TWI668124B - 立體列印上色方法與立體列印系統 - Google Patents

立體列印上色方法與立體列印系統 Download PDF

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Abstract

一種立體列印上色方法與立體列印系統。所述方法包括：根據立體物件的模型資訊產生列印物件資訊，其包括第一輪廓上色資訊與第二輪廓上色資訊；判斷第一輪廓上色資訊與第二輪廓上色資訊的相似程度是否符合預設條件；以及若相似程度符合預設條件，根據第一輪廓上色資訊與第二輪廓上色資訊控制立體列印裝置對立體物件的第一列印層與第二列印層執行同時上色操作。藉此，可提高立體列印裝置的工作效率。

Description

立體列印上色方法與立體列印系統
本發明是有關於一種立體列印裝置的操作，且特別是有關於一種立體列印上色方法與立體列印系統。
對應於立體列印裝置的不同類型，成型材可能會在噴出前就上色或在噴出後才上色。當立體列印裝置是先噴出成型材再對其上色時，立體列印裝置通常是每噴一層成型材就接續對這層的成型材進行上色。然而，這種逐層上色之方式使得所執行的立體列印工作缺乏彈性與效率。此外，傳統的立體列印裝置也缺乏可以動態決定是否同時對多個列印層進行上色的判斷機制。
有鑑於此，本發明提供一種立體列印上色方法與立體列印系統，可提高立體列印裝置的工作效率。
本發明的一實施例提供一種立體列印上色方法，其用於具有儲存裝置與立體列印裝置的立體列印系統，所述儲存裝置用以儲存立體物件的模型資訊，所述立體列印上色方法包括：根據所述立體物件的模型資訊產生列印物件資訊，所述列印物件資訊包括對應於所述立體物件之第一列印層的第一輪廓上色資訊與對應於所述立體物件之第二列印層的第二輪廓上色資訊，所述第一列印層相鄰於所述第二列印層；判斷所述第一輪廓上色資訊與所述第二輪廓上色資訊的相似程度是否符合預設條件；以及若所述相似程度符合所述預設條件，根據所述第一輪廓上色資訊與所述第二輪廓上色資訊控制所述立體列印裝置對所述立體物件的所述第一列印層與所述第二列印層執行同時上色操作。
在本發明的一實施例中，判斷所述第一輪廓上色資訊與所述第二輪廓上色資訊的所述相似程度是否符合所述預設條件的步驟包括：根據所述第一輪廓上色資訊與所述第二輪廓上色資訊判斷所述第一列印層的第一輪廓是否在上色方向上被所述第二列印層的第二輪廓覆蓋。
在本發明的一實施例中，判斷所述第一輪廓上色資訊與所述第二輪廓上色資訊的所述相似程度是否符合所述預設條件的步驟包括：根據所述第一輪廓上色資訊與所述第二輪廓上色資訊判斷所述第一列印層的第一輪廓與所述第二列印層的第二輪廓之共同表面的表面傾斜狀態是否符合預設狀態。
在本發明的一實施例中，判斷所述第一輪廓上色資訊與所述第二輪廓上色資訊的所述相似程度是否符合所述預設條件的步驟包括：根據所述第一輪廓上色資訊與所述第二輪廓上色資訊判斷所述第一列印層的第一輪廓是否在上色方向上被所述第二列印層的第二輪廓覆蓋；以及若所述第一輪廓在所述上色方向上被所述第二輪廓覆蓋，判定所述第一輪廓上色資訊與所述第二輪廓上色資訊的所述相似程度不符合所述預設條件。
在本發明的一實施例中，判斷所述第一輪廓上色資訊與所述第二輪廓上色資訊的所述相似程度是否符合所述預設條件的步驟更包括：若所述第一輪廓未在所述上色方向上被所述第二輪廓覆蓋，根據所述第一輪廓上色資訊與所述第二輪廓上色資訊判斷所述第一輪廓與所述第二輪廓之共同表面的表面傾斜狀態是否符合預設狀態；若所述第一輪廓與所述第二輪廓之所述共同表面的所述表面傾斜狀態不符合所述預設狀態，判定所述第一輪廓上色資訊與所述第二輪廓上色資訊的所述相似程度不符合所述預設條件；以及若所述第一輪廓與所述第二輪廓之所述共同表面的所述表面傾斜狀態符合所述預設狀態，判定所述第一輪廓上色資訊與所述第二輪廓上色資訊的所述相似程度符合所述預設條件。
在本發明的一實施例中，根據所述第一輪廓上色資訊與所述第二輪廓上色資訊控制所述立體列印裝置對所述立體物件的所述第一列印層與所述第二列印層執行所述同時上色操作的步驟包括：將所述第一輪廓上色資訊與所述第二輪廓上色資訊合併為合併上色資訊；以及根據所述上色資訊控制所述立體列印裝置對所述立體物件的所述第一列印層與所述第二列印層執行所述同時上色操作。
在本發明的一實施例中，將所述第一輪廓上色資訊與所述第二輪廓上色資訊合併為所述合併上色資訊的步驟包括：將所述第一輪廓上色資訊中的第一有效區域與所述第二輪廓上色資訊中的第二有效區域合併為所述合併上色資訊中的第三有效區域，所述第三有效區域對應於所述立體列印裝置的噴墨頭在所述同時上色操作中的移動區域。
在本發明的一實施例中，將所述第一輪廓上色資訊與所述第二輪廓上色資訊合併為所述合併上色資訊的步驟更包括：對所述合併上色資訊中的所述第三有效區域執行邊緣平滑操作與縫隙填補操作的至少其中之一。
本發明的另一實施例提供一種立體列印系統，其包括立體列印裝置、儲存裝置及處理器。所述儲存裝置用以儲存立體物件的模型資訊。所述處理器耦接所述立體列印裝置與所述儲存裝置並且用以：根據所述立體物件的模型資訊產生所述列印物件資訊，其中所述列印物件資訊包括對應於所述立體物件之第一列印層的第一輪廓上色資訊與對應於所述立體物件之第二列印層的第二輪廓上色資訊，其中所述第一列印層相鄰於所述第二列印層；判斷所述第一輪廓上色資訊與所述第二輪廓上色資訊的相似程度是否符合預設條件；以及若所述相似程度符合所述預設條件，根據所述第一輪廓上色資訊與所述第二輪廓上色資訊控制所述立體列印裝置對所述立體物件的所述第一列印層與所述第二列印層執行同時上色操作。
在本發明的一實施例中，判斷所述第一輪廓上色資訊與所述第二輪廓上色資訊的所述相似程度是否符合所述預設條件的操作包括：根據所述第一輪廓上色資訊與所述第二輪廓上色資訊判斷所述第一列印層的第一輪廓是否在上色方向上被所述第二列印層的第二輪廓覆蓋。
在本發明的一實施例中，判斷所述第一輪廓上色資訊與所述第二輪廓上色資訊的所述相似程度是否符合所述預設條件的操作包括：根據所述第一輪廓上色資訊與所述第二輪廓上色資訊判斷所述第一列印層的第一輪廓與所述第二列印層的第二輪廓之共同表面的表面傾斜狀態是否符合預設狀態。
在本發明的一實施例中，判斷所述第一輪廓上色資訊與所述第二輪廓上色資訊的所述相似程度是否符合所述預設條件的操作包括：根據所述第一輪廓上色資訊與所述第二輪廓上色資訊判斷所述第一列印層的第一輪廓是否在上色方向上被所述第二列印層的第二輪廓覆蓋；以及若所述第一輪廓在所述上色方向上被所述第二輪廓覆蓋，判定所述第一輪廓上色資訊與所述第二輪廓上色資訊的所述相似程度不符合所述預設條件。
在本發明的一實施例中，判斷所述第一輪廓上色資訊與所述第二輪廓上色資訊的所述相似程度是否符合所述預設條件的操作更包括：若所述第一輪廓未在所述上色方向上被所述第二輪廓覆蓋，根據所述第一輪廓上色資訊與所述第二輪廓上色資訊判斷所述第一輪廓與所述第二輪廓之共同表面的表面傾斜狀態是否符合預設狀態；若所述第一輪廓與所述第二輪廓之所述共同表面的所述表面傾斜狀態不符合所述預設狀態，判定所述第一輪廓上色資訊與所述第二輪廓上色資訊的所述相似程度不符合所述預設條件；以及若所述第一輪廓與所述第二輪廓之所述共同表面的所述表面傾斜狀態符合所述預設狀態，判定所述第一輪廓上色資訊與所述第二輪廓上色資訊的所述相似程度符合所述預設條件。
在本發明的一實施例中，根據所述第一輪廓上色資訊與所述第二輪廓上色資訊控制所述立體列印裝置對所述立體物件的所述第一列印層與所述第二列印層執行所述同時上色操作的操作包括：將所述第一輪廓上色資訊與所述第二輪廓上色資訊合併為合併上色資訊；以及根據所述合併上色資訊控制所述立體列印裝置對所述立體物件的所述第一列印層與所述第二列印層執行所述同時上色操作。
在本發明的一實施例中，將所述第一輪廓上色資訊與所述第二輪廓上色資訊合併為所述合併上色資訊的操作包括：將所述第一輪廓上色資訊中的第一有效區域與所述第二輪廓上色資訊中的第二有效區域合併為所述合併上色資訊中的第三有效區域，所述第三有效區域對應於所述立體列印裝置的噴墨頭在所述同時上色操作中的移動區域。
在本發明的一實施例中，將所述第一輪廓上色資訊與所述第二輪廓上色資訊合併為所述合併上色資訊的操作更包括：對所述合併上色資訊中的所述第三有效區域執行邊緣平滑操作與縫隙填補操作的至少其中之一。
基於上述，本發明的立體列印上色方法與立體列印系統可根據成型材形成之物件輪廓是否符合預設條件來決定立體列印裝置要維持使用單層上色之方式對成型材進行單層上色操作，或改為使用多層同步上色之方式對成型材進行多層同時上色操作，從而有效提高立體列印裝置的工作效率。
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
圖1是根據本發明的一實施例所繪示的立體列印系統的示意圖。請參照圖1，立體列印系統10包括立體列印裝置11與主機12。立體列印裝置11用以執行立體列印操作。主機12耦接至立體列印裝置11並且用以控制立體列印裝置11。例如，主機12可發送控制指令來指示立體列印裝置11執行所述立體列印操作。主機12可以是智慧型手機、平板電腦、桌上型電腦、筆記型電腦或工業電腦等各式具有資料傳輸、儲存及處理功能的電子裝置。此外，主機12也可以與立體列印裝置11整合為同一裝置。
主機12包括儲存裝置121與處理器122。儲存裝置121用以儲存資料並且可以是緩衝記憶體、內部儲存媒體、外接式儲存媒體、其他類型儲存裝置或這些裝置的組合。例如，緩衝記憶體可包括隨機存取記憶體、唯讀記憶體或其他類似裝置。例如，內部儲存媒體可包括硬碟(Hard Disk Drive, HDD)、固態硬碟(Solid State Disk)、快閃(flash)儲存裝置或其他類似裝置。例如，外接式儲存媒體可包括外接式硬碟、USB隨身碟(USB drive)、雲端硬碟或其他類似裝置。
處理器122耦接至儲存裝置121並且用以存取儲存裝置121並產生用於控制立體列印裝置11的控制指令。此外，處理器122亦可控制主機12中各構件的運作。例如，處理器122可以是中央處理單元(central processing unit, CPU)，或是其他可程式化之一般用途或特殊用途的微處理器(microprocessor)、數位訊號處理器(digital signal processor, DSP)、可程式化控制器、特殊應用積體電路(application specific integrated circuits, ASIC)、可程式化邏輯裝置(programmable logic device, PLD)、其他類似處理裝置或這些裝置的組合。
圖2是根據本發明的一實施例所繪示的立體列印操作的示意圖。請同時參照圖1與圖2，立體列印裝置11包括平台111、列印模組112及控制器113。平台111與列印模組112皆耦接至控制器113。列印模組112包括列印頭112a與噴墨頭112b。列印頭112a與噴墨頭112b皆設置於平台111上方。在立體列印操作中，列印頭112a用以饋出成型材，而噴墨頭112b用以饋出染料。須注意的是，所屬技術領域通常知識者應當知曉列印模組112還可以包括其餘用以與列印頭112a以及噴墨頭112b共同完成立體列印操作的構件(例如，供料管線、列印頭連動機構、噴墨頭連動機構等)，在此便不逐一贅述。
在執行立體列印操作時，列印頭112a會先從立體物件200的最底層開始進行逐層列印，從而逐漸於平台111的承載面上形成立體物件200。更具體來看，列印頭112a會於平台111上方可變換方向地移動並饋出熔融狀態的成型材。爾後，所述成型材將逐層地於平台111上固化並形成立體物件200。此外，在立體列印操作中，噴墨頭112b則會饋出染料，以對堆疊於平台111上的一或多層的成型材進行上色。
回到圖1，控制器113用以根據來自處理器122的控制指令控制列印頭112a移動並饋出成型材以及控制噴墨頭112b移動並饋出染料。例如，控制器130可以是微處理器、數位訊號處理器、可程式化控制器、嵌入式控制器、特殊應用積體電路、可程式化邏輯裝置、其他類似裝置或這些裝置的組合。
在本實施例中，儲存裝置121儲存有立體物件200的模型資訊。例如，所述模型資訊用於描述立體物件200的立體模型。處理器122會根據立體物件200的模型資訊產生立體物件200的列印物件資訊。例如，處理器122可對立體物件200的立體模型執行切層操作以獲得立體物件200的列印物件資訊。例如，立體物件200的列印物件資訊包括多個圖檔(亦稱為切層圖檔)。其中，每一個圖檔可用於描述立體列印裝置11對於立體物件之某一個列印層的上色區域以及使用的染料顏色等資訊。藉此，處理器122可根據所述列印物件資訊發送控制指令以控制立體列印裝置11對立體物件200之特定的列印層進行上色。
在本實施例中，所述圖檔符合印刷四分色模型。例如，儲存裝置121所儲存的某一圖檔可能是一個青色(Cyan, C)圖檔、一個洋紅色(Magenta, M)圖檔、一個黃色(Yellow, Y)圖檔或一個黑色(Key或blacK, K)圖檔。此外，在另一實施例中，儲存裝置121所儲存的圖檔還可以是符合其他色彩模型，例如，三原色(RGB)光模型等。根據不同的圖檔，控制器113會控制噴墨頭112b在特定區域中移動並饋出特定顏色的染料。
以圖2為例，所述列印物件資訊包括對應於立體物件200之列印層(亦稱為第一列印層)221的輪廓上色資訊(亦稱為第一輪廓上色資訊)與對應於立體物件200之列印層(亦稱為第二列印層)222的輪廓上色資訊(亦稱為第二輪廓上色資訊)，其中列印層221相鄰於列印層222。例如，第一輪廓上色資訊包括對於立體物件200之列印層221的圖檔，而第二輪廓上色資訊包括對於立體物件200之列印層222的圖檔。根據第一輪廓上色資訊，控制器113可控制噴墨頭112b對立體物件200之列印層221中的物件輪廓(亦稱為第一輪廓)211進行上色。根據第二輪廓上色資訊，控制器113可控制噴墨頭112b對立體物件200之列印層222中的物件輪廓(亦稱為第二輪廓)212進行上色。此外，在立體物件200的立體列印操作中，列印頭112a會先饋出成型材以形成列印層221中的物件輪廓211，然後再饋出成型材以形成列印層222中的物件輪廓212。
須注意的是，在對物件輪廓211進行上色之前，處理器122會判斷第一輪廓上色資訊與第二輪廓上色資訊的相似程度是否符合預設條件。若第一輪廓上色資訊與第二輪廓上色資訊的相似程度符合預設條件，則在形成列印層221中的物件輪廓211以及列印層222中的物件輪廓212之後，處理器122會根據第一輪廓上色資訊與第二輪廓上色資訊控制立體列印裝置11對立體物件200的列印層221與列印層222執行同時上色操作(亦稱為多層同時上色操作)。例如，控制器113會控制噴墨頭112b在物件輪廓(亦稱為合併輪廓)21上方移動並饋出特定顏色的染料，以同時對物件輪廓211與212進行上色。此外，若第一輪廓上色資訊與第二輪廓上色資訊的相似程度不符合預設條件，則在形成列印層221中的物件輪廓211之後，處理器122會根據第一輪廓上色資訊控制立體列印裝置11對立體物件200的列印層221執行單層上色操作。例如，控制器113會控制噴墨頭112b在物件輪廓211上方移動並饋出特定顏色的染料，以單獨對物件輪廓211進行上色。在完成對於列印層221的單層上色操作之後，列印層222中的物件輪廓212可被形成於物件輪廓211上方。
在所述同時上色操作中，至少兩個相鄰的列印層(例如，列印層221與列印層222)中的物件輪廓21會被同時上色。在所述單層上色操作中，(僅)單一個列印層中的物件輪廓211或212可被上色。此外，執行一次的多層同時上色操作所花費的時間會少於連續執行兩次單層上色操作所花費的時間。因此，在對於某一立體物件的立體列印操作中，若執行越多次的多層同時上色操作，則對於立體物件的立體列印操作可越快被完成。
在一實施例中，處理器122會根據第一輪廓上色資訊與第二輪廓上色資訊判斷物件輪廓211是否在上色方向201上被物件輪廓212覆蓋(或遮蔽)。若物件輪廓211在上色方向201上未被物件輪廓212覆蓋，則在對於物件輪廓21的同時上色操作中，噴墨頭112b可完整地對物件輪廓211與212進行上色。因此，在一實施例中，若物件輪廓211在上色方向201上未被物件輪廓212覆蓋，處理器122可判定第一輪廓上色資訊與第二輪廓上色資訊的相似程度符合預設條件並執行所述同時上色操作。反之，若物件輪廓211的至少一部分在上色方向201上被物件輪廓212覆蓋，則處理器122可判定第一輪廓上色資訊與第二輪廓上色資訊的相似程度不符合預設條件並執行單層上色操作。
須注意的是，所述上色方向201指的是立體列印裝置11之噴墨頭112b饋出染料的方向(亦稱為噴墨方向)。例如，上色方向201會垂直於平台111上用於承載立體物件200的承載面或平行於平台111之承載面的一投影方向(或平台111之承載面的法向量方向)。
在一實施例中，第一輪廓上色資訊與第二輪廓上色資訊分別帶有物件輪廓211與物件輪廓212之表面傾斜資訊。因此，處理器122會根據第一輪廓上色資訊與第二輪廓上色資訊判斷物件輪廓211與物件輪廓212之共同表面(即物件輪廓21的表面)的表面傾斜狀態是否符合一預設狀態。若物件輪廓211與物件輪廓212之共同表面的表面傾斜狀態符合預設狀態，處理器122可判定第一輪廓上色資訊與第二輪廓上色資訊的相似程度符合預設條件並執行所述同時上色操作。反之，若物件輪廓211與物件輪廓212之共同表面的表面傾斜狀態不符合預設狀態，處理器122可判定第一輪廓上色資訊與第二輪廓上色資訊的相似程度不符合預設條件並執行所述單層上色操作。
須注意的是，所述表面傾斜狀態是與物件輪廓21的表面的一垂直方向與一水平方向之間的夾角角度有關。例如，物件輪廓21的表面傾斜狀態包括夾角角度ϴ。其中，夾角角度ϴ為物件輪廓21的表面之垂直方向202與水平方向203之間的夾角的角度。在一實施例中，垂直方向202亦稱為物件輪廓21之表面的法向量方向。
在一實施例中，水平方向203是平行於水平面之方向。在另一實施例中，水平方向203亦可以是指平行於平台111上用來承載立體物件200之承載面的方向。在一實施例中，若夾角角度ϴ大於一預設角度，處理器122會判定物件輪廓211與物件輪廓212之共同表面的表面傾斜狀態符合預設狀態。反之，若夾角角度ϴ不大於此預設角度，則處理器122會判定物件輪廓211與物件輪廓212之共同表面的表面傾斜狀態不符合預設狀態。例如，所述預設角度可以是30度或更多或更少。
在一實施例中，處理器122亦可以同時根據物件輪廓211是否在上色方向201上被物件輪廓212覆蓋以及物件輪廓211與物件輪廓212之共同表面的表面傾斜狀態是否符合預設狀態來決定第一輪廓上色資訊與第二輪廓上色資訊的相似程度是否符合預設條件。例如，在一實施例中，僅當物件輪廓211未在上色方向201上被物件輪廓212覆蓋(或遮蔽)，且夾角角度ϴ大於所述預設角度時，處理器122會判定第一輪廓上色資訊與第二輪廓上色資訊的相似程度符合預設條件。反之，若物件輪廓211的至少一部分在上色方向201上被物件輪廓212覆蓋(或遮蔽)或夾角角度ϴ不大於所述預設角度時，處理器122會判定第一輪廓上色資訊與第二輪廓上色資訊的相似程度不符合預設條件。
在一實施例中，在根據第一輪廓上色資訊控制立體列印裝置11對立體物件200的列印層221執行單層上色操作之後，處理器121還會根據第二輪廓上色資訊控制立體列印裝置11對立體物件200的列印層222執行單層上色操作，或者根據第二輪廓上色資訊與另一輪廓上色資訊(亦稱為第三輪廓上色資訊)控制立體列印裝置11對立體物件200的列印層222與另一列印層(亦稱為第三列印層)執行同時上色操作。
圖3是根據本發明的另一實施例所繪示的立體列印操作的示意圖。請參照圖1至圖3，在一實施例中，在完成對於物件輪廓211的單層上色操作之後，處理器121可判斷第二輪廓上色資訊與第三輪廓上色資訊的相似程度是否符合預設條件。其中，第三輪廓上色資訊對應於立體物件200之列印層223並且控制器113可根據第三輪廓上色資訊控制噴墨頭112b對立體物件200之列印層223中的物件輪廓(亦稱為第三輪廓)213進行上色。此外，列印層223中的物件輪廓213是在形成物件輪廓212之後被形成。若第二輪廓上色資訊與第三輪廓上色資訊的相似程度不符合預設條件，控制器113會控制噴墨頭112b對列印層223中的物件輪廓213執行所述單層上色操作。
圖4A是根據本發明的一實施例所繪示的對第一列印層執行單層上色操作的示意圖。須注意的是，以下圖4A至圖4C是平台111的俯視圖。請參照圖2與圖4A，在對於列印層221的單層上色操作中，噴墨頭112b會在上色區域411(以斜線標示)中移動並饋出染料。其中，上色區域411等同於物件輪廓211。
圖4B是根據本發明的一實施例所繪示的對第二列印層執行單層上色操作的示意圖。請參照圖2與圖4B，在對於列印層222的單層上色操作中，噴墨頭112b會在上色區域412(以斜線標示)中移動並饋出染料。其中，上色區域412等同於物件輪廓212。
圖4C是根據本發明的一實施例所繪示的對第一列印曾與第二列印層執行多層同時上色操作的示意圖。請參照圖2與圖4C，在對於列印層221與222的同時上色操作中，噴墨頭112b會在上色區域41(以斜線標示)中移動並饋出染料。其中，上色區域41涵蓋了上色區域411與412。此外，上色區域41即為物件輪廓21。
在一實施例中，若處理器122判定第一輪廓上色資訊與第二輪廓上色資訊的相似程度符合預設條件，處理器122會將第一輪廓上色資訊與第二輪廓上色資訊合併為另一輪廓上色資訊(亦稱為合併上色資訊)。例如，處理器122可將第一輪廓上色資訊中的有效區域(亦稱為第一有效區域)與第二輪廓上色資訊中的有效區域(亦稱為第二有效區域)合併為合併上色資訊中的有效區域(亦稱為第三有效區域)。其中，第三有效區域對應於立體列印裝置11之噴墨頭122b在對於物件輪廓21之同時上色操作中的移動區域。然後，處理器122會根據合併上色資訊控制立體列印裝置11對立體物件200的列印層221與列印層222執行所述同時上色操作。
圖5A是根據本發明的一實施例所繪示的第一輪廓上色資訊的示意圖。請參照圖2、圖4A及圖5A，假設第一輪廓上色資訊包括圖檔51，且圖檔51對應於立體物件200的列印層221。圖檔51包含有效區域(亦稱為第一有效區域)501。有效區域501對應於噴墨頭112b在物件輪廓211的單層上色操作中的移動區域。例如，有效區域501可用於指示物件輪廓211(或圖4A中的上色區域411)的座標資訊。根據圖檔51，控制器113可控制噴墨頭112b對物件輪廓211執行單層上色操作。
圖5B是根據本發明的一實施例所繪示的第二輪廓上色資訊的示意圖。請參照圖2、圖4B及圖5B，假設第二輪廓上色資訊包括圖檔52，且圖檔52對應於立體物件200的列印層222。圖檔52包含有效區域(亦稱為第二有效區域)502。有效區域502對應於噴墨頭112b在物件輪廓212的單層上色操作中的移動區域。例如，有效區域502可用於指示物件輪廓212(或圖4B中的上色區域412)的座標資訊。根據圖檔52，控制器113可控制噴墨頭112b對物件輪廓212執行單層上色操作。
圖5C是根據本發明的一實施例所繪示的合併上色資訊的示意圖。請參照圖2及圖5A至圖5C，在一實施例中，圖檔51與圖檔52會被合併為合併上色資訊中的圖檔53。例如，圖檔51中的有效區域501與圖檔52中的有效區域502可被合併為圖檔53中的有效區域50。其中，有效區域50對應於噴墨頭112b在對於物件輪廓21之同時上色操作中的移動區域。例如，有效區域503可用於指示物件輪廓21(或圖4C中的上色區域41)的座標資訊。根據圖檔53，控制器113可控制噴墨頭112b對物件輪廓21執行同時上色操作。相對於圖5A與圖5B的實施例，在圖5C的實施例中，圖檔53的讀取時間會短於圖檔51與52的總讀取時間。此外，若噴墨頭112b每完成單一個列印層的單層上色操作就會回到其初始位置，則在圖5C的實施例中，噴墨頭112b在完成多個列印層的同時上色操作之後才會回到其初始位置。因此，根據圖5C之實施例執行多層同時上色操作所花費的時間會少於根據圖5A與圖5B而連續執行單層上色操作所花費的時間。
在一實施例中，將第一輪廓上色資訊與第二輪廓上色資訊合併為合併上色資訊的操作還包括對所述第三有效區域執行邊緣平滑操作與縫隙填補操作的至少其中之一，從而提升使用合併上色資訊來執行同時上色操作的上色完整性。以圖5C為例，透過對有效區域50執行邊緣平滑操作，可使得有效區域501與有效區域502之邊緣較為平滑。此外，透過對有效區域50執行縫隙填補操作，則可縮減有效區域501與有效區域502之間的縫隙。須注意的是，在一實施例中，透過比較有效區域501與502，亦可以獲得物件輪廓211是否在上色方向201上被物件輪廓212覆蓋之資訊。
回到圖3的實施例中，若第二輪廓上色資訊與第三輪廓上色資訊的相似程度符合預設條件，則對物件輪廓22的同時上色操作可被執行。例如，控制器113會控制噴墨頭112b在物件輪廓22上方移動並饋出特定顏色的染料，以同時對物件輪廓212與213進行上色。須注意的是，關於第二輪廓上色資訊與第三輪廓上色資訊的相似程度是否符合預設條件之判斷可參照關於第一輪廓上色資訊與第二輪廓上色資訊的相似程度是否符合預設條件之判斷，在此便不重複贅述。此外，圖2與圖3中立體物件200的其餘列印層亦可依照上述規則決定是要使用多層同時上色操作或單層上色操作來對不同列印層的物件輪廓進行上色。
圖6是根據本發明的另一實施例所繪示的立體列印操作的示意圖。請參照圖6，在立體物件600的立體列印操作中，控制器113可動態地選擇使用多層同時上色操作或單層上色操作來對立體物件600中各層的物件輪廓進行上色。例如，由於對應於物件輪廓61(包含相鄰兩個列印層的物件輪廓611與612)的輪廓上色資訊之相似程度符合預設條件，控制器113會控制噴墨頭112b對物件輪廓61執行同時上色操作。另外，由於對應於物件輪廓62(包含相鄰兩個列印層的物件輪廓621與622)的輪廓上色資訊之相似程度不符合預設條件(例如，物件輪廓621在上色方向201上被物件輪廓622覆蓋)，控制器113會控制噴墨頭112b對物件輪廓621執行單層上色操作。在完成物件輪廓621的單層上色操作，控制器113可動態地決定使用多層同時上色操作或單層上色操作來對物件輪廓622進行上色。
圖7是根據本發明的一實施例所繪示的立體列印上色方法的流程圖。請參照圖7，在步驟S701中，根據立體物件的模型資訊產生列印物件資訊，其包括對應於立體物件之第一列印層的第一輪廓上色資訊與對應於立體物件之第二列印層的第二輪廓上色資訊，且第一列印層相鄰於第二列印層。在步驟S702中，判斷第一輪廓上色資訊與第二輪廓上色資訊的相似程度是否符合預設條件。若所述相似程度符合所述預設條件，在步驟S703中，根據第一輪廓上色資訊與第二輪廓上色資訊控制立體列印裝置對立體物件的第一列印層與第二列印層執行同時上色操作。反之，若所述相似程度不符合所述預設條件，在步驟S704中，根據第一輪廓上色資訊控制立體列印裝置對立體物件的第一列印層執行單層上色操作。
圖8是根據本發明的另一實施例所繪示的立體列印上色方法的流程圖。請參照圖8，在步驟S801中，根據第一輪廓上色資訊與第二輪廓上色資訊判斷第一列印層的第一輪廓是否在上色方向上被第二列印層的第二輪廓覆蓋。若第一列印層的第一輪廓在上色方向上被第二列印層的第二輪廓覆蓋，在步驟S804中，根據第一輪廓上色資訊控制立體列印裝置對立體物件的第一列印層執行單層上色操作。若第一列印層的第一輪廓未在上色方向上被第二列印層的第二輪廓覆蓋，在步驟S802中，根據第一輪廓上色資訊與第二輪廓上色資訊判斷第一輪廓與第二輪廓之共同表面的表面傾斜狀態是否符合預設狀態。若第一輪廓與第二輪廓之共同表面的表面傾斜狀態符合預設狀態，在步驟S803中，根據第一輪廓上色資訊與第二輪廓上色資訊控制立體列印裝置對立體物件的第一列印層與第二列印層執行同時上色操作。反之，若第一輪廓與第二輪廓之共同表面的表面傾斜狀態不符合預設狀態，進入步驟S804。
然而，圖7與圖8中各步驟已詳細說明如上，在此便不再贅述。需注意的是，圖7與圖8中各步驟可以實作為多個程式碼或是電路，本發明不加以限制。例如，在圖1的一實施例中，儲存裝置121儲存有多個模組，而處理器122可運行此些模組以執行所述立體列印上色方法中各步驟。或者，在圖1的另一實施例中，處理器122可包括多個電路，而此些電路經配置以執行所述立體列印上色方法中各步驟。此外，圖7與圖8的方法可以搭配以上範例實施例使用，也可以單獨使用，本發明不加以限制。
綜上所述，本發明的立體列印上色方法與立體列印系統可根據立體物件之輪廓上色資訊來決定立體列印裝置要維持使用單層上色之方式對單一列印層的物件輪廓進行單層上色操作，或改為使用多層同時上色之方式對多個列印層的物件輪廓進行多層同時上色操作，從而有效提高立體列印裝置的工作效率。此外，本發明也提出多種判斷機制來判斷多層同時上色操作的使用時機，符合實務需求。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
10‧‧‧立體列印系統
11‧‧‧立體列印裝置
111‧‧‧平台
112‧‧‧列印模組
112a‧‧‧列印頭
112b‧‧‧噴墨頭
113‧‧‧控制器
12‧‧‧主機
121‧‧‧儲存裝置
122‧‧‧處理器
200、600‧‧‧立體物件
21、211、212、22、213、61、611、612、62、621、622‧‧‧物件輪廓
221、222、223‧‧‧列印層
201‧‧‧上色方向
202‧‧‧垂直方向
203‧‧‧水平方向
411、412、41‧‧‧上色區域
51、52、53‧‧‧圖檔
501、502、50‧‧‧有效區域
S701~S704、S801~S804‧‧‧步驟
圖1是根據本發明的一實施例所繪示的立體列印系統的示意圖。 圖2是根據本發明的一實施例所繪示的立體列印操作的示意圖。 圖3是根據本發明的另一實施例所繪示的立體列印操作的示意圖。 圖4A是根據本發明的一實施例所繪示的對第一列印層執行單層上色操作的示意圖。 圖4B是根據本發明的一實施例所繪示的對第二列印層執行單層上色操作的示意圖。 圖4C是根據本發明的一實施例所繪示的對第一列印層與第二列印層執行多層同時上色操作的示意圖。 圖5A是根據本發明的一實施例所繪示的第一輪廓上色資訊的示意圖。 圖5B是根據本發明的一實施例所繪示的第二輪廓上色資訊的示意圖。 圖5C是根據本發明的一實施例所繪示的合併上色資訊的示意圖。 圖6是根據本發明的另一實施例所繪示的立體列印操作的示意圖。 圖7是根據本發明的一實施例所繪示的立體列印上色方法的流程圖。 圖8是根據本發明的另一實施例所繪示的立體列印上色方法的流程圖。

Claims (16)

  1. 一種立體列印上色方法，用於具有一儲存裝置與一立體列印裝置的一立體列印系統，其中該儲存裝置用以儲存一立體物件的一模型資訊，該立體列印上色方法包括：根據該立體物件的一模型資訊產生一列印物件資訊，其中該列印物件資訊包括對應於該立體物件之一第一列印層的一第一輪廓上色資訊與對應於該立體物件之一第二列印層的一第二輪廓上色資訊，其中該第一列印層相鄰於該第二列印層；根據該第一輪廓上色資訊與該第二輪廓上色資訊判斷該第一列印層的一第一輪廓與該第二列印層的一第二輪廓之一共同表面的一表面傾斜狀態是否符合一預設狀態；以及若該表面傾斜狀態符合該預設狀態，根據該第一輪廓上色資訊與該第二輪廓上色資訊控制該立體列印裝置對該立體物件的該第一列印層與該第二列印層執行一同時上色操作。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的立體列印上色方法，更包括：根據該第一輪廓上色資訊與該第二輪廓上色資訊判斷該第一列印層的該第一輪廓是否在一上色方向上被該第二列印層的該第二輪廓覆蓋。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的立體列印上色方法，其中根據該第一輪廓上色資訊與該第二輪廓上色資訊判斷該第一列印 層的該第一輪廓與該第二列印層的該第二輪廓之該共同表面的該表面傾斜狀態是否符合該預設狀態的步驟包括：判斷該共同表面的一垂直方向與一水平方向之間的一夾角角度是否大於一預設角度。
  4. 如申請專利範圍第3項所述的立體列印上色方法，其中該共同表面的該垂直方向為該共同表面的一法向量方向。
  5. 如申請專利範圍第3項所述的立體列印上色方法，其中該水平方向為平行於水平面之方向或平行於該立體列印系統的一平台上用於承載該立體物件之一承載面的方向。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的立體列印上色方法，其中根據該第一輪廓上色資訊與該第二輪廓上色資訊控制該立體列印裝置對該立體物件的該第一列印層與該第二列印層執行該同時上色操作的步驟包括：將該第一輪廓上色資訊與該第二輪廓上色資訊合併為一合併上色資訊；以及根據該上色資訊控制該立體列印裝置對該立體物件的該第一列印層與該第二列印層執行該同時上色操作。
  7. 如申請專利範圍第6項所述的立體列印上色方法，其中將該第一輪廓上色資訊與該第二輪廓上色資訊合併為該合併上色資訊的步驟包括：將該第一輪廓上色資訊中的一第一有效區域與該第二輪廓上色資訊中的一第二有效區域合併為該合併上色資訊中的一第三有 效區域，其中該第三有效區域對應於該立體列印裝置的一噴墨頭在該同時上色操作中的一移動區域。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的立體列印上色方法，其中將該第一輪廓上色資訊與該第二輪廓上色資訊合併為該合併上色資訊的步驟更包括：對該合併上色資訊中的該第三有效區域執行一邊緣平滑操作與一縫隙填補操作的至少其中之一。
  9. 一種立體列印系統，包括：一立體列印裝置；一儲存裝置，用以儲存一立體物件的一模型資訊；以及一處理器，耦接該立體列印裝置與該儲存裝置，並且用以：根據該立體物件的一模型資訊產生該列印物件資訊，其中該列印物件資訊包括對應於該立體物件之一第一列印層的一第一輪廓上色資訊與對應於該立體物件之一第二列印層的一第二輪廓上色資訊，其中該第一列印層相鄰於該第二列印層；根據該第一輪廓上色資訊與該第二輪廓上色資訊判斷該第一列印層的一第一輪廓與該第二列印層的一第二輪廓之一共同表面的一表面傾斜狀態是否符合一預設狀態；以及若該表面傾斜狀態符合該預設狀態，根據該第一輪廓上色資訊與該第二輪廓上色資訊控制該立體列印裝置對該立體物件的該第一列印層與該第二列印層執行一同時上色操作。
  10. 如申請專利範圍第9項所述的立體列印系統，其中該處理器更用以：根據該第一輪廓上色資訊與該第二輪廓上色資訊判斷該第一列印層的該第一輪廓是否在一上色方向上被該第二列印層的該第二輪廓覆蓋。
  11. 如申請專利範圍第9項所述的立體列印系統，其中根據該第一輪廓上色資訊與該第二輪廓上色資訊判斷該第一列印層的該第一輪廓與該第二列印層的該第二輪廓之該共同表面的該表面傾斜狀態是否符合該預設狀態的操作包括：判斷該共同表面的一垂直方向與一水平方向之間的一夾角角度是否大於一預設角度。
  12. 如申請專利範圍第11項所述的立體列印系統，其中該共同表面的該垂直方向為該共同表面的一法向量方向。
  13. 如申請專利範圍第11項所述的立體列印系統，其中該水平方向為平行於一水平面之方向或平行於該立體列印系統的一平台上用於承載該立體物件之一承載面的方向。
  14. 如申請專利範圍第9項所述的立體列印系統，其中根據該第一輪廓上色資訊與該第二輪廓上色資訊控制該立體列印裝置對該立體物件的該第一列印層與該第二列印層執行該同時上色操作的操作包括：將該第一輪廓上色資訊與該第二輪廓上色資訊合併為一合併上色資訊；以及 根據該合併上色資訊控制該立體列印裝置對該立體物件的該第一列印層與該第二列印層執行該同時上色操作。
  15. 如申請專利範圍第14項所述的立體列印系統，其中將該第一輪廓上色資訊與該第二輪廓上色資訊合併為該合併上色資訊的操作包括：將該第一輪廓上色資訊中的一第一有效區域與該第二輪廓上色資訊中的一第二有效區域合併為該合併上色資訊中的一第三有效區域，其中該第三有效區域對應於該立體列印裝置的一噴墨頭在該同時上色操作中的一移動區域。
  16. 如申請專利範圍第15項所述的立體列印系統，其中將該第一輪廓上色資訊與該第二輪廓上色資訊合併為該合併上色資訊的操作更包括：對該合併上色資訊中的該第三有效區域執行一邊緣平滑操作與一縫隙填補操作的至少其中之一。
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