WO2022027243A1 - 3d模型文件的编码方法、解码方法、装置及3d打印机 - Google Patents

3d模型文件的编码方法、解码方法、装置及3d打印机 Download PDF

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WO2022027243A1
WO2022027243A1 PCT/CN2020/106866 CN2020106866W WO2022027243A1 WO 2022027243 A1 WO2022027243 A1 WO 2022027243A1 CN 2020106866 W CN2020106866 W CN 2020106866W WO 2022027243 A1 WO2022027243 A1 WO 2022027243A1
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data segment
layer
slice
data
model file
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PCT/CN2020/106866
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易瑜
高爱明
谢信福
刘醴
凌少华
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深圳市创必得科技有限公司
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    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T17/00—Three dimensional [3D] modelling, e.g. data description of 3D objects
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T9/00—Image coding

Definitions

  • the present application belongs to the technical field of 3D printing, and in particular relates to an encoding method, decoding method, device, computer-readable storage medium and 3D printer of a 3D model file.
  • a ZIP encoding and decoding strategy is generally used to encode and decode a 3D model file.
  • the algorithm of the existing ZIP encoding and decoding strategy is relatively complex and requires a large amount of computing resources.
  • the embodiments of the present application provide an encoding method, decoding method, device, computer-readable storage medium, and 3D printer for a 3D model file, so as to solve the complex algorithm of the existing ZIP encoding and decoding strategy, which requires a lot of cost. computing resources.
  • a first aspect of the embodiments of the present application provides a method for encoding a 3D model file, which may include:
  • the slice data of each layer is encoded respectively, the continuous data segment in the slice data of each layer is converted into a compressed data segment, and the encoded slice data of each layer is obtained; wherein, the continuous data segment is a data segment composed of a continuous single digital number, The compressed data segment includes the value of a single digit and the number of repetitions;
  • the count value is less than the preset threshold, then the first digit after the comparison number is determined as a new comparison number, and the step of comparing the comparison number with the reference number and its subsequent steps are returned to execute;
  • the data segment from the reference number to the comparison number is determined as a continuous data segment, and the first digit after the comparison number is determined as a new reference number;
  • the comparison number is different from the reference number, the data segment from the reference number to the first digit before the comparison number is determined as a continuous data segment, and the comparison number is determined as the new reference number;
  • the compressed data segment is one byte
  • the converting the determined continuous data segment into a compressed data segment includes:
  • the compressed data segment is one byte
  • the converting the determined continuous data segment into a compressed data segment includes:
  • model file of the 3D model according to the encoded slice data of each layer, including:
  • the model file of the 3D model is constructed according to the order of the file header, the preview picture, the slice layer data header and the encoded slice data of each layer; wherein the slice layer data header is the index of the encoded slice data of each layer.
  • a second aspect of the embodiments of the present application provides a method for decoding a 3D model file, which may include:
  • the encoded slice data of each layer is decoded respectively, and the compressed data segment in the encoded slice data of each layer is converted into a continuous data segment, and the decoded slice data of each layer is obtained;
  • a data segment composed of numbers, and a compressed data segment includes the value of a single number and the number of repetitions.
  • a third aspect of the embodiments of the present application provides an apparatus for encoding a 3D model file, which may include a functional module for implementing any of the foregoing encoding methods for a 3D model file.
  • a fourth aspect of the embodiments of the present application provides an apparatus for decoding a 3D model file, which may include a functional module for implementing any of the foregoing methods for decoding a 3D model file.
  • a fifth aspect of the embodiments of the present application provides a computer-readable storage medium, where a computer program is stored in the computer-readable storage medium, and when the computer program is executed by a processor, the encoding or The steps of the decoding method.
  • a sixth aspect of the embodiments of the present application provides a 3D printer, including a memory, a processor, and a computer program stored in the memory and executable on the processor, when the processor executes the computer program.
  • a seventh aspect of the embodiments of the present application provides a computer program product that, when the computer program product runs on a 3D printer, causes the 3D printer to execute the steps of any of the foregoing methods for encoding or decoding a 3D model file.
  • the embodiments of the present application have the following beneficial effects: the embodiments of the present application perform slicing processing on the 3D model to obtain slice data of each layer; The data segment is converted into a compressed data segment, and the encoded slice data of each layer is obtained; wherein, the continuous data segment is a data segment composed of a continuous single number, and the compressed data segment includes the value of the single number and the number of repetitions; The layer slice data constructs the model file of the 3D model.
  • the embodiments of the present application when encoding, it is only necessary to convert the continuous data segments in the slice data of each layer into compressed data segments, which greatly simplifies the encoding algorithm, and the corresponding decoding algorithm is also simplified, reducing the need for consumption of computing resources.
  • FIG. 1 is a flowchart of an embodiment of a method for encoding a 3D model file in an embodiment of the present application
  • Fig. 2 is the schematic diagram of slice effect
  • Figure 5 is a schematic diagram of a path entry and a path exit
  • FIG. 6 is a schematic diagram of the area of the solid region and the area of the edge lattice
  • FIG. 7 is a schematic diagram of the effect of the gray value gradually transitioning from pure black to pure white
  • FIG. 8 is a slice grayscale image composed of a grayscale image of a continuous lattice
  • FIG. 9 is a first schematic diagram of an encoding process
  • Figure 11 is a schematic diagram of the structure of the model file
  • FIG. 15 is a schematic block diagram of a 3D printer in an embodiment of the application.
  • the term “if” may be contextually interpreted as “when” or “once” or “in response to determining” or “in response to detecting” .
  • the phrases “if it is determined” or “if the [described condition or event] is detected” may be interpreted, depending on the context, to mean “once it is determined” or “in response to the determination” or “once the [described condition or event] is detected. ]” or “in response to detection of the [described condition or event]”.
  • 3D printing is a new type of rapid prototyping manufacturing technology. It manufactures products through the principle of multi-layer superposition growth. It can overcome special structural obstacles that cannot be achieved by traditional mechanical processing, and can achieve simplified production of any complex structural parts.
  • Light-curing 3D printing based on Liquid Crystal Display (LCD) is to slice a three-dimensional object through a certain algorithm to generate a sliced image, and the image is output on the LCD screen by a projection device. Due to the photoreactive properties of the photosensitive resin, light is selectively irradiated on the photosensitive resin through the sliced image, and the irradiated photosensitive resin undergoes a photocuring reaction.
  • LCD Liquid Crystal Display
  • an embodiment of a method for encoding a 3D model file in an embodiment of the present application may include:
  • Step S101 slicing the 3D model to obtain slice data of each layer.
  • FIG. 2 is a schematic diagram of the slicing effect, wherein the left image is a slice display of the 3D model, and the right image is a cross-sectional view of each layer after the model is sliced.
  • the 3D model can be hollowed out before slicing to obtain a hollowed out 3D model, and then the hollowed out 3D model can be sliced to obtain 3D model slices of each layer.
  • a three-dimensional figure is composed of a large number of triangular faces, and the "face” constitutes a "body", so when slicing the 3D model along the Z-axis direction, the obtained cross-section is a collection of many triangles.
  • the set of these triangles can be intersected to obtain the slice path of the 3D model slice, wherein the counterclockwise direction is the solid path, and the clockwise direction is the hole path, as shown in FIG. 4 is the slice path schematic diagram.
  • a solid refers to a part that needs to be filled with printing material
  • a hole refers to a part that does not need to be filled with printing material, that is, a blank part.
  • the area enclosed in the counterclockwise direction along the slice path is the solid area
  • the area enclosed in the clockwise direction along the slice path is the hole area.
  • the gray value area of the lattice passed by the path can be calculated.
  • lattice refers to the smallest basic unit of printing, and each slice of the layer is a lattice matrix formed by a large number of lattices neatly arranged.
  • the solid area in the lattice can be determined first.
  • the intersection of the slicing path and the lattice for the first time in the counterclockwise direction is determined as the path entrance of the lattice; the intersection of the slicing path and the lattice for the second time in the counterclockwise direction is determined. is the path exit of the lattice; the left area in the lattice in the direction from the path entrance to the path exit is determined as the solid area; the left area in the lattice in the direction from the path entrance to the path exit is determined as the blank area .
  • the gray value area of the lattice can be calculated according to the area of the solid region and the area of the lattice.
  • the gray value area refers to the area represented by the gray value. Specifically, the gray value area of the lattice can be calculated according to the following formula:
  • SubArea is the area of the entity area
  • TotalArea is the area of the lattice
  • Figure 6 is a schematic diagram of the two areas
  • MaxGrey is the preset maximum gray value
  • Grey is the gray scale of the lattice Value area
  • the value is an integer, and the calculation result can be rounded.
  • the grayscale value range is 0 ⁇ 255, where 0 represents pure black, 255 is the maximum grayscale value, representing pure white, and the grayscale value from 0 to 255 represents pure black. Gradually transition to pure white, the effect is shown in Figure 7. According to the above steps, a grayscale image corresponding to each lattice is obtained, and the grayscale images of the continuous lattices form a sliced grayscale image as shown in FIG. 8 .
  • the continuous data segment is a data segment composed of continuous single digital numbers
  • the compressed data segment includes the value of the single digital number and the number of repetitions.
  • the comparison number is determined as the comparison number, and the comparison number is compared with the reference number.
  • the comparison number is different from the reference number, the data segment from the reference number to the first digit before the comparison number is determined as a continuous data segment, and the comparison number is determined as a new reference number.
  • each compressed data segment occupies two bytes, then a single number repeated in the continuous data segment may be stored in the first byte of the compressed data segment, and the count value may be stored in the first byte of the compressed data segment. into the second byte of the compressed data segment; alternatively, a single number repeated in consecutive data segments can be stored into the second byte of the compressed data segment, and the count value can be stored into the first byte of the compressed data segment.
  • each compressed data segment occupies one byte, then the repeated single digital number in the continuous data segment can be stored in the highest bit of the byte, and the count value can be stored in the word The lower 7 bits of the section; alternatively, the single number repeated in the continuous data segment can be stored in the lowest bit of the byte, and the count value can be stored in the upper 7 bits of the byte.
  • Encode the current continuous data segment "111” store the repeated single digital "1” in the continuous data segment into the highest bit of the byte, and store the count value "3" into the lower 7 bits of the byte to obtain compressed data
  • the bytes of the segment are "10000011", which is 0x83 in hexadecimal.
  • an embodiment of the present application also proposes a method for decoding a 3D model file, which is used for decoding the above-mentioned model file of the 3D model.
  • the encoded slice data of each layer can be extracted from the model file of the 3D model first, and then the encoded slice data of each layer can be decoded respectively, and the compressed data segment in the encoded slice data of each layer can be decoded. Converted into continuous data segments to obtain decoded slice data of each layer.
  • FIG. 13 is a schematic diagram of the decompression process under the combination of software and hardware.
  • the model file obtained after encoding is stored in a Secure Digital (SD) card.
  • SD Secure Digital
  • the model file can be transferred to the Micro Controller Unit (MCU), and the MCU then Transfer data to Field-Programmable Gate Array Gate Array, FPGA), the FPGA sends a request storage instruction to the SDRAM, and the SDRAM dynamically stores the model file.
  • Dynamic Random Access Memory, SDRAM Dynamic Random Access Memory, SDRAM) to extract the model file, decode it, and finally transmit the decoded data to the screen for subsequent 3D printing.
  • the slice processing module 1401 is used to perform slice processing on the 3D model to obtain slice data of each layer;
  • the slice data encoding module 1402 is used to encode the slice data of each layer respectively, convert the continuous data segment in the slice data of each layer into a compressed data segment, and obtain the encoded slice data of each layer;
  • a data segment consisting of a single number, and the compressed data segment includes the value and repetition of a single number;
  • the model file construction module 1403 is configured to construct a model file of the 3D model according to the encoded slice data of each layer.
  • the slice data encoding module may include:
  • a count value initialization unit for initializing a preset count value
  • a comparison number determination unit used for determining the first digit after the reference number as a comparison number
  • the comparison unit is used to compare the comparison number with the reference number
  • the count value update unit is used to increase the count value by one count unit if the comparison number is the same as the reference number;
  • the comparison number update unit is used to determine the first digit after the comparison number as a new comparison number if the count value is less than the preset threshold;
  • the first continuous data segment determination unit is configured to determine the data segment from the reference number to the comparison number as a continuous data segment if the count value is greater than or equal to the threshold value, and determine the first number after the comparison number. Determined as the new benchmark number;
  • the second continuous data segment determination unit is configured to determine the data segment from the reference number to the first digit before the comparison number as a continuous data segment if the comparison number is different from the reference number, and determine the comparison number is the new benchmark number;
  • the compressed data segment is one byte
  • the data conversion unit may include:
  • the compressed data segment is one byte
  • the data conversion unit may include:
  • the second storage sub-unit is used for storing the repeated single numbers in the continuous data segment into the lowest bit of the compressed data segment; and storing the count value into the upper 7 bits of the compressed data segment.
  • model file construction module is specifically configured to construct the model file of the 3D model according to the order of the file header, the preview picture, the slice layer data header and the encoded slice data of each layer; wherein, the slice layer data header is the index of the encoded slice data of each layer.
  • a decoding apparatus for a 3D model file in this embodiment may include:
  • the slice data extraction module is used to extract the encoded slice data of each layer from the model file of the 3D model
  • the slice data decoding module is used to decode the encoded slice data of each layer respectively, convert the compressed data segment in the encoded slice data of each layer into a continuous data segment, and obtain the decoded slice data of each layer;
  • the data segment is a data segment composed of a continuous single digital number, and the compressed data segment includes the value of the single digital number and the number of repetitions.
  • FIG. 15 shows a schematic block diagram of a 3D printer provided by an embodiment of the present application. For convenience of description, only parts related to the embodiment of the present application are shown.
  • the computer program 152 may be divided into one or more modules/units, and the one or more modules/units are stored in the memory 151 and executed by the processor 150 to complete the this application.
  • the one or more modules/units may be a series of computer program instruction segments capable of performing specific functions, and the instruction segments are used to describe the execution process of the computer program 152 in the 3D printer 15 .
  • FIG. 15 is only an example of the 3D printer 15 , and does not constitute a limitation on the 3D printer 15 , and may include more or less components than the one shown, or combine some components, or different components
  • the 3D printer 15 may also include input and output devices, network access devices, buses, and the like.
  • the processor 150 may be a central processing unit (Central Processing Unit, CPU), and may also be other general-purpose processors, digital signal processors (Digital Signal Processor, DSP), application-specific integrated circuit (Application Specific Integrated Circuit, ASIC), Field Programmable Gate Array (Field-Programmable Gate Array, FPGA) Or other programmable logic devices, discrete gate or transistor logic devices, discrete hardware components, and the like.
  • a general purpose processor may be a microprocessor or the processor may be any conventional processor or the like.
  • the storage 151 may be an internal storage unit of the 3D printer 15 , such as a hard disk or a memory of the 3D printer 15 .
  • the memory 151 may also be an external storage device of the 3D printer 15, such as a plug-in hard disk, a smart memory card (Smart memory card) provided on the 3D printer 15. Media Card, SMC), secure digital (Secure Digital, SD) card, flash memory card (Flash Card), etc. Further, the memory 151 may also include both an internal storage unit of the 3D printer 15 and an external storage device.
  • the memory 151 is used to store the computer program and other programs and data required by the 3D printer 15 .
  • the memory 151 may also be used to temporarily store data that has been output or will be output.
  • the disclosed apparatus/3D printer and method may be implemented in other ways.
  • the device/3D printer embodiments described above are only illustrative.
  • the division of the modules or units is only a logical function division. In actual implementation, there may be other division methods, such as multiple units. Or components may be combined or may be integrated into another system, or some features may be omitted, or not implemented.
  • the shown or discussed mutual coupling or direct coupling or communication connection may be through some interfaces, indirect coupling or communication connection of devices or units, and may be in electrical, mechanical or other forms.
  • each functional unit in each embodiment of the present application may be integrated into one processing unit, or each unit may exist physically alone, or two or more units may be integrated into one unit.
  • the above-mentioned integrated units may be implemented in the form of hardware, or may be implemented in the form of software functional units.

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Abstract

本申请属于3D打印技术领域，尤其涉及一种3D模型文件的编码方法、解码方法、装置、计算机可读存储介质及3D打印机。其中的编码方法包括：对3D模型进行切片处理，得到各层切片数据；对各层切片数据分别进行编码，将各层切片数据中的连续数据段转化为压缩数据段，得到编码后的各层切片数据；其中，连续数据段为由连续的单一数码组成的数据段，压缩数据段包括单一数码的值和重复次数；根据编码后的各层切片数据构造所述3D模型的模型文件。通过本申请实施例，在进行编码时，仅需将各层切片数据中的连续数据段转化为压缩数据段即可，极大简化了编码算法，相应的解码算法也随之简化，减少了对于计算资源的消耗。

Description

3D模型文件的编码方法、解码方法、装置及3D打印机 技术领域
本申请属于3D打印技术领域，尤其涉及一种3D模型文件的编码方法、解码方法、装置、计算机可读存储介质及3D打印机。
 背景技术
在现有技术中，一般采用ZIP编解码策略来对3D模型文件进行编解码，但是，现有的ZIP编解码策略的算法较为复杂，需要耗费大量的计算资源。
 技术问题
有鉴于此，本申请实施例提供了一种3D模型文件的编码方法、解码方法、装置、计算机可读存储介质及3D打印机，以解决现有的ZIP编解码策略的算法较为复杂，需要耗费大量的计算资源的问题。
 技术解决方案
本申请实施例的第一方面提供了一种3D模型文件的编码方法，可以包括：
对3D模型进行切片处理，得到各层切片数据；
对各层切片数据分别进行编码，将各层切片数据中的连续数据段转化为压缩数据段，得到编码后的各层切片数据；其中，连续数据段为由连续的单一数码组成的数据段，压缩数据段包括单一数码的值和重复次数；
根据编码后的各层切片数据构造所述3D模型的模型文件。
进一步地，所述对各层切片数据分别进行编码，将各层切片数据中的连续数据段转化为压缩数据段，得到编码后的各层切片数据，包括：
将切片数据中的第一位数码确定为基准数码；
初始化预设的计数值；
将基准数码之后的第一位数码确定为比对数码；
将比对数码与基准数码进行比对；
若比对数码与基准数码相同，则将计数值增加一个计数单位；
若计数值小于预设的阈值，则将比对数码之后的第一位数码确定为新的比对数码，并返回执行所述将比对数码与基准数码进行比对的步骤及其后续步骤；
若计数值大于或等于所述阈值，则将从基准数码至比对数码的数据段确定为一个连续数据段，并将比对数码之后的第一位数码确定为新的基准数码；
若比对数码与基准数码不同，则将从基准数码至比对数码之前的第一位数码的数据段确定为一个连续数据段，并将比对数码确定为新的基准数码；
将确定出的连续数据段转化为压缩数据段，并返回执行所述初始化预设的计数值的步骤及其后续步骤，直至切片数据编码完成为止。
在本申请实施例的一种具体实现中，压缩数据段为一个字节；
所述将确定出的连续数据段转化为压缩数据段，包括：
将连续数据段中重复的单一数码存储入压缩数据段的最高位；
将计数值存储入压缩数据段的低7位。
在本申请实施例的另一种具体实现中，压缩数据段为一个字节；
所述将确定出的连续数据段转化为压缩数据段，包括：
将连续数据段中重复的单一数码存储入压缩数据段的最低位；
将计数值存储入压缩数据段的高7位。
进一步地，所述根据编码后的各层切片数据构造所述3D模型的模型文件，包括：
按照文件头、预览图片、切片层数据头和编码后的各层切片数据的顺序构造所述3D模型的模型文件；其中，所述切片层数据头为编码后的各层切片数据的索引。
本申请实施例的第二方面提供了一种3D模型文件的解码方法，可以包括：
从3D模型的模型文件中提取编码后的各层切片数据；
对编码后的各层切片数据分别进行解码，将编码后的各层切片数据中的压缩数据段转化为连续数据段，得到解码后的各层切片数据；其中，连续数据段为由连续的单一数码组成的数据段，压缩数据段包括单一数码的值和重复次数。
本申请实施例的第三方面提供了一种3D模型文件的编码装置，可以包括实现上述任一种3D模型文件的编码方法的功能模块。
本申请实施例的第四方面提供了一种3D模型文件的解码装置，可以包括实现上述任一种3D模型文件的解码方法的功能模块。
本申请实施例的第五方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一种3D模型文件的编码或解码方法的步骤。
本申请实施例的第六方面提供了一种3D打印机，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述任一种3D模型文件的编码或解码方法的步骤。
本申请实施例的第七方面提供了一种计算机程序产品，当计算机程序产品在3D打印机上运行时，使得3D打印机执行上述任一种3D模型文件的编码或解码方法的步骤。
 有益效果
本申请实施例与现有技术相比存在的有益效果是：本申请实施例对3D模型进行切片处理，得到各层切片数据；对各层切片数据分别进行编码，将各层切片数据中的连续数据段转化为压缩数据段，得到编码后的各层切片数据；其中，连续数据段为由连续的单一数码组成的数据段，压缩数据段包括单一数码的值和重复次数；根据编码后的各层切片数据构造所述3D模型的模型文件。通过本申请实施例，在进行编码时，仅需将各层切片数据中的连续数据段转化为压缩数据段即可，极大简化了编码算法，相应的解码算法也随之简化，减少了对于计算资源的消耗。
 附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本申请实施例中一种3D模型文件的编码方法的一个实施例流程图；
图2为切片效果的示意图；
图3为三角面构成的立体图的示意图；
图4为切片路径的示意图；
图5为路径入口和路径出口的示意图；
图6为实体区域的面积和边缘晶格的面积的示意图；
图7为灰度值从纯黑逐步过渡到纯白的效果示意图；
图8为由连续晶格的灰度图组成的切片灰度图；
图9为编码过程的第一示意图；
图10为编码过程的第二示意图；
图11为模型文件的构造示意图；
图12为解码过程的示意图；
图13为软硬件结合下的解压过程的示意图；
图14为本申请实施例中一种3D模型文件的编码装置的一个实施例结构图；
图15为本申请实施例中一种3D打印机的示意框图。
 本发明的实施方式
为使得本申请的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而非全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。
应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
还应当理解，在此本申请说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本申请。如在本申请说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
还应当进一步理解，在本申请说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
如在本说明书和所附权利要求书中所使用的那样，术语“如果”可以依据上下文被解释为“当...时”或“一旦”或“响应于确定”或“响应于检测到”。类似地，短语“如果确定”或“如果检测到[所描述条件或事件]”可以依据上下文被解释为意指“一旦确定”或“响应于确定”或“一旦检测到[所描述条件或事件]”或“响应于检测到[所描述条件或事件]”。
另外，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
3D打印是一种新型快速成型制造技术，它通过多层叠加生长原理制造产品，能克服传统机械加工无法实现的特殊结构障碍，可以实现任意复杂结构部件的简单化生产。基于液晶显示（Liquid Crystal Display，LCD）的光固化3D打印是将三维物体通过一定的算法进行切片并产生切片图像，由投影装置将图像输出在LCD屏幕。由于光敏树脂的光反应性能，光线透过切片图像选择性地照射在光敏树脂上，被照射到的光敏树脂发生光固化反应，经过一段时间后，光固化反应完全，光敏树脂从液态转变为固态，在一定高度上完成了给定图形的固化，即打印完成一层切片层。此时将模型提升一定高度，即需要固化的下一层切片层的高度，LCD屏幕上输出下一层切片图像，使光敏树脂以给定的形状和时间曝光固化，曝光结束后完成下一层。按照顺序依次输出所有切片层，总是使下一层是以前一层为基础固化成型，最终完成整个模型的固化。
在LCD光固化3D打印领域中，可以使用ZIP编解码压缩策略对3D模型的PNG格式图片进行处理，由于PNG格式图片是一种无损压缩图片格式，所以对PNG格式图片的解压缩就显得尤为重要，然而用ZIP对PNG格式图片进行编解码压缩打包速度较慢，对其中的辅助信息XML格式的文件压缩效率较低，ZIP编解码压缩对单片机的资源消耗大，对嵌入式硬件的要求较高，内存要求较大，在这样的环境下，本申请提出了一种对嵌入式硬件要求低，处理速度快，内存资源消耗少的3D模型文件的编解码方法。
请参阅图1，本申请实施例中一种3D模型文件的编码方法的一个实施例可以包括：
步骤S101、对3D模型进行切片处理，得到各层切片数据。
3D打印机在导入3D模型后，即可在预设的笛卡尔坐标系下对该3D模型进行切片，其切片思想是对3D模型沿Z轴方向按照预设的片层厚度进行逐一切割，使3D模型变成一层一层堆积起来的LCD打印机支持的打印模型，每一层切片均平行于X轴和Y轴。图2所示即为切片效果的示意图，其中，左图为3D模型的切片展示，右图为模型切片后每层的截面图。
优选地，为了节省打印材料，可以在切片前对3D模型进行镂空处理，得到镂空后的3D模型，然后对镂空后的3D模型进行切片处理，得到各层3D模型切片。
如图3所示，三维立体图形是由大量三角面组成的，由“面”构成“体”，所以对3D模型沿Z轴方向进行切片时，所得到的截面是由很多三角形构成的集合。在本申请实施例中，可以对这些三角形构成的集合求交，从而得到3D模型切片的切片路径，其中，逆时针方向为实体路径，顺时针方向为洞路径，图4所示即为切片路径的示意图。在本申请实施例中，实体指的是需要由打印材料填充的部分，洞指的是无需打印材料填充的部分，也即空白的部分。沿切片路径逆时针方向所包围的区域为实体区域，沿切片路径顺时针方向所包围的区域为洞区域。
在确定出某一层切片的切片路径之后，即可计算该路径经过的晶格的灰度值面积。需要注意的是，在本申请实施例中，晶格指的是打印的最小基本单元，每层切片均为由大量的晶格整齐排列成的晶格矩阵。
以切片路径经过的任意一个晶格为例，首先可以确定晶格中的实体区域。
具体地，如图5所示，将切片路径沿逆时针方向与晶格第一次相交的交点确定为晶格的路径入口；将切片路径沿逆时针方向与晶格第二次相交的交点确定为晶格的路径出口；将晶格中位于由路径入口指向路径出口的方向的左侧区域确定为实体区域；将晶格中位于由路径入口指向路径出口的方向的左侧区域确定为空白区域。
在确定实体区域后，即可根据实体区域的面积和晶格的面积计算计算晶格的灰度值面积。
灰度值面积是指由灰度值表示的面积。具体地，可以根据下式计算晶格的灰度值面积：
Grey=SubArea÷TotalArea×MaxGrey
其中，SubArea为所述实体区域的面积，TotalArea为所述晶格的面积，图6即为这两种面积的示意图，MaxGrey为预设的最大灰度值，Grey为所述晶格的灰度值面积，该值为整数，对计算结果可以进行四舍五入。
以256阶灰度为例，灰度值区间为0~255，其中，0代表纯黑，255为最大灰度值，代表纯白，从0到255之间的灰度值即代表从纯黑逐步过渡到纯白，其效果如图7所示。按照上述步骤，得到每个晶格对应的灰度图，连续晶格的灰度图组成如图8所示的切片灰度图。
在计算得到该层切片各个晶格的灰度值面积之后，可以将各个晶格的灰度值面积经过机器汇编语言处理，得到一连串由二进制数码“0”和“1”组成的数据，如“0011110100111....”，把这些数据按照切片灰度图中晶格从左到右、从上到下的顺序依次存储到数组里，即可得到该层的切片数据。
步骤S102、对各层切片数据分别进行编码，将各层切片数据中的连续数据段转化为压缩数据段，得到编码后的各层切片数据。
其中，连续数据段为由连续的单一数码组成的数据段，压缩数据段包括单一数码的值和重复次数。
以任意一层的切片数据为例，首先将切片数据中的第一位数码确定为基准数码，并初始化预设的计数值，此处将计数值记为P，即设置：P=1。
然后，将基准数码之后的第一位数码确定为比对数码，并将比对数码与基准数码进行比对。
若比对数码与基准数码相同，则将计数值增加一个计数单位，即执行：P=P+1；若计数值小于预设的阈值，则将比对数码之后的第一位数码确定为新的比对数码，并返回执行所述将比对数码与基准数码进行比对的步骤及其后续步骤；若计数值大于或等于所述阈值，则将从基准数码至比对数码的数据段确定为一个连续数据段，并将比对数码之后的第一位数码确定为新的基准数码。此处将所述阈值记为PMax，其取值可以根据实际情况进行设置，本申请实施例对此不作具体限定。
若比对数码与基准数码不同，则将从基准数码至比对数码之前的第一位数码的数据段确定为一个连续数据段，并将比对数码确定为新的基准数码。
接着，将确定出的连续数据段转化为压缩数据段，每个压缩数据段所占用的字节数可以根据实际情况进行设置。
在本申请实施例的一种具体实现中，每个压缩数据段占用两个字节，则可以将连续数据段中重复的单一数码存储入压缩数据段的第一个字节，将计数值存储入压缩数据段的第二个字节；或者，可以将连续数据段中重复的单一数码存储入压缩数据段的第二个字节，将计数值存储入压缩数据段的第一个字节。
在本申请实施例的另一种具体实现中，每个压缩数据段占用一个字节，则可以将连续数据段中重复的单一数码存储入该字节的最高位，将计数值存储入该字节的低7位；或者，可以将连续数据段中重复的单一数码存储入该字节的最低位，将计数值存储入该字节的高7位。
由于每个压缩数据段占用一个字节的方案较之占用两个字节的方案可以将占用的存储空间压缩一半，因此优选采用占用一个字节的方案，在这种情况下，可以设置：PMax=127，即一个连续数据段的最小长度为1位，最大长度为127位。
在将一个连续数据段转化为压缩数据段之后，即可继续进行下一个连续数据段的转化过程，即返回执行所述初始化预设的计数值的步骤及其后续步骤，直至切片数据编码完成为止。
假设编码前的切片数据为“0011110100111”，并假设PMax=3，将基准数码记为A，将比对数码记为B，其编码过程如图9和图10所示。
首先进行第一个连续数据段的转化过程，将切片数据中的第一位数码“0”确定为基准数码，即A=0，初始化计数值：P=1。将基准数码“0”之后的第一位数码“0”确定为比对数码，即B=0，并将当前的比对数码“0”与当前的基准数码“0”进行比对，两者相同，即A=B，则将P自增1，即：P=P+1=1+1=2。此时P<PMax，将比对数码“0”之后的第一位数码“1”确定为新的比对数码，即B=1，将当前的比对数码“1”与当前的基准数码“0”进行比对，两者不同，即A≠B，则确定当前的连续数据段为“00”，并将当前的比对数码“1”确定为新的基准数码，即A=1。对当前的连续数据段“00”进行编码，将连续数据段中重复的单一数码“0”存储入字节的最高位，将计数值“2”存储入字节的低7位，得到压缩数据段的字节为“00000010”，使用十六进制表示即为0x02。
接着进行下一个连续数据段的转化过程，初始化计数值：P=1。将基准数码“1”之后的第一位数码“1”确定为比对数码，即B=1，并将当前的比对数码“1”与当前的基准数码“1”进行比对，两者相同，即A=B，则将P自增1，即：P=P+1=1+1=2。此时P<PMax，将比对数码“1”之后的第一位数码“1”确定为新的比对数码，即B=1，将当前的比对数码“1”与当前的基准数码“1”进行比对，两者相同，即A=B，则将P自增1，即：P=P+1=2+1=3。此时P=PMax，则确定当前的连续数据段为“111”，并将当前的比对数码“1”之后的第一位数码“1”确定为新的基准数码，即A=1。对当前的连续数据段“111”进行编码，将连续数据段中重复的单一数码“1”存储入字节的最高位，将计数值“3”存储入字节的低7位，得到压缩数据段的字节为“10000011”，使用十六进制表示即为0x83。
以此类推，依次得到第三个连续数据段为“1”，转化得到压缩数据段的字节为“10000001”，使用十六进制表示即为0x81；第四个连续数据段为“0”，转化得到压缩数据段的字节为“00000001”，使用十六进制表示即为0x01；第五个连续数据段为“1”，转化得到压缩数据段的字节为“10000001”，使用十六进制表示即为0x81；第六个连续数据段为“00”，转化得到压缩数据段的字节为“00000010”，使用十六进制表示即为0x02；第七个连续数据段为“111”，转化得到压缩数据段的字节为“10000011”，使用十六进制表示即为0x83，完成切片数据编码。
步骤S103、根据编码后的各层切片数据构造所述3D模型的模型文件。
如图11所示，在本申请实施例中，可以按照文件头、预览图片、切片层数据头和编码后的各层切片数据的顺序构造所述3D模型的模型文件；其中，所述切片层数据头为编码后的各层切片数据的索引，通过切片层数据头，即可分别索引到切片数据1、切片数据2、切片数据3、…等各层切片数据。此处可以将构造得到的模型文件记为cbddlp文件。
对应于上述的3D模型文件的编码方法，本申请实施例中还提出了一种3D模型文件的解码方法，用于对上述的3D模型的模型文件进行解码。
在该解码方法中，可以首先从3D模型的模型文件中提取编码后的各层切片数据，然后对编码后的各层切片数据分别进行解码，将编码后的各层切片数据中的压缩数据段转化为连续数据段，得到解码后的各层切片数据。
容易理解地，解码过程是编码过程的逆过程，此处延续编码过程所举示例，假设编码后的某曾切片数据为：0x02838101810283，如图12所示，首先对第一个压缩数据段，也即第一个字节0x02进行解码，将该字节的最高位的值“0”确定为连续数据段中重复的单一数码，将该字节的低7位的值“2”确定为计数值，也即单一数码的重复次数，则可转化得到连续数据段“00”。以此类推，分别解码得到后续的连续数据段“111”、“1”、“0”、“1”、“00”、“111”，则解码后的切片数据为“0011110100111”。
图13所示为软硬件结合下的解压过程的示意图。如图所示，编码后得到的模型文件存储入安全数字（Secure Digital，SD）卡中，在软硬件的结合下，可以将模型文件传送到微控制单片机（Micro Controller Unit，MCU），MCU再把数据传送给现场可编程门阵列（Field-Programmable Gate Array，FPGA），FPGA对SDRAM发出请求存储指令，SDRAM对模型文件进行动态存储，当FPGA收到解码命令时，FPGA从同步动态随机存取内存（Synchronous Dynamic Random Access Memory，SDRAM）中提取模型文件，并对其进行解码，最后将解码的数据传送到屏幕，以便于进行后续的3D打印。
综上所述，本申请实施例对3D模型进行切片处理，得到各层切片数据；对各层切片数据分别进行编码，将各层切片数据中的连续数据段转化为压缩数据段，得到编码后的各层切片数据；其中，连续数据段为由连续的单一数码组成的数据段，压缩数据段包括单一数码的值和重复次数；根据编码后的各层切片数据构造所述3D模型的模型文件。通过本申请实施例，在进行编码时，仅需将各层切片数据中的连续数据段转化为压缩数据段即可，极大简化了编码算法，相应的解码算法也随之简化，减少了对于计算资源的消耗。
应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。
对应于上文实施例所述的一种3D模型文件的编码方法，图14示出了本申请实施例提供的一种3D模型文件的编码装置的一个实施例结构图。
本实施例中，一种3D模型文件的编码装置可以包括：
切片处理模块1401，用于对3D模型进行切片处理，得到各层切片数据；
切片数据编码模块1402，用于对各层切片数据分别进行编码，将各层切片数据中的连续数据段转化为压缩数据段，得到编码后的各层切片数据；其中，连续数据段为由连续的单一数码组成的数据段，压缩数据段包括单一数码的值和重复次数；
模型文件构造模块1403，用于根据编码后的各层切片数据构造所述3D模型的模型文件。
进一步地，所述切片数据编码模块可以包括：
基准数码确定单元，用于将切片数据中的第一位数码确定为基准数码；
计数值初始化单元，用于初始化预设的计数值；
比对数码确定单元，用于将基准数码之后的第一位数码确定为比对数码；
比对单元，用于将比对数码与基准数码进行比对；
计数值更新单元，用于若比对数码与基准数码相同，则将计数值增加一个计数单位；
比对数码更新单元，用于若计数值小于预设的阈值，则将比对数码之后的第一位数码确定为新的比对数码；
第一连续数据段确定单元，用于若计数值大于或等于所述阈值，则将从基准数码至比对数码的数据段确定为一个连续数据段，并将比对数码之后的第一位数码确定为新的基准数码；
第二连续数据段确定单元，用于若比对数码与基准数码不同，则将从基准数码至比对数码之前的第一位数码的数据段确定为一个连续数据段，并将比对数码确定为新的基准数码；
数据转换单元，用于将确定出的连续数据段转化为压缩数据段。
在本申请实施例的一种具体实现中，压缩数据段为一个字节，所述数据转换单元可以包括：
第一存储子单元，用于将连续数据段中重复的单一数码存储入压缩数据段的最高位；将计数值存储入压缩数据段的低7位。
在本申请实施例的另一种具体实现中，压缩数据段为一个字节，所述数据转换单元可以包括：
第二存储子单元，用于将连续数据段中重复的单一数码存储入压缩数据段的最低位；将计数值存储入压缩数据段的高7位。
进一步地，所述模型文件构造模块具体用于按照文件头、预览图片、切片层数据头和编码后的各层切片数据的顺序构造所述3D模型的模型文件；其中，所述切片层数据头为编码后的各层切片数据的索引。
对应于上文实施例所述的一种3D模型文件的解码方法，本实施例中一种3D模型文件的解码装置可以包括：
切片数据提取模块，用于从3D模型的模型文件中提取编码后的各层切片数据；
切片数据解码模块，用于对编码后的各层切片数据分别进行解码，将编码后的各层切片数据中的压缩数据段转化为连续数据段，得到解码后的各层切片数据；其中，连续数据段为由连续的单一数码组成的数据段，压缩数据段包括单一数码的值和重复次数。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的装置，模块和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
图15示出了本申请实施例提供的一种3D打印机的示意框图，为了便于说明，仅示出了与本申请实施例相关的部分。
如图15所示，该实施例的3D打印机15包括：处理器150、存储器151以及存储在所述存储器151中并可在所述处理器150上运行的计算机程序152。所述处理器150执行所述计算机程序152时实现上述各个3D模型文件的编码或解码方法实施例中的步骤，或者，所述处理器150执行所述计算机程序152时实现上述各装置实施例中各模块/单元的功能。
示例性的，所述计算机程序152可以被分割成一个或多个模块/单元，所述一个或者多个模块/单元被存储在所述存储器151中，并由所述处理器150执行，以完成本申请。所述一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序152在所述3D打印机15中的执行过程。
本领域技术人员可以理解，图15仅仅是3D打印机15的示例，并不构成对3D打印机15的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述3D打印机15还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
所述处理器150可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其它通用处理器、数字信号处理器 (Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路 (Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA) 或者其它可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
所述存储器151可以是所述3D打印机15的内部存储单元，例如3D打印机15的硬盘或内存。所述存储器151也可以是所述3D打印机15的外部存储设备，例如所述3D打印机15上配备的插接式硬盘，智能存储卡（Smart Media Card，SMC），安全数字（Secure Digital，SD）卡，闪存卡（Flash Card）等。进一步地，所述存储器151还可以既包括所述3D打印机15的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器151用于存储所述计算机程序以及所述3D打印机15所需的其它程序和数据。所述存储器151还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/3D打印机和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/3D打印机实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读存储介质中。基于这样的理解，本申请实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读存储介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读存储介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读存储介质不包括电载波信号和电信信号。
以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (14)

  1. 一种3D模型文件的编码方法，其特征在于，包括：
    对3D模型进行切片处理，得到各层切片数据；
    对各层切片数据分别进行编码，将各层切片数据中的连续数据段转化为压缩数据段，得到编码后的各层切片数据；其中，连续数据段为由连续的单一数码组成的数据段，压缩数据段包括单一数码的值和重复次数；
    根据编码后的各层切片数据构造所述3D模型的模型文件。
  2. 根据权利要求1所述的3D模型文件的编码方法，其特征在于，所述对各层切片数据分别进行编码，将各层切片数据中的连续数据段转化为压缩数据段，得到编码后的各层切片数据，包括：
    将切片数据中的第一位数码确定为基准数码；
    初始化预设的计数值；
    将基准数码之后的第一位数码确定为比对数码；
    将比对数码与基准数码进行比对；
    若比对数码与基准数码相同，则将计数值增加一个计数单位；
    若计数值小于预设的阈值，则将比对数码之后的第一位数码确定为新的比对数码，并返回执行所述将比对数码与基准数码进行比对的步骤及其后续步骤；
    若计数值大于或等于所述阈值，则将从基准数码至比对数码的数据段确定为一个连续数据段，并将比对数码之后的第一位数码确定为新的基准数码；
    若比对数码与基准数码不同，则将从基准数码至比对数码之前的第一位数码的数据段确定为一个连续数据段，并将比对数码确定为新的基准数码；
    将确定出的连续数据段转化为压缩数据段，并返回执行所述初始化预设的计数值的步骤及其后续步骤，直至切片数据编码完成为止。
  3. 根据权利要求2所述的3D模型文件的编码方法，其特征在于，压缩数据段为一个字节；
    所述将确定出的连续数据段转化为压缩数据段，包括：
    将连续数据段中重复的单一数码存储入压缩数据段的最高位；
    将计数值存储入压缩数据段的低7位。
  4. 根据权利要求2所述的3D模型文件的编码方法，其特征在于，压缩数据段为一个字节；
    所述将确定出的连续数据段转化为压缩数据段，包括：
    将连续数据段中重复的单一数码存储入压缩数据段的最低位；
    将计数值存储入压缩数据段的高7位。
  5. 根据权利要求1至4中任一项所述的3D模型文件的编码方法，其特征在于，所述根据编码后的各层切片数据构造所述3D模型的模型文件，包括：
    按照文件头、预览图片、切片层数据头和编码后的各层切片数据的顺序构造所述3D模型的模型文件；其中，所述切片层数据头为编码后的各层切片数据的索引。
  6. 一种3D模型文件的解码方法，其特征在于，包括：
    从3D模型的模型文件中提取编码后的各层切片数据；
    对编码后的各层切片数据分别进行解码，将编码后的各层切片数据中的压缩数据段转化为连续数据段，得到解码后的各层切片数据；其中，连续数据段为由连续的单一数码组成的数据段，压缩数据段包括单一数码的值和重复次数。
  7. 一种3D模型文件的编码装置，其特征在于，包括：
    切片处理模块，用于对3D模型进行切片处理，得到各层切片数据；
    切片数据编码模块，用于对各层切片数据分别进行编码，将各层切片数据中的连续数据段转化为压缩数据段，得到编码后的各层切片数据；其中，连续数据段为由连续的单一数码组成的数据段，压缩数据段包括单一数码的值和重复次数；
    模型文件构造模块，用于根据编码后的各层切片数据构造所述3D模型的模型文件。
  8. 根据权利要求7所述的3D模型文件的编码装置，其特征在于，所述切片数据编码模块包括：
    基准数码确定单元，用于将切片数据中的第一位数码确定为基准数码；
    计数值初始化单元，用于初始化预设的计数值；
    比对数码确定单元，用于将基准数码之后的第一位数码确定为比对数码；
    比对单元，用于将比对数码与基准数码进行比对；
    计数值更新单元，用于若比对数码与基准数码相同，则将计数值增加一个计数单位；
    比对数码更新单元，用于若计数值小于预设的阈值，则将比对数码之后的第一位数码确定为新的比对数码；
    第一连续数据段确定单元，用于若计数值大于或等于所述阈值，则将从基准数码至比对数码的数据段确定为一个连续数据段，并将比对数码之后的第一位数码确定为新的基准数码；
    第二连续数据段确定单元，用于若比对数码与基准数码不同，则将从基准数码至比对数码之前的第一位数码的数据段确定为一个连续数据段，并将比对数码确定为新的基准数码；
    数据转换单元，用于将确定出的连续数据段转化为压缩数据段。
  9. 根据权利要求8所述的3D模型文件的编码装置，其特征在于，压缩数据段为一个字节；
    所述数据转换单元包括：
    第一存储子单元，用于将连续数据段中重复的单一数码存储入压缩数据段的最高位；将计数值存储入压缩数据段的低7位。
  10. 根据权利要求8所述的3D模型文件的编码装置，其特征在于，压缩数据段为一个字节；
    所述数据转换单元包括：
    第二存储子单元，用于将连续数据段中重复的单一数码存储入压缩数据段的最低位；将计数值存储入压缩数据段的高7位。
  11. 根据权利要求7至10中任一项所述的3D模型文件的编码装置，其特征在于，所述模型文件构造模块具体用于按照文件头、预览图片、切片层数据头和编码后的各层切片数据的顺序构造所述3D模型的模型文件；其中，所述切片层数据头为编码后的各层切片数据的索引。
  12. 一种3D模型文件的解码装置，其特征在于，包括：
    切片数据提取模块，用于从3D模型的模型文件中提取编码后的各层切片数据；
    切片数据解码模块，用于对编码后的各层切片数据分别进行解码，将编码后的各层切片数据中的压缩数据段转化为连续数据段，得到解码后的各层切片数据；其中，连续数据段为由连续的单一数码组成的数据段，压缩数据段包括单一数码的值和重复次数。
  13. 一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至5中任一项所述的3D模型文件的编码方法的步骤或如权利要求6所述的3D模型文件的解码方法的步骤。
  14. 一种3D打印机，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至5中任一项所述的3D模型文件的编码方法的步骤或如权利要求6所述的3D模型文件的解码方法的步骤。
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