[發(fā)明專利]一種基于凹凸貼圖的浮雕網(wǎng)格表示及3D打印切片方法和系統(tǒng)在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 201611208126.3 | 申請日： | 2016-12-23 |
| 公開（公告）號： | CN106875495A | 公開（公告）日： | 2017-06-20 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 吳美娟;楊周旺;劉利剛;王士瑋 | 申請（專利權(quán)）人： | 合肥阿巴賽信息科技有限公司 |
| 主分類號： | G06T19/20 | 分類號： | G06T19/20;B33Y50/00 |
| 代理公司： | 合肥市長遠(yuǎn)專利代理事務(wù)所(普通合伙)34119 | 代理人： | 屈科輝,傅磊 |
| 地址： | 230000 安徽省合肥市高新區(qū)望江西路*** | 國省代碼： | 安徽;34 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 基于 凹凸 貼圖 浮雕 網(wǎng)格 表示 打印 切片 方法 系統(tǒng) | ||
本發(fā)明公開了基于凹凸貼圖的浮雕網(wǎng)格表示及3D打印切片方法和系統(tǒng)，該方法包括以下步驟：獲取三維基本網(wǎng)格模型，根據(jù)網(wǎng)格的拓?fù)湟?guī)則對三維基本網(wǎng)格模型中與Z平面相交的三角形進(jìn)行自適應(yīng)中點細(xì)分處理；獲取自適應(yīng)中點細(xì)分處理后的三維基本網(wǎng)格模型初始頂點，根據(jù)凹凸貼圖原理更新所述初始頂點的幾何位置；將三維基本網(wǎng)格模型中三角形與Z平面進(jìn)行求交計算，得到求交計算后的交線段并釋放所述三角形幾何信息；根據(jù)求交計算后的交線段的法線方向，將同一層Z平面上的交線段重組成閉合多邊形，生成打印路徑并轉(zhuǎn)化成G?code代碼。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及3D打印切片技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及基于凹凸貼圖的浮雕網(wǎng)格表示及3D打印切片方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)
從工程角度講,3D打印是一種快速表達(dá)出設(shè)計者意圖的工程方法；從制造技術(shù)角度講,3D打印是一種根據(jù)CAD數(shù)據(jù)將成型材料層層疊加制造出零件的工藝過程。3D打印作為一種高效的生產(chǎn)工具,具體步驟如下：
導(dǎo)入STL模型,在計算機(jī)圖形學(xué)中STL作為一種能被計算機(jī)識別的文件格式,經(jīng)常用二進(jìn)制格式存儲三角面片的幾何信息；
3D切片計算,一般情況沿著Z軸方向選取一系列的橫截面去截取3D模型,在截取的過程中,每個三角面片與橫截面相交得到大量的交線段,確定線段方向并選取首尾相連的線段重組成閉合的多邊形；
劃分打印區(qū)域,根據(jù)切片過程中所獲多邊形,劃分打印區(qū)域與非打印區(qū)域,合理優(yōu)化后確定打印區(qū)域的先后順序；
打印3D模型,由打印區(qū)域生成打印路徑數(shù)據(jù),將這些數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成一種打印機(jī)能識別的控制機(jī)床語言G-code信息，由3D打印機(jī)完成模型打印的過程。
一般情況下數(shù)字化浮雕網(wǎng)格可以展示出精美的細(xì)節(jié)和外觀,通過加密細(xì)分網(wǎng)格的方法來提高粗糙模型的視覺特點和幾何細(xì)節(jié).由于模型表面細(xì)節(jié)過于豐富而產(chǎn)生很多問題,造成非常大的麻煩：
1、浮雕網(wǎng)格使用OpenGL Shader進(jìn)行渲染時,占用內(nèi)存、顯存較大,時常會因為顯存不足而導(dǎo)致程序崩潰；
2、浮雕網(wǎng)格的文件所占空間比較大，導(dǎo)致頁面運行不順暢,非常不利于網(wǎng)絡(luò)傳輸與存儲.因此需要簡化模型,但如果一味追求渲染和傳輸速度而過于簡化,則會導(dǎo)致模型失真。
發(fā)明內(nèi)容
基于背景技術(shù)存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提出了基于凹凸貼圖的浮雕網(wǎng)格表示及3D打印切片方法和系統(tǒng)；
本發(fā)明提出的一種基于凹凸貼圖的浮雕網(wǎng)格表示及3D打印切片方法，包括以下步驟：
S1、獲取三維基本網(wǎng)格模型，根據(jù)網(wǎng)格的拓?fù)湟?guī)則對三維基本網(wǎng)格模型中與Z平面相交的三角形進(jìn)行自適應(yīng)中點細(xì)分處理；
S2、獲取自適應(yīng)中點細(xì)分處理后的三維基本網(wǎng)格模型初始頂點，根據(jù)凹凸貼圖原理更新所述初始頂點的幾何位置；
S3、將三維基本網(wǎng)格模型中三角形與Z平面進(jìn)行求交計算，得到求交計算后的交線段并釋放所述三角形幾何信息；
S4、根據(jù)求交計算后的交線段的法線方向，將同一層Z平面上的交線段重組成閉合多邊形，生成打印路徑并轉(zhuǎn)化成G-code代碼。
其中，在S1中，根據(jù)網(wǎng)格的拓?fù)湟?guī)則對三維基本網(wǎng)格模型中與Z平面相交的三角形進(jìn)行自適應(yīng)中點細(xì)分處理，具體包括，通過相交測試算法判斷三維基本網(wǎng)格模型中三角形是否與Z平面相交，其中所述相交測試算法包括：
獲取三維基本網(wǎng)格模型中三角形q；
計算所述三角形q的包圍盒，其中所述包圍盒Z軸最小值為zmin，所述包圍盒Z軸最大值為zmax；
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