本发明涉及RGB排列的LCD的光固化分辨率优化的相关技术领域。
背景技术：
3D打印是新型快速成型制造技术，它通过多层叠加生长原理制造产品，能克服传统机械加工无法实现的特殊结构障碍，可以实现任意复杂结构部件的简单化生产。LCD的光固化3D打印是将一组三维物体通过一定的算法进行切片并产生切片图像，由投影装置将图像输出在LCD屏幕。由于树脂的光反应性能，光透过切片图像中选择性地照射在树脂上，被照射到的树脂发生光固化反应，经过一段时间后，光固化反应完全，树脂从液态转变为固态，在高度上完成了给定图形的固化，即打印完成一层切片层。此时将模型升高h，即需要固化的下一层切片层的高度，LCD屏幕上输出下一层切片图像，使树脂以给定的形状和时间曝光固化，曝光结束后完成下一层。按照顺序依次输出所有切片层，总是使下一层是以前一层为基础固化成型，最终完成整个模型的固化。
技术实现要素：
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种基于RGB排列的LCD的光固化3D打印抗锯齿优化方法，有效降低打印成型的模型边缘锯齿状，提高光固化成型的分辨率。
技术方案：为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种基于RGB排列的LCD的光固化3D打印抗锯齿优化方法，在LCD的光固化步骤中，将各单元RGB像素对应的3个次像素R、G、B的以独立像素控制的方式进行光固化输出。
一种基于RGB排列的LCD的光固化3D打印抗锯齿优化方法，包括以下步骤：
步骤一：将模型放置于XYZ坐标系内，沿模型Z轴方向，根据数组layer[n]＝{{h1，h2…hn}，将模型切片成n层，切片即输出平面与切片层最顶端相切而产生的截面图像的图片，其中h为切片层的厚度，即两个相邻切片层图像之间的距离；步骤二：逐一读取模型的1，2…n各切片层图像信息，并对各层切片的图像信息按照x，y方向逐个检查各单元RGB像素对应的次像素与该层切片的图像信息的位置关系；其中，单元RGB像素对应的次像素分为R、G、B三个次像素，各层切片的图像信息为矢量图，设定该层切片的图像信息的轮廓线为outline，设定该层切片的图像信息的轮廓线内的填充为infill；
步骤三：从第一层切片图像切片层开始，按x，y方向逐个检测各单元RGB像素对应的次像素与切片图形的轮廓线outline的位置关系；
若次像素不在outline上，且不在infill上，则将次像素的亮度设为0％；
若次像素不在outline上，且在infill上，则将次像素的亮度设为100％；
若次像素在outline上，分为两种抗锯齿设定亮度的实施方法：
抗锯齿设定亮度实施方法一：若该次像素在切片图形上的infill面积不足设定的阀值时，则该次像素亮度设定为0％，若该次像素在切片图形上的infill面积超过或等于设定阀值时，该次像素亮度设定为100％；其中选定的设定阀值为50％；
抗锯齿设定亮度实施方法二：根据次像素所占切片图形上的infill面积比例设定亮度比例值，使次像素呈现不同的明暗效果，若该次像素占切片图形上的infill面积比例为a％，则该次像素的亮度为100％*a％。
步骤四：
完成对所有像素位置的检测后，根据所选定的抗锯齿设定亮度实施方案输出投影图片，即更加精细的切片图像；根据图像，利用固化灯，使光线透过具有高透光率的部分像素，从而使树脂固化，完成曝光。
步骤五：等待第一层曝光后的打印层固化后，重复步骤三，直至按照切片1，2…n分层打印成型。
有益效果：3D打印机将图片输出，并投影到光敏树脂上，在图片中，亮度较高的地方，其输出的光就强，树脂就会快速固化，亮度较低的地方，其输出的光就弱，树脂就难以固化。使用原像素成像规则打印出的模型边缘锯齿状明显，使用此优化方案打印出的模型边缘锯齿状情况明显改善。
附图说明
附图1为本发明的流程原理图。
具体实施方式
本发明一种基于RGB排列的LCD的光固化3D打印抗锯齿优化方法的主要技术思想为：在LCD的光固化步骤中，将各单元RGB像素对应的3个次像素R、G、B的以独立像素控制的方式进行光固化输出。
技术原理介绍分析：打印模型M由有限个各边相交的三角形平面构成。将模型M放置于XYZ坐标系内，通过将模型M与水平于XY平面的高度为Z的平面S求交，所得结果为该模型在高度Z上的横截面，其本质为一种矢量图，该横截面的轮廓线称之为outline，横截面图形的填充称之为infill，称之为高度Z的切片矢量图形。假设模型总高度为H，每一切片层的层高为dh，层数为N有H＝dh*N，包含模型所有层的切片矢量图形集合，称之为切片矢量图形集合S。
由于切片矢量图形输出到显示屏，其由于RGB阵列排布，对于非水平或垂直于像素排列方向的直线，会变成锯齿状折线，为了提高打印精度，对该直线需要做抗锯齿处理，并输出成位图，以确保每一个像素点都能正确显示。为了充分利用RGB排列的显示屏的显示能力，还需要根据RGB像素的排列，重新优化输出抗锯齿处理的过程。
在输出的位图中，位图由x*y个像素组成，例如1920*1080的高清图片。对于灰阶图，其每个像素点RGB的值相等，以确保输出白色或者灰色，该图片中每个像素的亮度范围为0-255，0为黑色，即最暗，通过光线最少，255为白色，即最亮，通过光线最多，其可以控制的独立像素点数量为1920*1080。对于位图中原来的锯齿线，根据原图形，将锯齿线边缘的像素点作灰度处理，可以弱化锯齿效果，即对于普通的抗锯齿方案，即通过使用灰阶变化代替黑白变化来达到抗锯齿优化。
而在本优化方案下，切片图形中不再使RGB恒等来输出灰阶图，而是将一个像素的R、G、B 3个次像素均作为独立像素点控制，来确保更加好的抗锯齿效果，使原位图的可控像素数量扩大为原来的3倍，例如原位图像素变为5760*1080。在此情况下，由于每个RGB次像素会根据抗锯齿优化方法呈现各自的亮度，以此可以更精细的控制模型边缘曝光效果，以提高打印精度。在抗锯齿优化规则下，模型进行切面后，根据不同切片层将形成不同的切片图形。切片图形为位图，会被保存至打印程序在打印时访问的文件夹中。
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
一种基于RGB排列的LCD的光固化3D打印抗锯齿优化方法，包括以下步骤：
步骤一：将模型放置于XYZ坐标系内，沿模型Z轴方向，根据数组layer[n]＝{{h1，h2…hn}，将模型切片成n层，切片即输出平面与切片层最顶端相切而产生的截面图像的图片，其中h为切片层的厚度，即两个相邻切片层图像之间的距离；步骤二：逐一读取模型的1，2…n各切片层图像信息，并对各层切片的图像信息按照x，y方向逐个检查各单元RGB像素对应的次像素与该层切片的图像信息的位置关系；其中，单元RGB像素对应的次像素分为R、G、B三个次像素，各层切片的图像信息为矢量图，设定该层切片的图像信息的轮廓线为outline，设定该层切片的图像信息的轮廓线内的填充为infill；
步骤三：从第一层切片图像切片层开始，按x，y方向逐个检测各单元RGB像素对应的次像素与切片图形的轮廓线outline的位置关系；
若次像素不在outline上，且不在infill上，则将次像素的亮度设为0％；
若次像素不在outline上，且在infill上，则将次像素的亮度设为100％；
若次像素在outline上，分为两种抗锯齿设定亮度的实施方法：
抗锯齿设定亮度实施方法一：若该次像素在切片图形上的infill面积不足设定的阀值时，则该次像素亮度设定为0％，若该次像素在切片图形上的infill面积超过或等于设定阀值时，该次像素亮度设定为100％；设定阀值为50％；
抗锯齿设定亮度实施方法二：根据次像素所占切片图形上的infill面积比例设定亮度比例值，使次像素呈现不同的明暗效果，若该次像素占切片图形上的infill面积比例为a％，则该次像素的亮度为100％*a％。
步骤四：
完成对所有像素位置的检测后，根据所选定的抗锯齿设定亮度实施方案输出投影图片，即更加精细的切片图像；根据图像，利用固化灯，使光线透过具有高透光率的部分像素，从而使树脂固化，完成曝光。
步骤五：等待第一层曝光后的打印层固化后，重复步骤三，直至按照切片1，2…n分层打印成型。
具体实施例：以第一层切片矢量图形产生的灰阶图为例，按x,y方向逐个检测该次像素是否在切片图形的outline上；
若像素不在outline上，且不在infill上，则将次像素的亮度设为0，即亮度为0％；若像素不在outline上，且在infill上，则将次像素的灰阶设为255，即亮度为100％；
若像素在outline上，这里特别说明次像素有部分在切片图形时的情况，本优化方法中提出两种可操作方案：方案一是设定一个标准值，例如50％。当次像素在切片图形上的面积不足50％时，次像素灰阶为0，当次像素在切片图形上的面积超过或等于50％时，次像素灰阶为255。方案二是根据其所占比例设定该值，使次像素呈现不同的明暗效果。例如当次像素有12.5％在切片图形上，则次像素的灰阶为255*12.5％＝32。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。