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TWI674966B - 彩色3d物件的著色範圍補償方法 - Google Patents

彩色3d物件的著色範圍補償方法 Download PDF

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TWI674966B
TWI674966B TW106100318A TW106100318A TWI674966B TW I674966 B TWI674966 B TW I674966B TW 106100318 A TW106100318 A TW 106100318A TW 106100318 A TW106100318 A TW 106100318A TW I674966 B TWI674966 B TW I674966B
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黃郁庭
施可葳
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三緯國際立體列印科技股份有限公司
金寶電子工業股份有限公司
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Abstract

一種彩色3D物件的著色範圍補償方法,包括下列步驟:匯入3D物件;對3D物件進行物件切層處理,以產生多個列印層的物件列印路徑資訊;對3D物件進行影像切層處理,以產生多個列印層的顏色列印路徑資訊;對顏色列印路徑資訊進行外擴處理,以得到更新後顏色列印路徑資訊,其中更新後顏色列印路徑資訊可涵蓋切層物件列印後產生的外擴區塊。3D印表機於列印3D模型時,可控制3D噴頭依據多個列印路徑資訊依序列印多個列印層的切層物件,並且控制2D噴頭依據多個更新後顏色列印路徑資訊分別對各個列印層的切層物件進行著色。

Description

彩色3D物件的著色範圍補償方法
本發明涉及一種彩色3D物件,尤其涉及彩色3D物件的著色範圍補償方法。
有鑑於3D列印技術的成熟,以及3D印表機的體積縮小與價格降低,近年來3D印表機實以極快的速度普及化。而為了令列印完成的3D模型更容易被使用者所接受,部分廠商已研發出能夠列印全彩3D模型的3D印表機。
上述3D印表機在列印時,主要是先依據一列印路徑來噴射成型材以形成物件區塊,接著,再依據相同或相似的列印路徑直接於該成型材上噴射彩色墨水以形成著色區塊,以通過該著色區塊對該物件區塊進行著色。藉此,可通過著色後的物件區塊來堆疊成一全彩3D模型。
參閱圖1A,為相關技術的第一3D物件剖示圖。如圖1A所示,一3D物件1主要是由一物件區塊11及覆蓋該物件區塊11的一著色區塊12所形成。如上所述,由於該3D印表機在列印該物件區塊11與列印該著色區塊12時所採用的列印路徑相同或相似,因此該著色區塊12應如圖1A所示,可完全覆蓋該物件區塊11。然而,於實際列印時,常常會產生該著色區塊12無法完全 覆蓋該物件區塊11,使得列印完成的3D模型的輪廓上有部分沒有被著色的現象。
以熔融沉積成型(Fused Deposition Modeling,FDM)式3D印表機為例,該3D印表機採用的成型材為具熱塑性的線材。由於該成型材本身具有一定的重量,且於被噴射時是處於熔融狀態,因此在列印時,該物件區塊11容易有塌陷而外擴的現象。
參閱圖1B,為相關技術的第二3D物件剖示圖。當該物件區塊11被列印後因塌陷而外擴時,將會產生相鄰的一外擴區塊110。由於該外擴區塊110並沒有被該著色區塊12的列印路徑所記錄,因此當該3D印表機依據該列印路徑於該物件區塊11上列印該著色區塊12時,將無法覆蓋該外擴區塊110(即,無法完全覆蓋有外擴現象的該物件區塊11),而造成該外擴區塊110無法被著色的現象。
本發明提供一種彩色3D物件的著色範圍補償方法,可對物件的外擴區塊進行著色補償。
於本發明的一實施例中,該方法主要包括下列步驟:匯入一3D物件;對該3D物件進行一物件切層處理,以產生多個列印層的物件列印路徑資訊;對該3D物件進行一影像切層處理,以產生多個列印層的顏色列印路徑資訊;對該些顏色列印路徑資訊進行外擴處理,以得到多個更新後顏色列印路徑資訊,其中該些更新後顏色列印路徑資訊可涵蓋各個切層物件被列印後產生的一外擴區塊。
藉此,一3D印表機於列印一3D模型時,可控制一3D噴頭依據該多個列印路徑資訊依序列印多個列印層的切層物件,並且控制一2D噴頭依據該多個更新後顏色列印路徑資訊分別對各個列印層的該切層物件進行著色。
相較於相關技術所採用的技術方案,本發明的各個實施例可對各個切層物件在列印後產生的外擴區塊進行著色補償,避免因著色範圍不足而產生列印完成的全彩3D模型的輪廓沒有被著色的現象。
1‧‧‧3D物件
11‧‧‧物件區塊
110‧‧‧外擴區塊
12‧‧‧著色區塊
120‧‧‧原始顏色輪廓
13‧‧‧補償後著色區塊
14‧‧‧外擴後顏色輪廓
15‧‧‧外擴距離
16‧‧‧外擴範圍
2‧‧‧3D印表機
21‧‧‧列印平台
22‧‧‧3D噴頭
23‧‧‧2D噴頭
24‧‧‧控制桿
4‧‧‧切層平面
5‧‧‧像素
6‧‧‧3D物件
61‧‧‧三角面
L1‧‧‧第一線段
L2‧‧‧第二線段
L3‧‧‧第三線段
S10~S22、S120~S122、S140~S144‧‧‧切層與列印步驟
S30~S40‧‧‧補償步驟
S50~S56‧‧‧方向確定步驟
S60~S66‧‧‧顏色確定步驟
圖1A為相關技術的第一3D物件剖示圖。
圖1B為相關技術的第二3D物件剖示圖。
圖2為本發明的一實施例的3D印表機示意圖。
圖3為本發明的一實施例的切層與列印流程圖。
圖4A為本發明的著色範圍補償前示意圖。
圖4B為本發明的著色範圍補償後示意圖。
圖5為本發明的一實施例的外擴範圍示意圖。
圖6為本發明的一實施例的補償流程圖。
圖7為3D物件示意圖。
圖8為本發明的一實施例的輪廓局部放大示意圖。
圖9為本發明的一實施例的外擴方向確定流程圖。
圖10為本發明的一實施例的外擴方向示意圖。
圖11為本發明的一實施例的外擴範圍顏色確定流程圖。
圖12為本發明的另一實施例的外擴範圍示意圖。
茲就本發明的多個實施例,配合圖式,詳細說明如後。
本發明揭露了一種彩色3D物件的著色範圍補償方法(下面將簡稱為該方法),該方法主要運用於同時配置有用於噴射成型材的噴頭以及噴射彩色墨水的噴頭,而可列印全彩3D模型的3D印表機。
參閱圖2,為本發明的一實施例的3D印表機示意圖。圖2的實施例公開了一種3D印表機(下面簡稱為該印表機2),該印表機2具有一列印平台21,該列印平台21上方配置有用以噴射成型材以列印3D物件的一3D噴頭22,以及用以噴射不同顏色的墨水以對3D物件進行著色的一2D噴頭23。
該2D噴頭23可為現有平面印表機所採用的墨水噴頭,後方連接儲存有不同顏色的墨水的多個墨水匣。於一實施例中,該2D噴頭23後方可連接四個墨水匣,該四個墨水匣分別儲存青色(Cyan)、洋紅色(Magenta)、黃色(Yellow)及黑色(Black)的墨水。
於圖2的實施例中,該印表機2是以熱熔融沉積(Fused Deposition Modeling,FDM)式3D印表機為例,該3D噴頭22採用的成型材為具熱塑性的線材。
於圖2的實施例中,該3D噴頭22與該2D噴頭23是設置於同一控制桿24上。具體地,該3D噴頭22與該2D噴頭23是分別設置於該控制桿24一側的相對兩面,並且該印表機2藉由控制該控制桿24來分別移動該3D噴頭22與該2D噴頭23。於其他實施例中,該印表機2亦可設置多個控制桿,並通過不同的控制桿來分別設置並控制該3D噴頭22與該2D噴頭23。
該印表機2於進行列印時,主要是控制該3D噴頭22於該列印平台21上逐層列印一彩色3D物件的各個列印層的切層物件,並且控制該2D噴頭23對列印完成的各個切層物件進行著色。
請同時參閱圖3,為本發明的一實施例的切層與列印流程圖。具體地,圖3揭露了由該印表機2或與該印表機2連接的一電腦設備(圖未標示)的一處理器為進行著色範圍補償所執行的多個補償步驟,以及該印表機2依據補償後的資訊進行3D物件的列印與著色的多個列印步驟。
如圖3所示,首先,由該印表機2或該電腦設備的該處理器匯入一3D物件(步驟S10)。該3D物件主要為一編輯完成的3D物件,當該印表機2依據該3D物件進行列印時,可列印出一實體的全彩3D模型。
在該3D物件匯入完成後,該處理器接著對該3D物件分別執行一3D物件處理程序(步驟S12)以及一2D影像處理程序(步驟S14)。於一實施例中,該處理器可先執行該3D物件處理程序再執行該2D影像處理程序,反之亦然。於其他實施例中,該處理器亦可藉由多工處理,同時執行該3D物件處理程序及該2D影像處理程序,不加以限定。
具體地,於該3D物件處理程序中,該處理器係對該3D物件進行一物件切層處理,以產生多個列印層的物件列印路徑資訊(步驟S120)。該些物件列印路徑資訊的數量係相同於該多個列印層的數量,即,該3D物件的每一個列印層皆具有對應的一筆該物件列印路徑資訊,並且各該物件列印路徑資訊分別描述對應的該列印層的一物件輪廓。
接著,該處理器將該些物件列印路徑資訊儲存為分別對應該多個列印層的多個路徑檔案(步驟S122)。具體地,該處理器將該多個路徑檔案儲存於 該印表機2或該電腦設備的一儲存單元中。於一實施例中,該處理器可通過連接埠將該多個路徑檔案儲存於一可攜式儲存裝置中。於另一實施例中,該處理器亦可藉由網路將該多個路徑檔案儲存於雲端的一資料庫中。
於該2D影像處理程序中,該處理器係對該3D物件進行一影像切層處理,以產生多個列印層的顏色列印路徑資訊(步驟S140)。該些顏色列印路徑資訊的數量係相同於該多個列印層的數量,即,該3D物件的每一個列印層皆具有對應的一筆該顏色列印路徑資訊,並且各該顏色列印路徑資訊分別描述對應的該列印層的一原始顏色輪廓。
於一實施例中,該處理器執行該影像切層處理後產生的列印層數量,與執行該物件切層處理後產生的列印層數量相同。該些顏色列印路徑資訊的數量係相同於該些物件列印路徑資訊的數量,並且各該原始顏色輪廓係分別與相同列印層上的該物件輪廓具有相同或相似的列印路徑。
該步驟S140後,該處理器進一步對該些顏色列印路徑分別進行一外擴處理,以產生多個更新後顏色列印路徑資訊(步驟S142)。本實施例中,各該更新後顏色列印路徑資訊係分別描述對應的該列印層的一外擴後顏色輪廓。
該步驟S142後,該處理器通過上述該儲存單元、該可攜式儲存裝置或該資料庫將該些更新後顏色列印路徑資訊儲存為分別對應該多個列印層的多個影像檔案(步驟S144)。
請同時參閱圖4A及圖4B,分別為本發明的著色範圍補償前示意圖及著色範圍補償後示意圖。該印表機2進行列印時,是先依據一列印層的該物件列印路徑資訊所指示的路徑來列印一個物件區塊11後,再依據相同列印層的 該顏色列印路徑資訊所指示的路徑來於該物件區塊11上進行著色,以產生可完全覆蓋該物件區塊11的一著色區塊12。
如圖4A所示,該物件區塊11被列印後會因為重力、成型材本身的重量與熔融狀態的影響而塌陷、外擴形成一外擴區塊110。若該印表機2直接依照該顏色列印路徑資訊所指示的路徑來列印該著色區塊12,該著色區塊12將無法覆蓋該外擴區塊110。由於該外擴區塊110係位於該全彩3D模型的外輪廓範圍,因此若無法正確著色,將會嚴重影響該全彩3D模型的外觀。
於上述圖3的步驟S142中,該方法是對該顏色列印路徑資訊進行該外擴處理以產生該更新後顏色列印路徑資訊。如圖4B所示,當該印表機2依據該更新後顏色列印路徑資訊所指示的路徑進行列印時,係會於該物件區塊11上形成一補償後著色區塊13。本實施例中,該補償後著色區塊13係可完全覆蓋該物件區塊11及該外擴區塊110。
本發明的該方法將上述該些更新後顏色列印路徑資訊分別記錄成該些影像檔案,因此若該印表機2依據該些影像檔案來控制該2D噴頭23進行著色,則列印完成的該全彩3D模型將不會有外輪廓沒有被著色的缺陷。
再次參閱圖3,於該步驟S12及該步驟S14後,該處理器即完成了該3D物件的著色範圍的補償程序。
該印表機2於實際列印時,係可從該儲存單元、該可攜式儲存裝置或該資料庫讀取該路徑檔案,依據該路徑檔案來控制該印表機2的該3D噴頭22,以列印一個列印層(例如第一層)的該切層物件(步驟S16)。並且,該印表機2可從該儲存單元、該可攜式儲存裝置或該資料庫讀取該影像檔案,並於列 印該切層物件的同時依據該影像檔案控制該2D噴頭23,以對相同列印層的該切層物件進行著色(步驟S18)。
於一個列印層的該切層物件列印完成並且著色完成後,該印表機2判斷該3D物件所對應的一全彩3D模型是否已列印完成(步驟S20)。即,判斷是否已完成了該3D物件的所有列印層的列印動作及著色動作。若該全彩3D模型尚未列印完成(即,目前列印的不是該3D物件的最後一個列印層),則該印表機2進一步取得下一個列印層的該路徑檔案及該影像檔案(步驟S22),並且再次執行該步驟S16與該步驟S18,以進行下一個列印層的列印動作及著色動作,直到該全彩3D模型列印完成為止。
續請參閱圖5,為本發明的一實施例的外擴範圍示意圖。如前文中所示,該顏色列印路徑資訊描述的是所屬列印層的一原始顏色輪廓120,而該更新後顏色列印路徑資訊描述的是所屬列印層的一外擴後顏色輪廓14。於圖5的實施例中係以一個切層平面4為例,並且以一像素5為最小單位進行示意。
如圖5所示,於一實施例中,該外擴後顏色輪廓14是由對應的該原始顏色輪廓120向外延伸一外擴距離15所產生,並且該外擴後顏色輪廓14涵蓋了一外擴範圍16。於本實施例中,該外擴範圍16的面積相等於相同列印層上的該切層物件於列印後將會產生的該外擴區塊的110的面積。
於一實施例中,該外擴距離15可為e×p,其中e為該印表機2的一預設外擴參數,p為該3D物件所採用的該像素5的尺寸大小。具體地,不同的3D印表機可能採用不同的3D噴頭與不同之成型材,而用不同的3D噴頭所噴射的成型材可能會有不同的外擴程度,即使是用相同的3D噴頭噴不同之成 型材也可能會有不同的外擴程度。上述該預設外擴參數係預先對本發明的該方法所採用的該印表機2進行實驗,並針對實驗結果指出的外擴程度所設定之參數。
上述p為3D物件採用的像素大小,實為演算法內將平面像素化的像素大小,由演算法開發者自行決定,單位面積內像素越多,表像素尺寸越小,輸出的顏色檔案越精緻但也運算越久。
續請參閱圖6,為本發明的一實施例的補償流程圖。圖6是對圖3的該步驟S14如何執行該外擴處理做進一步說明。
首先,於執行了該影像切層處理後,該處理器取得該些顏色列印路徑資訊(步驟S30),接著,分別判斷各該顏色列印路徑資訊所描述的該些原始顏色輪廓的一外擴方向(步驟S32)。該處理器進一步計算該些原始顏色輪廓於該外擴方向上的一外擴距離(步驟S34)。接著,再依據各該外擴方向及各該外擴距離分別計算各該原始顏色輪廓的一外擴範圍(步驟S36)。並且,該處理器還可依據該些原始顏色輪廓、該些外擴方向及該些外擴距離來推算出相對的該些外擴後顏色輪廓。
接著,該處理器進一步取得各該外擴範圍所需採用的一顏色資訊(步驟S38)。最後,該處理器再依據該些外擴方向、該些外擴範圍及該些顏色資訊來更新該些顏色列印路徑資訊,以分別產生相對的該些更新後顏色列印路徑資訊(步驟S40)。
於該3D物件的建模過程中,該處理器主要是將該3D物件的輪廓視為多個三角面的組合,因此於前述步驟S32中,該處理器可藉由該3D物 件中的多個三角面來決定該些外擴方向。並且於前該步驟S38中,該處理器亦可藉由該3D物件中的多個三角面的顏色來決定該些顏色資訊(容後詳述)。
參閱圖7,為一3D物件示意圖。圖7的實施例揭露了一3D物件6,並且由圖7可看出,對於該處理器而言,該3D物件6的輪廓是由多個三角面61所組成。換句話說,該3D物件6的輪廓與顏色都是通過對該些三角面61的設定來決定的。關於上述三角面的技術特徵屬於3D繪圖領域的公知技術,於此不再贅述。
請同時參閱圖8,為本發明的一實施例的輪廓局部放大示意圖。如前文所述,該顏色列印路徑資訊描述的是所屬列印層的一原始顏色輪廓120,而該更新後顏色列印路徑資訊描述的是所屬列印層的一外擴後顏色輪廓14。當該印表機2依據該影像檔案對該列印層進行著色時,將會同時對該原始顏色輪廓120、該外擴後顏色輪廓14及該外擴範圍16進行著色。
如圖8所示,若將該原始顏色輪廓120放大來看,可看出一3D物件的該原始顏色輪廓120上的一曲線實際上是由多個線段所組成,於圖8的實施例中是以一第一線段L1、一第二線段L2及一第三線段L3為例。於一實施例中,該處理器要計算對應該曲線的該外擴後顏色輪廓14時,主要是分別對該曲線上的各該線段L1-L3所分別進行(意即,各該線段L1-L3雖然在同一原始顏色輪廓120上,但是屬於不同的三角面)。
續請同時參閱圖9及圖10,分別為本發明的一實施例的外擴方向確定流程圖及外擴方向示意圖。當該處理器要決定其中一個列印層的該原始顏色輪廓120的一外擴方向時(例如執行圖6中的該步驟S32時),主要是先取得該原始顏色輪廓120於該3D物件中所屬的該三角面61(步驟S50),即,判斷 在該3D物件中,該原始顏色輪廓120是被哪一個三角面所包含與定義。於圖10的實施例中,是以該原始顏色輪廓120上的該第二線段L2為例,但不以此為限。
接著,該處理器取得該三角面61的一法向量n(步驟S52)。於圖10的實施例中,該法向量n假定為:(nx,ny,nz)。接著,該處理器將該法向量n投影在該列印層的該切層平面4上,以獲得該三角面61的一投影向量np(步驟S54)。於圖10的實施例中,該投影向量np假定為:(nx,ny,0),換句話說,該處理器可將該法向量n的z軸分量固定為0,以獲得該投影向量np(也就是該投影向量np的z軸分量為0)。
該步驟S54後,該處理器即將該投影向量np的方向做為該原始顏色輪廓120的該外擴方向(步驟S56)。換句話說,該外擴方向係垂直於該原始顏色輪廓120,並且與該原始顏色輪廓120的該投影向量np平行。
值得一提的是,該3D物件係由多個列印層的切層物件所構成,每一個切層物件上的該原始顏色輪廓120皆需執行上述步驟S50至步驟S56,以找出各該原始顏色輪廓120的該外擴方向。再者,一個列印層中的該原始顏色輪廓120可能由多個三角面所組成,即,該原始顏色輪廓120上的多個線段可能分別屬於不同的三角面,故不同線段可能會有不同的該外擴方向。
續請同時參閱圖11及圖12,分別為本發明的一實施例的外擴範圍顏色確定流程圖及另一實施例的外擴範圍示意圖。當該處理器要決定該原始顏色輪廓120的一外擴範圍16的顏色資訊時(例如執行圖6中的該步驟S38時),主要是先取得該原始顏色輪廓120於該3D物件中所屬的該三角面61(步驟 S60)。接著,由已知的該外擴範圍16朝上或朝下進行投影(步驟S62),具體地,係由該外擴範圍16中的各個像素點分別朝上方或朝下方進行投影。
該步驟S62後,該處理器判斷該外擴範圍16的投影是否與該三角面61產生交集(步驟S64)。若該外擴範圍16的投影與該三角面61產生交集,則將該三角面61於該交集點上的顏色做為該外擴範圍16的該顏色資訊(步驟S66)。具體地,該步驟S66是於該外擴範圍16上的任一像素點進行投影並與該三角面61產生交集時,將該三角面61於該交集點上的顏色做為該像素點的顏色。
反之,若該外擴範圍16的投影與該三角面61沒有交集(例如該三角面61非常平坦,或平行於該切層平面4(即z軸為0)),則該處理器不記錄該外擴範圍16的該顏色資訊(步驟S68)。
於上述實施例中,該處理器主要是參考該原始顏色輪廓120所對應的該三角面61的顏色,決定該外擴範圍16中的各個像素點的顏色。於其他實施例中,該處理器亦可直接複製該原始顏色輪廓120的顏色,並直接做為該外擴範圍16中的各個像素點的該顏色資訊。於本實施例中,該處理器的工作負載可被大幅降低。然而,由該三角面61來決定該外擴範圍16的顏色的計算方法,可令該外擴範圍16的顏色更接近該3D物件的實際外觀。
通過本發明的各個實施例所揭露的方法,可有效補償各個切層物件在列印後產生的外擴區塊的顏色,使得列印完成的全彩3D模型的外觀更為精確。
以上所述僅為本發明之較佳具體實例,非因此即侷限本發明之專利範圍,故舉凡運用本發明內容所為之等效變化,均同理皆包含於本發明之範圍內,合予陳明。

Claims (9)

  1. 一種彩色3D物件的著色範圍補償方法,包括:a)由一處理器匯入一3D物件;b)對該3D物件進行一物件切層處理,以產生多個列印層的物件列印路徑資訊;c)對該3D物件進行一影像切層處理,以產生多個列印層的顏色列印路徑資訊,其中各該顏色列印路徑資訊分別描述各該列印層的一原始顏色輪廓;d)對該些顏色列印路徑資訊分別進行一外擴處理,以產生多個更新後顏色列印路徑資訊,其中各該更新後顏色列印路徑資訊分別描述各該列印層的一外擴後顏色輪廓,各該外擴後顏色輪廓是分別沿著一外擴方向對各該原始顏色輪廓擴張一外擴距離後所形成,藉由擴張各該原始顏色輪廓的一著色範圍以補償各該原始顏色輪廓所無法覆蓋的一物件部分的顏色,其中各該外擴後顏色輪廓涵蓋了一外擴範圍,該外擴範圍的面積相等於列印後的一切層物件因自然塌陷而朝外擴散後自動產生的一外擴區塊的面積,其中該外擴區塊為各該原始顏色輪廓無法覆蓋的該物件部位;及e)由一儲存單元儲存該多個物件列印路徑資訊為多個路徑檔案,並儲存該多個更新後顏色列印路徑資訊為多個影像檔案。
  2. 如請求項1所述的彩色3D物件的著色範圍補償方法,其中該外擴距離為e×p,其中e為一3D印表機列印該3D物件所採用的一預設外擴參數,p為該3D物件採用的像素大小。
  3. 如請求項1所述的彩色3D物件的著色範圍補償方法,其中該步驟d包括下列步驟: d1)取得該些顏色列印路徑資訊;d2)判斷各該原始顏色輪廓的一外擴方向;d3)計算各該原始顏色輪廓的一外擴距離;d4)依據各該原始顏色輪廓及各該外擴距離計算一外擴範圍;d5)取得各該外擴範圍需採用的一顏色資訊;及d6)依據該些外擴方向、該些外擴範圍及該些顏色資訊更新該些顏色列印路徑資訊,以產生該多個更新後顏色列印路徑資訊。
  4. 如請求項3所述的彩色3D物件的著色範圍補償方法,其中該步驟d2包括下列步驟:d21)取得各該原始顏色輪廓於該3D物件中所屬的一三角面;d22)取得各該三角面的一法向量;d23)將各該法向量投影在該3D物件的一切層平面以分別獲得各該三角面的一投影向量;及d24)將各該投影向量的方向分別做為各該原始顏色輪廓的該外擴方向。
  5. 如請求項4所述的彩色3D物件的著色範圍補償方法,其中各該投影向量的z軸分量為0。
  6. 如請求項3所述的彩色3D物件的著色範圍補償方法,其中該步驟d5是複製各該原始顏色輪廓的顏色以分別做為各該外擴範圍的該顏色資訊。
  7. 如請求項3所述的彩色3D物件的著色範圍補償方法,其中該步驟d5包括下列步驟:d51)取得各該原始顏色輪廓於該3D物件中所屬的一三角面; d52)由各該外擴範圍朝上或朝下進行投影;d53)於任一該外擴範圍的投影與對應的該三角面產生交集時,將該三角面於該交集上的顏色做為該外擴範圍的該顏色資訊;及d54)於任一該外擴範圍的投影與對應的該三角面沒有交集時,不記錄該外擴範圍的顏色資訊。
  8. 如請求項1所述的彩色3D物件的著色範圍補償方法,其中更包括:f)依據該多個路徑檔案控制一3D印表機的一3D噴頭逐層列印各該列印層的一切層物件;及g)依據該多個影像檔案控制該3D印表機的一2D噴頭分別對相同列印層的該切層物件進行著色。
  9. 如請求項8所述的彩色3D物件的著色範圍補償方法,其中該3D印表機為熔融沉積成型(Fused Deposition Modeling,FDM)式3D印表機。
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KR1020170051136A KR102160983B1 (ko) 2017-01-05 2017-04-20 컬러 3d 오브젝트의 착색 범위 보상 방법
JP2017085031A JP6734810B2 (ja) 2017-01-05 2017-04-24 カラー3dオブジェクトの着色範囲補償方法
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI668124B (zh) * 2017-01-06 2019-08-11 三緯國際立體列印科技股份有限公司 立體列印上色方法與立體列印系統
CN109878090A (zh) * 2017-12-06 2019-06-14 三纬国际立体列印科技股份有限公司 切层方法、切层数据的更新方法及打印系统
CN110696351A (zh) * 2018-07-09 2020-01-17 三纬国际立体列印科技股份有限公司 喷墨位置调整方法以及立体打印设备
CN109352989B (zh) * 2018-11-29 2020-02-25 哈尔滨工业大学 一种3d打印轻质单摆的方法
CN112277319A (zh) * 2019-07-23 2021-01-29 三纬国际立体列印科技股份有限公司 彩色3d物件的水平面切层方法
CN110706326B (zh) * 2019-09-02 2020-06-16 广东省城乡规划设计研究院 数据展示方法及装置
CN113199757B (zh) * 2021-05-11 2021-12-31 广东省珠海市质量计量监督检测所 可以检测和矫正的3d打印喷头及其实现矫正打印的方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016003277A1 (en) * 2014-06-30 2016-01-07 Leapfrog B.V. Device and method for forming a coloured workpiece by means of 3d extrusion
US20160297150A1 (en) * 2015-04-13 2016-10-13 Roland Dg Corporation Sliced model generating apparatus and three-dimensional printing system

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9643362B2 (en) * 2013-03-15 2017-05-09 Microsoft Technology Licensing, Llc Full color three-dimensional object fabrication
WO2015073301A1 (en) * 2013-11-18 2015-05-21 Chang Kai-Jui Color or multi-material three-dimensional (3d) printing
WO2015080975A1 (en) * 2013-11-26 2015-06-04 Fovia, Inc. Method and system for volume rendering color mapping on polygonal objects
US10005126B2 (en) * 2014-03-19 2018-06-26 Autodesk, Inc. Systems and methods for improved 3D printing
PL407996A1 (pl) 2014-04-24 2015-10-26 Tomasz Płuciennik Sposób drukowania przestrzennego obiektu 3D i urządzenie do drukowania przestrzennego obiektu 3D
JP6389061B2 (ja) * 2014-05-22 2018-09-12 株式会社ミマキエンジニアリング 立体物造形装置および立体物造形方法、並びに立体物
JP6458543B2 (ja) * 2015-02-23 2019-01-30 株式会社リコー 造形データ作成装置、プログラム、造形装置
JP2016168827A (ja) 2015-03-13 2016-09-23 セイコーエプソン株式会社 三次元造形装置、三次元造形方法、およびコンピュータープログラム
KR101836865B1 (ko) * 2015-05-20 2018-03-09 삼성에스디에스 주식회사 3차원 오브젝트의 색상 처리 시스템 및 방법
US20180117845A1 (en) * 2015-05-29 2018-05-03 Velo3D, Inc. Three-dimensional printing
US10124530B2 (en) * 2015-09-22 2018-11-13 Xerox Corporation Color shift pigments for three-dimensional printing
GB2545903A (en) * 2015-12-23 2017-07-05 Mcor Tech Ltd Colour 3D printing apparatus and a corresponding colour 3D printing method
CN208664409U (zh) * 2016-02-05 2019-03-29 郭靖 高精度制造机器
WO2017148100A1 (zh) * 2016-03-02 2017-09-08 珠海赛纳打印科技股份有限公司 一种彩色3d物体的制作方法及系统
WO2018075156A1 (en) * 2016-09-09 2018-04-26 Modumetal, Inc. Manufacturing of molds by deposition of material layers on a workpiece, molds and articles obtained by said process
WO2018169587A2 (en) * 2016-12-16 2018-09-20 Massachusetts Institute Of Technology Adaptive material deposition for additive manufacturing
US9833986B1 (en) * 2017-06-29 2017-12-05 Thermwood Corporation Methods and apparatus for compensating for thermal expansion during additive manufacturing
EP3427948B1 (en) * 2017-07-10 2023-06-07 Meta Platforms Technologies, LLC Method for printing a three-dimensional structure and 3-d duplex printer thereof

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016003277A1 (en) * 2014-06-30 2016-01-07 Leapfrog B.V. Device and method for forming a coloured workpiece by means of 3d extrusion
US20160297150A1 (en) * 2015-04-13 2016-10-13 Roland Dg Corporation Sliced model generating apparatus and three-dimensional printing system

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