生成3D物体的预览制造技术

描述了涉及物体的预览的方法和装置。在一个示例中，获得用于生成三维物体的控制数据针对所述物体的体素指定在物体生成期间要被沉积在该体素中的至少一种打印材料的控制数据。视体可以被确定，并且所述视体内的可见体素被识别。用于显示所述预览的多个预览显示像素可以被确定，并且由每个预览显示像素表示的体素集合被识别。体素的至少一个体素外观参数由所述控制数据确定。针对每个预览显示像素，至少一个像素外观参数可以通过组合由所述预览显示像素表示的体素集合的体素外观参数来确定。根据所述至少一个像素外观参数，预览显示像素可以被控制以显示所述物体的预览。

Generate preview of 3D object

A method and apparatus for previewing an object are described. In one example, the control data for generating a three-dimensional object is obtained, and the control data of at least one print material that is to be deposited in the voxel during the generation of the object is specified for the voxel of the object. The visual body may be determined, and the visible voxels in the visual body are identified. A plurality of preview display pixels for displaying the preview can be determined, and the voxel set represented by each preview display pixel is identified. At least one voxel parameter of the voxel is determined by the control data. For each preview display pixel, at least one pixel appearance parameter may be determined by combining voxel voxel parameters of the voxel set represented by the preview display pixel. According to the at least one pixel appearance parameter, the preview display pixel can be controlled to display a preview of the object.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】生成3D物体的预览
技术介绍
由增材制造工艺生成的三维物体以逐层方式形成。在增材制造的一个示例中，物体通过聚结并固化构造材料层的部分来生成。在示例中，构造材料可以采用粉末、液体或薄片材料的形式。预期的聚结、固化和/或物理特性可以通过将试剂打印到构造材料层上来实现。能量可以被施加至层上，并且一旦冷却，涂敷有试剂的构造材料就聚结并固化。在其他示例中，三维物体可以通过使用挤压塑料或喷涂材料作为构造材料来生成，这些材料固化从而形成物体。生成三维物体的一些打印工艺使用由三维物体的模型生成的控制数据。该控制数据可以例如指定施加试剂至构造材料的位置或者构造材料本身可以被放置的位置。试剂/构造材料可以致力于为物体的那部分提供特定外观，例如颜色、光泽或表面纹理。附图说明为了更加完整地理解，现在结合附图参考以下描述，其中：图1是生成三维物体的预览的方法的示例的流程图；图2是用于组合体素外观参数的方法的示例的流程图；图3是处理装置的示例的简化示意图；以及图4是处理器和存储器的示例的简化示意图。具体实施方式对数据进行控制以制作三维物体的增材制造装置已经被提出。这种控制数据可以由具有多个指定物体特性的任意三维内容生成。这些物体特性可以例如包括外观特性(颜色、透明度、光泽度等)、导电率、密度、孔隙率和/或诸如强度的机械特性。在本文的一些示例中，三维空间用词语“体素”来表征，即三维像素，其中每个体素占据离散体积。在制作对三维物体进行建模的数据时，给定位置上的体素可以具有至少一个特征。例如，其可以是空的，或者可以具有特定颜色，或者可以表示特定材料或特定物体特性等。在一些示例中，表示三维物体的数据可以被处理以生成用于生成物体的控制数据。在一些示例中，材料体积覆盖表示限定打印材料数据，例如细化可用打印材料(诸如要打印到构造材料层上的试剂，或者在一些示例中，构造材料本身)中每一种的量，并且如果需要的话细化它们的组合的量。这可以被指定为比例体积覆盖(例如，构造材料层的区域的X％上应当施加有试剂Y)。这些打印材料可以涉及或被选择为提供诸如例如颜色、透明度、柔韧性、弹性、刚度、表面粗糙度、孔隙率、导电率、层间强度、密度等的特性。打印材料(例如，试剂滴)根据控制数据的指定应当被施加的实际位置可以使用半色调技术来确定。在一个示例中，物体模型数据内的体素集合可以具有关联的材料体积覆盖矢量集合。在简单情况下，这个矢量可以指示三维空间的给定区域的X％应当施加有一个单位的特定试剂，而(100-X)％应当没有试剂。然后，材料体积覆盖表示提供用于“半色调”工艺的输入以生成可以被增材制造系统使用的控制数据，以制作三维物体。例如，可以确定，为了制作特定物体特性，构造材料层的25％(或层的一部分)应当施加有试剂。例如通过将每个位置与半色调阈值矩阵中提供的阈值作比较，半色调工艺确定试剂滴要被沉积的位置以提供25％的覆盖。在一些示例中，用于生成希望具有某些特性的物体的控制数据已经被开发，这些特性诸如是形状、结构、表面纹理、颜色、光泽等。在一些示例中，预览可以被生成。第一类型的预览可以包括“输出前预检”，其描述确保所有控制数据都存在的过程并且采用预期格式。这允许控制数据的格式错误被识别。然而，其可以不识别会制作诸如在打印物品中没有按照预期且对于操作者来说是显而易见的形状、颜色、纹理等的伪迹的数据部分。在第二类型的预览中，可以作为控制数据的基础的模型的渲染可以被生成并显示给用户。图1中示出可以被用于生成三维物体的预览的方法的示例。在框102中，获得用于生成三维物体的控制数据。在一些示例中，这可以被提供为体素阵列，并且控制数据可以针对物体的非空体素指定至少一种打印材料以在物体生成期间被沉积在该体素中。打印材料可以是试剂，例如被施加以使试剂之下的构造材料可以被促使为聚结并固化，或者可以被选择为给予一些特定特性，诸如颜色、光泽度、不透明度、表面纹理等。颜色可以例如以颜色空间限定，诸如例如灰度的单色连续映像空间；红、绿、蓝(RGB)颜色空间；国际照明委员会(CIE)1931XYZ颜色空间，其中三个变量(“X”、“Y”和“Z”或三色刺激值)被用于对颜色进行建模；CIE1976(L*、a*、b*-CIELAB或‘LAB’)，其中三个变量表示明度“L”和相对颜色维度(“a”和“b”)；或任意其他颜色空间或衍生颜色空间。这些颜色空间中的颜色值可以包括连续色调值，例如值的预定范围内的值。例如，在简单的情况下，RGB颜色值可以包括三个8比特的值，同样每个红、绿和蓝的值可以在0至255的范围内。这些值可以被用于形成控制数据，以使适当量的打印材料或打印材料的组合被沉积在适当的位置。在框104中，确定视体(即，将在用于预览物体的屏幕上表示的物体区域)。然后，在视体内可见的体素被确定(框106)。这可以包括视角、观察范围(即，要预览的物体内容)、物体形状和/或形式(例如，物体的哪些部分会被其他部分阻挡)以及在一些实施例中体素的透明度和不透明度的水平中的任一个或任意组合的考虑。在特定示例中，对于第一可见体素，透明度(或相当于不透明度)被确定，并且从该透明度，可以确定沿着由视体限定的视线在第一体素后方的第二体素是否可见。这可以被反复实施，直到确定在视体中没有物体的其他层可见。在框108中，确定要在其中显示预览的多个预览显示像素。在一些示例中，这可以包括考虑会被用于显示预览的屏幕的分辨率和可见区域(或者屏幕内的视窗)，并且在一些示例中可以是用户可控的。体素的至少一个体素外观参数根据控制数据确定(框110)。在一些示例中，针对视体中的所有体素，体素外观参数被确定。要被每个预览显示像素表示的体素集合可以被识别(框112)。这组体素可以是可见体素的子组。可以通过组合由该预览显示像素表示的体素集合中的体素的至少一个外观参数，来针对每个预览显示像素确定至少一个像素外观参数(框114)，并且每个预览显示像素根据针对该像素确定的像素外观参数来控制(框116)。体素的外观参数可以基于控制数据中指定的打印材料而确定。在一些示例中，这是为打印该体素而指定的打印材料。在其他示例中，为打印可以是邻居或附近邻居的其他体素而指定的打印材料也可以被用于确定体素的外观参数。在示例中，控制数据可以指示要被沉积在特定位置处的打印材料是单一油墨。在这示例中，该体素的外观可以通过该油墨的颜色被至少部分表征。在另一个示例中，控制数据可以指定多种油墨(或者多种其他打印材料)应当被沉积在体素内，例如与另一种油墨重叠的一种油墨。该体素的外观可以通过那些油墨的颜色和重叠部分的颜色来表征。在另一个示例中，体素的光泽度或不透明度可以被指定在控制数据中并且被用于确定外观参数。在一些示例中，体素外观参数可以通过针对至少一个体素使用相同或等效的控制数据而生成的物体的测量来获得。在这些示例中，控制数据可以被用于识别与用于生成被测量物体的控制数据的指示关联保存在存储器中的先前测量的外观参数。在其他示例中，模型，诸如针对颜色的颜色模型、针对光泽度的双向反射分布函数(BRDF)或针对不透明度的给定材料厚度的透光率百分比，可以被用于预测外观参数。在一些示例中，体素外观参数还可以考虑光的横向散射。更特别地，在光进入材料时，光可以在行进的方向上被调制，并且可以沿着相同本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，包括：获得用于生成三维物体的控制数据，所述控制数据针对所述物体的多个体素指定在物体生成期间要被沉积在该体素中的至少一种打印材料；确定视体；确定在所述视体内可见的体素；确定用于显示所述物体的预览的多个预览显示像素；识别由每个预览显示像素表示的体素集合；根据所述控制数据确定体素的至少一个外观参数；针对每个预览显示像素，通过组合由该预览显示像素表示的所述体素集合的外观参数，确定至少一个像素外观参数；根据所述至少一个像素外观参数控制所述预览显示像素，以显示所述物体的预览。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种方法，包括：获得用于生成三维物体的控制数据，所述控制数据针对所述物体的多个体素指定在物体生成期间要被沉积在该体素中的至少一种打印材料；确定视体；确定在所述视体内可见的体素；确定用于显示所述物体的预览的多个预览显示像素；识别由每个预览显示像素表示的体素集合；根据所述控制数据确定体素的至少一个外观参数；针对每个预览显示像素，通过组合由该预览显示像素表示的所述体素集合的外观参数，确定至少一个像素外观参数；根据所述至少一个像素外观参数控制所述预览显示像素，以显示所述物体的预览。2.根据权利要求1所述的方法，其中确定所述可见体素包括：确定第一可见体素的透明度，并且进一步根据所述透明度确定所述第一可见体素后方的第二体素是否可见。3.根据权利要求1所述的方法，其中组合所述体素的所述外观参数包括：确定所述体素集合的外观参数的凸组合，其中每个体素的参数的权重取决于以下项中的至少一项：a.该体素相对于所述预览显示像素的表面积的尺寸；b.该体素到所述物体的可见表面的距离；c.该体素和该体素表面之间的任意体素的不透明度。4.根据权利要求3所述的方法，其中组合所述体素的所述外观参数包括通过估计sum(wi*XYZYNNvoxel(i))来确定比色，其中sum(wi)＝1，并且其中wi＝f(Ovoxel(i)、Dvoxel(i)、Avoxel(i)))，其中O是不透明度，D是深度，并且A是所述体素投影在所述预览显示像素上的面积，并且其中f()是经验确定函数。5.根据权利要求4所述的方法，其中确定像素外观参数包括：将确定的比色转换为显示域比色。6.根据权利要求1所述的方法，其中体素的至少一个外观参数包括颜色参数、光泽度参数、纹理参数、粗糙度参数中的至少一个。7.根据权利要求1所述的方法，其中确定体素的至少一个外观参数包括：确定来自其他体素的横向散射。8.根据权利要求1所述的方法，其中确定所述多个预览像素包括：确定用于显示所述预览的显示装置的分辨率。9.处理...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾恩·莫罗维奇，彼得·莫罗维奇，
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