三維對象的材料體積覆蓋表示的製作方法

2023-06-01 23:00:16

背景技術：
：生成三維對象的裝置，包括通常所稱的「3d印表機」，已被建議作為生產三維對象的潛在方便形式。該裝置典型地接收對象模型形式的三維對象的定義。該對象模型被處理以指示裝置利用一個或多個材料成分生產對象。其可逐層執行。利用一個或多個特性生產三維對象，如顏色、機械和/或結構特性可能是希望的。對象模型的處理可基於裝置的類型和/或實施的生產技術而改變。在三維中生成對象表現出二維列印裝置中未出現的多種挑戰。附圖說明本公開的多個特徵將從如下詳細描述並結合附圖顯而易見，其僅以示例的形式共同說明了本公開的特徵，其中：圖1a為示出了根據一個示例的用於生成三維對象的材料體積覆蓋表示的流水線的示意圖；圖1b為示出了根據一個示例的用於生成用於利用材料體積覆蓋表示進行三維對象生產的控制數據的流水線的示意圖；圖2為示出了根據一個示例的用於進行三維對象生產的裝置的示意圖；圖3為示出了根據一個示例的用於生成三維對象的材料體積覆蓋表示的方法的流程圖；圖4a為示出了根據一個示例的用於生成虛擬解析度下的材料體積覆蓋表示的方法的流程圖；圖4b為示出了根據一個示例的用於生產三維對象的方法的流程圖；圖5為根據一個示例的用於生產三維對象的過程示意圖；以及圖6為示出了根據一個示例的用於進行三維對象生產的文件結構的示意圖。具體實施方式本文描述的特定示例提供了一種三維對象表示，其實現對象的生產。該示例使用了生成自所接收的對象數據的材料體積覆蓋表示，如向量對象模型或表示。材料體積覆蓋表示包括材料體積覆蓋向量，至少用於形成三維對象的一部分柵格表示的體積。柵格表示生成自向量表示。每個材料體積覆蓋向量表示三維對象生產裝置可用材料的概率分布和所述材料的組合。其與使用構建材料的正則化向量的比較性示例相反，例如該比較性示例不提供概率分布，也不考慮全部可用材料的組合，其可包括表示沒有材料的向量分量，例如「空白」表示。材料體積覆蓋表示，如本文示例所描述，使能夠從所接收的對象數據的處理中對特定裝置的約束進行去耦。在特定示例中，在生產時，材料體積覆蓋表示可直接或經由中間列印表示而被半色調處理，以生成用於裝置的控制數據。因此，可在半色調階段作出關於三維對象的生產的選擇。這樣就可以加速三維對象的生產，這是因為已經執行了從矢量表示的轉換以及對於指定顏色和/或材料特性的控制的處理；顏色和/或材料特性由可容易線性組合的材料體積覆蓋向量表示，例如，因為它們是基於概率分布的。因此，可以進行和改變諸如分層方向、列印解析度和層切片的整體幾何形狀的選擇，而不必重新執行上述處理；它們不影響初始對象數據的處理，而是用於快速生成列印解析度材料體積覆蓋表示，然後被半色調處理以生成用於生產的控制數據。總體上，本文描述的示例提供了用於生產三維對象的完整和原始的三維處理流水線的各種部分。圖1a示意性地示出了三維處理流水線的第一部分的示例100。在示例100中，包括向量表示115的對象數據110由對象處理器120接收。對象處理器120處理對象數據110以生成三維對象的材料體積覆蓋(m-vo-c或mvoc)表示130。材料體積覆蓋表示130包括用於至少形成三維對象的一部分柵格表示的體積的材料體積覆蓋向量。每個材料體積覆蓋向量表示可用於三維對象生產裝置的材料和所述材料的組合的概率分布。概率分布涉及全部材料的組合，例如構建、整理、製劑和粉末，包括材料的單獨使用、材料的聯合使用，以及不使用任何材料。布置對象處理器120以將以基於向量的格式接收的三維對象模型數據例如來自立體平版印刷「.stl」文件的數據轉換為預定義的柵格解析度。基於向量的格式利用所定義的模型幾何，如多邊形的網格和/或三維形狀模型的組合來表示三維對象。例如，「.stl」文件可包括一列三維頂點形式的向量表示，以及三角形劃分或三個頂點之間的關聯形式的表面劃分。基於柵格的格式以類似於二維圖像被劃分成稱為「像素」的單位區域的方式，將三維對象表示為一系列單位體積，本文稱為「體素」。在一種情況下，立方體體積可與體素的每個高度、寬度和深度的常用值(commonvalue)一起使用。在其它情況下，自製的單位體積或體素可被定義，例如在單位體積為非立方的和/或具有彼此不同的高度、寬度和深度的值時(儘管每個體素與柵格表示中的其他體素具有相同的高度、寬度和深度)。在特定情況下，單位體積或體素可為非標準或自定義的三維形狀。在一種情況下，單位體積或「體素」相對於網格解析度而對齊。例如，考慮簡單情況，即接收的對象數據包括被立方體體積包圍的三維對象的模型。在這種情況下，包圍體的每個x，y和z軸可劃分為單位，例如向量表示的20cm*20cm*20cm的包圍體可具有2cm/體素的柵格解析度，其中每個軸被劃分為10的分區並且包圍體被劃分為1000個體素(10*10*10)。然後，基於為三維對象定義的顏色和/或材料特性例如在對象數據中，將體素的每個單位體積賦予材料體積覆蓋向量。如上所述，在特定實施中，體素可具有自製的或非標準的體積，例如不規則立方分區的形式。例如，在一種情況下，x-y的解析度可不同於z-解析度，例如上述包圍體可被劃分為10*10*25解析度的2500體素。在其它情況下，體素可基於德勞內鑲嵌(delaunaytessellations)(例如填充對象的四面體)或任何其他空間填充多面體。為了說明材料體積覆蓋向量的分量，可以考慮簡單的示例。在該簡單示例中，布置裝置以使用兩種材料生成三維對象：m1和m2。它們可以為沉積於基底或臺板的流體構建材料，或它們可包括兩種可沉積的有色製劑，其沉積在粉末狀的構建材料的一層或多層上。在一種情況下，這些材料可包括至少一個製劑、油墨和粉末狀的構建材料的組合。在一種情況下，材料可涉及製劑、油墨和粉末狀的構建材料之一和/或可涉及上述材料的子集。如果裝置被布置以沉積離散量的每種材料，例如以二進位沉積，則存在四種不同的材料組合狀態：第一狀態為沉積m1而沒有m2；第二狀態為沉積m2而沒有m1；第三狀態為沉積m1和m2，例如m2沉積在m1之上，或反之亦然；且第四狀態為m1和m2都不存在，例如「空白」(z)或抑制劑。在這種情況下，材料體積覆蓋向量具有四個向量分量：[m1，m2，m1m2，z]，因此，柵格表示的每個體素具有這種形式的材料體積覆蓋向量。在最後一個向量分量的情況下，「空白」或「z」可表示「空」或所處理的層中不存在材料，例如如果製劑沉積於構建材料的層上，則其可表示所處理的層不存在構建材料，即使構建材料直至已經生產了完整的對象才能被除去。這可以與將材料比例關聯到每個體素的比較性方法形成對比。在這些比較性方法中，每種材料m1和m2的百分比被定義為每個體素，例如[m1，m2]，其中向量被歸一化為1(對於範圍0-1)或100％(對於百分比範圍)。在該比較性情況下，沒有考慮m1和m2的組合，也沒有考慮m1和m2兩種材料都不存在。因此，這些比較性方法不考慮材料組合；如果不考慮材料組合，則定義的材料比例無法被線性組合，並且呈現使處理出現問題的非線性。此外，材料組合的定義和使用提供了對所使用材料更精確和精準的控制。例如，可利用多個材料體積覆蓋向量值(例如m1，m2和m1m2的多種組合)控制定義為體素的每種材料m1和m2的給定百分比的特定值，例如[m1＝0.5，m2＝0.5]。將不使用任何材料(「z」)定義為特定材料組合進一步實現該控制。更一般地，對於具有k個可用材料和所述材料的l個離散沉積狀態的裝置，材料體積覆蓋向量包括lk個向量分量，每個向量分量表示可用材料/沉積狀態組合，包括單獨和聯合使用以及不使用任何材料。或換言之，材料體積覆蓋向量的向量分量表示可用於裝置的全部材料及其組合，它們為可用於裝置的可能的構建或沉積狀態的列舉。該狀態為本文討論的「材料要素」。因此，材料體積覆蓋向量具有表示這些狀態的維度表示並包含關聯於每個狀態的體積覆蓋(例如概率)。或換言之，材料體積覆蓋向量(mvoc)包括材料要素的加權組合或概率。這與以上討論的具有k個向量分量的比較性方法相比較。如所示的，當具有多個生產構建狀態的多種材料可用時，本示例和比較性方法快速趨異；材料體積覆蓋空間遠大於比較性材料表示空間。材料體積覆蓋向量的向量分量表示可用於裝置的全部材料及其組合。該材料可包括以下任何組合：不同的構建材料、不同的粘合劑、不同的材料特性改性劑、不同的構建粉末、不同的製劑、不同的環氧酯以及不同的油墨，以及其他。當與比較性方法相比較時，其提供了另一種區別：裝置可用的任何材料可包括於材料體積覆蓋向量，例如不需要限於可用的有色構建材料。在一種情況下，根據實施，「可用材料」可為所選擇的材料子集，例如可包括用於特定生產操作的活性或可沉積材料。在圖1a的示例中，材料體積覆蓋表示可被存儲，用於以後在生產中使用和/或傳送至三維處理流水線的第二部分。在第一種情況下，材料體積覆蓋表示可存儲為計算機可讀存儲介質中的文件，用於在未來生產三維對象的版本。例如，文件可在物理介質中傳送，通過網絡傳輸和/或數字地複製，以控制未來一個或多個所述版本的生產。示例文件結構在下文參考圖6描述。未來生產可發生在三維處理流水線的第二部分。圖1b示意性地示出了三維處理流水線的第二部分的示例150。在示例150中，材料體積覆蓋表示130，例如在圖1a中輸出的表示，由生產處理器160接收。生產處理器160還接收生產配置170。生產配置170包括在材料體積覆蓋表示130中定義的關於三維對象的生產的數據。布置生產處理器160以將生產配置170應用於材料體積覆蓋表示130，以生成控制數據180，用於在給定裝置上生產三維對象。控制數據180可包括給定裝置可用材料的沉積指令，例如表示給定裝置的一個或多個可用沉積狀態的離散指令。在一種情況下，給定裝置布置為以逐層方式生成三維對象。在這種情況下，生產處理器160可接收作為生產配置170的數據，如切片或層平面的方向，輸出解析度和層的厚度。因此，由生產處理器160生成控制數據180可包括處理材料體積覆蓋表示130，以使層平面的方向具有輸出解析度和/或層的厚度的分區成為可能。如果存在厚度為4cm的5個層與z軸(例如z平面切片)對齊，則參考具有10*10*10解析度的先前示例，其可包括生成具有10*10*5解析度(相對於x，y和z軸)的列印表示。在這種情況下，列印表示的生成包括材料體積覆蓋向量的線性組合，例如線性體積加權平均。這個動作以新的列印解析度保持原始解析度的體素特性。例如，考慮到需要組合至單個z平面層的對每個z平面層具有不同的材料體積覆蓋向量(例如mvoc1和mvoc2)的體素的1*1*2陣列，新的材料體積覆蓋向量(mvoc12)可通過線性組合兩個材料體積覆蓋向量而計算，例如mvoc12＝0.5*mvoc1+0.5*mvoc2。新的材料體積覆蓋向量則可通過關聯於mvoc1和mvoc2雙倍的新體積來進行半色調處理，從比例上，新體積的一半將使用mvoc1的分量而另一半將使用mvoc2(根據mvoc12的分布)。藉助半色調操作，舊的兩個材料體積覆蓋向量在新體積中空間混合。在一種情況下，布置生產處理器160以應用半色調處理至三維對象的材料體積覆蓋表示，以生成三維對象生產裝置的控制數據。半色調處理可應用於原始材料體積覆蓋表示，或在另一種情況下，產生自原始材料體積覆蓋表示的獨立生成的列印解析度材料體積覆蓋表示。半色調處理可逐層應用，例如在每個切片的基礎上，或對於材料體積覆蓋表示的全部三個維度。前者的情況可包括在每個切片應用閾值矩陣，例如在兩個維度，而後者的情況可包括應用三維閾值矩陣，例如在三維中操作。閾值矩陣可包括分散點類型的圖案如白噪聲或藍噪聲，或聚集點類型如綠噪聲，類似am屏幕的圖案，或其他。在特定情況下，誤差擴散可代替或結合閾值矩陣使用。半色調操作的結果為控制數據，其包括一組用於三維對象生產裝置的指令。例如，如果存在兩種可用材料，m1和m2，其可以二進位方式沉積在三維中的一系列可尋址位置中，指令可包括在生產解析度下的體素和以下陣列之一：[0，0]-空白；[1，0]-沉積m1；[0，1]-沉積m2；[1，1]-沉積m1和m2。在一種情況下，半色調處理可包括閾值操作，由此來自閾值矩陣的值與由材料體積覆蓋向量定義的概率分布相比較。例如，如果材料體積覆蓋向量具有三個分量，每個具有33％的值，則可利用三個區間[0-33％，33％-66％，66％-100％]生成累計分布。在這種情況下，如果來自閾值矩陣的閾值具有屬於第一範圍[0-33％]的值，則用於沉積第一材料或材料組合的指令被輸出。類似地，如果來自閾值矩陣的閾值具有屬於第二範圍[33-66％]的值，則用於沉積第二材料或材料組合的指令被輸出，如果來自閾值矩陣的閾值具有屬於第三範圍[66-100％]的值，則用於沉積第三材料或材料組合的指令被輸出。在這種情況下，閾值矩陣被配置以提供閾值的統一(儘管不規則)分布，因此在特定區域或體積上，區域或體積的33％將具有三個分量的每一個。圖2示出了布置以生產三維對象260的裝置200的示例。裝置200被布置以接收三維對象的數據210。裝置200包括生產控制器220和存儲器230。生產控制器220可包括一個或多個處理器，其形成一部分嵌入式計算設備，例如適合用於控制添加劑生產系統。存儲器230可包括易失性和/或非易失性存儲器，例如非暫存存儲介質，其被布置以存儲例如固件形式的電腦程式代碼。生產控制器220可通信地耦合於被布置以構造三維對象的裝置的方面。這包括構建機構230和供應機構240、245。在圖2的示意性示例中，供應機構240、245包括兩個分量：第一分量240，用於供應第一材料(例如上文討論的構建材料m1)以及第二分量245，用於供應第二材料(例如上文討論的構建材料m2)。兩種材料被呈現在該示例中便於說明，但任何數量的材料可被供應。構建機構230被布置以沉積來自一組材料成分的一種或多種材料成分的組合，以生產三維對象260。在圖2的示例，三維對象260逐層構建在臺板250上。圖3示出的方面和分量的布置不限於此；每個裝置的準確布置將根據所實施的生產技術和裝置的模型而改變。在圖2的示例，生產控制器220被配置以處理和/或以其他方式使用數據210來控制構建機構230和供應機構240、245中的一個或多個。在一個實施中，裝置200可被布置以使用凝聚劑和凝聚改性劑，其分別由供應機構240、245的分量所供應。這些製劑使三維對象具有變化的材料特性。它們形成材料體積覆蓋向量的「材料」的一部分。它們可與一種或多種有色構建材料組合，例如利用噴墨機構應用於沉積粉末層，以生成具有變化材料特性的多顏色對象。構建材料還形成材料體積覆蓋向量的「材料」的一部分。生成的對象可通過在構建材料的層上(例如粉末層或形成z平面切片的其他材料的層上)至少沉積凝聚劑和凝聚改性劑，隨後施加能量例如紅外或紫外光以粘結材料而構造。例如，構建機構230和供應機構240、245中的一個或多個相對於臺板250可移動，例如在x、y和z方向的一個或多個上(其中y軸朝向圖2的紙張中)。構建機構230，供應機構240、245和臺板250中的一個或多個在生產控制器220的控制下是可移動的以實現此功能。另外地，一種或多種油墨還可沉積於固化和/或未固化的層上，其中這些油墨還形成材料體積覆蓋向量的「材料」的一部分。在其它實施中，裝置可包括選擇性雷射燒結系統、立體平板印刷系統、噴墨系統、熔融沉積建模系統、任何三維列印系統、噴墨沉積系統和層壓對象生產系統的一部分，以及其他。這些包括可使用直接沉積構建材料的裝置，而非所描述的使用多種製劑的裝置。在一種情況下，生產控制器220被配置以接收控制數據180。例如，圖1a和1b所示流水線的一個或多個可位於可通信地耦合於裝置200的計算機設備上。圖1a和1b所示流水線可進一步通過一個或多個空間和時間而獨立地位於單獨的計算設備上，例如對象處理器120可由遠程伺服器設備實施(例如主控或「雲」計算服務)，而生產處理器160可由與裝置200相通信的本地個人計算機或行動裝置(或任何相關組合)實施。在另一種情況下，圖1a和1b所示流水線的一個或多個可通過生產控制器220實施；例如數據210可包括對象數據110或材料體積覆蓋表示130。這可為「獨立」裝置的情況，其被布置以例如由物理傳輸和/或通過網絡接收對象數據110並由此生產對象。在一種情況下，數據接口，例如硬體和控制程序代碼的任何組合，可被布置以作為接收器以接收三維對象的材料體積覆蓋表示。圖3示出了根據示例用於處理用於裝置的對象數據的方法300。裝置可包括類似於圖2所示出的裝置，和/或方法300可由控制器220執行，或由處理存儲於存儲器230的電腦程式代碼的另一計算機設備執行。在塊310中，包括三維對象的向量表示的對象數據被接收。這可包括對象數據110。在塊320中，對象數據被處理以生成三維對象的材料體積覆蓋表示。這可包括材料體積覆蓋表示130。材料體積覆蓋表示包括用於至少形成三維對象的一部分柵格表示的體積(即體素)的材料體積覆蓋向量，其中每個材料體積覆蓋向量表示可用於三維對象生產裝置的材料和所述材料的組合的概率分布。圖4a示出了方法400，其為方法300的變型。在塊405中，對象數據被接收，例如以相似於塊310的方式。在塊410中，確定三個維度中的虛擬解析度為三維對象的柵格表示。在塊415中，確定體積在虛擬解析度下的材料體積覆蓋向量以生成材料體積覆蓋表示420。在一種情況下，塊410包括確定所接收的向量格式數據中表示的對象的包圍體。例如，這可為包圍對象的向量模型的較小的立方體體積。然後，可根據該包圍體來確定虛擬解析度。在其它情況下，包圍體可具有自製的幾何形狀，例如不一定為立方體。在一種情況下，虛擬解析度基於三維對象的幾何特性、三維對象的尺寸、三維對象的材料特性和裝置的物理能力，例如用於材料沉積的最小可尋址區域或體積的一個或多個以及其他來確定。在這種情況下，後者可確定虛擬解析度的上限。例如，單位體積或體素的三維形狀可取決於這些因素。在一種情況下，塊410包括，對形成三維對象的一部分柵格表示的每個給定體積，確定給定體積(即體素)的中心是否在三維對象中，如由向量表示定義。在一個實施中，這可包括，對虛擬解析度網格的每個[x，y，z]位置，確定位置是否處於或不處於由對象數據定義的三維對象中，例如其中對象數據表示對象模型。在這種情況下，響應於給定體積的中心處於三維對象中，該塊可進一步包括確定在三維對象的生產版本中所需要的給定體積的一組特性。該特性可為：材料特性、機械特性、顏色、細節、粗糙度、傳導性和磁性中的一個或多個。這可包括考慮該體積在對象模型中的什麼位置並確定什麼特性與用於最終生產對象的空間位置相關。例如，位置可在表面之上，並具有顏色或其他材料特性信息，或位置可在對象內部並具有與其相關聯的其他材料和/或機械特性信息。基於上述特性，給定體積的材料體積覆蓋向量的值可利用特性向量分離計算，特性向量分離將一個或多個特性值映射至材料體積覆蓋向量值。例如，在簡單情況下，特性向量分離可包括查找表，其將紅、綠、藍(rgb)顏色值映射至mvoc向量值。查找表可包括一組映射，稱為節點。節點間數值的映射可由插值計算。更高級的映射可將顏色、剛度和傳導性數值映射至mvoc向量值，例如[r，g，b，剛度，傳導性]>[mvoc]。在其它情況下，顏色可由色度值定義，例如基於國際照明委員會(cie)1931的xyz顏色空間，其中三個變量(『x』，『y』和『z』或三色值)用於建模顏色，或cie1976(l*，a*，b*-cielab或『lab』)顏色空間，其中三個變量表示亮度(『l』)和相反顏色維度(『a』和『b』)。可使用一個或多個特性向量分離。映射可通過裝置特徵化測試來確定，在設計階段執行和/或在裝置的安裝之後由用戶在配置階段執行。在一種情況下，響應於給定體積的中心不在三維對象中，該塊進一步包括將材料體積覆蓋向量布置為空白，例如[m1，m2，m1m2，z]>[0，0，0，1]，或利用配置用於三維對象之外的位置的材料，例如粘結抑制劑。圖4a的方法400的輸出包括在虛擬解析度下柵格化三維對象數據表示，由此每個體積(即體素)具有相關的材料體積覆蓋向量。這可包括[x，y，z]坐標的三維陣列，表示體積的中心，以及材料體積覆蓋向量值。示例在下文參考圖6描述。圖4b示出了進一步的方法450，用於為裝置生成控制數據。同樣，裝置可包括類似於圖2中200的裝置，或被布置以生產三維對象的其他任何形式的裝置。方法450可獨立實施，例如可由控制器220在接收和/或生成材料體積覆蓋表示420時實施。方法450開始於接收三維對象的材料體積覆蓋表示420。這可為圖1a的對象處理器120所輸出的材料體積覆蓋表示130和/或圖6的材料體積覆蓋表示600。材料體積覆蓋表示420表示要在裝置上生產的三維對象，如在圖2說明。在塊455中，三維對象生產裝置的生產配置被確定。這可包括圖1b的生產配置170。如果方法450由控制器220實施，控制器可具有裝置的生產配置的入口。在另一種情況下，生產配置可通過通信耦合而被接收，例如響應於網絡請求由控制器220和/或相耦合的計算機設備提供。在該示例中，塊455還包括確定層平面的方向和層的厚度，例如該數據可包括於生產配置中。在塊460中，所接收材料體積覆蓋表示420的至少一部分從虛擬解析度被轉換為至少一層的列印解析度。虛擬解析度可為圖4a的塊410的解析度組。在特定情況下，虛擬解析度可在所接收的材料體積覆蓋表示420中定義，例如作為任何文件格式的數據頭。在一種情況下，材料體積覆蓋表示420的完整三維程度被轉換為列印解析度；在另一種情況下，其被逐層執行。列印解析度基於生產配置，例如至少層平面的方向和層的厚度。在特定情況下，在生產期間，來自裝置的反饋可用於調整生產配置。其可由可通信地耦合於圖2的一個或多個傳感器和生產控制器220的反饋接口所接收。在這種情況下，不同的層可具有不同的列印解析度。在一種情況下，半色調處理可在列印解析度下應用於虛擬解析度材料體積覆蓋表示，以轉換為列印解析度。例如，如果立方體具有通用的材料體積覆蓋向量，則半色調處理可在列印解析度下執行於單個材料體積覆蓋向量。就存儲器的使用而言這是有利的。總體上，只要在兩個解析度下位置之間的對應關係已知，就可利用來自虛擬解析度表示的對應位置的材料體積覆蓋向量對列印解析度下的位置執行半色調處理。在一個示例，反饋可基於熱測量，例如從上述臺板250，層的厚度被增加或減少。塊460可包括通過改變體素的寬度、高度和/或深度調整位置所對應的體積(例如虛擬解析度下體素的中心)。例如，如果列印解析度為每個方向上虛擬解析度的一半，則給定材料體積覆蓋向量可被重新計算為虛擬解析度為2×2×2體素的體積的加權平均(或凸組合)，得到的重新計算的材料體積覆蓋向量關聯於列印解析度下單個新的體素。在塊465中，半色調處理應用於列印解析度下材料體積覆蓋表示的至少一層以生成控制數據，用於生產三維對象的至少一層的裝置，控制數據表示裝置可用材料的沉積指令。可對體素的給定切片根據需要多次執行半色調處理，例如根據多少個層應當從給定切片中被列印。在該示例中，半色調處理是三維的，例如根據一組二維半色調閾值矩陣，或單個三維半色調閾值矩陣所指示，相同體素的後續半色調處理或切片將得到不同的半色調圖案。在一種情況下，圖4b的方法450可在塊465停止，如塊465和塊470之間的虛線所表示。例如，塊455至塊470可由計算設備的列印驅動器執行，而塊470可在後續時間由控制器如圖2的220執行。在另一種情況下，全部塊455至塊470可作為單個連續過程。準確配置可取決於實施。在圖4b中，在塊470中，三維對象的至少一層基於塊465所輸出的控制數據利用裝置來生產。塊470可對三維對象的每一層重複。在特定情況下，每個塊455至塊470可對多層重複，以構造三維對象。在其它情況下，在塊470中，完整的三維對象可被生產。在任何情況下，在方法450的最後，三維對象475被生產。如上所討論，在一種情況下，在塊470生產一層或多層之後，來自裝置的反饋可被發送至控制器，如220或另一控制計算機設備。基於該反饋，裝置的生產配置可被修改。該反饋可為閉環反饋。反饋可包括需要均勻加熱的熱成像(例如從紅外或紫外光源，以粘結構建材料與沉積凝聚劑)和需要任何幾何變形的二維或三維成像，以及其他。可對配置進行修改，用於三維對象的一個或多個獨立部分，要生產對象的區域和/或切片。在修改後，來自虛擬解析度的材料體積覆蓋表示的至少一個附加層可被轉換為修改的列印解析度。修改的列印解析度基於對生產配置的修改。半色調處理則可應用於修改後的列印解析度下材料體積覆蓋表示的至少一個附加層，以生成用於裝置的附加控制數據。其實現了三維對象的至少一個附加層的生產，例如重複塊470。本文描述的特定示例提供了遲粘結流水線，包括本地三維柵格化對象，其耦合於由材料體積覆蓋表示提供的體積表示。其在生產時允許上述動態半色調生成。其可包括空間獨立閾值操作。這可允許「在線」反饋和校正，並允許修改在「生產時」執行，例如在生產期間快速執行。圖5示出了用於生產三維對象的過程500的示例。該過程500將上述某些方面組合至端到端的三維處理流水線。在階段510，向量對象被接收。在圖5其為立方體。其可例如以「.stl」文件或其他文件格式定義為對象數據。在階段520，柵格化體素表示在虛擬解析度網格中被生成。在該網格中，每個體素假定關聯於最終列印對象和/或其對象特性(例如顏色)的體積的含義。在該示例中，每個體素具有寬度、高度和深度，例如每個x，y和z維度中的維度，體積等於寬度乘以高度乘以深度。在階段530，柵格化表示的單個層被選擇。在圖5中其被示出為單個z平面層以便於例示；然而，平行或與任一軸形成角度的層也可被選擇。在該示例中，在階段540，rgb至mvoc的分離被應用於從利用對象接收的rgb顏色數據轉換為mvoc向量，例如每個體素或單位體積的向量(在階段530示出的層的每個構成立方體)。在簡單的情況下，rgb至mvoc的分離可包括8個節點，例如一個用於具有兩個等級0和255的立方體的每個頂點。每個節點可包括rgb和mvoc值之間的映射，例如：rgbmvoc[0，0，0][z＝0.75，c＝0，m＝0，y＝0，cm＝0，cy＝0，my＝0，cmy＝0.25][0，0，255][z＝0.75，c＝0，m＝0，y＝0，cm＝0.25，cy＝0，my＝0，cmy＝0][0，255，0][z＝0.75，c＝0，m＝0，y＝0，cm＝0，cy＝0.25，my＝0，cmy＝0][0，255，255][z＝0.75，c＝0.25，m＝0，y＝0，cm＝0，cy＝0，my＝0，cmy＝0][255，0，0][z＝0.75，c＝0，m＝0，y＝0，cm＝0，cy＝0，my＝0.25，cmy＝0][255，0，255][z＝0.75，c＝0，m＝0.25，y＝0，cm＝0，cy＝0，my＝0，cmy＝0][255，255，0][z＝0.75，c＝0，m＝0，y＝0.25，cm＝0，cy＝0，my＝0，cmy＝0][255，255，255][z＝0.75，c＝0，m＝0，y＝0，cm＝0，cy＝0，my＝0，cmy＝0.25]以上為三個構建材料具有青色、品紅色和黃色(z＝「空白」)著色的示例情況。示出的特定分離在[0，0，0]和[255，255，255]提供了兩個黑色頂點，如在該示例中，cmy材料不能生產「白」色對象。節點之間的值可利用插值確定。示出的分離可通過將材料特性維度增加至以下一個或多個映射而被擴展：材料特性、機械特性、顏色、細節、粗糙度、傳導性和磁性；其均被映射至mvoc值。在特定情況下，對象特性可被映射而不執行顏色映射，例如將至少一個對象特性如可伸縮性、強度、硬度、剛度、傳導性或磁性映射至mvoc。在特定情況下對象和顏色特性可被組合，例如[rgb，flex]>[mvoc]。例如，具有[z＝0.25，cmy＝0.75]的mvoc的0值和具有[z＝0.75，cmy＝0.25]的mvoc的255值之間的灰度級映射可提供分離，其提供機械強度(例如0為更強)的映射。作為另一示例，具有[z＝0.25，c＝0.25，m＝0.25，y＝0.25]的mvoc的0值和具有[z＝0.25，cmy＝0.75]的mvoc的255值之間的映射可提供在覆蓋中恆定但在材料使用中不同的分離。階段550的輸出為一組體積或體素，例如在所示z平面層中，其中每個體積具有從階段540的映射確定的對應mvoc值。在階段560，三維半色調處理(例如閾值)矩陣的獨立z切片被應用。三維半色調處理矩陣的獨立切片的數量可取決於被映射至一組體積的生產層的數量，例如階段550所示的虛擬解析度與用於輸出的列印解析度之間的轉換。在一種情況下，體素的層被半色調處理為n個切片/層。其在階段570逐層生成控制數據，可用於生產階段580示出的三維對象。在簡單實施中，虛擬解析度可與列印解析度相同。在這種情況下，體素的層，例如階段530所示出，可對應於列印層。在其它情況下，並非必須是這種情況；事實上，在虛擬解析度下體素的每一層可存在多個列印層，和/或列印層可具有不同於虛擬解析度下體素的層方向。圖6示出了文件結構600的示例，其可用於存儲材料體積覆蓋表示。文件結構包括多個體積定義610，其具有定義三維對象的數據620。在這種情況下，每個體積定義具有中心坐標，例如{0，0，1}。多個體素定義在三維的虛擬網格解析度中被定義。在一種情況下，每個體積定義具有由高度、寬度和深度設定的體積，其中高度、寬度和深度基於虛擬網格解析度來定義。在另一種情況下，定義單位體積的形狀和尺寸的其他幾何參數可被定義。數據620包括每個體積的材料覆蓋向量，該材料覆蓋向量表示三維對象生產裝置可用材料以及所述材料的組合的概率分布。向量分量的數量取決於可用材料的數量。對於具有k種可用材料和所述材料的l個離散沉積狀態的裝置，材料覆蓋向量包括lk個向量分量。其可與比較性表示即使用表示可用材料的k個分量的向量相比較。在圖6的示例，存在三個可用材料m1，m2和m3以及兩個離散沉積狀態(即「沉積」或「無沉積」)。因此，材料體積覆蓋向量具有8(23)個向量分量。利用以上討論約定，其可為：[z，m1，m2，m3，m1m2，m1m3，m2m3，m1m2m3]。每個體素定義的材料覆蓋向量可在三個維度中線性組合，例如通過線性，體積-加權平均(凸組合)。本文描述的特定示例提供裝置可用材料組合的體積表示。該材料可為油墨、構建材料、製劑等。對於任何單位體積，例如由定義解析度下的體素所定義，該體積中的材料的概率分布由材料體積覆蓋向量表示的概率分布來確定。材料體積覆蓋表示則可被半色調處理，以決定每個構成材料在利用該裝置生產期間的位置。本文描述的特定示例允許在沒有向量切片也沒有關於對象如何用於列印的先驗時進行本地三維柵格化。在特定情況下，列印就緒的半色調解析度鬆散關聯於本地三維柵格表示。因此，要生產的切片或層的數量不需要在對象數據被處理之前已知。其可與三維對象利用一系列二維平面來交叉的比較性方法相反。在該比較性方法中，每個平面中所得向量輪廓被轉換為二維位圖，其被半色調處理用於生產。在這些比較性情況下，z維度被不同地處理，因為其具有用於層列印的配置，但x和y維度類似於二維列印來處理。相反，本文示例描述的不假設z軸分層，層可在任何維度的任何方向被布置，並且即使在生產中也可改變。這些示例改變比較性順序並將切片生成留給流水線末端，以及從列印或半色調處理解析度中去耦柵格解析度，使不同的選擇來指導每個人。因此，本文描述的示例可在高速度(例如生產)下應對改變和修改。以本文描述的示例文件格式來存儲的數據還可用於生產不同裝置中相同三維對象的不同版本，例如不共享層或解析度特性的裝置。利用本文描述的特定示例，二維向量切片的重新編譯和伴隨的材料分離被避免。本文描述的特定方法可由存儲於非暫存存儲介質的程序代碼實施。非暫存存儲介質可為任何媒體，其包含、存儲或保持由指令執行系統使用或結合其使用的程序和數據。機器可讀媒體可包括多個物理媒體的任一個，如電子、磁、光、電磁或半導體媒體。合適的機器可讀媒體的更特別示例包括但不限於，硬碟驅動器、隨機存取存儲器(ram)、只讀存儲器(rom)、可擦除可編程只讀存儲器或可攜式磁碟。前述描述被呈現以說明和描述所述原理的示例。該描述並非意圖窮舉或將這些原理限制在所公開的任何精確形式。根據以上教導，多種改變和變型也是可能的。當前第1頁12