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德国科学家发明一种算法可提升彩色喷墨D打

时间:2019-08-15 18:37:06 来源:互联网 阅读:0次

  在领域里,除了速度之外,颜色算得上是阻碍该技术在许多制造和原型领域里应用的障碍了。目前能够已经确认可以实现全彩色效果的一个是Mcor Technologies公司使用喷墨打印和办公用纸剪切的办法;另外一个是Stratasys公司使用喷墨技术打印光敏树脂,可以实现百万像素的真彩色打印。不过这两种技术要么适用范围有限,要么极为昂贵,而且都有各自的缺陷。

  近日,来自德国Fraunhofer计算机图形研究所的研究人员Alan Brunton及其同事发表了一篇题为《推进 D彩色打印的边界:误差扩散与半透明材质(Pushing the Limits of -D Color Printing: Error Diffusion with Translucent Materials)》的论文,描述了一种能够生成高度清晰和相当准确的彩色 D打印对象的算法过程,根据这种算法 D打印出来的对象相当的逼真。

  在本文中,我们充分利用了几十年来学术界对于彩色成像、色彩管理和2D彩色打印的知识成果,以限度地提高质量和充分挖掘高分辨率多材料 D打印机的功能,并将其变为现实。 研究人员写道。

  他们的研究专注于 体素化 的喷墨三维打印。如果您不太了解体素这个词的话,可以将其理解为由单个喷墨液滴来表示的一个 D像素。对于喷墨技术来说,全彩 D打印的难度在于,就算只有1立方厘米大小的一个 D打印对象,也包括了大约1800万滴的树脂。所以对于控制算法来说,这是一个非常巨大的体素数量,因此对于大多数彩色喷墨的 D打印来说,它们的色彩精度并不是的。

  而这些德国科学家们的研究则通过非常地控制体素的颜色把技术向前推进了一步,他们在这一过程中把树脂的透明度也考虑了进去。这是很有必要的,因为现在大多数的树脂都具有一定程度的透光性。这也意味着,在 D打印时,从对象物体内部的颜色也将对其表面呈现出来的色彩产生重要的影响。在论文中,他们提出了一种几何自适应性误差扩散半色调算法(geometry-adaptive error diffusion halftoning algorithm),它会在技术上发挥以下作用:

  一种表面体素展现的遍历算法,它会将2D各向异性误差扩散过滤器以一个一致化的方式映射在表面,而且只需要局部信息即可做到。

  一种分层半色调算法,它将遍历算法与任意2D误差扩散算法结合了起来,并能适应的材料的半透明性或通过改变层数来增加色域。

  简单地说,这些研究人员所做的就是,他们创造了一种算法,这种算法能够使一台 D打印机(比如Stratasys公司的Objet 500 Connex )直接使用一种分层半色调方法控制每个体素的颜色和材质。所谓的半色调,是利用点来模型一个对象的连续色调变化。

  您可能知道,作为当前的彩色 D打印机,Objet500目前只支持 种主色的混合以及一种支持材料。但是,研究人员决定把支持树脂染成了黄色,相当于在其调色板上又增加了一种额外的颜色。正如您可以在其论文中提供的图片上看到的那样,他们的方法表现得相当不错。更加令人振奋的是,他们认为这种方法在过一段时间后还会进一步改进。 他们写道:

  更不透明彩色材料的引入将让我们的算法使用较少的层即可打印出较大的色域,从而提高性能。更好地利用并行计算技术是我们在提升 D打印机分辨率、和打印体积的关键研究方向。随着 D打印使用材料数量的增加,根据 D打印机的特性以及计算能力考虑打印模型变得更加重要。

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