背景技術(shù)：

三維(3-d)打印是通常用于描述用于制造3-d物體的過程的術(shù)語。在3-d打印中，增材工藝可被用于連續(xù)地層積材料以創(chuàng)建3-d物體。3-d物體幾乎可為任何形狀，但是一般限于單個材料。打印的3-d物體的分辨率受到用于打印3-d物體的3-d打印機(jī)的分辨率的限制。

附圖說明

圖1圖示根據(jù)本公開的計算設(shè)備的示例的方塊圖。

圖2圖示根據(jù)本公開的從樹形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)生成切片數(shù)據(jù)的系統(tǒng)的示例的方塊圖。

圖3圖示根據(jù)本公開的從樹形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)生成切片數(shù)據(jù)的示例的方塊圖。

圖4圖示根據(jù)本公開的規(guī)格的示例。

圖5圖示根據(jù)本公開的體素柵格的示例。

圖6圖示根據(jù)本公開的切片數(shù)據(jù)的示例。

圖7圖示根據(jù)本公開的切片數(shù)據(jù)的示例。

圖8圖示根據(jù)本公開的用于從樹形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)生成切片數(shù)據(jù)的方法的示例的流程圖。

具體實(shí)施方式

從樹形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)生成切片數(shù)據(jù)能夠包括獲得3-d物體的形狀規(guī)格(specification)和3-d物體的材料規(guī)格。如這里使用的，樹形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為節(jié)點(diǎn)的有序集合。3-d物體為能夠沿x軸線、y軸線和z軸線表示的物體。形狀規(guī)格限定3-d物體的(例如，幾何)形狀。材料規(guī)格限定形成3-d物體的材料和/或材料特性(除了其他材料特性，例如，彈性、強(qiáng)度和/或顏色)。從樹形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)生成切片數(shù)據(jù)還能夠包括合并形狀規(guī)格和材料規(guī)格，以創(chuàng)建3-d物體的樹形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)表示。從3-d物體的樹形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)表示生成切片數(shù)據(jù)還能夠包括從樹形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)生成切片數(shù)據(jù)。

在數(shù)個其他方法中，3-d打印可使用每個3-d物體具有單個材料的非結(jié)構(gòu)化表面網(wǎng)格而進(jìn)行。這種方法典型地限于每個所打印的3-d物體單個材料。

在致力于這種限制(例如，每個所打印的3-d物體單個材料的限制)的努力中，數(shù)個其他方法可依賴于基于桌面應(yīng)用的中央處理單元(cpu)以生成可由3-d打印機(jī)使用生成3-d物體的數(shù)據(jù)。但是，即使在這種基于應(yīng)用的cpu中，多個材料的使用可依賴于將各個材料手動(即，通過基于桌面應(yīng)用的3-d的使用者)分配至每個非結(jié)構(gòu)化表面網(wǎng)格。作為結(jié)果，在這種方法中，材料取決于對象的形狀。進(jìn)一步，將單個材料手動分配至每個網(wǎng)格是耗時的，除了其他缺點(diǎn)，其不提供可重復(fù)使用的材料模板，和/或不提供多個材料之間的連續(xù)漸變。另外，這種方法可能不能打印由復(fù)雜的和/或相當(dāng)大的數(shù)據(jù)集表示的3-d物體。例如，3-d打印機(jī)可具有不足的硬件和/或存儲器以接收和/或存儲由基于桌面應(yīng)用的cpu提供的大數(shù)據(jù)集(例如，向打印機(jī)提供的單個數(shù)據(jù)包)。

相反地，本公開的數(shù)個示例提供獨(dú)立于3-d物體的材料組成而限定3-d物體的形狀的能力。獨(dú)立于3-d物體的形狀而限定3-d物體的材料組成能夠提供根據(jù)3-d打印機(jī)的分辨率縮放由3-d物體的材料組成和形狀創(chuàng)建的模型的能力。進(jìn)一步，除了其他優(yōu)點(diǎn)，獨(dú)立于3-d物體的形狀而限定3-d物體的材料組成能夠提供多個材料之間的連續(xù)漸變和創(chuàng)建能夠重復(fù)使用的材料模板的能力。

圖1圖示根據(jù)本公開的計算設(shè)備的示例的方塊圖。計算設(shè)備100能夠包括處理源102，其連接104至存儲源106(例如，計算機(jī)可讀介質(zhì)(crm))、機(jī)器可讀介質(zhì)(mrm)、數(shù)據(jù)庫等。存儲源106能夠包括數(shù)個計算模塊。圖1的示例示出規(guī)格模塊108、合并模塊109、縮放(scale)模塊110、和切片模塊111。如這里使用的，計算模塊能夠包括程序代碼(例如計算機(jī)可執(zhí)行指令、硬件、固件、和/或邏輯)，但是至少包括由處理源102(例如，以模塊的形式)可執(zhí)行的指令，以進(jìn)行這里參照圖3-8更詳細(xì)描述的特定動作、任務(wù)和功能。

如這里使用的以及將聯(lián)系圖2和圖3更詳細(xì)解釋的，規(guī)格模塊108能夠包括由處理源102執(zhí)行以創(chuàng)建和/或接收數(shù)個形狀規(guī)格和/或數(shù)個材料規(guī)格的指令。形狀規(guī)格能夠描述3-d物體的形狀(例如，幾何形狀)。例如，單個形狀規(guī)格能夠描述3-d物體，或者多個形狀規(guī)格的每個能夠描述3-d物體的多個部分。材料規(guī)格能夠描述形成3-d物體的材料和/或與材料關(guān)聯(lián)的數(shù)個特性。材料規(guī)格能夠由多個材料特性值限定。

合并模塊109包括由處理源102執(zhí)行以將數(shù)個形狀規(guī)格與數(shù)個材料規(guī)格合并的指令。形狀規(guī)格和材料規(guī)格能夠被合并以創(chuàng)建3-d物體的模型(例如，單個模型)。圖3進(jìn)一步描述形狀規(guī)格與材料規(guī)格合并的結(jié)果。

縮放模塊110包括由處理源102執(zhí)行以基于與3-d打印機(jī)關(guān)聯(lián)的分辨率縮放由合并模塊109創(chuàng)建的模型的指令?？s放模塊110能夠縮放模型以提供更高的分辨率、更低的分辨率、或者保持與執(zhí)行縮放模塊110之前由模型提供的相同的分辨率。

切片模塊111包括由處理源102執(zhí)行以提供切片數(shù)據(jù)的指令。切片數(shù)據(jù)為從3-d物體的模型提取的數(shù)據(jù)，其能夠被提供至3-d打印機(jī)并由3-d打印機(jī)使用以打印3-d物體。切片數(shù)據(jù)在圖3和6-7中進(jìn)一步描述。

圖1中示出的數(shù)個模塊(例如，規(guī)格模塊108、合并模塊109、縮放模塊110和切片模塊111)能夠與其他模塊組合或者為其他模塊的子模塊。模塊能夠被存儲在如圖1中所示的存儲源106中和/或被包含在相同的計算設(shè)備內(nèi)。在另一示例中，數(shù)個模塊(例如，規(guī)格模塊108、合并模塊109、縮放模塊110和切片模塊111)能夠包括位于不同的存儲源(例如，crm等)上的分離和區(qū)別的位置的單獨(dú)模塊，諸如在分布式計算環(huán)境中(例如，云計算環(huán)境)。進(jìn)一步，執(zhí)行與特定模塊(例如，規(guī)格模塊108、合并模塊109、縮放模塊110和切片模塊111)關(guān)聯(lián)的指令的處理源102能夠充當(dāng)引擎，諸如圖2中所示的示例引擎。如這里使用的，數(shù)個模塊和/或數(shù)個引擎能夠包括比示出的更多或更少的引擎/模塊。

圖2圖示根據(jù)本公開的從樹形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)生成切片數(shù)據(jù)的系統(tǒng)的示例的方塊圖。系統(tǒng)220能夠執(zhí)行如圖3中描述的數(shù)個功能和操作(例如，生成切片數(shù)據(jù)以驅(qū)動3-d打印機(jī))。系統(tǒng)220能夠包括連接至用戶限定功能系統(tǒng)222的數(shù)據(jù)存儲221。在此示例中，用戶限定功能系統(tǒng)222能夠包括數(shù)個計算引擎。圖2的示例示出規(guī)格引擎223、合并引擎224、縮放引擎225和切片引擎226。如這里使用的，計算引擎能夠包括硬件固件、邏輯、和/或可執(zhí)行指令，但是至少包括硬件(例如，處理器、晶體管邏輯、專用集成電路(asic)等)，執(zhí)行指令以進(jìn)行這里參照圖3更詳細(xì)描述的特定動作、任務(wù)和功能。

在圖2的示例中，規(guī)格引擎223能夠包括硬件和/或硬件和程序(例如，可執(zhí)行指令)的組合，但是至少包括硬件，以創(chuàng)建、接收、和/或限定3-d物體的數(shù)個規(guī)格。合并引擎224能夠包括硬件和/或硬件和程序的組合，但是至少包括硬件，以合并3-d物體的規(guī)格而創(chuàng)建3-d物體的模型。

縮放引擎225能夠包括硬件和/或硬件和程序的組合，但是至少包括硬件，以基于3-d打印機(jī)的分辨率縮放3-d物體的模型。切片引擎226能夠包括硬件和/或硬件和程序的組合，但是至少包括硬件，以將3-d物體的模型切片并將切片數(shù)據(jù)提供至3-d打印機(jī)以生成3-d物體。

圖2中示出的規(guī)格引擎223、合并引擎224、縮放引擎225和切片引擎226和/或圖1中的規(guī)格模塊108、合并模塊109、縮放模塊110和切片模塊111能夠?yàn)槠渌?模塊的子引擎/子模塊，和/或組合以在特定系統(tǒng)和/或計算設(shè)備中進(jìn)行特定動作、任務(wù)和功能。進(jìn)一步，聯(lián)系圖1和圖2描述的引擎和/或模塊能夠位于單個系統(tǒng)和/或計算設(shè)備中，或者居于分布式計算環(huán)境(例如，云計算環(huán)境)中的分離區(qū)別位置。示例不限于這些示例。

圖3圖示根據(jù)本公開的從樹形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)生成切片數(shù)據(jù)的示例的方塊圖。圖3圖示形狀規(guī)格330、材料規(guī)格332、形狀規(guī)格330和材料規(guī)格332的體素化334，以將形狀規(guī)格330與材料規(guī)格332合并而創(chuàng)建3-d物體的模型。圖3還圖示異常情況342、樹形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的構(gòu)造336、樹形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的序列化輸出344、八叉樹的縮放338、八叉樹的切片340、和切片數(shù)據(jù)至3-d打印機(jī)(例如，打印機(jī))的提供346。

如這里使用的，創(chuàng)建形狀規(guī)格330和材料規(guī)格332、合并形狀規(guī)格330和材料規(guī)格332、創(chuàng)建形狀規(guī)格330和材料規(guī)格332的體素表示、構(gòu)造樹形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)336、縮放338樹形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、和/或?qū)⑴c樹形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)切片340能夠?yàn)樵O(shè)計過程的一部分。設(shè)計過程能夠獨(dú)立于打印過程，打印過程包括將切片數(shù)據(jù)提供至打印機(jī)346和/或打印切片數(shù)據(jù)。例如，設(shè)計過程能夠發(fā)生在3-d打印機(jī)和/或與打印機(jī)關(guān)聯(lián)的處理源以外。設(shè)計過程還能夠?yàn)榇蛴∵^程的一部分。例如，設(shè)計過程能夠在3-d打印機(jī)中和/或與3-d打印機(jī)關(guān)聯(lián)的處理源中執(zhí)行。

在數(shù)個示例中，形狀規(guī)格330能夠?yàn)橄薅?-d物體的形狀的3-d模型。形狀規(guī)格330能夠限定3-d物體的內(nèi)部和外部。形狀規(guī)格330能夠?yàn)閿?shù)個形狀規(guī)格330。數(shù)個形狀規(guī)格330能夠共同地限定3-d物體。例如，數(shù)個形狀規(guī)格330中的每一個能夠限定3-d物體的不同部分。

形狀規(guī)格330能夠例如使用多邊形網(wǎng)格限定。例如，形狀規(guī)格330能夠使用數(shù)個格式限定，除了其他類型的文件格式，諸如光固化立體造型術(shù)(stl)文件格式、obj文件格式、和/或x3d文件格式。

材料規(guī)格332為3-d物體的材料類型和/或材料特性的3-d分布。如這里使用的，術(shù)語材料類型和材料互換地使用。材料類型可為材料。材料特性能夠?yàn)椴牧项愋偷膶傩?。材料?guī)格332能夠?yàn)閿?shù)個材料規(guī)格332。例如，第一材料規(guī)格332能夠限定第一材料類型，而第二材料規(guī)格332能夠限定第二材料類型。第一材料類型和第二材料類型包括3-d物體中使用的材料(例如，不同的材料)。但是，數(shù)個材料規(guī)格332能夠包括多于兩個材料規(guī)格。

材料規(guī)格332還能夠限定與包括3-d物體的材料類型和/或數(shù)個材料類型關(guān)聯(lián)的數(shù)個材料特性。例如，如果材料類型的密度和顏色為與材料類型關(guān)聯(lián)的材料特性，則第一材料規(guī)格332能夠限定材料類型的密度，第二材料規(guī)格332能夠限定材料類型的顏色。

材料規(guī)格332能夠提供3-d物體內(nèi)和3-d物體的部分表面上的材料異構(gòu)性的描述。材料規(guī)格332能夠描述不同的材料類型和/或特性類型之間的數(shù)個相互作用。例如，材料規(guī)格332能夠描述離散多材料相互作用、功能性分級多材料相互作用、和數(shù)字工程化多材料相互作用。

材料(類型或特性)分布獨(dú)立于形狀規(guī)格(例如，頂點(diǎn)、要素、補(bǔ)丁)而說明。材料規(guī)格能夠?yàn)槿S數(shù)學(xué)函數(shù)，其描述隨著材料量(例如，熱傳導(dǎo)性、同心形狀、微波等)連續(xù)變化的材料屬性(例如，平面形狀)的分布。分布能夠描述3-d空間中的期望變化(離散或連續(xù))，其使能包括連續(xù)的(例如，同心模式)和離散的(例如，二元平面模式)的隨機(jī)材料分布模式的使用。分布能夠經(jīng)由數(shù)學(xué)表達(dá)式或來自其他數(shù)字化源的繪圖(例如，圖像)而描述。

形狀規(guī)格330和材料規(guī)格332彼此獨(dú)立。也就是說，形狀規(guī)格330和材料規(guī)格332可不相互一致。例如，形狀規(guī)格330能夠限定3-d物體的形狀，而材料規(guī)格332能夠限定形狀規(guī)格330中限定的3-d物體形狀的邊界外側(cè)的材料。但是，這種獨(dú)立性不排除形狀規(guī)格330為材料規(guī)格332的一部分，或者材料規(guī)格332為形狀規(guī)格330的一部分。也就是說，這種獨(dú)立性不排除形狀規(guī)格330和材料規(guī)格332被保存在相同的文件中。

形狀規(guī)格330和材料規(guī)格332的體素化334能夠限定形狀規(guī)格330和材料規(guī)格332的合并。合并形狀規(guī)格330和材料規(guī)格332還能夠被描述為合成形狀規(guī)格330和材料規(guī)格332。

形狀規(guī)格330和材料規(guī)格332能夠通過將一個規(guī)格的六個自由度關(guān)于另一規(guī)格固定而合并。例如，質(zhì)心(x,y,和z)能夠產(chǎn)生三個自由度，而三個旋轉(zhuǎn)角(翻滾角、偏航角、俯仰角)能夠產(chǎn)生另外的三個自由度。固定質(zhì)心(x,y,和z)和三個旋轉(zhuǎn)角(翻滾角、偏航角、俯仰角)能夠?qū)⒉牧弦?guī)格332關(guān)于形狀規(guī)格330合并，作為結(jié)果能夠結(jié)合形狀規(guī)格330和材料規(guī)格332。

合并形狀規(guī)格330和材料規(guī)格332能夠包括將形狀規(guī)格330縮放至材料規(guī)格332的分辨率。合并形狀規(guī)格330和材料規(guī)格332還能夠包括將材料規(guī)格332縮放至形狀規(guī)格330的分辨率。以上縮放能夠使用縮放矢量而是各向異性的。也就是說，以上縮放能夠使用縮放矢量而是有方向性的。

在數(shù)個示例中，多個形狀規(guī)格330能夠與一個材料規(guī)格332合并以限定3-d物體。例如，第一形狀規(guī)格330和第二形狀規(guī)格330能夠與材料規(guī)格332合并。也就是說，材料規(guī)格330能夠被用于描述3-d物體的多個部分上的材料分布。多個材料規(guī)格332能夠與形狀規(guī)格合并以限定3-d物體。例如，第一材料規(guī)格332和第二材料規(guī)格332能夠與形狀規(guī)格330合并。也就是說，多個材料規(guī)格330能夠描述3-d物體的不同材料特性。多個材料規(guī)格332能夠與多個形狀規(guī)格330合并以限定3-d物體。例如，第一材料規(guī)格332能夠與第一形狀規(guī)格330合并，并且第二材料規(guī)格332能夠與第二形狀規(guī)格330合并，其能夠限定3-d物體。也就是說，3-d物體的第一部分能夠由第一材料規(guī)格332和第一形狀規(guī)格330限定，3-d物體的第二部分能夠由第二材料規(guī)格332和第二形狀規(guī)格330限定。另外，第一材料規(guī)格332能夠限定3-d物體的一部分(例如，局部)的熱傳導(dǎo)性，而第二材料規(guī)格332能夠限定3-d物體的相同部分的材質(zhì)。

形狀規(guī)格330和材料規(guī)格332的合并能夠使用數(shù)個處理源并行進(jìn)行。數(shù)個處理源能夠包括例如數(shù)個cpu和/或數(shù)個圖像處理單元(gpu)。

合并形狀規(guī)格330和材料規(guī)格332能夠包括將使用邊界網(wǎng)格描述的形狀規(guī)格330掃描-轉(zhuǎn)換為體素的柵格(例如，體素的3-d網(wǎng)格)。如這里使用的，體素表示3-d空間上的值。體素可為與3-d空間關(guān)聯(lián)的體積。體素能夠具有實(shí)心、空心、或者3-d空間的不同限定描述的值。體素的位置能夠基于其相對于其他體素的位置而推斷。從形狀規(guī)格330和材料規(guī)格332的合并而創(chuàng)建的體素的柵格能夠?yàn)?-d物體的模型的示例。

在形狀規(guī)格330的掃描-轉(zhuǎn)換期間能夠確定形狀規(guī)格330是否是水密的(例如，氣密)。如這里使用的，水密用于描述適于3-d打印的模型。水密模型表明模型中沒有使該模型不適于3-d打印的孔、縫隙、或者缺失特征。如果體素的柵格不是水密的，則異常情況342被喚起，使得掃描-轉(zhuǎn)換過程將結(jié)束并且參考應(yīng)當(dāng)被維修的一部分體素的柵格，以繼續(xù)3-d物體的3-d打印。

掃描-轉(zhuǎn)換還能夠包括將與材料規(guī)格332關(guān)聯(lián)的材料特性值變換為構(gòu)成3-d物體的不同類型的材料和/或材料特性。也就是說，形狀規(guī)格330和材料規(guī)格332的體素化334能夠包括將體素與材料規(guī)格332中描述的材料和/或材料特性映射。

體素能夠使用自下至上并行構(gòu)造而被映射至材料類型和/或材料特性，以建立樹形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)336，而同時為樹形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的每個節(jié)點(diǎn)評估材料類型。自下至上并行構(gòu)造能夠包括遍歷體素的柵格。例如，多個葉節(jié)點(diǎn)能夠與體素的柵格關(guān)聯(lián)。葉節(jié)點(diǎn)(例如，級別i)能夠向上游遍歷(例如，從葉節(jié)點(diǎn)向根節(jié)點(diǎn))以在其父級(例如，層級i-1)找到非葉節(jié)點(diǎn)。節(jié)點(diǎn)陣列能夠被創(chuàng)建以保持節(jié)點(diǎn)、葉節(jié)點(diǎn)。在層級i-1中葉節(jié)點(diǎn)的數(shù)量能夠?yàn)榉侨~節(jié)點(diǎn)數(shù)量的八倍。樹形結(jié)構(gòu)中的每個層級(層級i-2…，層級i-q)的節(jié)點(diǎn)能夠被增加至節(jié)點(diǎn)陣列，直至到達(dá)根節(jié)點(diǎn)。

節(jié)點(diǎn)陣列能夠被并行創(chuàng)建。也就是說，樹形結(jié)構(gòu)中的不同路徑能夠被并行遍歷以將節(jié)點(diǎn)增加至節(jié)點(diǎn)陣列。在創(chuàng)建節(jié)點(diǎn)陣列以后，與葉節(jié)點(diǎn)關(guān)聯(lián)的材料能夠基于材料規(guī)格332而限定。分層傳播能夠被用于識別交叉體素，其指明材料特性的變化，并且將材料信息填入交叉體素之間的體素中。填充過程被規(guī)定為沿x軸線。但是，填充過程能夠沿著任何預(yù)先限定的軸線。

在數(shù)個示例中，適于將體素柵格與材料和/或材料特性映射的樹形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)能夠?yàn)榘瞬鏄?。八叉樹能夠存儲形狀?guī)格330和材料規(guī)格332的體素化334的結(jié)果。

八叉樹能夠代表任意形狀(例如，凸面、凹面、和/或具有孔)，并且能夠攜帶節(jié)點(diǎn)屬性以代表任何材料分布(例如材料類型和/或材料特性)。八叉樹能夠通過使用最大可能的體素代表同構(gòu)區(qū)域而壓縮體素數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。如這里使用的，當(dāng)樹形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(例如，八叉樹)中的多個相鄰節(jié)點(diǎn)具有一致的形狀、材料類型、和/或材料特性，而沒有形狀邊界、材料類型邊界和/或材料特性邊界與該多個相鄰節(jié)點(diǎn)交叉時，區(qū)域是同構(gòu)的。

這里稱為八叉樹裁剪的另外的輕量后處理工序能夠?qū)嵤┮赃M(jìn)一步檢查樹以將相鄰的同構(gòu)節(jié)點(diǎn)合并為一個。用于存儲樹形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的文件的可觀的文件尺寸減小能夠通過進(jìn)行后處理八叉樹裁剪而實(shí)現(xiàn)。進(jìn)一步，樹形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)序列化輸出344(例如，反序列化)能夠?qū)嵤┮栽试S將八叉樹寫至用于進(jìn)一步使用或用于其它應(yīng)用的文件中。也就是說，八叉樹能夠被序列化并且被輸出以提供3-d物體的模板，其能夠獨(dú)立于特定3-d打印機(jī)上的3-d物體的打印而被引用。例如，創(chuàng)建為在第一3-d打印機(jī)上打印3-d物體的八叉樹可被重復(fù)使用，以使用與第一3-d打印機(jī)不同的打印分辨率在第二3-d打印機(jī)上打印3-d物體，而不需要重新創(chuàng)建八叉樹。

樹形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)能夠被縮放338后處理以滿足特定3-d打印機(jī)的打印分辨率。如這里使用的，后處理指的是發(fā)生在樹形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)336的構(gòu)造以后的處理。也就是說，樹形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)能夠獨(dú)立于樹形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)336的構(gòu)造而被縮放338?？s放338樹形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)后處理提供重復(fù)使用樹形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以在多個3-d打印機(jī)上以不同的打印分辨率打印3-d物體的能力，而不需要多次重新構(gòu)造樹形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

在數(shù)個示例中，樹形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的縮放338能夠使用多個處理器并行進(jìn)行。通過檢查并分割能夠被物化的更深的異構(gòu)性的葉節(jié)點(diǎn)、同時保留現(xiàn)存的樹形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，具有特定分別率的樹形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)能夠縮放至更高的分辨率。通過檢查并合并可包括相似性的葉節(jié)點(diǎn)、同時保留現(xiàn)存的樹形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，具有特定分別率的樹形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)還能夠縮放至更低的分辨率。例如，樹形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的底層中的實(shí)心節(jié)點(diǎn)能夠被合并以將樹形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)縮放338至更低的分辨率?？s放338同時保留現(xiàn)存的樹形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)這里是指適度的縮放，因?yàn)闃湫螖?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)不被重新構(gòu)造，而是使用之前存在的樹形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以進(jìn)一步限定(例如，提供更高的分辨率)樹形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

適度的縮放提供樹形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的有效處理。例如，樹形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)能夠使用形狀規(guī)格330和材料規(guī)格332以默認(rèn)分辨率一次計算和存儲。使用樹形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，能夠獲得3-d打印機(jī)允許的打印分辨率和數(shù)個材料以打印3-d物體。打印分辨率和數(shù)個材料能夠與樹形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的默認(rèn)分辨率和樹形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中使用的數(shù)個材料比較?；谠摫容^，樹形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)能夠被縮放338以滿足特定3-d打印機(jī)的分辨率。在數(shù)個示例中，樹形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)能夠在樹形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)被縮放338以后被再評估以去除多余節(jié)點(diǎn)。

樹形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)能夠被切片340以向3-d打印機(jī)提供切片數(shù)據(jù)。樹形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)能夠在樹形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的構(gòu)造336和/或樹形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的縮放338以后被切片340。如這里使用的，切片數(shù)據(jù)為樹形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中記錄的數(shù)據(jù)的一部分。圖6和圖7提供切片數(shù)據(jù)的示例。

樹形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)能夠通過在數(shù)個cpu和/或gpu上實(shí)施樹形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的從上至下的遍歷以及通過將相鄰節(jié)點(diǎn)彼此關(guān)聯(lián)而被切片340。相鄰節(jié)點(diǎn)能夠例如使用節(jié)點(diǎn)層級而被關(guān)聯(lián)。也就是說，與樹形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)關(guān)聯(lián)的樹分層能夠被限定。在數(shù)個示例中，在樹形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)336的構(gòu)造期間、和/或樹形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的縮放338期間，與樹形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)關(guān)聯(lián)的樹分層能夠被限定在形狀規(guī)格330和/或材料規(guī)格332的體素化334。實(shí)施樹形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和一組節(jié)點(diǎn)的從上至下遍歷能夠加速樹形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的切片340。

切片340樹形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)能夠包括識別切片平面的z坐標(biāo)。切片平面的z坐標(biāo)能夠被用于遍歷樹形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以識別被切片平面截取的相關(guān)節(jié)點(diǎn)。與相關(guān)節(jié)點(diǎn)關(guān)聯(lián)的形狀和材料屬性能夠被收集以構(gòu)成切片數(shù)據(jù)。在數(shù)個示例中，切片數(shù)據(jù)能夠被進(jìn)一步分為每個材料類型數(shù)個位圖，其能夠被傳輸至打印機(jī)以驅(qū)動3-d物體的打印(例如，驅(qū)動材料沉積和物體形成)。圖7提供將切片數(shù)據(jù)分為數(shù)個位圖的示例。

向打印機(jī)提供346切片數(shù)據(jù)能夠包括將切片數(shù)據(jù)逐步地串流至3-d打印機(jī)以能打印3-d物體。串流切片數(shù)據(jù)能夠提供打印大型和復(fù)雜3-d物體的能力，而不需要過載與3-d打印機(jī)關(guān)聯(lián)的打印機(jī)網(wǎng)絡(luò)和存儲。串流切片數(shù)據(jù)能夠減少3-d打印機(jī)接收切片數(shù)據(jù)所使用的存儲空間，因?yàn)榇髦?-d打印機(jī)的切片數(shù)據(jù)不立即描述整個3-d物體，而是在給定時間提供3-d物體的一部分描述。

3-d打印機(jī)中的樹形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的切片將由安裝在3-d打印機(jī)中的cpu和存儲器限制。向3-d打印機(jī)上傳切片數(shù)據(jù)將由安裝在3-d打印機(jī)中的存儲空間限制。

計算設(shè)備能夠使用并行g(shù)pu切片樹形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。計算設(shè)備還能夠?qū)⑶衅瑪?shù)據(jù)串流至3-d打印機(jī)。將切片數(shù)據(jù)串流至3-d打印機(jī)能夠包括在給定時間串流單個切片或者多個切片。從切片數(shù)據(jù)串流至3-d打印機(jī)的切片速率能夠與3-d打印機(jī)可用的存儲空間以及使用3-d打印機(jī)打印一層的時間關(guān)聯(lián)。例如，如果切片數(shù)據(jù)的第一切片能夠被提供至3-d打印機(jī)，則在3-d打印機(jī)打印與該數(shù)據(jù)的切片關(guān)聯(lián)的一部分3-d物體以后，數(shù)據(jù)的第二切片能夠被提供至3-d打印機(jī)。

在數(shù)個示例中，切片數(shù)據(jù)能夠被連續(xù)地串流至打印機(jī)，直至存儲在3-d打印機(jī)的總未打印切片計數(shù)等于切片的特定數(shù)量(例如，由打印機(jī)中的存儲極限限制的用戶設(shè)定數(shù)量)。在數(shù)個示例中，已經(jīng)打印的切片數(shù)據(jù)被丟棄。

先進(jìn)先出隊列能夠用于存儲3-d打印機(jī)中的串流切片。隊列長度(n)能夠由3-d打印機(jī)中的存儲空間限制。3-d打印機(jī)能夠從隊列頭拉出切片數(shù)據(jù)的一個切片(例如，當(dāng)前切片)，打印拉出的切片，和/或丟棄打印的切片。如果隊列中有空單元，3-d打印機(jī)能夠從切片引擎226要求另外的切片數(shù)據(jù)。切片引擎226能夠處理另外的切片并且將另外的切片提供至3-d打印機(jī)。

圖4圖示根據(jù)本公開的規(guī)格的示例。圖4包括形狀規(guī)格430和材料規(guī)格432，其與圖3中的形狀規(guī)格330和材料規(guī)格332相似。

形狀規(guī)格430和材料規(guī)格432彼此獨(dú)立。也就是說，形狀規(guī)格430和材料規(guī)格432可彼此不一致。例如，形狀規(guī)格430能夠限定3-d物體的形狀，而材料規(guī)格432能夠限定形狀規(guī)格430中限定的3-d物體的形狀邊界外側(cè)的數(shù)個材料和/或材料特性。圖4示出通過形狀規(guī)格430的材料規(guī)格432的圖像剪裁，以實(shí)現(xiàn)更好的視覺效果。這種剪裁不是必需的。在圖4中，材料規(guī)格432是平面的和連續(xù)的3-d分布，其能夠描述與3-d物體關(guān)聯(lián)的材料類型和/或材料特性。

圖5圖示根據(jù)本公開的體素柵格的示例。圖5圖示3-d物體550、體素柵格554和多個個體體素552。

如圖5中圖示的，每個體素552由立方體代表。但是，其他形狀能夠被用于代表體素。多個體素552中的每個能夠具有不同的尺寸。例如，體素柵格554的第一體素能夠限定第一體積，而體素柵格554的第二體素能夠限定第二體積。與體素柵格554和/或?qū)?yīng)于體素柵格554的樹形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)關(guān)聯(lián)的分辨率能夠由來自體素柵格554的最小體素限定。最小體素能夠限定為體積、面積、材料類型和/或材料特性離散化、和/或提供用于比較體素的任何其他標(biāo)準(zhǔn)的形式。

在圖5中，與給定體素552關(guān)聯(lián)的體積能夠降低以適應(yīng)3-d物體550的形狀。例如，與3-d物體550關(guān)聯(lián)的第一形狀可使用第一數(shù)量的體素552代表，其中第一數(shù)量的體素552中的每一個具有第一體積。與3-d物體550關(guān)聯(lián)的沒有第一形狀復(fù)雜的第二形狀可使用第二數(shù)量的體素552代表，其中第二數(shù)量的體素552中的每一個具有大于第一體積的第二體積。

圖6圖示根據(jù)本公開的切片數(shù)據(jù)的示例。圖6示出沿特定的y軸線的切割660。特定的y軸線在這里也指建立方向。當(dāng)切片數(shù)據(jù)被提供至3-d打印機(jī)時，3-d打印機(jī)通過固化由切片數(shù)據(jù)提供的數(shù)據(jù)而沿建立方向(例如，y軸線)打印3-d物體。在數(shù)個示例中，切割660能夠沿不同的軸線。例如，切割660能夠沿x軸線和/或沿z軸線。圖6還示出沿特定平面截取的切片數(shù)據(jù)的切片662。切片平面能夠垂直于建立方向。

切片662示出3-d物體的形狀和與切片662關(guān)聯(lián)的數(shù)個材料類型和/或材料特性。在數(shù)個示例中，切片662能夠具有等于如樹形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)所限定的一個體素或多個體素的厚度。切片662還能夠具有獨(dú)立于體素尺寸的厚度。切片厚度能夠由兩個相繼切割的平面的z坐標(biāo)的差限定。z坐標(biāo)能夠在3-d打印機(jī)以外規(guī)定。

圖7圖示根據(jù)本公開的數(shù)據(jù)的切片的示例。切片762與圖6中的切片662相似。切片762限定能夠與切片762關(guān)聯(lián)的數(shù)個材料類型和/或材料特性。在圖7中提供的示例中，772-1、772-2和772-3中的每個限定一部分切片762。

也就是說，切片762為三種不同材料類型(例如，材料的類型)的混合。切片762能夠被分為部分772-1、772-2和772-3。部分772-1、772-2和772-3中的每個能夠限定不同的材料類型。

部分772-1、772-2和772-3能夠由3-d打印機(jī)使用以驅(qū)動打印機(jī)沉積與部分772-1、772-2和772-3關(guān)聯(lián)的材料。例如，第一材料能夠與部分772-1關(guān)聯(lián)，第二材料能夠與部分772-2關(guān)聯(lián)，和/或第三材料能夠與部分772-3關(guān)聯(lián)。構(gòu)成切片762的部分772-1、772-2和772-3能夠沿相同的平面沉積。所有部分772-1、772-2和772-3的混合限定切片762。

部分772-1、772-2和772-3限定為形狀規(guī)格和數(shù)個材料規(guī)格的形式。部分772-1、772-2和/或772-3這里是指部分772。本公開不被如此限制并且能夠包括比這里描述的更多或更少的部分。

部分能夠使用位圖提供。也就是說，每個部分772能夠?yàn)椴煌奈粓D，其能夠被提供至3-d打印機(jī)用于打印3-d物體。

部分772能夠共同限定切片762。將每個部分772與不同的材料類型和/或材料特性關(guān)聯(lián)提供切片762中材料類型和/或材料特性的連續(xù)漸變。

圖8圖示根據(jù)本公開的從樹形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)生成切片數(shù)據(jù)的方法的示例的流程圖。如880所示，方法能夠包括獲得3-d物體的形狀規(guī)格。形狀規(guī)格能夠?yàn)?-d物體的3-d模型。如882所示，方法能夠包括獲得3-d物體的形狀規(guī)格。在數(shù)個示例中，形狀規(guī)格和材料規(guī)格能夠彼此獨(dú)立。材料規(guī)格能夠?yàn)椴牧虾?或材料特性的3-d分布。在數(shù)個示例中，材料特性能夠限定數(shù)個材料類型和/或材料類型的數(shù)個材料屬性。

如884所示，方法能夠包括合并形狀規(guī)格和材料規(guī)格以創(chuàng)建3-d物體的樹形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)表示。合并形狀規(guī)格和材料規(guī)格能夠包括從形狀規(guī)格創(chuàng)建體素柵格并將材料規(guī)格與體素柵格映射。映射材料規(guī)格還能夠包括將材料特性值從材料規(guī)格映射至體素柵格并將材料特性值分配至體素柵格。合并形狀規(guī)格和材料規(guī)格還能夠包括將體素柵格轉(zhuǎn)換為樹形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。如886所示，方法能夠包括從代表3-d打印機(jī)的樹形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)生成切片數(shù)據(jù)。

在本公開中，參考形成為本公開的一部分的附圖，其中通過圖示的方式示出本公開的數(shù)個示例如何能夠?qū)嵺`。這些示例足夠詳細(xì)地描述，以使得本領(lǐng)域普通技術(shù)人員能夠?qū)嵺`此公開的示例，將理解的是其他示例能夠使用，在不背離本公開的范圍的情況下，能夠進(jìn)行過程、電子、和/或結(jié)構(gòu)改變。

這里的附圖遵從編號慣例，其中第一數(shù)字對應(yīng)于附圖號，剩下的數(shù)字識別圖中的元件或組件。在這里各個圖中示出的元件能夠被增加、替換、和/或省略，從而提供本公開的數(shù)個另外的示例。圖中提供的元件的比例和相對比例尺旨在圖示本公開的示例，而不應(yīng)當(dāng)作為限制的意思。

說明書示例提供本公開的應(yīng)用的描述以及系統(tǒng)和方法的使用。因?yàn)樵诓槐畴x本公開的系統(tǒng)和方法的精神和范圍的情況下能夠制造許多示例，本說明書列舉許多可能的示例配置和實(shí)施方式中的一些。

如這里使用的，“一”或“數(shù)個”某物能夠指代一個或者更多此物。例如，“數(shù)個部件”能夠指代一個或者更多部件。