背景技術(shù):
可以處理要打印的對象以提供用于打印該對象的控制數(shù)據(jù),該對象包括用于控制在給定位置處沉積的打印材料的數(shù)量的數(shù)據(jù),或者可以關(guān)于其對打印目的的適用性來處理對象。在打印過程中,待在介質(zhì)上任何一個位置處沉積的打印材料的數(shù)量由在該位置處被打印的對象的屬性來確定,例如,基于介質(zhì)和打印材料的組合將在給定位置處產(chǎn)生的顏色、不透明度、剛度、柔性、導(dǎo)電率、磁性、孔隙率。如果針對任何一個位置處的屬性無法確定打印材料的數(shù)量,則該對象可能被認(rèn)為不適用于打印目的。
附圖說明
為了更完整的理解,現(xiàn)在參考以下結(jié)合附圖的描述,附圖中:
圖1是打印系統(tǒng)的示例的簡化示意圖;
圖2是處理用于打印的對象的方法的示例的流程圖;
圖3是處理用于打印的對象的裝置的示例的簡化示意圖;
圖4是處理用于打印的對象的裝置的示例的簡化示意圖;和
圖5是處理用于打印的對象的方法的示例的流程圖。
具體實施方式
圖1示出了可以與本文所述的方法一起使用的打印系統(tǒng)100的示例。打印系統(tǒng)100產(chǎn)生打印對象的打印輸出。打印對象可以采用2d打印圖像或3d對象的形式。在圖1的示例中,對應(yīng)于圖像110的輸入圖像數(shù)據(jù)被發(fā)送到打印處理器120。
要打印的2d圖像的輸入圖像數(shù)據(jù)包括2d圖像的元素的屬性數(shù)據(jù),諸如顏色和/或不透明度,每個元素位于2d圖像內(nèi)的特定位置處。
本文描述的示例適用于使用含有彩色顏料的打印液(例如,彩色油墨)在諸如紙、織物、塑料或任何其它合適的打印介質(zhì)的介質(zhì)上進行打印,以在給定位置處提供相對于顏色的不同屬性來產(chǎn)生圖像的2d打印。然而,另外,可以使用其它打印液來改變2d打印輸出的外觀(在給定位置處的屬性)而沒有顏色色素沉著,例如,通過光澤的應(yīng)用等,或者可以使用其它打印液來提供對基底打印液(例如,定影劑等)的處理。
要生成的3d對象的輸入圖像數(shù)據(jù)可以采用要生成的3d對象的3d對象模型表示的形式。打印處理器120處理圖像數(shù)據(jù)。然后,打印處理器120輸出被傳送到打印設(shè)備130的打印控制數(shù)據(jù)。打印設(shè)備130根據(jù)打印控制數(shù)據(jù)的指示而生成打印輸出140。
本文描述的示例也適用于生成3d對象。在一個示例中,3d對象由打印設(shè)備130逐層地生成以構(gòu)建最終的3d對象。這可以通過增材制造技術(shù)來實現(xiàn),在該技術(shù)中,通過構(gòu)建材料的固化來生成3d對象。構(gòu)建材料可以是基于粉末的,并且所生成的對象的屬性可以取決于構(gòu)建材料的類型和所使用的固化機制的類型。在包括燒結(jié)技術(shù)的這種技術(shù)的許多示例中,構(gòu)建材料以分層方式提供,并且將材料或材料的組合沉積到構(gòu)建材料的選定區(qū)域上??梢詫⒛芰渴┘拥綐?gòu)建材料的層以使在選定區(qū)域中熔化而引起聚結(jié)或固化。在其他技術(shù)中,可以使用化學(xué)固化方法。
在生成3d對象時,除了輸入對象模型數(shù)據(jù)之外,還輸入對象屬性數(shù)據(jù)以限定生成的3d對象的屬性。可以在模型的平行平面的切片中處理所輸入的對象模型數(shù)據(jù)和對象屬性數(shù)據(jù),或者在另一示例中,可以在3d空間中處理所輸入的對象模型數(shù)據(jù)和對象屬性數(shù)據(jù),然后將其切片以生成控制數(shù)據(jù)來限定正在生成的3d對象的每一層的選定區(qū)域。每個切片可以限定待固化的或由增材制造系統(tǒng)導(dǎo)致聚結(jié)的構(gòu)建材料的相應(yīng)層的一部分。
在3d對象的生成中沉積在構(gòu)建材料的選定區(qū)域中的打印材料或在2d圖像的打印中打印液在介質(zhì)上的沉積,引入了管理多種可能沖突的材料屬性的挑戰(zhàn)。例如,當(dāng)使用各自具有其相應(yīng)的不透明度的彩色材料進行打印時,雖然可在輸入中指定,但某些顏色不透明度組合可能無法在打印輸出中實現(xiàn)。在另一個實例中,對象屬性數(shù)據(jù)可以為其組成部分指定多種材料屬性,例如顏色、剛性/柔性、導(dǎo)電率、磁性、不透明度、孔隙率等。然而,由于在2d圖像的打印或3d對象的生成中使用的打印材料各自具有材料屬性的特定組合,所以某些組合可能是無法制定的。
例如具有多種材料的3d打印,諸如上述的增材制造系統(tǒng),涉及關(guān)于其使用的手動選擇,其適合于將3d打印技術(shù)用作手工制作過程中的工具,但不作為用于商業(yè)或工業(yè)批量生產(chǎn)的機器。
在2d圖像的打印中,可以使用半色調(diào)區(qū)紐介堡分離(hans)技術(shù)來生成用于控制打印設(shè)備130的控制數(shù)據(jù)。給定位置處的屬性被映射到限定一組打印材料的比例的可能組合的打印材料區(qū)域覆蓋率。例如,當(dāng)給定位置處的屬性是綠色時,打印材料區(qū)域覆蓋率將組合限定為在給定位置處使用黃色墨水的區(qū)域的一些比例和使用青色墨水的區(qū)域的另一些比例。
在生成3d對象時,可以使用3d半色調(diào)區(qū)紐介堡分離(hans)技術(shù)來生成用于控制打印設(shè)備的控制數(shù)據(jù)。輸入對象模型(對象屬性數(shù)據(jù))的一部分的材料屬性被映射到打印材料體積覆蓋率,其將對象模型的這一部分的對象屬性數(shù)據(jù)限定為可用對象屬性(材料)的比例。例如,當(dāng)需要綠色時,打印體積的一些比例將使用黃色墨水,而另一些比例將使用青色墨水,而又一些比例將同時使用黃色和青色墨水。
然而,盡管如果所有所需要的是單一材料屬性(例如顏色)的變化,但2d打印中使用的當(dāng)前方法(如色彩管理中使用的色域映射)非常適合。然而,當(dāng)多個材料屬性需要被同時處理時,可以采用圖2的方法的示例。
用于打印的待處理的對象包括在該對象內(nèi)的多個位置中的每一個位置處限定的多個屬性,每個屬性由一組打印材料中至少一個材料的比例的可能組合的單體組表示。選擇對象中給定位置的一組打印材料中的至少一種打印材料的比例的組合,該組合提供為給定位置限定的所有的多種屬性,201。在一個示例中,生成在給定位置處從所選擇的組合打印該對象的控制數(shù)據(jù)。在另一示例中,對象的處理可用于建立用于打印的對象的適配性。
圖3中示出了用于處理打印對象的裝置的示例。在一個示例中,該裝置是圖1的打印處理器120的組成部分。輸入圖像110,例如,在要打印的2d圖像的每個位置處限定多個屬性的2d圖像數(shù)據(jù),例如限定在像素的輸入顏色空間(例如rgb顏色空間)中的顏色值、和在要打印的2d圖像的2d像素陣列的給定位置處的像素的不透明度的數(shù)據(jù),被輸入到選擇器301中。在另一示例中,選擇器301的輸入包括限定要生成(打印)的3d對象的每個體素的多個屬性的對象屬性數(shù)據(jù),例如顏色、剛性、柔性、導(dǎo)電率、磁性、不透明度、孔隙率等等。每個體素可以表示要生成的3d對象的3d位圖表示的3d陣列的每個位置處的像素。
在輸入的每個位置處限定的多個屬性中的每一個由至少一組打印材料的比例的可能組合的單體組來表示。在一個示例中,單體組是一組表面,其顏色在一組條件下匹配,但在下面的材料屬性中可能有差異。單體組可以被擴展到任何材料屬性。例如,單體組可以包括顏色單體組—即所有打印材料組合的集合(例如,3d對象的材料組合體積覆蓋率(mvoc),其限定在體素位置處的材料的概率分布,或者npacs—與給定顏色匹配的2d對象的紐介堡主要區(qū)域覆蓋率)、不透明度單體組—即與給定的不透明度等級匹配的所有打印材料組合的集合等。
選擇器301針對輸入對象的每個位置輸出一組打印材料中至少一個打印材料的比例的選定組合,該組合針對每個位置提供所有指定的多個屬性。選擇器301的輸出被提供給生成器303,生成器303在一個示例中生成用于打印設(shè)備130的控制數(shù)據(jù),以基于該選定組合提供在給定位置處的一組打印材料中至少一個打印材料的比例,并且在另一個示例中,為了打印目的生成對象的適合度的報告。
如圖4所示,可以處理對象以生成打印控制數(shù)據(jù)以控制對象的打印。輸入對象由接收器401接收。接收器401的輸出連接到選擇器301的識別器403的輸入。識別器的輸出連接到選擇器301的選擇應(yīng)用器405的輸入。選擇應(yīng)用器405還可以訪問存儲器407的內(nèi)容。選擇應(yīng)用器405向選擇器301的標(biāo)簽器409提供輸出并且向生成器303提供輸出。選擇器301的標(biāo)簽器409連接到第一接口411的輸出,并且生成器具有連接到第二接口413的輸出的第二輸入。在操作中,如圖5所示,通過識別器403識別接收器401的輸入的每個位置501中的給定位置的單體組,505。在一個示例中,識別這種單體組可以涉及與原始的之下、2d、hans的變體相同的機制。例如,構(gòu)建一個模型,給定的打印材料組合預(yù)測所得打印中的某些屬性。在一個示例中,這可以從紐介堡主要區(qū)域覆蓋率(npacs)實現(xiàn),從中可以預(yù)測顏色、紋理、顏色變化、墨水使用等。接下來,設(shè)置顏色空間的分檔(例如,ciexyz或yule-nielsen校正的xyz、cielab),其中該空間中的一些范圍被細(xì)分為長方體或小區(qū)。紐介堡主要(np)區(qū)域覆蓋空間(例如,通過隨機選擇np的隨機數(shù),然后分配隨機區(qū)域覆蓋到這些np,使得這些區(qū)域覆蓋率加起來為1。然后對于每個采樣的npac,使用如上所述的模型來預(yù)測顏色和可能感興趣的任何其他屬性。包含其顏色的箱中的每個采樣的npac被存儲。結(jié)果為每個顏色箱的npac集合,其中一個顏色箱中的所有npacs都是近單體的。以顏色為單位給定這樣的近單體組,則可以從其成員中進行選擇。
一旦這種單體組被識別(505),則選擇應(yīng)用器405選擇(509)具有給定位置的所有指定屬性的打印材料的組合,例如指定的顏色和指定的不透明度,例如涉及發(fā)現(xiàn)所識別的單體組的交集(507),例如,顏色單體組和不透明度單體組的交集。
然而,如果每個識別的單體組之間沒有交集,則通過選擇應(yīng)用器405從存儲器407檢索在給定位置處的所識別的單體組的用戶定義的規(guī)則。
選擇應(yīng)用器405(511)應(yīng)用從存儲器407檢索的用戶定義的規(guī)則。在一個示例中,用戶定義的規(guī)則是優(yōu)先級列表的形式(例如,不透明度具有比顏色更高的優(yōu)先級,因此在應(yīng)用這些規(guī)則時,顏色單體組和不透明度單體組的組合提供在指定的不透明度下被選擇的最接近的顏色(514)。在另一個示例中,用戶定義的規(guī)則是權(quán)重的形式(例如,保持顏色的準(zhǔn)確性是不透明的兩倍)。在又一示例中,用戶定義的規(guī)則是公差形式,例如,當(dāng)應(yīng)用規(guī)則或其任何組合時,允許不超過5δe顏色變化(色差不大于5)。
然而,即使有這樣的規(guī)則,也并不總是有解決方案,如果沒有解決用戶定義的規(guī)則,手動超控將被啟動(515、517)。在給定位置處的多個屬性不能被解析的3d對象的組件由標(biāo)簽器409標(biāo)記(515),并且被傳送到第一接口411以呈現(xiàn)給用戶以進行直接的手動超控。用戶可以選擇將輸入更改為進程。改變的輸入可以通過圖5的框505到框517的處理來重新評估,以嘗試達(dá)到可行的屬性組合,或者用戶可以選擇終止打印請求。該過程報告所有位置(501),然后過程結(jié)束(503)。
在另一個示例(圖中未示出)中,如果用戶定義的規(guī)則沒有解決方案,則輸入被報告給用戶不適合用于打印目的。
上述示例可以在如上所述的從輸入對象到半色調(diào)圖像或切片的打印過程中使用。上述示例也可以用于分析輸入對象以生成其適合于打印的報告。上述示例可以被集成到應(yīng)用中,其中要被打印的對象可以被修改,直到它通過材料屬性檢查507到511。
如本文所述,材料屬性被管理,同時提供優(yōu)化和用于設(shè)置預(yù)定優(yōu)先級順序或允許手動干預(yù)的過程來解決沖突。通過管理多個屬性之間的沖突,可以實現(xiàn)多屬性2d和3d打印生產(chǎn)的更大自動化,并實現(xiàn)多屬性3d對象的自動分析,使其適合打印。它能夠自動解決材料屬性沖突,并可實現(xiàn)具有物質(zhì)屬性沖突的打印作業(yè)的無干擾的生產(chǎn)。
應(yīng)當(dāng)注意,上述示例說明而不是限制本文所描述的內(nèi)容,并且本領(lǐng)域技術(shù)人員將能夠設(shè)計許多備選實現(xiàn)而不脫離所附權(quán)利要求的范圍。單詞“包括”不排除除了權(quán)利要求中列出的元件之外的元件的存在,“一”不排除多個,并且單個處理器或其他單元可以完成權(quán)利要求書中所述的幾個單元的功能。