處理器；及一系統記憶體，包括用以引導該處理器進行以下步驟的代碼：獲得包括多邊形的一三維(3D)網格；獲得一二維(2D)影像；接收描述該2D影像相對於該3D網格之一位置的位置資訊；及基於該2D影像及該位置資訊來修改該3D網格，以產生一經壓印的3D網格，該經壓印的3D網格係以該2D影像壓印。
  12. 如請求項11所述之系統，其中用以引導該處理器修改該 3D網格的該代碼係用以引導該處理器進行以下步驟：將該3D網格投影至一投影表面上，以產生一壓印座標網格；基於該2D影像來產生該壓印座標網格的分離點；藉由將該等分離點插入至該3D網格來分離該3D網格，其中該分離3D網格的各多邊形相對應於該2D影像之一內部或該2D影像之一外部中的一者；及分離相對應於該2D影像之該內部的該等多邊形，以產生該經壓印的3D網格。
  13. 如請求項12所述之系統，其中該2D影像係一點陣圖影像，且該系統記憶體包括用以引導該處理器產生該點陣圖影像之一向量外形的代碼，其中該向量外形係用以產生該壓印座標網格的該等分離點。
  14. 如請求項13所述之系統，其中為了產生該壓印座標網格的分離點，該代碼係用以引導該處理器進行以下步驟：在該點陣圖影像之該向量外形與該壓印座標網格之一多邊形相交的任何位置處產生一分離點。
  15. 如請求項12所述之系統，其中該投影表面係一平面，且為了將該3D網格投影至該投影表面上，該代碼係用以引導該處理器以正交於該投影表面的一方向投影該3D網格的頂點。
  16. 如請求項12所述之系統，其中該投影表面係一圓柱體，且為了將該3D網格投影至該投影表面上，該代碼係用以引導該處理器以從該圓柱體之一軸垂直放射的一線來投影該3D網格的頂點。
  17. 如請求項12所述之系統，其中該投影表面係一球體，且為了將3D網格投影至該投影表面上，該處理器係用以以從該球體之一 中心放射的一線來投影該3D網格的頂點。
  18. 如請求項12所述之系統，包括一圖形使用者介面(GUI)，該GUI允許一使用者選擇一投影表面類型及控制該投影表面相對於該3D網格的放置。
  19. 如請求項11所述之系統，其中該代碼係用以引導該處理器將該經壓印的3D網格發送至一3D列印機，以供基於該經壓印的3D網格來製造一3D物件。
  20. 如請求項11所述之系統，其中相對應於該2D影像之一內部之該經壓印之3D網格的一表面具有與被修改前之該3D網格之一相對應部分相同的一凸紋。
  21. 一或更多個電腦可讀取記憶體儲存裝置，用於儲存電腦可讀取指令，該等電腦可讀取指令當由一或更多個處理裝置所執行時，產生一經壓印的3D模型，該等電腦可讀取指令包括經配置以進行以下步驟的代碼：獲得包括多邊形的一三維(3D)網格；獲得一二維(2D)影像；接收描述該2D影像相對於該3D網格之一位置的位置資訊；及基於該2D影像及該位置資訊來修改該3D網格，以產生一經壓印的3D網格，該經壓印的3D網格係以該2D影像壓印。
  22. 如請求項21所述之記憶體儲存裝置，其中經配置以修改該3D網格的該代碼係經配置以進行以下步驟：將該3D網格投影至一投影表面上，以產生一壓印座標網格；基於該2D影像來產生該壓印座標網格的分離點；藉由將該等分離點插入至該3D網格來分離該3D網格，其中該分 離3D網格的各多邊形相對應於該2D影像之一內部或該2D影像之一外部中的一者；及分離相對應於該2D影像之該內部的該等多邊形，以產生該經壓印的3D網格。
  23. 如請求項22所述之記憶體儲存裝置，其中該2D影像係一點陣圖影像，且該等電腦可讀取指令包括經配置以產生該點陣圖影像之一向量外形的代碼，其中該向量外形係用以產生該壓印座標網格的該等分離點。
  24. 如請求項23所述之記憶體儲存裝置，其中經配置以產生該壓印座標網格之分離點的該代碼係經配置，以在該點陣圖影像之該向量外形與該壓印座標網格之一多邊形相交的任何位置處產生一分離點。
  25. 如請求項22所述之記憶體儲存裝置，包括經配置以提供一圖形使用者介面(GUI)的代碼，該GUI允許使用者選擇投影表面類型及控制該投影表面相對於該3D網格的放置。
  26. 如請求項21所述之記憶體儲存裝置，其中相對應於該2D影像之一內部之該經壓印之3D網格的一表面具有與被修改前之該3D網格之一相對應部分相同的一凸紋。
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