TWI704995B - 彩色3d物件的水平面切層方法 - Google Patents

Abstract

一種彩色3D物件的水平面切層方法，運用於3D物件處理設備，並且包括下列步驟：執行切層程序；計算一個切層平面與3D物件中的任一個多邊形面的交集；判斷多邊形面是否為水平面；於判斷多邊形面為水平面時，判斷目前處理的切層平面是否為與多邊形面有交集的最高切層平面；於目前處理的切層平面不是最高切層平面時，計算下一個切層平面與多邊形面的交集；於目前處理的切層平面是最高切層平面時，對多邊形面執行像素化程序以產生像素化著色資料；及，將像素化著色資料寫入最高切層平面的切層檔案中。

Description

彩色3D物件的水平面切層方法

本發明涉及彩色3D物件，尤其涉及對彩色3D物件中的水平面的切層方法。

使用者要通過3D列印機執行列印程序前，主要需先通過電腦設備對一個欲列印的3D物件進行切層程序，藉由多個切層平面的切割來產生多個水平方向的列印層，並將這些列印層的資訊記錄在一個切層檔案中。當3D列印機匯入此切層檔案後，即可依據切層檔案的內容逐步列印各個列印層，並由這些列印層構成3D物件所對應的實體3D模型。

一般來說，一個彩色3D物件(在繪圖軟體上)是由多個彩色的多邊形面(常見的例如為三角面)所構成的。在執行上述切層程序時，一個列印層可能會同時與多個多邊形面具有交集，而在執行列印程序時，3D列印機主要是在所述交集處列印各個多邊形面的顏色，藉此形成彩色3D模型的外觀顏色。

一個切層平面與大部分的多邊形面的交集實際上只有一條線條，但為了讓列印出來的顏色較為鮮豔並且讓人眼能夠清楚看得見，因此3D列印機在列印時主要會將所述線條列印成具有一定寬度的色帶。然而，當一個多邊形面的角度(相對於X-Y軸構成的水平面)過於水平時且與多個切層平面有交集時，不同列印層上的色帶在視覺上會相互影響而造成解析度下降，使得此多邊形面所對應的外觀顏色失真，進而影響列印完成的3D模型的品質。

本發明提供一種彩色3D物件的水平面切層方法，於3D物件所包含的一個多邊形面趨近水平時採用不同的方式來計算與此多邊形面相交的各個切層平面的顏色資訊，藉此解決著色失真的問題。

於本發明的一實施例中，所述彩色3D物件的水平面切層方法主要是運用於一3D物件處理設備，並且包括下列步驟：由該3D物件處理設備執行一切層程序；計算一切層平面與一3D物件中的任一個多邊形面的一交集；判斷該多邊形面是否為水平面；於判斷該多邊形面為水平面時，判斷目前處理的該切層平面是否為與該多邊形面有交集的一最高切層平面；於目前處理的該切層平面不是該最高切層平面時，計算下一個切層平面與該多邊形面的交集；於目前處理的該切層平面是該最高切層平面時，對該多邊形面執行一像素化程序以產生一像素化著色資料；及，將該像素化著色資料寫入該最高切層平面的一切層檔案中。

本發明相對於相關技術可以達到的技術功效在於，當一個多邊形面趨於水平時，直接將整個多邊形面的顏色資訊全部記錄在與此多邊形面相交的最高切層平面的切層檔案中，藉此避免列印完成的3D模型因為顏色部分的解析度太低而過度失真。

茲就本發明之一較佳實施例，配合圖式，詳細說明如後。

本發明揭露了一種彩色3D物件的水平面切層方法(下面簡稱為切層方法)，所述切層方法運用於個人電腦、伺服器、3D列印機等可以對3D物件執行切層程序的3D物件處理設備。所述3D物件處理設備可通過切層程序產生一個3D物件的多個列印層的切層資料，而3D列印機則可依據這些切層資料來列印所述3D物件所對應的實體3D模型。

參閱圖1，為本發明的切層平面示意圖的第一具體實施例。圖1揭露了一個3D物件1，本實施例中，所述3D物件1為一個彩色3D物件，並且此彩色3D物件是由多個彩色的多邊形面3所組成。於圖1的實施例中，所述多邊形面3是以三角形面為例，但不以此限定。

於執行切層程序時，3D物件處理設備主要是藉由X軸-Y軸方向上的多個切層平面2對所述3D物件1進行水平切割，藉此沿著Z軸方向產生多個列印層，並且每一個列印層分別對應至一個切層平面2。如圖1所示，各個切層平面2可能分別與3D物件1中的一或多個多邊形面3具有交集，而此交集處即為3D列印機在執行列印程序時需要藉由噴灑彩色墨水來進行著色的位置。於本實施例中，3D列印機是在一個切層平面2與一個多邊形面3的交集處進行著色，並且所採用的顏色即為此多邊形面3的顏色。

如前文中所述，若3D物件1中的一個多邊形面3過於水平，且3D物件處理設備沒有在切層程序中對這個多邊形面3進行特別處理，則3D列印機列印產生的實體3D模型將可能有解析度低而使得外觀顏色嚴重失真的問題。

本發明的其中一個技術特徵在於，3D物件處理設備可以在對3D物件1執行切層程序時判斷各個多邊形面3的角度是否超過一個門檻值。當一個多邊形面3的角度超過門檻值時，3D物件處理設備可判定這個多邊形面3不是水平面，並且按照正常切層程序進行切層處理並產生對應的切層資料；反之，當一個多邊形面3的角度未達到門檻值時，3D物件處理設備可認定這個多邊形面3為水平面(即，這個多邊形面3呈水平狀態或趨近於水平狀態)，因此改採用本發明的切層方法來進行處理並產生對應的切層資料。

參閱圖2A及圖2B，其中圖2A為本發明的多邊形面傾斜角度示意圖的第一具體實施例，圖2B為本發明的多邊形面傾斜角度示意圖的第二具體實施例。

如圖2A所述，所述3D物件1主要是位於一個由X軸、Y軸及Z軸所構成的三維座標系中，各個多邊形面3的各個頂點(圖2A中以三角形面為例)分別於所述三維座標系中具有一個特定的座標。本實施例中，在一個多邊形面3建立完成後，其對應的資訊中即包括了各個頂點的座標，而3D物件處理設備可在切層程序中取得所述資訊，並且依據頂點的座標來建構這個多邊形面3，並且判斷此多邊形面3的法向量方向。

本實施例中，3D物件處理設備主要是在切層程序中計算各個多邊形面3的法向量方向與X-Y平面(即，與切層平面2水平的方向)間的一個夾角θ，並且再依據此夾角θ的大小來判斷各個多邊形面3是否可被認定為是水平面。上述夾角θ位於0度與90度間，並且夾角θ越小表示多邊形面3越水平，而夾角θ越大表示多邊形面3越垂直。

於一具體實施例中，上述門檻值可設定為十度。於所述切層程序中，若3D物件處理設備判斷有任一多邊形面3的法向量與X-Y平面的法向量之夾角θ小於或等於十度，即判斷這個多邊形面3為水平面。藉此，3D物件處理設備會依照本發明揭露的切層方法來對這個多邊形面3進行切層處理。

如圖2B所示，若一個多邊形面3的面積較大，則可能沿著Z軸方向橫跨多個不同高度的切層平面2，並且同時與這些切層平面2具有交集。於圖2B的實施例中，此多邊形面3至少與第一切層平面21、第二切層平面22及第三切層平面23具有交集。

如前文所述，若多邊形面3同時與第一切層平面21、第二切層平面22及第三切層平面23具有交集，則3D列印機在執行列印程序時需分別在這些交集處噴灑對應至此多邊形面3的顏色的彩色墨水(即，創造前述的色帶)，以為3D模型進行著色。然而，若多邊形面3與X-Y平面的所述夾角θ過小(即，多邊形面3被認定為水平面)，則相鄰的切層平面2上的墨水可能會互相影響而使得3D模型整體的解析度下降，進而造成3D模型的外觀顏色失真。

附件一的(a)部分揭示了一個正常的3D物件的外觀示意圖。附件一的(b)部分揭示了在3D物件的一或多個多邊形面屬於水平面，但仍然依照正常切層程序處理後，最終列印出來的實體3D模型的示意圖。由附件一的(b)部分可看出，3D模型的確會受到著色失真的影響，嚴重影響了其外觀顏色。

值得一提的是，於圖2B的實施例中，各個切層平面2分別具有一個厚度h，這個厚度對應至3D列印機所列印的每一個列印層的層厚。並且，所述厚度也可能會影響3D模型整體的解析度。

所述厚度h通常與3D列印機的機械結構能力有關，而具有一定的調整極限。再者，所述多邊形面3的夾角θ是在3D物件1繪製完成時即確定，3D物件處理設備無法在切層程序中修改所述夾角θ。因此，本發明是在所述厚度h及夾角θ難以改變的情況下，藉由新穎的切層方法來解決3D模型的外觀顏色失真的問題。

續請參閱圖3，為本發明的切層與列印流程圖的第一具體實施例。圖3揭露了本發明的切層方法的各個具體執行步驟，並且所述切層方法主要是運用於具有執行切層程序的能力的3D物件處理設備，例如個人電腦、平板電腦、伺服器、3D列印機等，不加以限定。

如圖3所示，首先，所述3D物件處理設備匯入使用者欲列印的一個3D物件1，並且對3D物件1執行所述切層程序(步驟S10)。所述切層程序是採用具有相同厚度(即，Z軸方向的高度)的多個切層平面2對匯入的3D物件1進行切割(即，沿著與X-Y平面平行的方向進行切割)，藉此產生3D列印機列印所需的多個列印層的切層資料。並且，這些切層資料會被寫入各個切層平面2所對應的切層檔案中。

接著，3D物件處理設備於所述切層程序中計算其中一個切層平面2(例如最低的切層平面)與3D物件1的其中一個多邊形面3(以下稱為特定多邊形面)的交集(步驟S12)。如前文所述，所述切層程序包括複數切層平面2，並且各個切層平面2可能同時與3D物件1的多個多邊形面3具有交集。為便於說明，下面將於說明書中以3D物件1上的單一個多邊形面3為例，進行詳細說明。

當3D物件處理設備於步驟S12中發現所述切層平面2與3D物件1上的特定多邊形面具有交集時，即取得此特定多邊形面的資訊(步驟S14)。於一實施例中，所述資訊可例如包括此特定多邊形面的各個頂點的座標，以及與此特定多邊形面相關的一或多個切層平面2的集合(set)，其中，所述集合記錄了與此特定多邊形面具有交集的多個切層平面2的層數標記。

具體地，如前文所述，各個切層平面2的厚度h通常是已知的，而在一個3D物件1繪製完成後，各個多邊形面3的各個頂點的座標也已可得而知。藉此，電腦設備(例如用以繪製3D物件1的電腦設備)可依據所述特定多邊形面的各個頂點的座標計算出特定多邊形面在Z軸上的高度，並且將此高度除以所述切層平面2的厚度h，即可計算出特定多邊形面橫跨了哪幾個切層平面2，並將這些切層平面2的層數標記記錄於特定多邊形面的所述集合中。

舉例來說，圖2B所示的多邊形面3橫跨了第一切層平面21、第二切層平面22及第三切層平面23，故此多邊形面3的集合中至少記錄了第一切層平面21、第二切層平面22及第三切層平面23的層數標記。

通過取得特定多邊形面的所述資訊(包括頂點座標及集合)，3D物件處理設備可進一步判斷要如何對特定多邊形面進行切層處理(容後詳述)。

步驟S14後，3D物件處理設備判斷特定多邊形面是否為符合判斷標準的水平面(步驟S16)。具體地，3D物件處理設備於步驟S16中是依據特定多邊形面的所述資訊來計算特定多邊形面與X-Y平面間的夾角θ，並且依據夾角θ的大小判斷特定多邊形面是否符合水平面的判斷標準。

更具體地，3D物件處理設備於步驟S16中是從所述資訊中取得特定多邊形面的各個頂點的座標，並依據這些頂點座標計算特定多邊形面的法向量方向。上述的夾角θ主要是指特定多邊形面的法向量與X-Y平面間的法向量之夾角。

於一實施例中，3D物件處理設備可將十度設定為符合判斷標準的門檻值，即，當所述夾角θ大於十度時，3D物件處理設備可認定特定多邊形面不符合判斷標準，不是水平面。反之，當所述夾角θ小於或等於十度時，3D物件處理設備可認定特定多邊形面符合判斷標準，是水平面。

惟，上述僅為本發明的部分具體實施範例，但不應以上述說明者為限。

若3D物件處理設備於步驟S16中判斷特定多邊形面不是水平面(即，所述夾角θ大於門檻值)，則3D物件處理設備可依據標準切層程序來對特定多邊形面進行切層處理(步驟S18)。

具體地，於所述標準切層程序中，3D物件處理設備是取得特定多邊形面與各個切層平面2的交集處的顏色，並且沿著交集處自動生成具有特定寬度以及所述顏色的色帶，再將色帶的資料分別寫入各個切層平面2的切層檔案中。

若3D物件處理設備於步驟S16中判斷特定多邊形面是水平面(即，所述夾角θ小於或等於門檻值)，則3D物件處理設備可依據本發明的切層方法來對特定多邊形面進行切層處理。

於本發明中，3D物件處理設備主要是直接對被認定是水平面的整個多邊形面3執行像素化程序(Pixelated，或稱為格柵化(Rasterized))，以產生多邊形面3的像素化著色資料。若所述多邊形面3僅僅與單一個切層平面2具有交集，則3D物件處理設備直接將此像素化著色資料寫入這個切層平面2的切層檔案中。若所述多邊形面3同時與多個切層平面2具有交集，則3D物件處理設備將此像素化著色資料寫入與此多邊形面3具有交集的多個切層平面2中的一個最高切層平面的切層檔案中(容下詳述)。

於一實施例中，所述切層檔案可例如為G-Code檔案，但不加以限定。

具體地，若3D物件處理設備於步驟S16中判斷特定多邊形面是水平面，則可進一步依據特定多邊形面的資訊判斷特定多邊形面是否同時與多個切層平面2具有交集。若特定多邊形面僅與單一個切層平面2具有交集，則3D物件處理設備直接對特定多邊形面執行像素化程序以產生所述像素化著色資料，並且將此像素化著色資料寫入此切層平面2的切層檔案中。

若3D物件處理設備依據特定多邊形面的資訊判斷特定多邊形面與多個切層平面2具有交集，則進一步判斷目前正在處理的切層平面2是否為與特定多邊形面具有交集的多個切層平面2中的最高切層平面(步驟S20)。具體地，3D物件處理設備於步驟S20中判斷是否需要計算特定多邊形面的顏色資訊。

若3D物件處理設備於步驟S20中判斷目前處理的切層平面2不是與特定多邊形面具有交集的最高切層平面，則3D物件處理設備進一步計算下一個切層平面2與特定多邊形面的交集(步驟S22)，並且回到步驟S20，以判斷下一個切層平面2是否為所述最高切層平面。

本發明中，3D物件處理設備主要是沿著Z軸方向由下往上處理各個切層平面2，當任一個切層平面2與特定多邊形面開始具有交集時(例如為最低切層平面)，此最低切層平面與所述最高切層平面之間的所有切層平面2都將必然與特定多邊形面具有交集。

值得一提的是，於第一實施例中，3D物件處理設備在步驟S22中可以計算下一個切層平面2與特定多邊形面的交集處的顏色資訊，並且寫入此切層平面2的切層檔案中，並且於後續切層程序中再將此顏色資訊刪除。於第二實施例中，3D物件處理設備在步驟S22中可以計算下一個切層平面2與特定多邊形面的交集處的顏色資訊，並且寫入此切層平面2的切層檔案中，但3D列印機在執行列印程序時忽略不對此切層平面2進行著色。於第三實施例中，3D物件處理設備只計算下一個切層平面2與特定多邊形面的交集，但不計算此交集處的顏色資訊，藉此縮短計算時間。

若3D物件處理設備於步驟S20中判斷目前處理的切層平面2為所述最高切層平面，則3D物件處理設備進一步對所述特定多邊形面執行像素化程序(Pixelated，或稱為格欄化(Rasterized))，以產生對應的像素化著色資料(步驟S24)。並且，3D物件處理設備將所產生的像素化著色資料直接寫入所述最高切層平面的切層檔案中(步驟S26)。本實施例中，所述切層檔案可為G-Code檔案，但不加以限定。

請同時參閱圖4及圖5，其中圖4為本發明的多邊形面的集合示意圖的第一具體實施例，圖5為本發明的多邊形面的列印示意圖的第一具體實施例。

於圖4的實施例中，是以一個多邊形面3同時與三個切層平面具有交集為例，以進行說明。具體地，圖4中的多邊形面3是與第一切層平面21(又稱為第一層Z1)具有第一交集41，與第二切層平面22(又稱為第二層Z2)具有第二交集42，並且與第三切層平面23(又稱為第三層Z3)具有第三交集43。

於此實施例中，在此多邊形面3被繪製完成時，多邊形面3的資訊中即已記載了一個集合T1，並且集合T1中記錄了與多邊形面3具有交集的所有切層平面2的層數標記。於圖4的實施例中，所述層數標記為代表第一層的Z1、代表第二層的Z2，以及代表第三層的Z3，但不加以限定。

如圖5所示，當3D物件處理設備計算多邊形面3與第一切層平面21的第一交集41時，可由集合T1得知第一切層平面21不是與多邊形面3具有交集的最高切層平面，因此3D物件處理設備不計算第一交集41的顏色資訊。當3D物件處理設備計算多邊形面3與第二切層平面22的第二交集42時，由於第二切層平面22也不是與多邊形面3具有交集的最高切層平面，因此3D物件處理設備同樣不計算第二交集42的顏色資訊。

當3D物件處理設備計算多邊形面3與第三切層平面23的第三交集43時，可由集合T1得知第三切層平面23為與多邊形面3具有交集的最高切層平面，因此3D物件處理設備對多邊形面2執行像素化程序以產生對應整個多邊形面2的像素化著色資料5，並且將此像素化著色資料5直接寫入第三切層平面23的切層檔案中。具體地，所述像素化程序是將3維空間的多邊形面2轉換成二維空間(即，X-Y平面)的像素資料，以令3D列印機可以在執行列印程序時使用。

承上所述，3D物件處理設備不會計算最高切層平面以外的其他切層平面3與多邊形面2的交集處的顏色資訊，而是直接將整個多邊形面3的顏色資訊記錄在最高切層平面的切層檔案中。由於在本實施例中多邊形面與X-Y平面間的角度很小，可被視為是水平面，因此即使將整個多邊形面3的顏色資訊直接列印於最高切層平面上，使用者仍然可從列印完成的3D模型上看到完整且幾近不失真的外觀顏色。

附件一的(c)部分揭示了通過本發明的切層程序處理後所列印的實體3D模型的外觀示意圖。由附件一的(c)部分可看出，經由本發明的特殊切層方法，最終列印完成的實體3D模型可得到比(b)部分更精準的外觀顏色。

回到圖3。於步驟S26後，3D物件處理設備即可結束本次的切層程序(步驟S28)。並且，於切層程序結束後，使用者即可進一步控制3D列印機來依據所述切層檔案執行列印程序(步驟30)，以列印實體的3D模型。

於一實施例中，所述3D物件處理設備與3D列印機為分開的設備，使用者可通過3D物件處理設備對一個3D物件1執行切層程序並產生各個列印層的切層檔案，並且再將切層檔案匯入3D列印機中，由3D列印機執行列印程序以列印對應的實體3D模型。於另一實施例中，所述3D物件處理設備與3D列印機可整合於一體，即，使用者可通過3D列印機來同時執行切層程序以及列印程序。

參閱圖6，為本發明的彩色3D列印機的方塊圖的第一具體實施例。圖6揭露了一種整合了前述的3D物件處理設備的功能的3D列印機7。如圖6所示，所述3D列印機7至少具有處理器70，以及通過匯流排與處理器70電性連接的物件列印頭71、著色列印頭72、儲存單元73以及無線傳輸單元74。本實施例中，是以3D列印機7同時執行所述切層程序以及列印程序為例，然而於其他實施例中，亦可由各自獨立的3D物件處理設備以及3D列印機來分別執行所述切層程序以及列印程序，不應以此為限。

本實施例中，3D列印機7可通過處理器70來執行本發明的切層方法，並且產生上述的切層檔案。並且，於前述圖3的步驟S30中，處理器70可依據切層檔案來控制物件列印頭71擠出成型材並且控制著色列印頭72噴灑彩色墨水，藉此列印實體的3D模型。上述擠出成型材與噴灑彩色墨水的技術特徵為3D列印領域的公知技術，於此不再贅述。

所述儲存單元73用以儲存處理器70通過切層程序後產生的切層檔案。於一實施例中，3D列印機7通過處理器70來對3D物件執行切層程序，並且產生對應的切層檔案後，再儲存於儲存單元73中。於另一實施例中，3D列印機7可通過無線傳輸單元74由外部接收其他設備所產生的切層檔案，並且直接依據所接收的切層檔案來控制物件列印頭71及著色列印頭72進行列印，不加以限定。

續請參閱圖7，為本發明的多邊形面的列印示意圖的第二具體實施例。若一個多邊形面6為水平面(即，與X-Y平面間的角度很小)，且多邊形面6的面積較小而僅與單一個切層平面2(層數標記為Z0)有交集，則3D列印機7會在執行切層程序時直接對多邊形面6執行像素化程序以產生像素化著色資料5，並且將像素化著色資料5寫入此切層平面2的切層檔案中。

藉此，在執行列印程序時，3D列印機7可依據此切層檔案的內容來控制物件列印頭71擠出成型材，以列印對應的物件。並且，3D列印機7還依據切層檔案的內容控制著色列印頭72噴灑彩色墨水，以對所列印的物件進行著色，使得著色後的物件具有與此多邊形面6相對應的外觀顏色。

續請參閱圖8，為本發明的多邊形面的列印示意圖的第三具體實施例。圖8揭示了一個可被認定為水平面的多邊形面3，此多邊形面3的面積較大而同時與多個切層平面2有交集。於圖8的實施例中，此多邊形面3同時與第一切層平面21(層數標記為Z1)、第二切層平面22(層數標記為Z2)以及第三切層平面23(層數標記為Z3)具有交集。

於執行切層程序時，3D列印機7判定此多邊形面3為水平面，因此會採用上述本發明揭示的切層方法來對多邊形面3進行切層處理。

若採用標準切層程序來對多邊形面3進行切層處理，則如圖8的(a)部分所示，3D列印機7應為多邊形面3與第一切層平面21的交集產生第一著色資料51並寫入第一切層平面21的切層檔案中，為多邊形面3與第二切層平面22的交集產生第二著色資料52並寫入第二切層平面22的切層檔案中，並且為多邊形面3與第三切層平面23的交集產生第三著色資料53並寫入第三切層平面23的切層檔案中。

在執行列印程序時，3D列印機7控制物件列印頭71分別列印第一切層平面21、第二切層平面22及第三切層平面23對應的物件，並且再依據第一切層平面21、第二切層平面22及第三切層平面23的切層檔案來控制著色列印頭72噴灑彩色墨水，以分別對上述的三層物件進行著色，使得這三層物件在著色後可具有與多邊形面3相對應的外觀顏色。

若採用本發明揭示的切層方法來對多邊形面3進行切層處理，則如圖8的(b)部分所示，3D列印機7不會計算多邊形面3與第一切層平面21的交集處的顏色資訊，也不會計算多邊形面3與第二切層平面22的交集處的顏色資訊，而是會直接計算整個多邊形面3的像素化著色資料5，並且將像素化著色資料5寫入與多邊形面3具有交集的最高切層平面(於圖8的實施例中為第三切層平面23)的切層檔案中。

在執行列印程序時，3D列印機7控制物件列印頭71分別列印第一切層平面21、第二切層平面22及第三切層平面23對應的物件，並且再依據第三切層平面23(即，最高切層平面)的切層檔案來控制著色列印頭72噴灑彩色墨水，以對最高層的物件進行著色，使得最高層的物件在著色後可具有與多邊形面3相對應的外觀顏色。

藉由本發明的技術方案，當一個多邊形面被認定為是水平面時，可將整個多邊形面的外觀顏色直接列印在與此多邊形面有交集的最高切層平面中，藉此避免3D模型因為顏色解析度太低而過度失真，因而可令3D模型的列印品質得到改善。

以上所述僅為本發明之較佳具體實例，非因此即侷限本發明之專利範圍，故舉凡運用本發明內容所為之等效變化，均同理皆包含於本發明之範圍內，合予陳明。

1:3D物件

2:切層平面

21:第一切層平面

22:第二切層平面

23:第三切層平面

3:多邊形面

4:交集

41:第一交集

42:第二交集

43:第三交集

5:像素化著色資料

51:第一著色資料

52:第二著色資料

53:第三著色資料

6:多邊形面

7:3D列印機

70:處理器

71:物件列印頭

72:著色列印頭

73:儲存單元

74:無線傳輸單元

S10~S30:切層與列印步驟

S40~S62:切層與列印步驟

T1:集合

Z1:第一層

Z2:第二層

Z3:第三層

圖1為本發明的切層平面示意圖的第一具體實施例。

圖2A為本發明的多邊形面傾斜角度示意圖的第一具體實施例。

圖2B為本發明的多邊形面傾斜角度示意圖的第二具體實施例。

圖3為本發明的切層與列印流程圖的第一具體實施例。

圖4為本發明的多邊形面的集合示意圖的第一具體實施例。

圖5為本發明的多邊形面的列印示意圖的第一具體實施例。

圖6為本發明的彩色3D列印機的方塊圖的第一具體實施例。

圖7為本發明的多邊形面的列印示意圖的第二具體實施例。

圖8為本發明的多邊形面的列印示意圖的第三具體實施例。

S10~S30:切層與列印步驟

Claims (9)

1. 一種彩色3D物件的水平面切層方法，運用於一3D物件處理設備，包括：a)由該3D物件處理設備對一3D物件執行一切層程序，其中該3D物件由多個彩色多邊形面構成；b)該3D物件處理設備於該切層程序中計算一個切層平面與該多個彩色多邊形面中的一特定多邊形面的交集，其中該切層平面平行於一X-Y平面；c)由該特定多邊形面的資訊判斷該特定多邊形面是否相對於該X-Y平面為水平面；d)於判斷該特定多邊形面為水平面時，由該3D物件處理設備對該特定多邊形面執行一像素化程序並產生像素化著色資料，包括：d11)於判斷該特定多邊形面為水平面時，依據該特定多邊形面的資訊判斷該特定多邊形面是否同時與多個切層平面具有交集；及d12)於判斷該特定多邊形面僅與一個該切層平面具有交集時對該特定多邊形面執行該像素化程序以產生該像素化著色資料；及e)將該像素化著色資料寫入該切層平面的一切層檔案中。
2. 如請求項1所述的彩色3D物件的水平面切層方法，其中該步驟e)是將該像素化著色資料寫入與該特定多邊形面具有交集的多個切層平面中的一最高切層平面的該切層檔案中。
3. 如請求項1所述的彩色3D物件的水平面切層方法，其中該步驟d)包括下列步驟： d21)於判斷該特定多邊形面為水平面時，依據該特定多邊形面的資訊判斷目前處理的該切層平面是否為與該特定多邊形面具有交集的多個切層平面中的一最高切層平面；d22)於目前處理的該切層平面不是該最高切層平面時，計算下一個切層平面與該特定多邊形面的交集，並再次執行步驟d21)；及d23)於目前處理的該切層平面是該最高切層平面時，對該特定多邊形面執行該像素化程序以產生該像素化著色資料，並且接著執行該步驟e)，其中該步驟e)是將該像素化著色資料寫入該最高切層平面的該切層檔案中。
4. 如請求項3所述的彩色3D物件的水平面切層方法，其中該特定多邊形面的資訊包括一集合，該集合記錄與該特定多邊形面具有交集的多個該切層平面的一層數標記，該步驟d21)是依據該層數標記判斷目前處理的該切層平面是否為與該特定多邊形面具有交集的該多個切層平面中的該最高切層平面。
5. 如請求項3所述的彩色3D物件的水平面切層方法，其中該3D物件處理設備於該步驟d22)中不計算下一個切層平面與該特定多邊形面的交集處的顏色資訊。
6. 如請求項1所述的彩色3D物件的水平面切層方法，其中該特定多邊形面的資訊包括該特定多邊形面的各個頂點於一三維座標系上的座標，該步驟c)是依據該些座標取得該特定多邊形面的一法向量方向，並且計算該法向量與該X-Y平面的法向量間的一夾角，再依據該夾角判斷該特定多邊形面是否為水平面。
7. 如請求項6所述的彩色3D物件的水平面切層方法，其中該步驟c)是於該夾角小於或等於10度時，判斷該特定多邊形面為水平面。
8. 如請求項1所述的彩色3D物件的水平面切層方法，其中該多個彩色多邊形面為三角形面，該切層檔案為G-Code檔案。
9. 如請求項1所述的彩色3D物件的水平面切層方法，其中更包括下列步驟：f)該步驟e)後，由該3D物件處理設備結束該切層程序；及g)由一3D列印機依據該切層檔案控制一物件列印頭及一著色列印頭執行一列印程序。

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