子体积八叉树制造技术

在示例中，一种方法包括在处理器处接收要在增材制造中生成的对象的第一数据模型。使用所述处理器，可以确定第二数据模型。确定所述第二数据模型可以包括针对包含所述对象的体积的多个连续的非重叠子体积中的每一个，生成表征所述子体积并具有根节点的子体积八叉树。确定所述第二数据模型可以进一步包括生成表征包含所述对象的所述体积的体积八叉树，所述体积八叉树在其最低节点中表征所述子体积八叉树的所述根节点。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】子体积八叉树
技术介绍
增材制造技术可以通过构建材料的选择性凝固在逐层基础上生成三维对象。在此类技术的示例中，构建材料被以逐层方式供应并且凝固方法可以包括把构建材料的层加热以在选定区域中(例如在带有熔剂的区域中)引起熔化。在其他技术中，可以使用其他凝固方法，诸如化学凝固方法或粘结材料。与要生成的三维对象有关的数据可以被提供给增材制造设备并用于生成三维对象。附图说明现在将参考附图描述非限制性示例，在附图中：图1是用于生成表示三维对象的数据的示例方法的流程图；图2是图示了八叉树结构的示意绘图；图3是用于定义八叉树中的节点的示例方法的流程图；图4是用于使用增材制造来生成对象的示例方法的流程图；图5是示例处理设备的示意绘图；图6是结合机器可读介质的示例处理器的示意绘图；以及图7是图示了多级八叉树结构的示意绘图。具体实施方式增材制造技术可以通过构建材料的凝固来生成三维对象。在一些示例中，构建材料可以是粉末状粒状材料，其可以例如是塑料、陶瓷或金属粉末。生成的对象的性质可以取决于构建材料的类型和使用的凝固机制的类型。构建材料可以被例如沉积在打印床上并逐层处理，例如在制作室内。在一些示例中，选择性凝固是通过能量的定向施加来实现的，例如使用导致被施加有定向能量的构建材料的凝固的激光或电子束。在其他示例中，至少一种打印剂可以被选择性地施加到构建材料，并且在施加时可以是液体。例如，可以将熔剂(也称为“聚结剂”或“聚结剂”)按照从表示要生成的三维对象的切片的数据导出的图案(其可以例如从结构设计数据生成)选择性地分配到构建材料的层的各部分上。熔剂可以具有吸收能量的成分，使得当能量(例如，热)被施加到层时，构建材料依照图案聚结和凝固以形成三维对象的切片。在其他示例中，可以以某种其他方式实现聚结。聚结改性剂(也称为改性剂或细化剂)用来例如通过减少或者增加聚结来修改熔剂的效果或者用来帮助产生对象的特定饰面或外观，并且此类试剂可以因此被称为细化剂，在一些示例中还可以被用作打印剂。着色剂(例如包括染料或色料)可以在一些示例中被用作熔剂或改性剂，和/或用作打印剂以为对象提供特定颜色。增材制造系统可以基于结构设计数据生成对象。这可以涉及设计者例如使用计算机辅助设计(CAD)应用来生成要生成的对象的三维模型。模型可以定义对象的实体部分。为了使用增材制造系统来从模型生成三维对象，可处理模型数据以生成模型的平行平面的切片。每个切片可以定义构建材料的相应层的一部分，所述构建材料将由增材制造系统凝固或者使得其聚结。当以高分辨率对大且复杂零件进行建模时，数据模型可迅速地变大。图1是可以为计算机实现的方法的方法的流程图，包括在块102中接收对象的第一数据模型，所述对象可以是要在增材制造中生成的对象。在一些示例中，可以将此数据提供为要作为多个节点在逐层制造过程中制造的对象的至少一部分的八叉树表示，例如经典八叉树表示，其中首先描述表示最大体积的节点(“根”节点)，后面是其八分体，后面是其八分体，依此类推。在一些示例中，数据可以将对象的表示提供为设计文件，诸如STL文件、.OBJ文件、DXF文件、json文件、3mf文件、vtk文件等。对象可以被表示为网格(例如，多边形网格)，或者用一系列切片加以表示。在一些示例中，表示可以包括数据的打印分辨率表示，例如包括为对象和/或周围体积(例如，包封对象的长方体)的每个“体素”指定至少一种属性(例如，存在或不存在、颜色、纹理、透明度、导电性、强度、孔隙率、弹性等)或打印材料(例如，打印剂或构建材料的选择)。体素可以被认为是体积像素，任何每个体素可以是打印可寻址区域，并且在一些示例中，体素是以设备的打印分辨率定义的。在一些示例中，每个体素是相同的形状和/或大小，例如包括立方体或相同的大小，然而在其他示例中体素可以在大小和/或形状上不同。块104和106包括生成第二数据模型的方法。块104包括针对包含对象的体积的多个连续的非重叠子体积中的每一个生成表征该子体积的子体积八叉树，并且块106包括生成表征包含对象的体积的体积八叉树，八叉树在其最低节点中表征子体积八叉树的根节点。在体积八叉树和子体积八叉树的上下文中的术语“体积”和“子体积”纯粹旨在作为标识符，因为体积八叉树描述“整个”感兴趣体积并且子体积八叉树各自描述感兴趣体积的部分。能替代地使用术语“第一”和“第二”八叉树。在图2中示出了3级八叉树的表示。在图2中，根节点A是单个体积。下一级将此体积分割成八分体B1-8，其中的每一个表示物理子体积。B1、B2、B3和B4表示体积的下半部分的象限，然而B5、B6、B7和B8表示体积的上半部分。图2还示出了下一级，但是出于图示的简单的目的，仅针对B1示出这个。下一级将B1分割成八分体C11至C18(其中这种表示法在下面延伸，使得B2可以被分割成标记为C21至C28的八分体，并且更一般地Bn可以被分割成标记为Cn1至Cn8的八分体)，其中的每一个表示物理子体积。再次，在此示例中Cn1-Cn4表示n＝1至8的每个Bn体积的下半部分。应理解的是，每个节点包括描述对象的至少一个方面的数据，如在下面进一步阐述的。尽管未示出，然而可以定义“D”级节点，包括分割成八分体的每个Cnm(其中n＝1至8并且m＝1至8)体积。在示例中每个D级节点可以描述八个打印分辨率体素。在这种示例中，图1的块104可以包括形成六十四个子体积八叉树，每个子体积八叉树包括描述其8个子体积的单个C节点和512个D级节点。块106可以包括生成具有根节点(A，描述8个子体积)和八个B节点(各自描述8个子体积，其中子体积各自对应于C节点)的八叉树。以这种方式，产生了描述对象的八叉树的两个“级”或“阶”。虽然八叉树提供表示对象的有效方法，其中对象将被以某些分辨率描述，但是即使当使用数据压缩技术时，用于有效地处理模型的数据存储和处理资源也可以是巨大的。虽然例如12个八叉树级可以适于描述一个对象，但是这可以使RAM少于16Gb的处理器慢下来。随着八叉树随深度以指数方式增长，增加分辨率意味着用于处理数据的处理和存储资源也急剧地增加，所以问题不容易度量。图1描述了用于形成分割级八叉树表示的方法，其中体积空间被有效地细分成子体积单元的规则网格，并且构建用于这些单元中的每一个的子体积八叉树。当它们已全部被构建时，遍历网格以构建全局体积八叉树的顶层。如在下面更详细地描述的，可以随后合并八叉树。在一些示例中，可以通过参考属性来描述对象。在一些示例中，可以将对象内的体积分类为下列中的一个：(i)在整个体积上具有预定属性(即，每一子体积或其区域共享预定属性)、(ii)完全缺少预定属性(即，每一子体积或其区域缺少预定属性)或(iii)包括具有预定属性的子区域和缺少预定属性的子区域。在一个示例中，属性可以是体积是否包括对象的部分并且每个体积可以被分类为下列中的一个：(i)完全在对象内部(被称为“黑色”)，(ii)完全在对象外部(被称为“白色”)，(iii)横跨对象边界(被称为“灰色”)，使得体积的子区域在对象内部并且另一子区域在外部。在一些示例中，对于扫描边界(或者更一般地包括具有属性的子区域和缺少该属性的子区域)的体积存在两种可能的类别：“末端灰色”体积或“中间灰色”体积。末端灰色体积在体积是本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种方法，其包括：在处理器处接收对象的第一数据模型；使用所述处理器来生成第二数据模型，其中生成所述第二数据模型包括：针对包含所述对象的体积的多个连续的非重叠子体积中的每一个，生成表征所述子体积并具有根节点的子体积八叉树；以及生成表征包含所述对象的所述体积的体积八叉树，所述体积八叉树在其最低节点中表征所述子体积八叉树的所述根节点。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种方法，其包括：在处理器处接收对象的第一数据模型；使用所述处理器来生成第二数据模型，其中生成所述第二数据模型包括：针对包含所述对象的体积的多个连续的非重叠子体积中的每一个，生成表征所述子体积并具有根节点的子体积八叉树；以及生成表征包含所述对象的所述体积的体积八叉树，所述体积八叉树在其最低节点中表征所述子体积八叉树的所述根节点。2.根据权利要求1所述的方法，其中生成八叉树包括：检查所述数据模型中的第一大小的八个体积的组，并且，针对每个组：如果所述组由共享预定属性的体积构成，则合并所述体积以定义第二大小的具有所述预定属性的体积；否则，如果所述组由缺少所述预定属性的体积构成，则合并所述体积以定义所述第二大小的缺少所述预定属性的体积；以及否则，定义指示所述第二大小的在其子部分中包括所述属性的体积的节点。3.根据权利要求2所述的方法，其中所述属性包括所述体积是否完全在所述对象内部的指示。4.根据权利要求2所述的方法，其中生成子体积八叉树包括检查由在先迭代中定义的节点和/或体积所表示的体积并且定义新节点和/或体积直到根节点或体积被定义为止。5.根据权利要求4所述的方法，进一步包括存储至少一个子体积八叉树。6.根据权利要求4所述的方法，其中生成所述体积八叉树包括从所述子体积八叉树的根节点和/或体积开始，迭代地检查由在先迭代中定义的节点和/或体积所表示的体积。7.根据权利要求1所述的方法，其中生成八叉树包括形成所述对象的序列化八叉树表示，使得在所述对象的所述序列化八叉树表示中，所述节点被排序为使得(i)表示包括要按照对象生成的预定顺序较早地生成的所述对象的层的体积的节点在表示由要随后生成的所述对象的(一个或多个)层构成的体积的节点之前；(ii)表示包括所述对象的给定层的体积的节点基于所述八叉树内的所述节点的级被排序，其中父节点出现在后代节点之前；并且(iii)表示包括所述对象的给定层并且在所述八叉树内具有相同级的体积的节点根据位置编码图案被序列化。8.根据权利要求7所述的方法，其中表示包括所述对象的给定层并且在所述八叉树内具有相同级的体积的节点根据莫顿码图案被序列化。9.根据权利要求1所述的方法，进一步包括通过将每个子体积八叉树插入到所述体积八叉树中来合并所述体积八叉树和所述子体积八叉树。10.根据权利要求1所述的方法，进一步包括从所述第二数据模型中提取数据以提供要在增材制造中生成的多个层中的每一个的数据表示；以及基于所述数据表示生成对象。11.一种包括指令的机器可读介质，所述指令当由处理器执行时，使所述处理器：通过检查第一大小的八个体积的组来从对象模型数据生成表示用于在逐层制造中生成的对象的多个第一数据模型和第二数据模型，并且，针对每个组：如果所述组由共享预定属性的体积构成，则合并所述体积以定义第二大小的具有所述预...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·卡鲁斯科罗伦斯，A·文那库亚，P·布鲁内，S·冈萨雷斯，J·冈萨雷斯洛戈尔，M·科米诺，J·吉拉尔特阿洛赫，L·阿贝洛罗瑟略，S·科特斯艾赫尔姆斯，
申请(专利权)人：惠普发展公司，有限责任合伙企业，
类型：发明
国别省市：美国,US