本发明涉及一种打印方法，尤其涉及一种彩色立体打印方法与立体打印设备。
背景技术：
：随着电脑辅助制造(Computer-AidedManufacturing,CAM)的进步，制造业发展了立体打印技术，能很迅速的将设计原始构想制造出来。立体打印技术实际上是一系列快速原型成型(RapidPrototyping,RP)技术的统称，其基本原理都是叠层制造，由快速原型机在X-Y平面内通过扫描形式形成工件的截面形状，而在Z座标间断地作层面厚度的位移，最终形成立体物件。立体打印技术能无限制几何形状，而且越复杂的零件越显示RP技术的卓越性，更可大大地节省人力与加工时间，在时间最短的要求下，将3D电脑辅助设计(Computer-AidedDesign,CAD)软体所设计的数码立体模型真实地呈现出来。以熔融沉积造型(fuseddepositionmodeling，FDM)技术为例，其将成型材料制作成线材，并将成型材料加热熔融后依据所需形状/轮廓在成型平台上逐层堆叠构成立体物件。目前有一种打印彩色立体物件的方法被提出，其于制造立体物件的过程中利用喷墨机构逐层上色构成立体物件的切层物件。于一应用情境中，立体打印装置的喷墨机构可将彩色墨水喷涂于立体物件的外表面(例如于最上层切层物件的上方喷涂彩色墨水或于多个切层物件的边缘喷涂彩色墨水等等)，而将一彩色图案呈现于立体物件的表面上。然而，上述呈现彩色图案的方式不仅单调且不具有特别的视觉效果。如何增加彩色立体打印的多样性与美观性为相关技术人员所需思考的议题之一。技术实现要素：有鉴于此，本发明提供一种彩色立体打印方法与立体打印设备，其可使一彩色图案以特殊的视觉效果呈现于一立体物件上，从而增加立体打印的多样性与美观性。本发明提出一种彩色立体打印方法，适于将彩色图案呈于立体物件上，所述方法包括下列步骤。获取上述彩色图案的彩色图像，上述彩色图像包括多个像素。依据各个像素的颜色特征决定各个像素的喷墨深度。对上述立体物件的立体模型进行切层处理而产生多个切层物件的切层信息。依据各个像素的喷墨深度获取上述切层物件所对应的多个喷墨图档。在本发明的一实施例中，上述依据各个像素的颜色特征决定各个像素的喷墨深度的步骤包括：获取各个像素于色彩空间格式中的色彩空间分量；以及依据各个像素的色彩空间分量决定各个像素的喷墨深度。在本发明的一实施例中，上述依据各个像素的色彩空间分量决定各个像素的喷墨深度的步骤包括：利用各个像素的色彩空间分量查询一查找表，以从上述查找表的多个预设深度中获取各个像素的喷墨深度。在本发明的一实施例中，上述依据各个像素的色彩空间分量决定各个像素的喷墨深度的步骤包括：比较各个像素的色彩空间分量，而依据各个像素的色彩空间分量的大小排序各个像素；以及依据各个像素的排列顺序来决定对应至各个像素的喷墨深度。在本发明的一实施例中，上述彩色立体打印方法还包括：将上述彩色图像自另一色彩空间格式转换为上述色彩空间格式。在本发明的一实施例中，上述各个像素的色彩空间分量包括HSV色彩空间的明度分量或HSL色彩空间的亮度分量。在本发明的一实施例中，上述像素的喷墨深度随上述明度分量或上述亮度分量的递增而增加，其中上述喷墨深度为与上述立体物件之一外表面之间的距离。在本发明的一实施例中，上述彩色立体打印方法还包括：于依据上述切层信息利用一打印材料打印上述切层物件时，依据上述喷墨图档对上述喷墨图档所对应的切层物件进行上色。在本发明的一实施例中，上述打印材料包括一透明材料。在本发明的一实施例中，上述像素包括第一像素与第二像素。若上述第一像素的颜色特征相异于上述第二像素的颜色特征，则上述第一像素的喷墨深度相异于上述第二像素的喷墨深度。在本发明的一实施例中，上述依据各个像素的喷墨深度获取上述切层物件所对应的喷墨图档的步骤包括：依据各个像素的喷墨深度，利用对应至相同的喷墨深度的像素产生上述喷墨图档其中之一。从另一观点来看，本发明提出一种立体打印设备，其包括存储装置与处理器。处理器耦接存储装置且经配置以：获取上述彩色图案的一彩色图像，上述彩色图像包括多个像素；依据各个像素的颜色特征决定各个像素的喷墨深度；对上述立体物件的一立体模型进行切层处理而产生多个切层物件的切层信息；以及依据各个像素的喷墨深度获取上述切层物件所对应的多个喷墨图档。基于上述，本发明的彩色立体打印方法与立体打印设备可依据彩色图像的各像素的颜色特征决定各像素的喷墨深度，并可依据各像素的喷墨深度产生分别纪录有部份像素的多个喷墨图档。如此一来，立体打印装置于制造立体物件的过程中可利用这些喷墨图档将彩色墨水喷图于切层物件上，以将彩色图案以特殊的视觉效果呈现于立体物件上。为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。附图说明图1是依照本发明的一实施例的一种立体打印设备的示意图；图2是依据本发明一实施例的彩色立体打印方法的流程图；图3是依据本发明一实施例的彩色立体打印方法的示意图；图4为依据本发明一实施例的用以说明步骤S202的细部流程图；图5是依据本发明一实施例的获取喷墨深度的示意图。附图标记说明：100：立体打印设备F1：彩色图像110：存储装置Z1、Z21、Z22、Z3：区域120：处理器C1～C4：上色区块130：立体打印装置Obj1：立体物件131：控制器B1～BN：喷墨图档132：打印机构L1：切层信息133：喷墨机构P1～P5：像素M1：立体模型I1：彩色图像S201～S205、S2021、S2022：步骤具体实施方式本发明的部份实施例接下来将会配合附图来详细描述，以下的描述所引用的元件符号，当不同附图出现相同的元件符号将视为相同或相似的元件。这些实施例只是本发明的一部份，并未揭示所有本发明的可实施方式。更确切的说，这些实施例只是本发明的专利申请范围中的方法以及系统的范例。图1是依照本发明的一实施例的一种立体打印设备的示意图。参照图1，立体打印设备100包括存储装置110、处理器120以及立体打印设备130。处理器120耦接存储装置110以及立体打印设备130。在本实施例中，处理器120用以对立体物件进行建模，以建立一立体模型图像，其中立体模型图像符合多边形档案(PolygonFileFormat，PLY)或OBJ档案等等的三维档案格式。上述立体模型图像中的立体模型是由多个多边形网格(mesh)所组成，并且每一个多边形网格具有多个端点，其中这些端点各别具有不同座标。一般而言，上述多边形网格是三角形网格。在本实施例中，处理器120可用以对立体模型图像中的立体模型进行切层处理，以取得切层信息。处理器120可依据切层信息来控制立体打印装置130进行立体打印操作，以使立体打印装置130逐层打印立体物件。在本实施例中，存储装置110可用以存储数据并且可以是缓冲存储器、内部存储媒体、外接式存储媒体、其他类型存储装置或这些装置的组合。例如，缓冲存储器可包括随机存取存储器、只读存储器或其他类似装置。例如，内部存储媒体可包括硬盘(HardDiskDrive,HDD)、固态硬盘(SolidStateDisk)、快闪(flash)存储装置或其他类似装置。例如，外接式存储媒体可包括外接式硬盘、USB随身盘(USBdrive)、云端硬盘或其他类似装置。在本实施例中，存储装置110可用以存储立体模型图像、多个切层图像、立体图像建模模块、图像处理模块或图像分析模块等，以使实现本发明各实施例的切层图像处理工作。在本实施例中，处理器120可用以执行存储在存储装置110当中的多个模块，以使实现本发明各实施例的图像处理以及图像分析工作。处理器120可以是中央处理单元(centralprocessingunit,CPU)，或是其他可程序化的一般用途或特殊用途的微处理器(microprocessor)、数码信号处理器(digitalsignalprocessor,DSP)、可程序化控制器、特殊应用集成电路(applicationspecificintegratedcircuits,ASIC)、可程序化逻辑装置(programmablelogicdevice,PLD)、其他类似处理装置或这些装置的组合。在本实施例中，立体打印装置130可包括控制器131、打印机构132以及喷墨机构133等。处理器120可依据切层信息来提供控制信号至立体打印装置130的控制器131，以驱动立体打印装置130。立体打印装置130的控制器131可控制打印机构132与喷墨机构133进行立体打印操作以及喷墨操作。举例而言，立体打印操作包括馈出成型材料，并且立体打印装置130可对固化后的成型材料进行喷墨操作。此外，所属
技术领域：
通常知识者应当知晓立体打印装置130还可以包括其余用以与打印头共同完成立体打印操作的构件(例如，平台、供料管线、喷墨管线、打印头连动机构等)，因此不再赘述。图2是依据本发明一实施例的彩色立体打印方法的流程图。本实施例的方法适用于图1的立体打印设备100，以下即搭配立体打印设备100中的各构件说明本实施例立体打印方法的详细步骤。本实施例的彩色立体打印方法适于将色彩图案呈现于立体物件上。于步骤S201，处理器120获取彩色图案的彩色图像。于一实施例中，当处理器120获取外表面具有颜色信息的立体模型时，处理器120可撷取立体模型的上述颜色信息而产生彩色图像。进一步而言，处理器120可依据立体模型上被标记有颜色的座标位置与其对应的颜色数据来产生彩色图像，上述的彩色图像包括多个像素。接着，于步骤S202，处理器120依据各个像素的颜色特征决定各个像素的喷墨深度。上述的颜色特征可以是像素于一色彩空间格式中的至少一色彩空间分量，或者，上述的颜色特征也可以是将像素的至少一色彩空间分量代入一函式而产生的结果。图3为依据本发明一实施例的用以说明步骤S202的细部流程图。首先，于步骤S2021，处理器120获取各个像素于色彩空间格式中的色彩空间分量。接着，于步骤S2022，处理器120可依据各个像素的色彩空间分量决定各个像素的喷墨深度。上述的色彩空间格式可以是RGB色彩空间、HSV色彩空间、HSL色彩空间、YCbCr色彩空间，或YUV色彩空间等等，本发明对此并不限制。举例而言，假设彩色图像的色彩空间格式为HSV色彩空间，则各像素的颜色可由“色相分量(Hue)”、“饱和度分量(Saturation)”、“明度分量(Value)”来表示。假设彩色图像的色彩空间格式为RGB色彩空间，则各像素的颜色可由“红色分量(Red)”、“绿色分量(Green)”、“蓝色分量(Blue)”来表示。于一实施例中，在处理器120获取每个像素的颜色特征后，处理器120可依据各个像素的颜色特征决定各个像素的喷墨深度。喷墨深度为与立体物件的外表面之间的距离。换言之，这些像素将依据其颜色特征而被分类到对应不同喷墨深度的多个像素群组。相较于将彩色图像内的各个像素的只呈现于立体物件的外表面，本实施例的方法可基于这些不同喷墨深度而将彩色图像的部份像素的呈现位置往立体物件的内部移动。接着，于步骤S203，处理器120对立体物件的立体模型进行切层处理而产生多个切层物件的切层信息。于步骤S204，处理器120依据各个像素的喷墨深度获取切层物件所对应的多个喷墨图档。一般来说，处理器120用固定间隔的切层平面切割立体模型，以便提取这些切层物件的截面轮廓。切割立体模型的切割间隔可视为切层物件的厚度。处理器120可依据这些切层物件的截面轮廓产生对应的控制码档。于此，控制码档即为立体打印装置130可读取与据以执行打印功能的切层信息。换句话说，立体打印装置130的控制器依据控制码档来控制打印构件，从而逐层制造各个切层物件。于一实施例中，控制码档例如是G码(Gcode)档。此外，当处理器120对彩色的立体模型进行切层处理时，处理器120还可产生对应至这些切层物件的多个喷墨图档，处理器120可将这些喷墨图档转换为对应的喷墨控制信息，立体打印装置130则可依据喷墨控制信息来控制喷墨机构133进行喷墨操作。需说明的是，于一实施例中，处理器120在获取彩色图像中各像素的喷墨深度后，处理器120可依据各像素的喷墨深度调整原始立体模型，以将原始立体模型中标示有色彩的座标位置往立体模型的内部推入。接着，处理器120再对调整后的立体模型进行切层处理，以获取各切层物件的切层信息与对应的喷墨图档。另外，于一实施例中，处理器120在获取彩色图像中各像素的喷墨深度后，处理器120可先对原始立体模型进行切层处理，以获取各切层物件的切层信息与对应的喷墨图档。之后，在依据喷墨深度来调整这些喷墨图档，以通过改变各喷墨图档上的部份或全部的像素点的位置来产生调整后的喷墨图档。也就是说，本发明实施例的喷墨图档最终都是依据喷墨深度而产生的。最后，于步骤S205，于依据切层信息利用打印材料打印切层物件时，立体打印装置130依据喷墨图档对喷墨图档所对应的切层物件进行上色。每当立体打印装置130打印完一切层物件，立体打印装置130将依据刚打印完的切层物件所对应的喷墨图档来执行喷墨操作，以于刚打印完的切层物件的上方喷涂墨水。如此，通过立体打印装置130交替执行打印操作与喷墨操作，具有特殊视觉效果的立体物件可据以被制造出来。相较于将彩色图案只呈现于立体物件的外表面，本实施例的方法可将至少部分彩色图案呈现于立体物件内部，产生内雕的特殊视觉效果。为了进一步说明本发明的彩色打印方法，以下特举一实施例来对本发明进行说明。图4是依据本发明一实施例的彩色立体打印方法的示意图。需说明的是，为了以具有立体感的内雕效果呈现彩色图案于立体物件上，各像素的喷墨深度可随HSV色彩空间的明度分量的递增而增加，而喷墨深度为与立体物件的外表面之间的距离。然而，虽然图4实施例系以色彩特征为HSV色彩空间的明度分量为例进行说明，但本发明并不以此为限。假设决定喷墨深度的色彩特征为HSL色彩空间的亮度分量，为了以具有立体感的内雕效果呈现彩色图案于立体物件上，各像素的喷墨深度可随HSL色彩空间的量度分量的递增而增加。具体而言，请参照图4，处理器120可从存储装置110读取立体模型M1，并将立体模型M1表面的颜色信息提取出来而获取彩色图像I1。处理器120可将彩色图像I1自另一色彩空间格式转换为HSV色彩空间。例如，处理器120可将彩色图像I1自RGB色彩空间转换为HSV色彩空间。接着，处理器120可依据彩色图像I1上各个像素的颜色特征来决定各个像素对应的喷墨深度。举例而言，假设像素P4为对应至RGB座标(255,255,0)的黄色，则像素P4的明度分量为‘1’。于是，处理器120可依据像素P4的明度分量决定像素P4的喷墨深度为5个单位长度。另一方面，假设像素P5为对应至RGB座标(0,0,128)的深蓝色，则像素P4的明度分量为‘0.5’。于是，处理器120可依据像素P5的明度分量决定像素P5的喷墨深度为0个单位长度。换言之，明度分量较高的像素P4于立体模型上的标记位置将从模型表面移动至立体模型内部。基此，处理器120可在对立体模型进行切层处理后获取切层信息L1以及依据喷墨深度而产生的多个喷墨图档B1～BN，而立体打印装置130可依据切层信息L1以及喷墨图档B1～BN交替执行打印操作与喷墨操作，从而产生立体物件Obj1。于本范例中，基于各像素的喷墨深度的赋予，上色区块C1位于立体物件Obj1的内部，而上色区块C2、C3、C4位于立体物件Obj1的表面。此外，于本发明的实施例中，立体打印装置130所使用的打印材料为透明材料，例如是透明的聚乳酸(PolylacticAcid，PLA)材料或透明的亚力克(Acrylic)材料。因此，内缩的上色区块C1是可见的。图5是依据本发明一实施例的获取喷墨深度的示意图。请参照图5，处理器120获取彩色图像F1。于此，假设彩色图像F1包括3种相异的颜色组成。处理器120将分析彩色图像F1内的每一像素的颜色特征。于此，处理器120将像素的一色彩空间分量作为像素的颜色特征，区域Z1内每一像素(包括第一像素P1)的色彩空间分量相同。相似的，区域Z21、Z22内每一像素(包括第二像素P2)的色彩空间分量相同，而区域Z3内每一像素(包括第三像素P3)的色彩空间分量相同。于一实施例中，在获取彩色图像F1内每一像素的色彩空间分量后，处理器120可利用各个像素的色彩空间分量查询一查找表，以从查找表的多个预设深度中获取各个像素的喷墨深度。以图5为范例继续说明，表1为以亮度分量(Lightness)查询喷墨深度的查找表的范例。亮度分量喷墨深度(单位长度)0.00～0.20d10.21～0.40d20.41～0.60d30.61～0.80d40.81～1.00d5表1以表1为例，当处理器120知道像素P1的亮度分量为0.1，则处理器120可通过查询表1得知像素P1的喷墨深度为d1。当处理器120知道像素P2的亮度分量为0.3，则处理器120可通过查询表1得知像素P2的喷墨深度为d2。当处理器120知道像素P3的亮度分量为0.8，则处理器120可通过查询表1得知像素P3的喷墨深度为d4。然而，表1的列举系用以清楚说明，并非用以限制本发明。关于查找表的建立可视实际需求而设计，本发明对此并不限制。也就是说，由于第一像素P1的颜色特征相异于第二像素P2的颜色特征，则第一像素P1的喷墨深度d1相异于第二像素P2的喷墨深度d2。如图5所示，基于喷墨深度的查询，区域Z1内的所有像素会对应至喷墨深度d1，区域Z21、Z22内的所有像素会对应至喷墨深度d2，而区域Z3内的所有像素会对应至喷墨深度d4。之后，处理器120可依据各像素的喷墨深度来产生多张喷墨图档。此外，于一实施例中，处理器120可比较各个像素的色彩空间分量，而依据各个像素的色彩空间分量的大小排序各个像素。接着，处理器120再依据各个像素的排列顺序来决定对应至各个像素的喷墨深度。以图5为例继续说明，在获取彩色图像F1内每一像素的色彩空间分量后，处理器120可依据像素的色彩空间分量排序所有像素。以第一像素P1、第二像素P2、第三像素P3为例，处理器120可依据色彩空间分量排序第一像素P1、第二像素P2，以及第三像素P3。接着，处理器120可依据第一像素P1、第二像素P2，以及第三像素P3的排列顺序来决定第一像素P1、第二像素P2，以及第三像素P3喷墨深度。详细而言，当第一像素P1的排列顺序为1，则处理器120可直接决定第一像素P1的喷墨深度为d1。当第一像素P2的排列顺序为2，则处理器120可直接决定第一像素P2的喷墨深度为d2。当第一像素P3的排列顺序为3，则处理器120可直接决定第一像素P3的喷墨深度为d4。于另一实施例中，处理器120也可依据各像素的排列顺序而将呈现等差级数的多个喷墨深度指派给各个像素。之后，处理器120可依据各像素的喷墨深度来产生多张喷墨图档，并驱动立体打印装置130依据这些喷墨图档将彩色图样以特殊视觉效果呈现于制作出来的立体物件上。综上所述，本发明的彩色立体打印方法与立体打印设备可依据彩色图像的各像素的颜色特征决定各像素的喷墨深度，并可依据各像素的喷墨深度产生对应至多个切层物件的多个喷墨图档。如此一来，立体打印装置于制造立体物件的过程中可利用这些喷墨图档将彩色墨水喷图于切层物件上，以将彩色图案以特殊的视觉效果呈现于立体物件上。此外，通过依据像素的明度或亮度来决定喷墨深度，本发明的立体打印装置可将彩色图案以更有立体感的方式呈现于立体物件上。虽然本发明已以实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何所属
技术领域：
中技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更改与润饰，故本发明的保护范围当视后附的申请专利范围所界定的为准。当前第1页1 2 3