体素并列聚集式的3D打印颜色呈现方法、装置及系统制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种体素并列聚集式的3D打印颜色呈现方法、装置及系统；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；根据扫描设备的颜色特性，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3D打印设备的打印基色数量和第二颜色信息的映射关系，对模型体素进行CMY三基色分色处理；采用体素并列聚集的颜色呈现方法对CMY三基色分色版进行处理，获得模型体素的八基色打印体素色板；根据该色板，采用不透明材料对3D模型进行逐层打印；该方式采用了体素并列聚集的呈色方式，提高了颜色再现能力，使过渡色和大色域范围真彩色得到了较好地呈现，有利于精确的颜色管理。

3D printing color rendering method, device and system of voxel and side-by-side clustering

The present invention provides a method, device and system for 3D printing color rendering by voxel paralleling and aggregating. The method includes: voxeling the printed 3D model to obtain the location information and the first color information of the model voxel; color space conversion of the first color information according to the color characteristics of the scanning device According to the mapping relationship between the number of primary colors and the second color information of the 3D printing device, the model voxels are processed by CMY three-primary color separation, and the CMY three-primary color separation plate is processed by the method of voxel juxtaposition and aggregation, and the eight-primary color printing body of the model voxels is obtained. According to the palette, opaque material is used to print the 3D model layer by layer. The method adopts the color rendering method of voxel juxtaposition, which improves the color reproduction ability, and makes the transition color and true color in large color gamut appear better, which is beneficial to accurate color management.

【技术实现步骤摘要】
体素并列聚集式的3D打印颜色呈现方法、装置及系统
本专利技术涉及3D打印
，尤其是涉及一种体素并列聚集式的3D打印颜色呈现方法、装置及系统。
技术介绍
3D打印技术通过逐层增材制造的方式生成3D物体，广泛地应用于工业、艺术、装饰、生活等领域。该技术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，存在颜色再现能力差、无法呈现大色域范围真彩色和渐变色等问题，导致色彩还原的精确度较低。并且，由于呈色方式的限制，现有3D打印的颜色呈现方法，不符合ICC(InternationalColorConsortium，国际色彩协会)数字颜色管理规范，无法进行有效的精确颜色管理。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种体素并列聚集式的3D打印颜色呈现方法、装置及系统，以提高颜色再现能力，使过渡色和大色域范围真彩色得到较好地呈现，有利于精确的颜色管理。第一方面，本专利技术实施例提供了一种体素并列聚集式的3D打印颜色呈现方法，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；根据扫描设备的颜色特性，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3D打印设备的打印基色数量和第二颜色信息的映射关系，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；采用体素并列聚集的颜色呈现方法对CMY三基色分色版进行处理，获得模型体素的八基色打印体素色板；八基色打印体素色板包括八基色打印体素的位置信息和颜色信息；根据八基色打印体素色板，采用不透明材料对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，上述打印基色数量和所述第二颜色信息的映射关系，通过下述方式获得：对3D打印设备进行校准，打印色标；测量打印出的色标，得到打印基色数量和第二颜色信息的映射关系。结合第一方面，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，上述采用体素并列聚集的颜色呈现方法对CMY三基色分色版进行处理，获得模型体素的八基色打印体素色板的步骤，包括：采用打印体素聚集式的RIP解析呈色方法，对CMY三基色分色版进行栅格化处理，得到CMY三基色分色数据的分色版；对所述CMY三基色分色数据的分色版进行叠合处理，得到二次色R、G、B，三次色K和白色W的体素位置信息；将二次色R、G、B，三次色K和白色W替换为对应的打印基色，得到模型体素的八基色打印体素色板。结合第一方面，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：判断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。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，上述待打印的3D模型，通过下述方式获得：采集3D物体的形貌数据和颜色数据，以设定的文件格式存储对应的三角面片颜色和顶点位置信息；对三角面片颜色和顶点位置信息进行高度维度的切片和平面维度的栅格化处理，生成晶格规则排列的体素；切片的高度与晶格高度相同；在每个切片的平面内，对三角面片颜色和顶点位置信息进行栅格化处理；根据高度切片与三角面片的交线，采用曲线差值的方法，确定模型表面体素的内部顶点位置；采用空间差值的方法得到每个体素的颜色信息；根据体素的顶点位置信息得到体素的中心位置信息；将体素的中心位置信息和颜色信息保存为3D模型。第二方面，本专利技术实施例提供了一种体素并列聚集式的3D打印颜色呈现装置，该装置包括：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，用于根据扫描设备的颜色特性，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3D打印设备的打印基色数量和第二颜色信息的映射关系，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；八基色分色模块，用于采用体素并列聚集的颜色呈现方法对CMY三基色分色版进行处理，获得模型体素的八基色打印体素色板；八基色打印体素色板包括八基色打印体素的位置信息和颜色信息；打印模块，用于根据八基色打印体素色板，采用不透明材料对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一方面的第一种可能的实施方式，其中，上述打印基色数量和所述第二颜色信息的映射关系，通过下述方式获得：对3D打印设备进行校准，打印色标；测量打印出的色标，得到打印基色数量和第二颜色信息的映射关系。结合第二方面，本专利技术实施例提供了第二方面的第二种可能的实施方式，其中，上述八基色分色模块，还用于：采用打印体素聚集式的RIP解析呈色方法，对CMY三基色分色版进行栅格化处理，得到CMY三基色分色数据的分色版；对CMY三基色分色数据的分色版进行叠合处理，得到二次色R、G、B，三次色K和白色W的体素位置信息；将二次色R、G、B，三次色K和白色W替换为对应的打印基色，得到模型体素的八基色打印体素色板。结合第二方面，本专利技术实施例提供了第二方面的第三种可能的实施方式，其中，该装置还包括体素属性判断模块，用于：判断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，本专利技术实施例提供了一种3D打印色彩呈现系统，该系统包括3D打印机和控制器；上述装置设置于所述控制器中。本专利技术实施例带来了以下有益效果：本专利技术实施例提供了一种体素并列聚集式的3D打印颜色呈现方法、装置及系统，对待打印的3D模型进行体素化处理后，得到模型体素的位置信息和第一颜色信息；根据扫描设备的颜色特性，对该第一颜色信息进行颜色空间转换，从而得到独立于设备的第二颜色信息；根据3D打印设备的打印基色数量和第二颜色信息的映射关系，对上述模型体素进行CMY三基色分色处理，从而得到模型体素的CMY三基色分色版；再采用体素并列聚集的颜色呈现方法对CMY三基色分色版进行处理，获得模型体素的八基色打印体素色板；最后再根据该八基色打印体素色板，采用不透明材料对3D模型进行逐层打印；该方式采用了体素并列聚集的呈色方式，提高了3D打印技术的颜色再现能力，使过渡色和大色域范围真彩色得到了较好地呈现，有利于精确的颜色管理。本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，或者，部分特征和优点可以从说明书推知或毫无疑义地确定，或者通过实施本专利技术的上述技术即可本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种体素并列聚集式的3D打印颜色呈现方法，其特征在于，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；根据扫描设备的颜色特性，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3D打印设备的打印基色数量和所述第二颜色信息的映射关系，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；采用体素并列聚集的颜色呈现方法对所述CMY三基色分色版进行处理，获得所述模型体素的八基色打印体素色板；所述八基色打印体素色板包括八基色打印体素的位置信息和颜色信息；根据所述八基色打印体素色板，采用不透明材料对所述3D模型进行逐层打印。

【技术特征摘要】
1.一种体素并列聚集式的3D打印颜色呈现方法，其特征在于，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；根据扫描设备的颜色特性，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3D打印设备的打印基色数量和所述第二颜色信息的映射关系，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；采用体素并列聚集的颜色呈现方法对所述CMY三基色分色版进行处理，获得所述模型体素的八基色打印体素色板；所述八基色打印体素色板包括八基色打印体素的位置信息和颜色信息；根据所述八基色打印体素色板，采用不透明材料对所述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，所述打印基色数量和所述第二颜色信息的映射关系，通过下述方式获得：对所述3D打印设备进行校准，打印色标；测量打印出的色标，得到打印基色数量和所述第二颜色信息的映射关系。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采用体素并列聚集的颜色呈现方法对所述CMY三基色分色版进行处理，获得所述模型体素的八基色打印体素色板的步骤，包括：采用打印体素聚集式的RIP解析呈色方法，对所述CMY三基色分色版进行栅格化处理，得到CMY三基色分色数据的分色版；对所述CMY三基色分色数据的分色版进行叠合处理，得到二次色R、G、B，三次色K和白色W的体素位置信息；将所述二次色R、G、B，三次色K和白色W替换为对应的打印基色，得到所述模型体素的八基色打印体素色板。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：判断所述模型体素的位置属性；当所述位置属性为表面轮廓体素时，确定所述模型体素的打印材料为基色材料；当所述位置属性为内部体素时，确定所述模型体素的打印材料为内部填充材料。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述待打印的3D模型，通过下述方式获得：采集3D物体的形貌数据和颜色数据，以设定的文件格式存储对应的三角面片颜色和顶点位置信息；对所述三角面片颜色和顶点位置信息进行高度维度的切片和平面维度的栅格化处理，生成晶格规则排列的体素；所述切片的高度与晶格高度相同；在每个切片的平面内，对所述三角面片颜色和顶点位置信息进行栅格化处理；根据高...

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