[發明專利]用于三維半色調化的三維閾值矩陣

有效

• 申請號: 201580074465.4
• 申請日: 2015-04-16
• 公開（公告）號: CN107209955B
• 公開（公告）日: 2021-06-18
• 發明（設計）人: 彼得·莫羅維奇;賈恩·莫羅維奇;杰伊·S·貢德克;J·M·加西亞·雷耶羅·維納斯
• 申請（專利權）人: 惠普發展公司有限責任合伙企業
• 主分類號: G06T17/00
• 分類號: G06T17/00;G06T17/10
• 代理公司: 北京德琦知識產權代理有限公司 11018
• 代理人: 袁媛;王珍仙

本文描述的某些示例涉及三維閾值矩陣。三維閾值矩陣可以用于三維半色調化。在一個示例中，將用于預定義的二維閾值矩陣的值相對第三維進行位移，以提供三維閾值矩陣。在一個示例中，接著可以對與三維對象的數字表示相關聯的三維閾值矩陣進行處理，以輸出用于至少一種制造材料的離散材料布置指令。所述指令可以用來控制增材制造系統制造三維對象。

背景技術

生成三維對象的裝置，包括通常稱作“3D打印機”的那些，已經作為一種潛在方便的制造三維對象的方式被推薦。這些裝置通常接收形式為對象模型的三維對象的定義。將該對象模型進行處理，以指導該裝置使用一種或多種制造材料來制造對象。這可以在逐層的基礎上執行。對象模型的處理可以基于裝置類型和/或實施的制造技術而異。在三維中生成對象提出了二維打印裝置不存在的許多挑戰。

附圖說明

結合附圖，本公開的各種特征將從以下的詳細描述中顯而易見，通過舉例，所述附圖共同對本公開的特征進行了說明，其中：

圖1為根據示例示出用于生成用于制造三維對象的控制數據的示意圖；

圖2為根據示例示出用于制造三維對象的裝置的示意圖；

圖3為根據示例示出可用于生成三維閾值矩陣的部分序列的示意圖；

圖4為根據示例示出用于生成三維半色調閾值矩陣的計算機實現的方法的流程圖；并且

圖5為根據示例示出用于三維半色調化的電子數據結構的示意圖。

具體實施方式

在制造三維對象時，例如在所謂的“3D打印”中，存在控制生成的對象的結構的挑戰。例如，可能想要制造具有各種結構屬性的對象，所述結構屬性可以影響所制造的對象的材料性質和/或機械性質，或受材料性質和/或機械性質影響。還想要靈活地控制所制造的對象的結構。在某些實例中，可能想要改變對象模型的至少一部分的結構，而不必重新設計或重新生成對象模型。例如，可能想要生成通用對象設計的結構變化，例如制造具有一個子結構的第一組對象，并且制造設計相同、但子結構不同的第二組對象。如可以理解的，二維打印不存在此類考慮。

本文描述的某些示例使得能夠生成用于半色調閾值操作的三維矩陣。從二維中所定義的半色調矩陣生成這些示例中的三維矩陣，例如可以應用于二維半色調化的半色調閾值或屏幕矩陣。在這些示例中，以使得能夠施加三維約束的方式，在三維中分布所定義的半色調矩陣。用于所定義的半色調矩陣的值被用來生成二維矩陣集，例如涉及三維矩陣的子矩陣。接著，在第三維中對這些矩陣或子矩陣進行橫向位移，以生成三維矩陣。然后，可以將該三維矩陣應用于在半色調閾值操作中要制造的對象的數字表示，以生成制造對象時所用的控制數據。例如，半色調閾值操作的輸出可包括用于增材制造系統的材料布置指令，例如沉積指令。通過控制用于閾值化的三維矩陣的形式，可以控制三維對象的三維結構。這使設計具有靈活性；可以通過改變用于堆疊子矩陣的所定義的序列，更改三維對象整體或部分的結構。另外，可以應用諸如材料布置簇、逐層疊印和基于路徑的三維對象層的堆疊的特征。

本文描述的某些示例使得能夠制造具有想要的結構的三維對象，而不用更改對象處理管道的實質部分。這些示例也減少了對象設計期間進行特定選擇的需求，例如當發送對象以用于制造時，設計的對象的體積或對象模型無需展現想要的結構。這是通過允許在對象處理管道中的一個階段做出與該對象的至少一個結構相關聯的選擇來實現的，該階段在設計之后，但在制造對象之前，例如諸如當將設計的對象作為“3D打印作業”提交時。就特征為簡單立方體的對象設計而言，這允許同一立方體使用例如以下任一結構來制造：將定義的材料互相緊密放置的子結構；將一組材料分布到對象各處的子結構；最大化各層材料部分的連接性的子結構；或最小化各層材料部分的連接性的結構。在某些實例中，使用基于想要的子結構、在制造時間或接近制造時間生成的三維矩陣，來對為對象的體積(體素)規定材料使用的對象設計的柵格化版本進行半色調化。尤其是，在生成矩陣期間將三維矩陣層位移，以允許這樣。