[发明专利]一种面向3D打印的半色调投影与模型生成方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种面向3D打印的半色调投影与模型生成方法。

背景技术

3D打印，即快速成型技术的一种，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。在该技术出现的早期时候，常常用来在模具制造，工业设计等领域用于制造模型，现在正逐渐用于产品的直接制造。

连续调图像通常指在一幅图像上，其由浅到深或由淡到浓的色调变化是以单位面积成像物质颗粒密度来构成的，其深浅、浓淡是连续变化的，如相片底片、画稿；而半色调通常是指经过特殊加工后的印刷品上的由浅到深或由淡到浓的色调变化是由网点大小来表现的，由于网点在空间上是有一定距离而呈离散型分布的，并且由于加网的级数总有一定的限制，在图像的层次变化上不能像连续调图像一样实现无极变化，故称为半色调图像。

半色调已是现代印刷与数字显示中的成熟技术，研究者在近几年主要关注如何保持图像的特征，如Kim等人在2008年提出了一种半色调点分布算法(KIM,D.,SON,M.,LEE,Y.,KANG,H.,AND LEE,S.2008.Feature-guided image stippling.In Proceedings of the Nineteenth Eurographics Conference on Rendering,Eurographics Association,Aire-la-Ville,Switzerland,Switzerland,EGSR’08,1209–1216.)，在算法中，点根据图像的特征线分布，从而使得点的分布与图像的特征轮廓相吻合。Heng等人也在2008年提出了一种同时保持图像结构和色调的优化算法(PANG,W.-M.,QU,Y.,WONG,T.-T.,COHEN-OR,D.,AND HENG,P.-A.2008.Structure-aware halftoning.ACM Trans.Graph.27,3(Aug.),89:1–89:8.)。Li和Mould在2011年通过使用非线性的优先级走样调整函数(LI,H.,AND MOULD,D.2011.Structure-preserving stippling by priority-based error diffusion.In Proceedings of Graphics Interface 2011,Canadian Human-Computer Communications Society,School of Computer Science,University of Waterloo,Waterloo,Ontario,Canada,GI’11,127–134.)，由对比明显的图像得到了结构分明的点刻法图像。

然而，目前关于半色调的工作所面向印刷与显示，使用的介质是印刷墨水，我们提出一种方法以投射光作为半色调技术的介质，面向3D打印的在三维空间中带有深度的半色调曲面。 这里只有Zhou和Chen在2009年提出了基于droplets，使用类似3D半色调技术减少分层打印技术打印时间的方法(Three-dimensional digital halftoning for layered manufacturing based on droplets)。