[发明专利]基于八叉树误差扩散的3D打印色彩呈现方法和装置

说明书

本发明提供了一种基于八叉树误差扩散的3D打印色彩呈现方法和装置；其中，该方法对3D模型进行体素化处理后，得到模型体素的位置信息和颜色信息；对颜色信息进行颜色空间转换后，根据预先获取的3D打印设备的颜色特性文件，对模型体素进行CMY三基色分色处理，得到CMY三基色分色版；对该分色版进行RIP解析，得到模型体素与打印体素的对应关系；采用八叉树误差扩散呈色的方式，根据上述对应关系获得打印体素的CMY三基色分色版；根据CMY三基色分色版确定RGBKW基色的体素位置信息，得到打印体素的八基色分色版，从而采用不透明材料对3D模型进行逐层打印。本发明实提高了3D打印色彩的空间分辨率和色彩再现能力，可呈现更大色域，且过渡色更为逼真。

技术领域

本发明涉及3D打印技术领域，尤其是涉及一种基于八叉树误差扩散的3D打印色彩呈现方法和装置。

背景技术

3D打印技术正广泛地应用于工业、艺术、装饰、生活等领域。该技术是通过逐层增材制造的方式生成3D物体，其首先通过计算机设计、扫描等方法获取打印物体的3D模型数据，并通过电脑辅助设计得到该3D模型的位置和颜色信息，然后逐层打印，将各层堆叠，直到整个固态物体模型成型，从而完成打印。

现有的3D打印色彩呈现方法中，有的对不同比例混合的打印色料进行熔融混合，然后挤出至打印表面；有的将打印色料按照颜色要求进行预先混合，通过一个线型挤出头生产耗材，并利用单喷头进行逐层打印；还有的为侧立面染色法，需要分别打印染色外壳和辅助外壳。这些方法在打印过程中，需要根据不同目标颜色，不断进行目标色预混合，而且前一次的混合色在预混合器中可能会残留，进而影响下次颜色效果，或者颜色位置的打印精度无法达到较小体素的水平，打印结束后，需要溶解或剥离外壳，后处理过程复杂。这些3D打印方法大多为墨水直接混合呈色，存在颜色空间分辨率低、再现能力差、无法呈现过渡色和大色域范围真彩色等问题，导致色彩还原的精确度较低。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供基于八叉树误差扩散的3D打印色彩呈现方法和装置，以提高3D打印的颜色再现能力，使呈现的颜色色域广且过渡色逼真。

第一方面，本发明实施例提供了一种基于八叉树误差扩散的3D打印色彩呈现方法，该方法包括：对待打印的3D模型进行体素化处理，得到模型体素的位置信息和第一颜色信息；对第一颜色信息进行颜色空间转换，得到独立于设备的第二颜色信息；根据预先获取的3D打印设备的颜色特性文件和第二颜色信息，对模型体素进行CMY三基色分色处理，得到模型体素的CMY三基色分色版；对CMY三基色分色版进行RIP解析，得到模型体素与打印体素的对应关系；采用八叉树误差扩散呈色的方式，根据所述模型体素与打印体素的对应关系获得打印体素的CMY三基色分色版；根据CMY三基色分色版确定RGBKW基色的体素位置信息，得到打印体素的八基色分色版；根据八基色分色版，采用不透明的材料对3D模型进行逐层打印。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，采用八叉树误差扩散呈色的方式，根据模型体素与所述打印体素的对应关系获得所述打印体素的CMY三基色分色版的步骤，包括：对CMY三基色中，每个基色通道进行下述处理：按照预设的阈值，对体素层中的边界体素进行二值化处理，得到每个边界体素的误差值；根据边界体素之间的打印顺序和位置关系，确定可扩散体素；按照预设的扩散比例，将误差值扩散至可扩散体素，得到CMY三基色的二值图像；根据各体素层的CMY三基色的二值图像，得到CMY三基色分色版。

结合第一方面第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，根据边界体素之间的打印顺序和位置关系，确定可扩散体素的步骤，包括：对于每层体素层中的边界体素，按照预设的打印顺序，在当前体素层中确定当前边界体素的第一可扩散体素；在下一层体素层中，将与当前边界体素相邻的边界体素确定为第二可扩散体素。