基于八叉树误差扩散的3D打印色彩呈现方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种基于八叉树误差扩散的3D打印色彩呈现方法和装置；其中，该方法对3D模型进行体素化处理后，得到模型体素的位置信息和颜色信息；对颜色信息进行颜色空间转换后，根据预先获取的3D打印设备的颜色特性文件，对模型体素进行CMY三基色分色处理，得到CMY三基色分色版；对该分色版进行RIP解析，得到模型体素与打印体素的对应关系；采用八叉树误差扩散呈色的方式，根据上述对应关系获得打印体素的CMY三基色分色版；根据CMY三基色分色版确定RGBKW基色的体素位置信息，得到打印体素的八基色分色版，从而采用不透明材料对3D模型进行逐层打印。本发明专利技术实提高了3D打印色彩的空间分辨率和色彩再现能力，可呈现更大色域，且过渡色更为逼真。

【技术实现步骤摘要】
基于八叉树误差扩散的3D打印色彩呈现方法和装置
本专利技术涉及3D打印
，尤其是涉及一种基于八叉树误差扩散的3D打印色彩呈现方法和装置。
技术介绍
3D打印技术正广泛地应用于工业、艺术、装饰、生活等领域。该技术是通过逐层增材制造的方式生成3D物体，其首先通过计算机设计、扫描等方法获取打印物体的3D模型数据，并通过电脑辅助设计得到该3D模型的位置和颜色信息，然后逐层打印，将各层堆叠，直到整个固态物体模型成型，从而完成打印。现有的3D打印色彩呈现方法中，有的对不同比例混合的打印色料进行熔融混合，然后挤出至打印表面；有的将打印色料按照颜色要求进行预先混合，通过一个线型挤出头生产耗材，并利用单喷头进行逐层打印；还有的为侧立面染色法，需要分别打印染色外壳和辅助外壳。这些方法在打印过程中，需要根据不同目标颜色，不断进行目标色预混合，而且前一次的混合色在预混合器中可能会残留，进而影响下次颜色效果，或者颜色位置的打印精度无法达到较小体素的水平，打印结束后，需要溶解或剥离外壳，后处理过程复杂。这些3D打印方法大多为墨水直接混合呈色，存在颜色空间分辨率低、再现能力差、无法呈现过渡色和大色域范围真彩色等问题，导致色彩还原的精确度较低。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供基于八叉树误差扩散的3D打印色彩呈现方法和装置，以提高3D打印的颜色再现能力，使呈现的颜色色域广且过渡色逼真。第一方面，本专利技术实施例提供了一种基于八叉树误差扩散的3D打印色彩呈现方法，该方法包括：对待打印的3D模型进行体素化处理，得到模型体素的位置信息和第一颜色信息；对第一颜色信息进行颜色空间转换，得到独立于设备的第二颜色信息；根据预先获取的3D打印设备的颜色特性文件和第二颜色信息，对模型体素进行CMY三基色分色处理，得到模型体素的CMY三基色分色版；对CMY三基色分色版进行RIP解析，得到模型体素与打印体素的对应关系；采用八叉树误差扩散呈色的方式，根据所述模型体素与打印体素的对应关系获得打印体素的CMY三基色分色版；根据CMY三基色分色版确定RGBKW基色的体素位置信息，得到打印体素的八基色分色版；根据八基色分色版，采用不透明的材料对3D模型进行逐层打印。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，采用八叉树误差扩散呈色的方式，根据模型体素与所述打印体素的对应关系获得所述打印体素的CMY三基色分色版的步骤，包括：对CMY三基色中，每个基色通道进行下述处理：按照预设的阈值，对体素层中的边界体素进行二值化处理，得到每个边界体素的误差值；根据边界体素之间的打印顺序和位置关系，确定可扩散体素；按照预设的扩散比例，将误差值扩散至可扩散体素，得到CMY三基色的二值图像；根据各体素层的CMY三基色的二值图像，得到CMY三基色分色版。结合第一方面第一种可能的实施方式，本专利技术实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，根据边界体素之间的打印顺序和位置关系，确定可扩散体素的步骤，包括：对于每层体素层中的边界体素，按照预设的打印顺序，在当前体素层中确定当前边界体素的第一可扩散体素；在下一层体素层中，将与当前边界体素相邻的边界体素确定为第二可扩散体素。结合第一方面第一种或第二种可能的实施方式，本专利技术实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，该方法还包括：对3D模型进行分层处理，得到各体素层；按照由低层到顶层的顺序，对各体素层进行执行第一方面第一种或第二种可能的实施方式。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，根据CMY三基色分色版确定RGBKW基色的位置信息，得到打印体素的八基色分色版的步骤，包括：对CMY三基色分色版进行叠合处理，得到二次色RGB、三次色K和白色W的体素位置信息；将二次色RGB、三次色K和白色W的颜色信息确定为打印体素的打印基色，将二次色RGB、三次色K和白色W的位置新确定为打印体素的RGBKW的位置信息；将CMY三基色分色版、打印体素的打印基色和RGBKW的位置信息确定为八基色分色版。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，该方法还包括：判断所述模型体素的位置属性；当位置属性为表面轮廓体素时，确定模型体素的打印材料为基色材料；当位置属性为内部体素时，确定模型体素的打印材料为内部填充材料。第二方面，本专利技术实施例还提供一种基于八叉树误差扩散的3D打印色彩呈现装置，包括：体素化处理模块，用于对待打印的3D模型进行体素化处理，得到模型体素的位置信息和第一颜色信息；转换模块，用于对第一颜色信息进行颜色空间转换，得到独立于设备的第二颜色信息；三基色分色模块，用于根据预先获取的3D打印设备的颜色特性文件和第二颜色信息，对模型体素进行CMY三基色分色处理，得到模型体素的CMY三基色分色版；解析模块，用于对CMY三基色分色版进行RIP解析，得到模型体素与打印体素的对应关系；误差扩散模块，用于采用八叉树误差扩散呈色的方式，根据模型体素与所述打印体素的对应关系获得打印体素的CMY三基色分色版；确定模块，用于根据CMY三基色分色版确定RGBKW基色的体素位置信息，得到打印体素的八基色分色版；打印模块，用于根据八基色分色版，对3D模型进行逐层打印。结合第二方面，本专利技术实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，误差扩散模块，还用于对CMY三基色中，每个基色通道进行下述处理：按照预设的阈值，对体素层中的边界体素进行二值化处理，得到每个边界体素的误差值；根据边界体素之间的打印顺序和位置关系，确定可扩散体素；按照预设的扩散比例，将误差值扩散至所述可扩散体素，得到CMY三基色的二值图像；根据各体素层的所述CMY三基色的二值图像，得到CMY三基色分色版。结合第二方面，本专利技术实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，确定模块，还用于：对CMY三基色分色版进行叠合处理，得到二次色RGB、三次色K和白色W的体素位置信息；将二次色RGB、三次色K和白色W的颜色信息确定为打印体素的打印基色，将二次色RGB、三次色K和白色W的位置新确定为打印体素的RGBKW的位置信息；将CMY三基色分色版、打印体素的打印基色和RGBKW的位置信息确定为八基色分色版。第三方面，本专利技术实施例还提供一种基于八叉树误差扩散的3D打印色彩呈现系统，包括：3D打印机和控制器，其中，上述基于八叉树误差扩散的3D打印色彩呈现装置设置于控制器中。本专利技术实施例提供一种基于八叉树误差扩散的3D打印色彩呈现方法、装置及系统，该方法对3D模型进行体素化处理后，得到模型体素的位置信息和颜色信息；对颜色信息进行颜色空间转换后，根据预先获取的3D打印设备的颜色特性文件，对模型体素进行CMY三基色分色处理，得到模型体素的CMY三基色分色版；对CMY三基色分色版进行RIP解析，从而得到模型体素与打印体素的对应关系；采用八叉树误差扩散呈色的方式，根据模型体素与所述打印体素的对应关系获得打印体素的CMY三基色分色版；再根据CMY三基色分色版确定RGBKW基色的体素位置信息，得到打印体素的八基色分色版，从而对3D模型进行逐层打印。该方式提高了3D打印色彩的空间分辨率和色彩再现能力，可呈现更大色域，且过渡色更为逼真。本专利技术的其他特征本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于八叉树误差扩散的3D打印色彩呈现方法，其特征在于，所述方法包括：对待打印的3D模型进行体素化处理，得到模型体素的位置信息和第一颜色信息；对所述第一颜色信息进行颜色空间转换，得到独立于设备的第二颜色信息；根据预先获取的3D打印设备的颜色特性文件和所述第二颜色信息，对所述模型体素进行CMY三基色分色处理，得到所述模型体素的CMY三基色分色版；对CMY三基色分色版进行RIP解析，得到所述模型体素与打印体素的对应关系；采用八叉树误差扩散呈色的方式，根据所述模型体素与所述打印体素的对应关系获得所述打印体素的CMY三基色分色版；根据所述CMY三基色分色版确定RGBKW基色的体素位置信息，得到所述打印体素的八基色分色版；根据所述八基色分色版，采用不透明的材料对所述3D模型进行逐层打印。

【技术特征摘要】
1.一种基于八叉树误差扩散的3D打印色彩呈现方法，其特征在于，所述方法包括：对待打印的3D模型进行体素化处理，得到模型体素的位置信息和第一颜色信息；对所述第一颜色信息进行颜色空间转换，得到独立于设备的第二颜色信息；根据预先获取的3D打印设备的颜色特性文件和所述第二颜色信息，对所述模型体素进行CMY三基色分色处理，得到所述模型体素的CMY三基色分色版；对CMY三基色分色版进行RIP解析，得到所述模型体素与打印体素的对应关系；采用八叉树误差扩散呈色的方式，根据所述模型体素与所述打印体素的对应关系获得所述打印体素的CMY三基色分色版；根据所述CMY三基色分色版确定RGBKW基色的体素位置信息，得到所述打印体素的八基色分色版；根据所述八基色分色版，采用不透明的材料对所述3D模型进行逐层打印。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采用八叉树误差扩散呈色的方式，根据所述模型体素与所述打印体素的对应关系获得所述打印体素的CMY三基色分色版的步骤，包括：对所述CMY三基色中，每个基色通道进行下述处理：按照预设的阈值，对体素层中的边界体素进行二值化处理，得到每个所述边界体素的误差值；根据边界体素之间的打印顺序和位置关系，确定可扩散体素；按照预设的扩散比例，将所述误差值扩散至所述可扩散体素，得到CMY三基色的二值图像；根据各体素层的所述CMY三基色的二值图像，得到CMY三基色分色版。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据边界体素之间的打印顺序和位置关系，确定可扩散体素的步骤，包括：对于每层体素层中的边界体素，按照预设的打印顺序，在当前体素层中确定当前边界体素的第一可扩散体素；在下一层体素层中，将与所述当前边界体素相邻的边界体素确定为第二可扩散体素。4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：对所述3D模型进行分层处理，得到各体素层；按照由低层到顶层的顺序，对各体素层进行执行权利要求2或3所述的方法。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述CMY三基色分色版确定RGBKW基色的位置信息，得到所述打印体素的八基色分色版的步骤，包括：对所述CMY三基色分色版进行叠合处理，得到二次色RGB、三次色K和白色W的体素位置信息；将所述二次色RGB、三次色K和白色W的颜色信息确定为所述打印体素的打印基色，将所述二次色RGB、三次色K和白色W的位置新确定为所述打印体素的RGBKW的位置信息；将所述C...

【专利技术属性】
技术研发人员：廉玉生，金杨，胡晓婕，刘艳星，钱兴根，魏先福，黄蓓青，秦炼，
申请(专利权)人：北京印刷学院，
类型：发明
国别省市：北京,11