背景技術(shù)：

增材制造系統(tǒng)允許由建構(gòu)材料和限定對象的三維模型的電子數(shù)據(jù)形成三維對象。

附圖說明

附圖例示本文描述的原理的各種示例并且是說明書的一部分。所例示的示例被給出僅僅用于說明，并不限定權(quán)利要求的范圍。

圖1是根據(jù)本文描述的原理的一個示例的增材制造設(shè)備的框圖。

圖2是根據(jù)本文描述的原理的一個示例的增材制造系統(tǒng)的框圖。

圖3是示出了根據(jù)本文描述的原理的一個示例的生成三維對象的方法的流程圖。

圖4是示出了根據(jù)本文描述的原理的一個示例的、非確定性地生成三維對象的后續(xù)切片的半色調(diào)數(shù)據(jù)的方法的流程圖。

圖5是示出了根據(jù)本文描述的原理的另一示例的、非確定性地生成三維對象的后續(xù)切片的半色調(diào)數(shù)據(jù)的方法的流程圖。

圖6是示出了根據(jù)本文描述的原理的另一示例的、非確定性地生成三維對象的后續(xù)切片的半色調(diào)數(shù)據(jù)的方法的流程圖。

圖7是示出了根據(jù)本文描述的原理的另一示例的生成三維對象的方法的流程圖。

整個附圖中，相同的附圖標(biāo)記標(biāo)示相似但不一定相同的要素。

具體實施方式

在增材制造系統(tǒng)中，根據(jù)三維模型的電子數(shù)據(jù)制作期望的對象。在形成之前，對象被邏輯地劃分成切片。限定每層對象的數(shù)據(jù)從三維模型的截面切片中獲得。每個切片的數(shù)據(jù)被轉(zhuǎn)化成圖案，該圖案將被增材制造系統(tǒng)使用來形成對象的對應(yīng)層。

如將在下面的描述中介紹的，根據(jù)對象的任意特定層的數(shù)據(jù)生成的圖案可以是對該層的數(shù)據(jù)切片進行確定性半色調(diào)的結(jié)果。半色調(diào)是一種在二維打印中使用來在僅能打印少量色調(diào)等級的打印機上再現(xiàn)連續(xù)色調(diào)圖像的技術(shù)。半色調(diào)涉及在介質(zhì)上放置多個點，改變點的位置、形狀、大小和/或顏色，以便混合點，使得人眼不能從足夠的距離察覺單獨的點，而是看到接近類似原始連續(xù)色調(diào)(即，連續(xù)色調(diào))圖像的圖像。使用增材制造系統(tǒng)，可應(yīng)用相同的構(gòu)思。在三維中，半色調(diào)是一種將具有連續(xù)密度的區(qū)域的對象的模型變換成連續(xù)或連續(xù)色調(diào)數(shù)據(jù)的二進制表示，以便模型化的對象可通過各種增材制造技術(shù)被渲染的技術(shù)。打印圖像的傳統(tǒng)二維半色調(diào)與三維半色調(diào)之間的差別是，用于打印的半色調(diào)數(shù)據(jù)指定打印介質(zhì)表面上的二進制點圖案，而三維半色調(diào)提供排列在空間中的顆粒圖案。因此，半色調(diào)數(shù)據(jù)變成地圖或圖案，該地圖或圖案告訴增材制造系統(tǒng)建構(gòu)材料應(yīng)該被固化在哪里，以形成對象的當(dāng)前層。因此，實際上，在不同的增材制造系統(tǒng)中，半色調(diào)數(shù)據(jù)將指示：聚結(jié)劑或其他化劑應(yīng)該被沉積在粉末狀建構(gòu)材料中的哪里，建構(gòu)材料應(yīng)該被沉積在系統(tǒng)中的哪里，該系統(tǒng)僅將建構(gòu)材料放置在需要的地方或指出能量(諸如，激光)應(yīng)該被施加來固化建構(gòu)材料的地方。然而，在二維打印中的點對應(yīng)于形成對象的物理層采取的行為，例如，一個點的建構(gòu)材料的沉積、對建構(gòu)材料的能量施加、到建構(gòu)材料中的化學(xué)反應(yīng)劑的沉積等。

本說明書描述了形成三維對象的方法，該方法包括：針對三維對象的三維模型數(shù)據(jù)的切片的與先前切片重疊的各部分，非確定性地生成半色調(diào)數(shù)據(jù)。如在本說明書和所附的權(quán)利要求書中所使用的，在描述三維對象的后續(xù)切片時，術(shù)語“重疊”是指在三維模型中的兩個或多個切片數(shù)據(jù)至少包括一些共同的二維幾何結(jié)構(gòu)。如下面將說明的，如果兩個后續(xù)切片彼此部分重疊，本說明書將非確定性半色調(diào)應(yīng)用到切片的與先前切片重疊的各部分，而不一定應(yīng)用到不重疊的各部分。

增材制造設(shè)備包括處理器和通信地聯(lián)接到處理器的存儲器。如果后續(xù)切片中的每個切片與先前切片至少一部分重疊，則處理器針對三維對象的三維模型數(shù)據(jù)的多個后續(xù)切片中的每個，非確定性地生成半色調(diào)數(shù)據(jù)。

如下面將說明的，半色調(diào)可確定性地或非確定性地被執(zhí)行。對于當(dāng)前切片的與先前切片重疊的部分，半色調(diào)非確定性地被執(zhí)行。

此外，本說明書描述了另一方法，包括：使用增材制造系統(tǒng)的處理器，確定三維對象模型數(shù)據(jù)的第一切片的至少一部分是否與后續(xù)切片的至少一部分重疊；以及如果第一切片與后續(xù)切片重疊，則非確定性地生成限定三維對象的三維模型數(shù)據(jù)的后續(xù)切片的一部分的半色調(diào)數(shù)據(jù)。

如在本說明書和所附的權(quán)利要求書中所使用的，術(shù)語“非確定性”是指當(dāng)給出相同的輸入時不一定產(chǎn)生相同的結(jié)果的操作。換句話說，非確定性是指在操作被執(zhí)行之后產(chǎn)生不完全相同的任何品質(zhì)或狀態(tài)，盡管相同的品質(zhì)或狀態(tài)最初就存在。相反地，“確定性”是指給定相同的輸入將總是產(chǎn)生相同的結(jié)果的操作。

如在本說明書和所附的權(quán)利要求書中所使用的，術(shù)語“切片”是指三維對象的二維截面的一組模型數(shù)據(jù)，該三維對象由該“切片”從其取出的三維模型以電子方式表示。

如在本說明書和所附的權(quán)利要求書中所使用的，術(shù)語“層”是指實體三維對象的二維截面。在增材制造中，三維對象的層與三維模型數(shù)據(jù)的切片對應(yīng)。

如在本說明書和所附的權(quán)利要求中所使用的，術(shù)語“聚結(jié)”是指將原先為松散或流體的建構(gòu)材料固化或熔化成固體塊。

在本說明書和所附的權(quán)利要求書中，術(shù)語“建構(gòu)材料”是指松散或流體材料，例如，粉末，期望的三維對象在增材制造中由該材料形成。

如在本說明書和所附的權(quán)利要求書中所使用的，術(shù)語“聚結(jié)劑”是指使建構(gòu)材料聚結(jié)的任何物質(zhì)。在一個示例中，聚結(jié)劑可以是當(dāng)能量被臨時施加到其上時，吸收輻射能、使聚結(jié)劑升溫、然后充分加熱建構(gòu)材料使得建構(gòu)材料聚結(jié)的任何物質(zhì)。

如本文所描述，三維對象的非確定性半色調(diào)的層不同于三維對象的其他層，盡管限定這些層的原始連續(xù)色調(diào)數(shù)據(jù)是完全相同的。因此，垂直貫穿三維對象的組成部分，所描述的技術(shù)可產(chǎn)生不同的半色調(diào)圖案。換句話說，具有相同的二維幾何結(jié)構(gòu)的三維對象的后續(xù)層不會具有彼此相同的半色調(diào)圖案。相應(yīng)地，當(dāng)在對象中比較各層時，“非確定性”應(yīng)用在該上下文中。通過使用非確定性半色調(diào)，至少具有重疊的二維幾何結(jié)構(gòu)的一部分的切片(可具有固有缺陷)不在每層中重復(fù)該缺陷而產(chǎn)生有缺陷的對象。

如在本說明書和所附的權(quán)利要求書中所使用的，術(shù)語“增材制造系統(tǒng)”或“增材制造設(shè)備”是指使用模型數(shù)據(jù)的切片由建構(gòu)材料制作三維對象以形成對象的對應(yīng)層的任何設(shè)備。在一個示例中，增材制造系統(tǒng)包括增材制造設(shè)備。在另一示例中，增材制造系統(tǒng)包括選擇性激光熔化(slm)系統(tǒng)、直接金屬激光燒結(jié)(dmls)系統(tǒng)、選擇性激光燒結(jié)(sls)系統(tǒng)、立體光固化(sla)和分層實體制造(lom)。在一個示例中，增材制造系統(tǒng)包括實現(xiàn)形成三維對象的增材工藝的任何制作設(shè)備。這些系統(tǒng)中的一些可指代三維打印機。

如在本說明書和所附的權(quán)利要求書中所使用的，術(shù)語“多個”或相似語言意味著廣義地理解為任意正數(shù)。

在下面的描述中，為了說明的目的，陳述了很多特定細節(jié)，以提供對本系統(tǒng)和方法的全面理解。然而，顯然，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員，沒有這些特定細節(jié)也可以實施本設(shè)備、系統(tǒng)和方法。在說明書中提及“示例”或相似語言意味著結(jié)合該示例所描述的特定的特征、結(jié)構(gòu)或特性被包含在所述示例中，但可能不包含在其他示例中。

轉(zhuǎn)向圖1，示出了根據(jù)本文描述的原理的一個示例的增材制造設(shè)備(100)的框圖。設(shè)備(100)可包括處理器(105)和數(shù)據(jù)存儲設(shè)備(110)。如將在下面更具體描述的，設(shè)備(100)通過處理器(105)針對三維對象的多個后續(xù)切片中的每個切片的與先前切片重疊的各部分，非確定性地生成半色調(diào)數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)存儲設(shè)備(110)可存儲數(shù)據(jù)，諸如，由處理器(105)或其他處理設(shè)備執(zhí)行的可執(zhí)行程序代碼。如將介紹的，數(shù)據(jù)存儲設(shè)備(110)可具體存儲計算機代碼，計算機代碼表示處理器(105)執(zhí)行以至少實現(xiàn)本文描述的功能的多個應(yīng)用。數(shù)據(jù)存儲設(shè)備(110)還可存儲一些或全部電子三維模型數(shù)據(jù)，用于待被生成的對象。數(shù)據(jù)存儲設(shè)備(110)還存儲非確定性的半色調(diào)函數(shù)(115)，用于非確定性地將模型的切片轉(zhuǎn)化成半色調(diào)圖案以供設(shè)備(100)在形成模型化的對象的對應(yīng)層的過程中使用。如本文所描述，本文描述的非確定性半色調(diào)方法減少微小誤差的聚合，微小誤差可存在于數(shù)據(jù)中并可在模型化的對象的生產(chǎn)中變得重要。

數(shù)據(jù)存儲設(shè)備(110)可包括各種類型的存儲器，包括易失性和非易失性存儲器。例如，本示例的數(shù)據(jù)存儲設(shè)備(110)包括隨機存取存儲器(ram)、只讀存儲器(rom)和硬盤驅(qū)動器(hdd)存儲器。其他類型的存儲器也可被利用，并且當(dāng)可適合本文描述的原理的特定應(yīng)用時，本說明書預(yù)期在數(shù)據(jù)存儲設(shè)備(110)中使用各種類型的存儲器。在某些示例中，數(shù)據(jù)存儲設(shè)備(110)中的不同類型的存儲器可以用于不同的數(shù)據(jù)存儲需求。例如，在某些示例中，處理器(105)可從只讀存儲器(rom)啟動，將非易失性存儲保持在硬盤驅(qū)動器(hdd)存儲器中，并且執(zhí)行存儲在隨機存取存儲器(ram)中的程序代碼。

處理器(105)可包括硬件體系結(jié)構(gòu)，該硬件體系結(jié)構(gòu)從數(shù)據(jù)存儲設(shè)備(110)獲得可執(zhí)行代碼并且執(zhí)行該可執(zhí)行代碼。功能(115)的可執(zhí)行代碼當(dāng)由處理器(105)執(zhí)行時，使處理器(105)根據(jù)在此描述的本說明書的方法的一些示例，針對三維對象的多個后續(xù)切片中的每個切片的各部分，非確定性地生成半色調(diào)數(shù)據(jù)。在執(zhí)行代碼的進程中，處理器(105)可接收來自多個剩余硬件單元的輸入并將輸出提供至多個剩余硬件單元。

設(shè)備(100)可以是能生成三維對象的任何增材制造設(shè)備。在一個示例中，所沉積的建構(gòu)材料可用增材制造設(shè)備(100)選擇性地固化或聚結(jié)以形成待形成的三維對象的各部分。在該示例中，聚結(jié)劑可被沉積到建構(gòu)材料上，諸如陶瓷粉末，以便將輻射能量施加至向建構(gòu)材料提供熱量的聚結(jié)劑，使建構(gòu)材料聚結(jié)。在該示例中，聚結(jié)劑可通過沉積器被沉積到基板上。在另一示例中，設(shè)備(100)可沉積各層材料，以便層積材料形成三維對象。在該示例中，材料通過擠出機被沉積到基板上。

圖2是根據(jù)本文描述的原理的一個示例的增材制造系統(tǒng)(200)的框圖。系統(tǒng)(200)可包括增材制造設(shè)備(205)和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備(235)。在一個示例中，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備(235)可通過網(wǎng)絡(luò)(240)通信地聯(lián)接到增材制造設(shè)備(205)。在一個示例中，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備(235)可以是將數(shù)據(jù)提供至增材制造設(shè)備(205)以便生成代表該數(shù)據(jù)的三維副本的任何計算設(shè)備。在一個示例中，網(wǎng)絡(luò)為內(nèi)聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)或互聯(lián)網(wǎng)。一旦數(shù)據(jù)被接收，增材制造設(shè)備(205)通過處理器(210)執(zhí)行以上和本文中描述的可執(zhí)行代碼(115)，使處理器(105)至少實現(xiàn)非確定性地生成與先前切片重疊的切片的各部分的半色調(diào)數(shù)據(jù)的功能。

在該示例中，增材制造設(shè)備(205)還可包括數(shù)據(jù)存儲設(shè)備(215)。類似于上述數(shù)據(jù)存儲設(shè)備(圖1的110)，在該系統(tǒng)(200)中的數(shù)據(jù)存儲設(shè)備(215)可存儲數(shù)據(jù)，諸如由處理器(210)或其他處理設(shè)備執(zhí)行的可執(zhí)行程序代碼(115)。此外，數(shù)據(jù)存儲設(shè)備(215)可具體存儲計算機代碼，該計算機代碼表示處理器(210)執(zhí)行以至少實現(xiàn)本文描述的功能的多個應(yīng)用，例如，將在下面進一步描述的誤差擴散半色調(diào)器(240)。數(shù)據(jù)存儲設(shè)備(215)還可具有上面關(guān)于增材制造設(shè)備(圖1的100)的數(shù)據(jù)存儲設(shè)備(圖1的110)描述的類似的特性。

在增材制造設(shè)備(200)中的硬件適配器(225、230)能使處理器(210)與增材制造設(shè)備(205)的外部和內(nèi)部的各種其他硬件元件連接。例如，外圍設(shè)備適配器(230)可將接口提供到輸入/輸出設(shè)備，諸如，例如，顯示設(shè)備、鼠標(biāo)或鍵盤。外圍設(shè)備適配器(230)還可提供對下述設(shè)備的訪問，諸如外部存儲設(shè)備的其他外部設(shè)備，諸如例如服務(wù)器、交換機和路由器的多個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，客戶端設(shè)備，其他類型的計算設(shè)備以及它們的組合。

沉積器(220)可以是能將流體或固體沉積到表面上的任何設(shè)備。如上所述，在某些情況下，沉積器(220)可選擇性地沉積建構(gòu)材料以形成目標(biāo)對象層。在其他示例中，沉積器(220)可選擇性地將粘合劑或凝結(jié)劑沉積到松散的建構(gòu)材料中以形成目標(biāo)對象層。

在流體化劑被沉積的示例中，沉積器(220)可以是壓電打印頭或熱敏打印頭。在一個示例中，沉積的流體可以是聚結(jié)劑，該聚結(jié)劑被沉積到介質(zhì)(諸如，粉末狀建構(gòu)材料)上。聚結(jié)劑可被沉積到建構(gòu)材料上作為由半色調(diào)數(shù)據(jù)指定的圖案中的滴劑，半色調(diào)數(shù)據(jù)由如下面更具體描述的處理器(210)生成。聚結(jié)劑可接收來自能量源的能量，諸如，微波源、紅外源或通常被施加到建構(gòu)材料和聚結(jié)劑的可見輻射源。然后，聚結(jié)劑吸收該能量從而使圍繞聚結(jié)劑的建構(gòu)材料聚結(jié)，然后隨著冷卻固化從而創(chuàng)建目標(biāo)對象層。

在其他示例中，沉積器(220)可根據(jù)所接收的半色調(diào)數(shù)據(jù)，沉積任何類型的可經(jīng)過一段時間變硬或硬化的流體，從而創(chuàng)建目標(biāo)三維對象層。在進一步的示例中，沉積器(220)可根據(jù)所接收的半色調(diào)數(shù)據(jù)，將粘合材料沉積到使該建構(gòu)材料粘合在一起的建構(gòu)材料上。在一個示例中，建構(gòu)材料可以是但不限于，陶瓷粉末、金屬、塑料、無機材料或復(fù)合材料，諸如，纖維增強塑料、聚合物浸入陶瓷。

沉積器(220)可被配置為掃描沉積器或可被布置為頁寬陣列配置。在掃描沉積器中，可允許沉積器(220)相對于介質(zhì)表面或正將材料沉積到其上的表面進行掃描。在一個示例中，允許沉積器(220)沿x軸和y軸的平面移動。在該示例中，可允許沉積器(220)在x軸上掃描并且在每次掃描之后在y軸上索引直至制作區(qū)域的整個表面已被覆蓋。在頁寬陣列配置中，多個沉積器(220)或多組沉積器(220)可用作單個沉積器(220)，以在至少一個維度上，跨越與制作區(qū)域一樣大或比制作區(qū)域大的區(qū)域。在該示例中，單次掃描可覆蓋整個制作區(qū)域，從而提高三維對象生成的速度。在頁寬陣列的情況下，材料被沉積到其上的表面可相對于頁寬陣列移動。這樣，本說明書預(yù)期使用被用來選擇性沉積材料的任何類型的沉積器，以生成三維對象。

網(wǎng)絡(luò)適配器(240)可將接口提供到例如在如上所述的網(wǎng)絡(luò)(240)內(nèi)的其他計算設(shè)備。這可使數(shù)據(jù)能在增材制造設(shè)備(205)和位于網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的其他設(shè)備之間傳輸。

如上所述，增材制造設(shè)備(圖1的100)和增材制造系統(tǒng)(圖2的200)可在三維對象的制作期間實施半色調(diào)方法。圖3是示出了根據(jù)本文描述的原理的一個示例的生成三維對象的方法(300)的流程圖。方法(300)可從針對三維對象的三維模型數(shù)據(jù)的切片的與先前切片重疊的各部分，非確定性地生成(305)半色調(diào)數(shù)據(jù)開始。如下面將更詳細討論的，在一個示例中，該處理可包括，通過使用于三維對象的每個后續(xù)層的半色調(diào)矩陣的開始位置移位提供隨機初始位置。在該示例中，在小的半色調(diào)矩陣待被平鋪的情況下，該方法可移位開始位置一段距離，該距離不是矩陣大小的整數(shù)倍。這樣，即使在任意兩個后續(xù)切片包括重疊部分的情況下，也有助于避免相同的開始位置。

在另一示例中，在使用誤差擴散半色調(diào)器(圖2的240)的情況下，在對每層進行半色調(diào)之前，隨機誤差可被預(yù)加載到誤差擴散半色調(diào)器中，使得即使在輸入的幾何結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)相同的情況下，從半色調(diào)處理產(chǎn)生的圖案對于每層將是唯一的。在又一示例中，基于給定層的圖案的誤差陣列可被添加到幾何數(shù)據(jù)，用于三維對象的下一后續(xù)層。在該示例中，可使用矩陣半色調(diào)器(250)或誤差擴散半色調(diào)器(245)。在再一示例中，可使用被添加到幾何數(shù)據(jù)用于三維對象的下一后續(xù)層的每個誤差生成隨機誤差陣列。

在再一示例中，可構(gòu)造多個半色調(diào)矩陣。在該示例中，補充半色調(diào)矩陣的集可被生成，以便用來生成這些半色調(diào)矩陣的約束中的一個導(dǎo)致每個單獨的矩陣在矩陣中的每個對應(yīng)的x-y位置處具有唯一且不同的閾值。當(dāng)這些矩陣?yán)^續(xù)被用來對幾何數(shù)據(jù)的后續(xù)層進行半色調(diào)時，它們將根據(jù)相同的連續(xù)色調(diào)數(shù)據(jù)產(chǎn)生唯一的半色調(diào)圖案。后續(xù)重復(fù)使用的多個矩陣的集合可被用來將重復(fù)的缺陷減少至如下水平：對所制作的對象的屬性和表面特性具有可忽略的影響。在一個示例中，構(gòu)造的半色調(diào)矩陣的數(shù)量在2和10之間。在另一示例中，構(gòu)造的半色調(diào)矩陣的數(shù)量在2以上。在另一示例中，構(gòu)造的半色調(diào)矩陣的數(shù)量在5以上。

實現(xiàn)上述方法中的一種提供了多個優(yōu)點。在一個示例中，防止包括誤差或瑕疵的重復(fù)圖案將這些誤差聚集到三維對象的局部片段中。在一些示例中，以上和本文中描述的半色調(diào)圖案的生成在由沉積器(220)沉積的液滴之間生成更一致的間隔，從而改善被構(gòu)造的三維對象的同質(zhì)性。

圖4是示出了根據(jù)本文描述的原理的一個示例的、非確定性地生成三維對象的后續(xù)切片的半色調(diào)數(shù)據(jù)的方法(400)的流程圖。方法(400)可從使用(405)三維模型數(shù)據(jù)的每個切片的隨機化的初始化開始。在該上下文中，“隨機化”是指真正的隨機和偽隨機開始位置。在矩陣半色調(diào)器(圖2的250)被用來生成由增材制造設(shè)備(圖1的100)使用的半色調(diào)數(shù)據(jù)的情況下，每當(dāng)重疊數(shù)據(jù)被使用來生成三維對象層時，矩陣的開始位置可被移位或改變。在這種情況下，連續(xù)色調(diào)值各自與x-y陣列閾值比較，并且在陣列小于制作區(qū)域的尺寸時，陣列可以以步進和重復(fù)的方式被平鋪。這里，在任何值超過閾值的情況下，增材制造設(shè)備(圖1的100)沉積液滴或建構(gòu)材料。在不移位用于正在生成的每個后續(xù)層的矩陣的情況下，矩陣半色調(diào)數(shù)據(jù)中的誤差將在同一位置重復(fù)。在另一示例中，可進行該隨機化的初始化處理，而不管三維對象的任何數(shù)量的后續(xù)切片的重疊。因此，圖4的方法(400)通過每當(dāng)限定這些切片的矩陣數(shù)據(jù)被使用時改變?nèi)S對象的每個切片的開始位置，防止半色調(diào)數(shù)據(jù)中的誤差沿相同或相似的z軸重復(fù)發(fā)生。

在使用誤差擴散半色調(diào)處理來生成由增材制造設(shè)備(圖1的100)使用的半色調(diào)數(shù)據(jù)的情況下，可在對每層進行半色調(diào)之前將不同的隨機誤差預(yù)加載到半色調(diào)算法中。在這種情況下，每當(dāng)生成新層時，可使用不同的一組隨機數(shù)字或種子值來初始化誤差項，半色調(diào)器使用該誤差項將誤差從元素傳遞到元素。在一個示例中，在使用種子值的情況下，可針對每個切片生成不同的種子值。在該示例中，每個種子值可被用來隨機化構(gòu)成將誤差從切片傳遞到切片的一維陣列。

圖5是示出了根據(jù)本文描述的原理的另一示例的、非確定性地生成三維對象的后續(xù)切片的半色調(diào)數(shù)據(jù)的方法(500)的流程圖。方法(500)可從在生成對象的第一切片的第一半色調(diào)數(shù)據(jù)之后生成(505)誤差數(shù)據(jù)開始。在一個示例中，誤差數(shù)據(jù)基于任何緊跟的先前切片的半色調(diào)數(shù)據(jù)的圖案。在另一示例中，誤差數(shù)據(jù)基于任何先前切片的半色調(diào)數(shù)據(jù)的圖案。在這些示例中，負(fù)值可被放置在半色調(diào)圖案表明液滴應(yīng)該被沉積的位置中。在不具有任何所沉積的化劑或建構(gòu)材料的周圍區(qū)域中，正值被分配，以便誤差數(shù)據(jù)的凈和為零。

在一個示例中，誤差數(shù)據(jù)可以是標(biāo)量值。在該示例中，標(biāo)量值被加到緊跟的后續(xù)層的連續(xù)色調(diào)數(shù)據(jù)。在該示例中，在生成與第一切片后續(xù)的第二切片的半色調(diào)數(shù)據(jù)之前，完成連續(xù)色調(diào)數(shù)據(jù)與標(biāo)量值的求和。具體地，當(dāng)針對第一切片之上的第二切片生成第二半色調(diào)數(shù)據(jù)時，方法(500)可繼續(xù)將誤差數(shù)據(jù)與連續(xù)色調(diào)值算術(shù)關(guān)聯(lián)(510)。來自先前層的誤差項的增加將導(dǎo)致半色調(diào)處理中生成后續(xù)層的不同的沉積圖案，即使在兩個切片的幾何層數(shù)據(jù)相同的情況下。該方法可與基于矩陣和誤差擴散兩者的半色調(diào)一起使用。通過將層數(shù)據(jù)與小于1和大于1的標(biāo)量值分別相乘，而不是加負(fù)的和正的誤差值，可獲得類似的結(jié)果。

對于誤差擴散半色調(diào)處理，由于半色調(diào)而在每個元素位置處生成的部分誤差值可被傳遞到下一層中的對應(yīng)的元素和相鄰的元素。然后，在對連續(xù)色調(diào)數(shù)據(jù)的元素進行半色調(diào)之前，這些誤差的部分將被加到表示下一層的對象幾何結(jié)構(gòu)的連續(xù)色調(diào)數(shù)據(jù)的元素，正如誤差被傳遞到原始層中的相鄰元素一樣。在對下一層進行半色調(diào)期間，通過分散所生成的部分誤差值，將產(chǎn)生不同的半色調(diào)數(shù)據(jù)圖案。

圖6是示出了根據(jù)本文描述的原理的另一示例的、非確定性地生成三維對象的后續(xù)切片的半色調(diào)數(shù)據(jù)的方法(600)的流程圖。方法(600)可始于基于所確定的約束生成(605)第一和第二切片各自的第一和第二半色調(diào)數(shù)據(jù)，該約束指定用于第一切片的點圖案不同于用于第二切片的圖案。在該示例中，第一和第二半色調(diào)數(shù)據(jù)彼此不同，使得三維對象中的缺陷不聚合。

在一個示例中，可以使用成本加權(quán)算法來生成多個不同的閾值矩陣。成本加權(quán)算法評估問題的多個解決方案，并基于指定的規(guī)則計算每個解決方案的“成本”。選擇具有最低成本的解決方案作為算法的輸出。在該示例中，成本核算規(guī)則的一種對可能將流體沉積在與先前矩陣相同的位置中的矩陣值評定高成本。其他成本核算規(guī)則可被用來在每個半色調(diào)矩陣內(nèi)生成期望的結(jié)構(gòu)，并允許將矩陣平鋪(tile)或包裹而不會沿著其邊緣生成缺陷或結(jié)構(gòu)，以及其他考慮。

然而，在本說明書中，可使用任何算法，使得生成的所產(chǎn)生的閾值矩陣不同。在該示例中，處理器(圖1的105；圖2的210)可能考慮針對三維對象的第一切片生成的閾值矩陣，并且針對模型數(shù)據(jù)的第二后續(xù)切片比較所生成的第二閾值矩陣。例如，如果在第一閾值矩陣的一個體素(三維空間中的規(guī)則網(wǎng)格上的值)位置中的閾值之間的差異完全不同于第二個閾值矩陣的相同體素位置中的閾值，則分別由第一和第二閾值矩陣生成的第一和第二半色調(diào)數(shù)據(jù)將完全不同。在生成閾值矩陣之前，還可通過使用所選擇的相似度閾值控制任意給定閾值矩陣中的任意給定體素位置之間的差異的充分性。

在方法(600)的示例中，可以以多種方式使用以不同方式生成的閾值矩陣。在一個示例中，新的閾值矩陣可針對由相同的連續(xù)色調(diào)數(shù)據(jù)限定的三維對象的每個切片被創(chuàng)建。在另一示例中，多個閾值矩陣可被創(chuàng)建并可被應(yīng)用到連續(xù)色調(diào)數(shù)據(jù)，該連續(xù)色調(diào)數(shù)據(jù)以隨機方式表示三維對象的相同切片中的每個切片。在又一示例中，多個閾值矩陣可被創(chuàng)建并可被應(yīng)用到連續(xù)色調(diào)數(shù)據(jù)，該連續(xù)色調(diào)數(shù)據(jù)表示圖案中的三維對象的相同切片中的每個切片。在再一示例中，多個閾值矩陣可被創(chuàng)建并可被應(yīng)用到連續(xù)色調(diào)數(shù)據(jù)，該連續(xù)色調(diào)數(shù)據(jù)表示三維對象的切片中的每個切片，使得沒有閾值矩陣被再次用在緊跟的后續(xù)切片中。

圖7是示出了根據(jù)本文描述的原理的另一示例的生成三維對象的方法(700)的流程圖。方法(700)可從確定(705)三維對象模型數(shù)據(jù)的第一切片的至少一部分是否與后續(xù)切片的至少一部分重疊開始。在三維對象模型數(shù)據(jù)的多個切片沒有覆蓋部分的情況下，增材制造設(shè)備可確定性地生成切片的這些部分的半色調(diào)數(shù)據(jù)。然而，方法(700)可繼續(xù)以如果第一切片與后續(xù)切片重疊，非確定性地生成(710)三維對象的后續(xù)切片的各部分的半色調(diào)數(shù)據(jù)。在該方法(700)中，三維對象數(shù)據(jù)的不具有重疊部分的這些切片不經(jīng)歷圖4至圖6中描述的方法中的一種，并且確定性半色調(diào)處理針對這些切片被實施。這可導(dǎo)致增材制造設(shè)備在集中處理待經(jīng)歷本文中描述的非確定性半色調(diào)處理的切片的這些部分的同時，快速處理不重疊的這些切片的這些部分。

在本文中參考根據(jù)本文描述原理的示例的方法、裝置(系統(tǒng))和計算機程序產(chǎn)品的流程圖說明和/或框圖描述本系統(tǒng)(100、200)和方法(300、400、500、600)的各方面。流程圖說明和框圖的每個塊以及在流程圖說明和框圖中的塊的組合可以通過計算機可用程序代碼實現(xiàn)。計算機可用程序代碼可被提供至通用計算機、專用計算機或其他可編程數(shù)據(jù)處理裝置的處理器以產(chǎn)生機器，使得計算機可用程序代碼，當(dāng)由例如增材制造設(shè)備(圖1的100；圖2的205)或其他可編程數(shù)據(jù)處理裝置的處理器(圖1的105；圖2的210)執(zhí)行時，實現(xiàn)在流程圖和/或框圖塊中的指定的功能或行為。在一個示例中，計算機可用程序代碼可被體現(xiàn)在計算機可讀存儲介質(zhì)的內(nèi)部；計算機可讀存儲介質(zhì)為計算機程序產(chǎn)品的部件。在一個示例中，計算機可讀存儲介質(zhì)為非暫時性計算機可讀介質(zhì)。

在一個示例中，上述計算機程序產(chǎn)品可包括計算機可讀存儲介質(zhì)，計算機可讀存儲介質(zhì)包括體現(xiàn)在其中的計算機可用程序代碼，計算機可用程序代碼包括當(dāng)由處理器(圖1的105；圖2的210)執(zhí)行時非確定性地生成三維模型數(shù)據(jù)的切片與先前切片重疊的各部分的半色調(diào)數(shù)據(jù)的計算機可用程序代碼。此外，計算機可用程序代碼可包括當(dāng)由處理器(圖1的105；圖2的210)執(zhí)行時針對三維對象的每個切片使用半色調(diào)矩陣的隨機化的初始化位置的計算機可用程序代碼。此外，計算機可用程序代碼可包括當(dāng)由處理器(圖1的105；圖2的210)執(zhí)行時，在生成后續(xù)切片的第一切片的第一半色調(diào)數(shù)據(jù)之后生成誤差數(shù)據(jù)，并在生成與第一切片后續(xù)的第二切片的第二半色調(diào)數(shù)據(jù)時將誤差數(shù)據(jù)與連續(xù)色調(diào)值算數(shù)關(guān)聯(lián)的計算機可用程序代碼。此外，計算機可用程序代碼包括當(dāng)由處理器(圖1的105；圖2的210)執(zhí)行時，基于所確定的約束生成第一和第二切片各自的第一和第二半色調(diào)數(shù)據(jù)的計算機可用程序代碼，該約束指定待被用在第一切片中的材料沉積圖案不同于待被用在第二切片中的材料沉積圖案。

說明書和附圖描述了通過生成用于生成三維對象的半色調(diào)數(shù)據(jù)來生成三維對象。生成對象包括生成三維模型數(shù)據(jù)的后續(xù)切片的非確定性半色調(diào)數(shù)據(jù)。這樣生成非確定性半色調(diào)數(shù)據(jù)可具有多個優(yōu)點，包括防止在所生成的半色調(diào)數(shù)據(jù)中存在的誤差貫穿三維對象的多層被重復(fù)，從而有助于防止三維對象具有可視的或結(jié)構(gòu)缺陷在其中，導(dǎo)致重復(fù)的半色調(diào)圖案。此外，貫穿對象的多層的非確定性半色調(diào)圖案化在液滴之間生成更一致的三維空間，該液滴被沉積以形成對象，反過來改善用增材制造設(shè)備正構(gòu)建的對象的同質(zhì)性。

已呈現(xiàn)的前述描述用于闡釋和描述所描述原理的示例。本描述并不旨在窮盡性的或者限制這些原理至所公開的任何精確形式。鑒于上述教導(dǎo)，多種修改和變型是可能的。