使三维对象的表示序列化制造技术

在示例中，一种方法包括在处理器处接收表示要在逐层制造过程中制造的对象的至少一部分的数据。可以从所述数据生成所述对象的至少一部分的序列化八叉树表示。在所述序列化八叉树表示中，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表示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；以及(iii)表示包括所述对象的给定层并在所述八叉树表示内具有相同级的体积的节点根据位置编码图案被排序。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使三维对象的表示序列化
技术介绍
增材制造技术可以通过构建材料的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是用于布置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是用于生成对象层的示例方法的流程图；图4是示例计算机系统的示意绘图；图5是示例增材制造设备的示例示意绘图的示意绘图；以及图6A和图6B是图示了八叉树结构的表示的示意绘图。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。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中在处理器处接收用于提供要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的数据。在一些示例中，可以将此数据提供为经典八叉树表示，其中表示最大体积的节点(‘根’节点)被首先描述，后面是其八分体，后面是其八分体并且依此类推。在其他示例中，八叉树可以由对象的另一表示构建，例如由设计文件(诸如STL文件、.OBJ文件、DXF文件、json文件、3mf文件、vtk文件等)构建。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，并且每个体素可以是打印可寻址区域。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包括从数据并使用处理器生成对象的序列化八叉树表示。在一些示例中，块104可以包括重新布置八叉树表示，然而在其他示例中，可以从表示对象的数据生成八叉树表示，其可以以逐层方式(例如对象的表示可能已被分割成表示对象的切片的层)或者以打印分辨率或者以某种其他方式表示数据(注意在块102中获取的数据它本身可以不是八叉树表示，但是它确实提供用于构建八叉树表示的数据)。如在下面更详细地阐述的，序列化表示被构造为使得节点被以特定方式排序。当考虑Z坐标与对象的高度有关的XYZ空间时，这可以被认为是“Z优先”排序，因为对象是在位于XY平面中的层中生成的。如将变得显而易见的，这种排序可以适于处理与要在层中生成的三维对象有关的数据。在此示例中，序列化表示符合关于图2中所示的3级八叉树而讨论的三条规则。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-B8，其中的每一个均表示物理子体积。B1、B2、B3和B4表示体积的下半部分的象限，然而B5、B6、B7和B8与体积的上半部分有关。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示出了这个。下一级将B1分割成八分体C11至C18(其中此表示法在下面延伸，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)，其中的每一个均表示物理子体积。再次，在此示例中Cn1-Cn4表示n＝1至8的每个B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那样。要在形成序列化表示时应用的第一规则是表示包括要按照对象生成的预定顺序较早地生成的对象的层的体积的节点在表示由要随后生成的对象的(一个或多个)层构成的体积的节点之前。在增材制造中，一般地自底向上构建对象。以图2为例，要在这种示例中首先生成的层是最低层，其包括用于n＝1至4的Cn1-Cn4。B1-B4也包括此层，A也一样。因此，此规则意味着A和B1-B4将被列举在B5-B6(其不包括第一层的表示，并且排他地由要随其后生成的层构成)之前。它还意味着n＝1至4的Cn1至Cn4将被列举在所有其他C节点之前。第二规则是表示包括对象的给定层的体积的节点基于八叉树表示内的节点的级被排序，其中父节点出现在后代节点之前。因此，对于第一层，A将被列举在B1至B4中的任一个之前并且B1至B4将被列举在n＝1至4的Cn1至Cn4之前。第三规则是，在已经应用第一规则和第二规则之后，即对于表示包括对象的给定层并且在八叉树内具有相同级的体积的节点，节点根据位置编码图案被序列化。例如，这可以是定义通过空间的特定路径的莫顿(Z顺序)码等。莫顿码是将多维数据映射到一个维度同时保存局部性的函数的一个示例。在此示例中，因此可以应用位置编码图案来确定B1至B4的顺序以及n＝1至4的Cn1至Cn4的顺序。如上面所指出的，对于对象的第一层，这将导致A、B1-4(根据位置编码图案排序)、n＝1至4的Cn1-Cn4(根据空间编码图案排序)的顺序。这给出序列化表示的第一部分。为了易于表示，方括号中指示的位置编码图案和此部分能被概括为：A：[B1-B4]：[Cn1-Cn4]n＝1-4不通过n＝1至4的Cn1-Cn4来表示的下一层向上包括n＝1至4的Cn5-Cn8。然而，此层也通过B1-B4和A来表示，并且因此表示此层仅意指将n＝5至8的Cn1-Cn4添加到以上码部分的末尾，因为这未打破任何规则，从而扩展序列化表示如下：A：[B1-B4]：[Cn1-Cn4]n＝1-4：[Cn5-Cn8]n＝1-4仍然未被表示的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种方法，其包括：在处理器处接收表示要在逐层制造过程中制造的对象的至少一部分的数据；以及从所述数据并使用所述处理器生成包括多个节点的所述对象的至少一部分的序列化八叉树表示，其中生成所述序列化八叉树表示包括对所述节点进行排序，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表示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；以及(iii)表示包括所述对象的给定层并在所述八叉树表示内具有相同级的体积的节点根据位置编码图案被排序。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种方法，其包括：在处理器处接收表示要在逐层制造过程中制造的对象的至少一部分的数据；以及从所述数据并使用所述处理器生成包括多个节点的所述对象的至少一部分的序列化八叉树表示，其中生成所述序列化八叉树表示包括对所述节点进行排序，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表示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；以及(iii)表示包括所述对象的给定层并在所述八叉树表示内具有相同级的体积的节点根据位置编码图案被排序。2.根据权利要求1所述的方法，其中生成所述序列化八叉树表示包括使用莫顿码图案来对表示包括所述对象的给定层并在所述八叉树表示内具有相同级的体积的所述节点进行排序。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述生成所述序列化八叉树包括对所述节点进行排序，使得根节点首先出现在所述序列化八叉树表示中。4.根据权利要求1所述的方法，其中所述八叉树的每个节点将八个体积描述为下列中的一个：(i)在所述体积各处具有一致的预定属性，(ii)在所述体积各处缺乏所述预定属性，(iii)在所述体积的子部分中具有所述预定属性。5.根据权利要求1所述的方法，其包括使用所述处理器来生成要在所述逐层制造过程中生成的所述对象的第一层的数据表示，其中，生成所述第一层的所述数据表示包括：从所述序列化八叉树表示中提取表示包含所述第一层的至少一部分的所有节点的数据；以及根据所提取的数据确定所述第一层的表示。6.根据权利要求5所述的方法，进一步包括使用所述第一层的所述表示来生成对象层。7.根据权利要求5所述的方法进一步包括：使用所述处理器来确定包括所提取的数据以及指示未被包含在所提取的数据中的序列化表示中的位置的索引的数据块；以及将所述数据块存储在存储器中。8.根据权利要求7所述的方法，其包括使用所述处理器来生成要在所述逐层制造过程中生成的所述对象的第二层的数据表示，其中所述第二层将在所述第一层之后被生成，并且其中生成所述第二层的所述数据表示包括：从所提取的数据中丢弃表示不包含所述第二层的任何部分的任何节点的数据；使用所述索引，确定所述序列化表示中的起始位置；以及从所述序列化表示中提取表示包含所述第二层的至少一部分的所有节点并且出现在所述起始位置之后的数据。9.根据权利要求1所述的方法，其中每个节点通过预定公共长度的比特串来表示。10.根据权利要求9所述的方法，其中每个比特串是16比特比特串。11.一种包括处理电路的增材制造设备，其中所述处理电路用以从要制造的对象的至少一部...

【专利技术属性】
技术研发人员：L·阿贝洛罗瑟略，A·文那库亚，P·布鲁内，M·科米诺，J·根扎勒洛格尔，S·根扎勒，J·吉拉尔特阿洛赫，S·科特斯艾赫尔姆斯，A·卡鲁斯科罗伦斯，
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