本發(fā)明涉及一種用于確定三維對象的外部及內(nèi)部的顏色的技術(shù)。

背景技術(shù)：

近日，越來越多地使用三維打印機(jī)(3D打印機(jī))，尤其是支持多材料以及多顏色的三維打印機(jī)正得到普及。然而，如果基于現(xiàn)有的三維打印機(jī)的顏色處理方式或者輸入到三維打印機(jī)的圖像文件的格式，則難以有效地輸出具有多材料或者多顏色的三維輸出物。作為一示例，對三維打印機(jī)中使用最多的STL文件的情況而言，因僅包含三維對象的外形信息，因此無法將關(guān)于材料或者顏色的信息分配到根據(jù)STL文件而輸出的三維輸出物。

此外，美國授權(quán)專利公報US7,991,498提出了一種對三維對象的表面以顏色單元為單位進(jìn)行分割，并對被分割的各個顏色單元分配顏色的技術(shù)。根據(jù)這種方式，能夠?qū)τ珊唵蔚男螤顦?gòu)成或者具有單純的顏色的三維對象分配顏色，然而對由復(fù)雜的形狀構(gòu)成或者具有多樣的顏色的三維對象則難以采用該方式。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，存在著如下的問題：在對三維對象的表面進(jìn)行分割而對被分割的各個表面指定顏色時存在局限性，尤其對由復(fù)雜的形狀構(gòu)成的三維對象難以進(jìn)行精密的顏色處理。

[現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)]

[專利文獻(xiàn)]

(專利文獻(xiàn)1)美國授權(quán)專利公報US7,991,498(2011.08.02)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

技術(shù)問題

本發(fā)明的實(shí)施例用于提供一種可利用三維對象的外形信息以及三維對象的外部表面的顏色信息而有效地處理三維對象的外部以及內(nèi)部的顏色的手段。

技術(shù)手段

根據(jù)本發(fā)明的事例性的實(shí)施例，本發(fā)明提供一種三維對象的顏色處理系統(tǒng)，其中包括：文件輸入部，用于接收三維建模文件，其中，三維建模文件包括三維對象的外形信息以及所述三維對象的外部表面的顏色信息；坐標(biāo)提取部，提取內(nèi)部坐標(biāo)，所述內(nèi)部坐標(biāo)存在于所述三維對象的內(nèi)部，并位于離所述外部表面預(yù)設(shè)偏移距離以內(nèi)的位置；以及顏色處理部，利用所述外形信息以及所述外部表面的顏色信息而給所述內(nèi)部坐標(biāo)分配顏色信息。

所述外形信息可以包括：構(gòu)成所述三維對象的多個所述外部表面的法向量以及存在于所述外部表面上的表面坐標(biāo)，并且所述顏色信息包括對應(yīng)于所述表面坐標(biāo)的圖像坐標(biāo)。

所述顏色處理部可以從由多個外部表面延伸而形成的多個外部平面中確定一個以上的候選平面，并選擇所述候選平面上的表面坐標(biāo)中的一個表面坐標(biāo)作為對象坐標(biāo)，并將所述對象坐標(biāo)所對應(yīng)的圖像坐標(biāo)的顏色信息分配給所述內(nèi)部坐標(biāo)。

所述顏色處理部可以將多個所述外部平面中的從所述內(nèi)部坐標(biāo)的最短距離為預(yù)設(shè)的值以內(nèi)的一個以上的外部平面確定為所述候選平面。

所述顏色處理部可以針對各個所述候選平面分別提取所述候選平面上的坐標(biāo)中的、與所述內(nèi)部坐標(biāo)之間的距離最短的坐標(biāo)，并利用被提取的所述坐標(biāo)而選擇所述對象坐標(biāo)。

所述顏色處理部在提取到的所述坐標(biāo)中存在相當(dāng)于所述候選平面上的表面坐標(biāo)的坐標(biāo)的情況下，可以從相當(dāng)于所述候選平面上的表面坐標(biāo)的坐標(biāo)中，選擇與所述內(nèi)部坐標(biāo)之間的距離最短的表面坐標(biāo)作為所述對象坐標(biāo)。

所述顏色處理部在提取到的所述坐標(biāo)中不存在相當(dāng)于所述候選平面上的表面坐標(biāo)的坐標(biāo)的情況下，在位于所述候選平面上的各個外部表面分別所構(gòu)成的邊緣或者頂點(diǎn)的表面坐標(biāo)中，可以選擇與所述內(nèi)部坐標(biāo)之間的距離最短的表面坐標(biāo)作為所述對象坐標(biāo)。

所述顏色處理部在從所述對象坐標(biāo)到所述內(nèi)部坐標(biāo)的距離小于或等于所述偏移距離的情況下，可以將所述對象坐標(biāo)所對應(yīng)的圖像坐標(biāo)的顏色信息分配給所述內(nèi)部坐標(biāo)。

根據(jù)本發(fā)明的另一示例性的實(shí)施例，提供一種三維對象的顏色處理方法，該方法包括如下的步驟：在文件輸入部接收三維建模文件，其中，三維建模文件包括三維對象的外形信息以及所述三維對象的外部表面的顏色信息；在坐標(biāo)提取部提取內(nèi)部坐標(biāo)，所述內(nèi)部坐標(biāo)存在于所述三維對象的內(nèi)部，并位于離所述外部表面預(yù)設(shè)偏移距離以內(nèi)的位置；以及在顏色處理部利用所述外形信息以及所述外部表面的顏色信息而給所述內(nèi)部坐標(biāo)分配顏色信息。

所述外形信息可以包括：構(gòu)成所述三維對象的多個所述外部表面的法向量以及存在于所述外部表面上的表面坐標(biāo)，并且所述顏色信息包括對應(yīng)于所述表面坐標(biāo)的圖像坐標(biāo)。

給所述內(nèi)部坐標(biāo)分配顏色信息的步驟可以包括如下步驟：從由多個外部表面延伸而形成的多個外部平面中確定一個以上的候選平面；選擇所述候選平面上的表面坐標(biāo)中的一個表面坐標(biāo)作為對象坐標(biāo)；以及將所述對象坐標(biāo)所對應(yīng)的圖像坐標(biāo)的顏色信息分配給所述內(nèi)部坐標(biāo)。

在所述確定候選平面的步驟中，可以將多個所述外部平面中的從所述內(nèi)部坐標(biāo)的最短距離為預(yù)設(shè)的值以內(nèi)的一個以上的外部平面確定為所述候選平面。

在選擇為所述對象坐標(biāo)的步驟可以包括如下步驟：針對各個所述候選平面分別提取所述候選平面上的坐標(biāo)中的、與所述內(nèi)部坐標(biāo)之間的距離最短的坐標(biāo)；以及利用被提取的所述坐標(biāo)而選擇所述對象坐標(biāo)。

在利用提取到的所述坐標(biāo)而選擇所述對象坐標(biāo)的步驟中，在提取到的所述坐標(biāo)中存在相當(dāng)于所述候選平面上的表面坐標(biāo)的坐標(biāo)的情況下，在相當(dāng)于所述候選平面上的表面坐標(biāo)的坐標(biāo)中，可以選擇與所述內(nèi)部坐標(biāo)之間的距離最短的表面坐標(biāo)作為所述對象坐標(biāo)。在利用提取到的所述坐標(biāo)而選擇所述對象坐標(biāo)的步驟中，在提取到的所述坐標(biāo)中不存在相當(dāng)于所述候選平面上的表面坐標(biāo)的坐標(biāo)的情況下，在位于所述候選平面上的各個外部表面所構(gòu)成的邊緣或者頂點(diǎn)的表面坐標(biāo)中，可以選擇與所述內(nèi)部坐標(biāo)之間的距離最短的表面坐標(biāo)作為所述對象坐標(biāo)。

在將所述對象坐標(biāo)所對應(yīng)的圖像坐標(biāo)的顏色信息分配給所述內(nèi)部坐標(biāo)的步驟中，在從所述對象坐標(biāo)到所述內(nèi)部坐標(biāo)的距離小于或等于所述偏移距離的情況下，可以將所述對象坐標(biāo)所對應(yīng)的圖像坐標(biāo)的顏色信息分配給所述內(nèi)部坐標(biāo)。

根據(jù)本發(fā)明的另一示例性的實(shí)施例，提供一種記錄于記錄介質(zhì)的計(jì)算機(jī)程序，用于與硬件結(jié)合而執(zhí)行如下的步驟：在文件輸入部接收三維建模文件，其中，三維建模文件可以包括三維對象的外形信息以及所述三維對象的外部表面的顏色信息；在坐標(biāo)提取部提取內(nèi)部坐標(biāo)，所述內(nèi)部坐標(biāo)存在于所述三維對象的內(nèi)部，并位于離所述外部表面預(yù)設(shè)偏移距離以內(nèi)的位置；以及在顏色處理部利用所述外形信息以及所述外部表面的顏色信息而給所述內(nèi)部坐標(biāo)分配顏色信息。

技術(shù)效果

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，可以在不進(jìn)行分割三維對象的外部表面的過程的情況下利用外部表面的顏色信息來確定三維對象的內(nèi)部顏色。尤其，可以利用對三維對象的內(nèi)部顏色影響最大的外部表面的顏色信息來有效地確定三維對象的內(nèi)部顏色。

此外，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，在存在于三維對象的內(nèi)部的坐標(biāo)中，僅使位于離三維對象的外部表面預(yù)設(shè)偏移距離以內(nèi)的內(nèi)部坐標(biāo)被分配到顏色信息，從而能夠最大限度地減少根據(jù)顏色信息的分配的計(jì)算量。

附圖說明

圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的三維對象顏色處理系統(tǒng)的詳細(xì)構(gòu)成的框圖。

圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的表面坐標(biāo)和圖像坐標(biāo)之間的對應(yīng)關(guān)系的圖。

圖3是示出根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的偏移距離的圖。

圖4是用于說明根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的在顏色處理部選擇對象坐標(biāo)的方法的圖。

圖5是用于說明根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的在顏色處理部選擇對象坐標(biāo)的方法的圖。

圖6是示出根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的采用三維對象的顏色處理系統(tǒng)的示例的圖。

圖7是示出根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的采用三維對象的顏色處理系統(tǒng)的另一示例的圖。

圖8是用于說明根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的三維對象的顏色處理方法的流程圖。

圖9是用于說明圖8的S808步驟的流程圖。

符號說明

100：三維對象的顏色處理系統(tǒng) 102：文件輸入部

104：行列計(jì)算部 106：坐標(biāo)提取部

108：顏色處理部 110：切割部

112：數(shù)據(jù)庫 200：用戶終端

300：三維輸出裝置

具體實(shí)施方式

以下，參考附圖而說明本發(fā)明的具體實(shí)施方式。以下的詳細(xì)說明是為了有助于全面理解本說明書中記載的方法、裝置和/或系統(tǒng)而提供。然而這只不過是示例，本發(fā)明并不局限于此。

在說明本發(fā)明的實(shí)施例的過程中，如果認(rèn)為對有關(guān)本發(fā)明的公知技術(shù)的具體說明有可能對本發(fā)明的主旨造成不必要的混亂，則省略其詳細(xì)說明。另外，后述的術(shù)語是作為考慮到本發(fā)明中的功能而定義的術(shù)語，可能因使用者、運(yùn)用者的意圖或慣例等而改變。因此，要以貫穿整個說明書的內(nèi)容為基礎(chǔ)而對其進(jìn)行定義。在詳細(xì)的說明中使用的術(shù)語僅用于記載本發(fā)明的實(shí)施例，而絕非用于限制本發(fā)明的實(shí)施例。只要沒有明確不同地使用，則單數(shù)的表述包括復(fù)數(shù)的含義。在本說明書中，“包括”或“具有”之類的表述是用于指代某些特性、數(shù)字、步驟、操作、要素及其一部分或組合的，不應(yīng)解釋為除所記載者之外的一個或一個以上的其他特性、數(shù)字、步驟、操作、要素及其一部分或組合的存在性或可存在性。

圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的三維對象顏色處理系統(tǒng)100的詳細(xì)構(gòu)成的框圖。如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的三維對象的顏色處理系統(tǒng)100包含：文件輸入部102、行列計(jì)算部104、坐標(biāo)提取部106、顏色處理部108、切割部110以及數(shù)據(jù)庫112。

文件輸入部102從用戶終端(未圖示)接收三維建模文件。在此，用戶終端是用于將三維建模文件輸入到文件輸入部102的裝置，例如，可以是筆記本電腦、平板電腦、智能手機(jī)、PDA、智能手表等可穿戴設(shè)備等。

三維建模文件是用于在三維打印機(jī)等三維輸出裝置(未圖示)中輸出三維對象時使用的文件，例如，可以是OBJ文件、VRML文件、AMF文件等。所述三維建模文件可以包含三維對象的外形信息以及三維對象的外部表面的材料(material)信息。三維對象的外形信息可以包含用于構(gòu)成三維對象的多個外部表面的法向量以及存在于三維對象的外部表面上的表面坐標(biāo)。在此，表面坐標(biāo)是存在于三維對象的外部表面上的三維空間坐標(biāo)，例如，可以由(x,y,z)形式構(gòu)成。三維對象的外部表面上的所有位置可以通過所述法向量和表面坐標(biāo)而表示。此外，三維對象的外部表面的材料信息是用于表示所述外部表面的材料和質(zhì)感的信息，其可以包含外部表面的顏色信息。外部表面的顏色信息可以包含與表面坐標(biāo)對應(yīng)的二維的圖像坐標(biāo)，而所述圖像坐標(biāo)例如可以由(u,v)的形式構(gòu)成。

行列計(jì)算部104利用從文件輸入部102接收的三維建模文件而計(jì)算變換行列。在此，變換行列意味著表示存在于三維對象的外部表面上的表面坐標(biāo)和分配于所述表面坐標(biāo)的顏色信息(即，圖像坐標(biāo))之間的對應(yīng)關(guān)系(相關(guān)關(guān)系)的矩陣。例如，在假設(shè)外部表面vn1上的表面坐標(biāo)(x1,y1,z1)上分配到圖像坐標(biāo)(u1,v1)，并且外部表面vn2上的表面坐標(biāo)(x2,y2,z2)上分配到圖像坐標(biāo)(u2,v2)的情況下，行列計(jì)算部104可以計(jì)算表示(x1,y1,z1)與(u1,v1)之間的對應(yīng)關(guān)系的變換行列以及表示(x2,y2,z2)與(u2,v2)之間的對應(yīng)關(guān)系的變換行列。變換行列可以應(yīng)用于如下情況：在已給定后續(xù)的三維對象的外部表面上所存在的任意的表面坐標(biāo)時，將所述表面坐標(biāo)變換為與其對應(yīng)的二維的圖像坐標(biāo)，從而提取分配于所述表面坐標(biāo)的顏色信息。此外，如下文中進(jìn)行描述的那樣，顏色處理部108可以利用變換行列而對三維對象的內(nèi)部坐標(biāo)分配顏色信息。另外，在本發(fā)明所屬的技術(shù)領(lǐng)域上，利用三維的空間坐標(biāo)和二維的圖像坐標(biāo)的對應(yīng)關(guān)系而計(jì)算變換行列的方法被廣為周知，所以在此省去對此的詳細(xì)說明。

坐標(biāo)提取部106對存在于三維對象的內(nèi)部且位于離三維對象的外部表面預(yù)設(shè)偏移距離(offset distance)以內(nèi)的內(nèi)部坐標(biāo)進(jìn)行提取。在此，內(nèi)部坐標(biāo)意味著在存在于三維對象的內(nèi)部的坐標(biāo)中被分配顏色信息的坐標(biāo)。如果存在于三維對象的內(nèi)部的坐標(biāo)全部被分配到顏色信息，則基于顏色信息分配的計(jì)算量將會增多。另外，三維對象一般會具有預(yù)定的透明度，因此位于離三維對象的外部表面朝內(nèi)側(cè)相隔預(yù)定距離以上的位置的坐標(biāo)的顏色并不會對從外觀上所看到的顏色起到影響。因此，在本發(fā)明的實(shí)施例，在存在于三維對象的內(nèi)部的坐標(biāo)中，僅給位于離三維對象的外部表面預(yù)設(shè)偏移距離以內(nèi)的內(nèi)部坐標(biāo)分配顏色信息，從而最大程度地減少了基于顏色信息分配的計(jì)算量。坐標(biāo)提取部106可以從用戶終端接收關(guān)于偏移距離的信息，并可以提取存在于三維對象的內(nèi)部且位于離三維對象的內(nèi)部表面所述偏移距離以內(nèi)的位置上的內(nèi)部坐標(biāo)。偏移距離例如可以是3cm、5cm等，然而并不局限于此，可以根據(jù)三維對象的透明度而具有不同的偏移距離。

顏色處理部108給從坐標(biāo)提取部106提取到的內(nèi)部坐標(biāo)分配顏色信息。顏色處理部108可以對三維建模文件所包含的三維對象的外形信息以及三維對象的外部表面的顏色信息而給內(nèi)部坐標(biāo)分配顏色信息。此時，顏色處理部108在三維對象的外部表面中選擇離所提取到的內(nèi)部坐標(biāo)最近的外部表面，并可以將與所選擇的外部表面上的表面坐標(biāo)對應(yīng)的圖像坐標(biāo)分配給所述內(nèi)部坐標(biāo)。顏色處理部108為了選擇從內(nèi)部坐標(biāo)最近的外部表面而可以計(jì)算從內(nèi)部坐標(biāo)到外部表面之間的最短距離。然而，探索所有的外部表面而測量各個外部表面與內(nèi)部坐標(biāo)之間的最短距離以選擇一個外部表面的過程需要較多的計(jì)算量。因此，為了減少這樣的計(jì)算量，在本發(fā)明的實(shí)施例中確定對內(nèi)部坐標(biāo)的顏色起到影響的外部平面，并僅測量了所述外部平面和內(nèi)部坐標(biāo)之間的最短距離。

為此，顏色處理部108首先可以從由構(gòu)成三維對象的多個外部表面延伸而形成的多個外部平面中確定一個以上的候選平面。在此，候選平面意味著包含對內(nèi)部坐標(biāo)的顏色起到影響的外部表面的平面。顏色處理部108可以在多個外部平面中將從內(nèi)部坐標(biāo)的最短距離為預(yù)設(shè)值以內(nèi)的一個以上的外部平面確定為候選平面。在此，預(yù)設(shè)值例如可以是5cm、10cm等，然而并不局限于此，可以根據(jù)三維對象的透明度而具有不同的預(yù)設(shè)值。

顏色處理部108針對各個候選平面提取候選平面上的坐標(biāo)中的與內(nèi)部坐標(biāo)之間的距離最短的坐標(biāo)。例如，假設(shè)有第一候選平面至第三候選平面，則顏色處理部108可以從第一候選平面上的坐標(biāo)、第二候選平面上的坐標(biāo)、第三候選平面上的坐標(biāo)中分別提取與內(nèi)部坐標(biāo)之間的距離最短的坐標(biāo)(x1,y2,z3)、(x2,y3,z4)、(x3,y4,z5)。

之后，顏色處理部108在所述被提取到的坐標(biāo)中去除與內(nèi)部坐標(biāo)之間的距離超過偏移距離的坐標(biāo)。顏色處理部108計(jì)算所述被提取到的坐標(biāo)和內(nèi)部坐標(biāo)之間的距離，并在所述計(jì)算出的距離大于偏移距離的情況下可以去除該坐標(biāo)。

之后，顏色處理部108判斷除了所述被去除的坐標(biāo)以外的所述被提取到的各個坐標(biāo)是否存在于三維對象的外部表面上(即，所述被提取到的各個坐標(biāo)是否對應(yīng)于表面坐標(biāo))。如果，所述被提取到的坐標(biāo)中有存在于三維對象的外部表面上的坐標(biāo)，則顏色處理部108可在存在于所述三維對象的外部表面上的坐標(biāo)中將與內(nèi)部坐標(biāo)之間的距離最短的表面坐標(biāo)(例如，(x2,y2,z2))選擇為對象坐標(biāo)。

如果所述被提取到的坐標(biāo)全部都不存在于三維對象的外部表面上，則顏色處理部108可以在位于候選平面上的各個外部表面所構(gòu)成的邊緣(edge)或者頂點(diǎn)(vertex)的表面坐標(biāo)中選擇與內(nèi)部坐標(biāo)之間的距離最短的表面坐標(biāo)作為對象坐標(biāo)。在此情況下，內(nèi)部坐標(biāo)和對象坐標(biāo)之間的最短距離可以是內(nèi)部坐標(biāo)和邊緣之間的最短距離或者從內(nèi)部坐標(biāo)到頂點(diǎn)之間的距離。

在此，對象坐標(biāo)意味著在三維對象的外部表面上的表面坐標(biāo)中對分配于內(nèi)部坐標(biāo)的顏色信息起著最大的影響的坐標(biāo)。顏色處理部108可以將對應(yīng)于對象坐標(biāo)的圖像坐標(biāo)的顏色信息分配到內(nèi)部坐標(biāo)。如上所述，行列計(jì)算部104可以計(jì)算出表面坐標(biāo)與對應(yīng)于表面坐標(biāo)的圖像坐標(biāo)之間的對應(yīng)關(guān)系的變換行列，顏色處理部108可以利用所計(jì)算出的變換行列而給三維對象的內(nèi)部坐標(biāo)分配顏色信息。即，顏色處理部108可以利用變換行列而獲取對應(yīng)于對象坐標(biāo)的圖像坐標(biāo)，并可以將獲取到的圖像坐標(biāo)的顏色信息分配到內(nèi)部坐標(biāo)。通過上述的過程，對象坐標(biāo)和內(nèi)部坐標(biāo)可以具有相同的顏色信息。

此外，顏色處理部108可以根據(jù)從對象坐標(biāo)到內(nèi)部坐標(biāo)之間的距離而使被分配到內(nèi)部坐標(biāo)的顏色信息的飽和度(chroma)、亮度等不同。例如，從對象坐標(biāo)到內(nèi)部坐標(biāo)之間的距離越大，從外觀上所看的內(nèi)部坐標(biāo)的針對顏色的影響力可能越低，因而，從對象坐標(biāo)到內(nèi)部坐標(biāo)之間的距離越大，顏色處理部108可以越降低被分配到內(nèi)部坐標(biāo)的顏色信息的飽和度。

切割部110生成用于輸出三維對象的按層分的圖像。通過上述的過程，顏色處理部108可以對位于離外部表面預(yù)設(shè)偏移距離以內(nèi)的所有的內(nèi)部坐標(biāo)分配顏色信息，從而生成表示三維對象的外形和三維對象的外部以及內(nèi)部顏色的三維圖像。切割部110可以通過切割(Slicing)三維圖像而生成二維的按層分的圖像。

切割部110可以將所生成的按層分的圖像存儲到數(shù)據(jù)庫112。此外，切割部110可以將所生成的按層分的圖像傳送到三維輸出裝置。三維輸出裝置可以依次輸出從切割部110接收到的按層分的圖像。

數(shù)據(jù)庫112是用于存儲借助于切割部110而生成的按層分的圖像的存儲庫。如上所述，切割部110可以生成按層分的圖像并將其存儲到數(shù)據(jù)庫112。

在一實(shí)施例中，文件輸入部102、行列計(jì)算部104、坐標(biāo)輸出部106、顏色處理部108、切割部110以及數(shù)據(jù)庫112可以在計(jì)算裝置上實(shí)現(xiàn)，該計(jì)算裝置包含一個以上的處理器以及與其處理器連接的計(jì)算機(jī)可讀記錄介質(zhì)。計(jì)算機(jī)可讀記錄介質(zhì)可位于處理器的內(nèi)部或者外部，并可以通過眾所周知的多樣的手段而被連接到處理器。計(jì)算裝置內(nèi)的處理器可以使各個計(jì)算裝置能夠根據(jù)本說明書中記載的示例性的實(shí)施例而進(jìn)行操作。例如，處理器可以能夠執(zhí)行存儲于計(jì)算機(jī)可讀記錄介質(zhì)的指令，且存儲于計(jì)算機(jī)可讀記錄介質(zhì)的指令構(gòu)成為在被處理器執(zhí)行的情況下，使計(jì)算裝置執(zhí)行根據(jù)本說明書中記載的示例性的實(shí)施例的操作。

圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的表面坐標(biāo)和圖像坐標(biāo)的對應(yīng)關(guān)系的圖。如上所述，行列計(jì)算部104可以利用從文件輸入部102接收的三維建模文件而計(jì)算變換行列，所述變換行列可以表示三維對象的外部表面上存在的表面坐標(biāo)和分配到所述表面坐標(biāo)的顏色信息(即，圖像坐標(biāo))之間的對應(yīng)關(guān)系。圖2表示三維對象的外部表面A和具有表面坐標(biāo)的顏色信息的二維圖像平面A。如圖2所示，外部表面A的表面坐標(biāo)(x1,y1,z1)和圖像坐標(biāo)(u1,v1)可以相互對應(yīng)，變換行列可以表示外部表面A上的所有的表面坐標(biāo)與圖像平面A上的圖像坐標(biāo)之間的對應(yīng)關(guān)系。如上所述，顏色處理部108可以從三維對象的外部表面上的表面坐標(biāo)中選擇對分配到內(nèi)部坐標(biāo)的顏色信息起到最大的影響的對象坐標(biāo)，并可以利用所述變換行列而獲取與對象坐標(biāo)對應(yīng)的圖像坐標(biāo)。顏色處理部108可以將所獲取的圖像坐標(biāo)的顏色信息分配到內(nèi)部坐標(biāo)。

圖3是示出根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的偏移距離的圖。如上所述，坐標(biāo)提取部106可以提取內(nèi)部坐標(biāo)，該內(nèi)部坐標(biāo)存在于三維對象的內(nèi)部，并位于離三維對象的外部表面預(yù)設(shè)偏移距離以內(nèi)的位置上。偏移距離例如可以是3cm、5cm等。如圖3所示，在存在于三維對象的內(nèi)部的坐標(biāo)中，僅給位于離三維對象的外部表面預(yù)設(shè)偏移距離以內(nèi)的內(nèi)部坐標(biāo)分配顏色信息，從而可以最大限度地減少基于顏色信息的分配的計(jì)算量。

圖4以及圖5是用于說明根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的、在顏色處理部選擇對象坐標(biāo)的方法的圖。如上所述，顏色處理部108在多個外部平面中確定一個以上的候選平面，并針對各個候選平面提取候選平面上的坐標(biāo)中的、與內(nèi)部坐標(biāo)之間的距離最短的坐標(biāo)。

參照圖4，例如，在確定針對內(nèi)部坐標(biāo)(x2,y2,z2)的第一候選平面至第三候選平面的請下，顏色處理部108可以分別針對第一候選平面至第三候選平面在候選平面上的坐標(biāo)中提取與內(nèi)部坐標(biāo)之間的距離最短的各個坐標(biāo)(x1,y2,z3)、(x2,y3,z4)、(x3,y4,z5)。顏色處理部108判斷所提取的各個坐標(biāo)(x1,y2,z3)、(x2,y3,z4)、(x3,y4,z5)是否分別存在于三維對象的外部表面上。

如圖4所示，(x1,y2,z3)以及(x3,y4,z5)存在于三維對象的外部表面上，相反，(x2,y3,z4)并不存在于三維對象的外部表面上。因此，顏色處理部108可以在存在于三維對象的外部表面上的表面坐標(biāo)(x1,y2,z3)以及(x3,y4,z5)中選擇與內(nèi)部坐標(biāo)(x2,y2,z2)之間的距離最短的表面坐標(biāo)(x1,y2,z3)作為對象坐標(biāo)。

此外，參照圖5，例如在確定針對內(nèi)部坐標(biāo)(x3,y3,z3)的第一候選平面至第三候選平面的情況下，顏色處理部108可以分別針對第一候選平面至第三候選平面而在候選平面上的坐標(biāo)中提取與內(nèi)部坐標(biāo)之間的距離最短的各個坐標(biāo)(x4,y5,z6)、(x5,y6,z7)、(x6,y7,z8)。

如圖5所示，(x6,y7,z8)存在于三維對象的外部表面上，相反，(x4,y5,z6)以及(x5,y6,z7)并不存在于三維對象的外部表面上。然而，內(nèi)部坐標(biāo)(x3,y3,z3)和表面坐標(biāo)(x6,y7,z8)之間的距離超過偏移距離，因此，顏色處理部108可以在位于第一候選平面至第三候選平面上的各個外部表面所構(gòu)成的邊緣或者頂點(diǎn)的表面坐標(biāo)中選擇與內(nèi)部坐標(biāo)(x3,y3,z3)之間的距離最短的表面坐標(biāo)(x7,y8,z9)作為對象坐標(biāo)。在此，(x7,y8,z8)可以是第一候選平面上的外部表面和第二候選平面上的外部表面所構(gòu)成的邊緣。

即，顏色處理部108將會針對各個候選平面提取候選平面上的坐標(biāo)中的、與內(nèi)部坐標(biāo)之間的距離最短的坐標(biāo)，并且在提取到的坐標(biāo)中存在與候選平面上的表面坐標(biāo)所對應(yīng)的坐標(biāo)的情況下，在所述表面坐標(biāo)中選擇與內(nèi)部坐標(biāo)之間的距離最短的表面坐標(biāo)作為對象坐標(biāo)，并且在提取到的坐標(biāo)中不存在與候選平面上的表面坐標(biāo)對應(yīng)的坐標(biāo)的情況下，在候選平面上的各個外部表面所構(gòu)成的邊緣或者頂點(diǎn)所在的表面坐標(biāo)中，可以選擇與內(nèi)部坐標(biāo)之間的距離最短的表面坐標(biāo)作為對象坐標(biāo)。

圖6是示出根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的采用三維對象的顏色處理系統(tǒng)100的示例的圖。圖6表示采用三維對象的顏色處理系統(tǒng)100的主模型。三維對象的顏色處理系統(tǒng)100是主模塊，其可以在用戶終端200和三維輸出裝置300之間對三維對象的顏色進(jìn)行處理。用戶可以通過用戶終端200而將三維建模文件發(fā)送到主模塊100，主模塊100可以通過上述的方法而生成按層分的圖像，并將其發(fā)送到三維輸出裝置300。三維輸出裝置300可以依次輸出從主模塊100接收的按層分的圖像。在此，用戶終端200例如可以是臺式電腦、筆記本電腦等，三維輸出裝置300例如可以是三維打印機(jī)。

圖7是示出根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的采用三維對象的顏色處理系統(tǒng)的另一示例的圖。圖7表示采用三維對象的顏色處理系統(tǒng)100的網(wǎng)絡(luò)模型。三維對象的顏色處理系統(tǒng)100是云或者服務(wù)器，其可以在客戶端(client)400和多個三維輸出裝置300-1、300-2……之間處理三維對象的顏色。用戶可以通過用戶終端200而將三維建模文件發(fā)送到云/服務(wù)器100，云/服務(wù)器100可以通過上述的方法而生成按層分的圖像，并將其發(fā)送到三維輸出裝置300-1、300-2……。三維輸出裝置300-1、300-2……可以依次輸出從云/服務(wù)器100接收的按層分的圖像。

圖8是用于說明根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的三維對象的顏色處理方法的流程圖。所示出的流程圖中，將所述方法分為多個步驟而進(jìn)行了記載，然而至少一部分步驟可以交換順序之后執(zhí)行，或者與其他步驟結(jié)合而同時執(zhí)行，或者被省略，或者被分為多個詳細(xì)步驟而執(zhí)行，或者可以添加未圖示的一個以上的步驟而執(zhí)行。

在S802步驟中，文件輸入部102接收包含三維對象的外形信息以及三維對象的外部表面的顏色信息的三維建模文件。三維建模文件是在三維打印機(jī)等三維輸出裝置中輸出三維對象時使用的文件，例如可以是OBJ文件、VRML文件、AMF文件等。

在S804步驟中，行列計(jì)算部104利用從文件輸入部102接收的三維建模文件而計(jì)算變換行列。在此，變換行列意味著一種矩陣，該矩陣表示存在于三維對象的外部表面上的表面坐標(biāo)和分配于所述表面坐標(biāo)的顏色信息，即圖像坐標(biāo)之間的對應(yīng)關(guān)系(相關(guān)關(guān)系)。

在S806步驟中，坐標(biāo)提取部106提取內(nèi)部坐標(biāo)，該內(nèi)部坐標(biāo)存在于三維對象的內(nèi)部，并位于離三維對象的外部表面預(yù)設(shè)偏移距離(offset distance)以內(nèi)的位置。在此，內(nèi)部坐標(biāo)意味著存在于三維對象的內(nèi)部的坐標(biāo)中的被分配顏色信息的坐標(biāo)。

在S808步驟中，顏色處理部108利用三維對象的外形信息以及三維對象的外部表面的顏色信息而給內(nèi)部坐標(biāo)分配顏色信息。對S808步驟，將參照圖9進(jìn)行更為具體的說明。

在S810步驟中，切割部110生成用于輸出三維對象的按層分的圖像。顏色處理部108可以對位于離外部表面預(yù)設(shè)偏移距離以內(nèi)的所有的內(nèi)部坐標(biāo)分配顏色信息，從而生成表示三維對象的外形和三維對象的外部以及內(nèi)部顏色的三維圖像，并且切割部110可以通過切割(Slicing)三維圖像而生成二維的按層分的圖像。切割部110可以將所生成的按層分的圖像發(fā)送到三維輸出裝置，而且三維輸出裝置可以依次輸出從切割部110接收到的按層分的圖像。

圖9是用于說明圖8的S808步驟的流程圖。

在S902步驟中，顏色處理部108從由構(gòu)成三維對象的多個外部表面的延伸而形成的多個外部平面中確定一個以上的候選平面。例如，顏色處理部108可以在多個外部平面中將從內(nèi)部坐標(biāo)的最短距離為預(yù)設(shè)值以內(nèi)的一個以上的外部平面確定為候選平面。

在S904步驟中，顏色處理部108針對各個候選平面分別提取候選平面上的坐標(biāo)中的、與內(nèi)部坐標(biāo)之間的距離最短的坐標(biāo)。

在S906步驟中，顏色處理部108在從S904步驟中提取到的坐標(biāo)中去除與內(nèi)部坐標(biāo)之間的距離超過偏移距離的坐標(biāo)。

在S908步驟中，顏色處理部108可以判斷在S906步驟中被去除之后剩余的坐標(biāo)中是否有存在于三維對象的外部表面上的坐標(biāo)。

在S910步驟中，如果在S906步驟中被去除之后剩余的坐標(biāo)中有存在于三維對象的外部表面上的坐標(biāo)，則顏色處理部108將會把所述去除之后剩余的坐標(biāo)中的、存在于三維對象的外部表面上的坐標(biāo)選擇為對象坐標(biāo)。

在S912步驟中，如果在S906步驟中被去除之后剩余的坐標(biāo)中沒有存在于三維對象的外部表面上的坐標(biāo)，則顏色處理部108在位于候選平面上的各個外部表面所構(gòu)成的邊緣或者頂點(diǎn)的表面坐標(biāo)中選擇與內(nèi)部坐標(biāo)之間的距離最短的表面坐標(biāo)作為對象坐標(biāo)。

在S914步驟中，顏色處理部108將與對象坐標(biāo)對應(yīng)的圖像坐標(biāo)的顏色坐標(biāo)分配給內(nèi)部坐標(biāo)。顏色處理部108可以利用變換行列而獲取與對象坐標(biāo)對應(yīng)的圖像坐標(biāo)，并可以將所獲取的圖像坐標(biāo)的顏色信息分配給內(nèi)部坐標(biāo)。

另外，本發(fā)明的實(shí)施例可包括用于在計(jì)算機(jī)上執(zhí)行本說明書所述的方法的程序以及包含有所述程序的計(jì)算機(jī)可讀記錄介質(zhì)。所述計(jì)算機(jī)可讀記錄介質(zhì)可將程序命令、本地數(shù)據(jù)文件、本地數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等以單獨(dú)或組合的方式包含在內(nèi)。所述介質(zhì)可以是為了本發(fā)明而特別設(shè)計(jì)并構(gòu)成的介質(zhì)，或者可以是計(jì)算機(jī)軟件領(lǐng)域中通?？梢允褂玫慕橘|(zhì)。計(jì)算機(jī)可讀記錄介質(zhì)的例中包括硬盤、軟盤以及磁帶之類的磁介質(zhì)；CD-ROM、DVD之類的光記錄介質(zhì)；ROM、RAM、閃存等為了存儲并執(zhí)行程序命令而特別構(gòu)成的硬件裝置。所述程序的例中不僅包括借助于編譯器而制作的機(jī)器語言代碼，而且還可以包括利用解釋器等而可通過計(jì)算機(jī)執(zhí)行的高級語言代碼。

以上，已詳細(xì)說明本發(fā)明的代表性實(shí)施例，然而本發(fā)明所屬的技術(shù)領(lǐng)域中具有基本知識的人員想必理解可在不脫離本發(fā)明的范圍的限度內(nèi)對上述實(shí)施例加以多樣的變形。因此，本發(fā)明的權(quán)利范圍不應(yīng)局限于所述的實(shí)施例而確定，而是應(yīng)當(dāng)根據(jù)權(quán)利要求書及其等價內(nèi)容而確定。