弗勞恩霍夫IGD為多材料噴射3D打印開(kāi)發(fā)新工藝,，可消除階梯狀偽影

2022年7月31日,，南極熊獲悉,，德國(guó)達(dá)姆施塔特 弗勞恩霍夫計(jì)算機(jī)圖形研究所 IGD的科學(xué)家們?cè)O(shè)計(jì)了一種新的幾何和算法方法，可用于消除多材料噴射3D 打印中的階梯偽影,。

研究小組在一篇論文中闡述了這些發(fā)現(xiàn),，這篇論文將在SIGGRAPH會(huì)議期間發(fā)表,，該會(huì)議是關(guān)于計(jì)算機(jī)圖形和互動(dòng)技術(shù)的會(huì)議和展覽,。

△階梯狀偽影的去除

在傳統(tǒng)的3D打印過(guò)程中，階梯狀的人工制品是不可避免的,，對(duì)于多材料噴射打印機(jī)來(lái)說(shuō)尤其如此,。盡管它們的分辨率很高,，但階梯狀偽影會(huì)在視覺(jué)上會(huì)令人不快，有時(shí)在結(jié)構(gòu)上也對(duì)打印物造成損害�,，F(xiàn)有的技術(shù)僅限于特定的表面方向,，引入了相當(dāng)多的額外計(jì)算，并不能去除所有的偽影,。弗勞恩霍夫研究所的研究人員為PolyJet打印機(jī)開(kāi)發(fā)的工藝最大限度地減少了定量誤差,，使階梯狀偽影不再明顯，并引入最小的計(jì)算輸出,。

為了避免定量誤差,，表面被調(diào)制了一個(gè)高頻信號(hào)，這導(dǎo)致了幾何上的準(zhǔn)確性和顏色真實(shí)的表面,。

△測(cè)試模型的版圖和它們的近似體素?cái)?shù),。

用高頻信號(hào)對(duì)表面進(jìn)行調(diào)制，如藍(lán)色噪聲,，會(huì)導(dǎo)致量化誤差向高頻分布,，然后通過(guò)人眼的功能和多次打印過(guò)程來(lái)消除這些誤差。

△與使用藍(lán)色噪聲（b,d）相比,，使用白色噪聲（a,c）進(jìn)行抖動(dòng)會(huì)導(dǎo)致明顯的偽影,。

撰寫報(bào)告的三人小組的成員Alan Brunton解釋說(shuō)："無(wú)論哪種工藝，打印時(shí)間都是一樣的,。抖動(dòng)過(guò)程也不需要額外的計(jì)算時(shí)間",。

噴射打印工藝被廣泛用于娛樂(lè)行業(yè)，例如動(dòng)畫電影,、視頻游戲和棋盤游戲中的人物和物體,。這些物品受益于作為形狀抖動(dòng)方法一部分的幾何和顏色精度，因此它們看起來(lái)特別逼真,。

弗勞恩霍夫的科學(xué)家們?cè)谡撐闹刑岢龅慕鉀Q方案與弗勞恩霍夫IGD開(kāi)發(fā)的Cuttlefish 3D打印機(jī)驅(qū)動(dòng)程序一起使用,。該團(tuán)隊(duì)計(jì)劃進(jìn)一步研究一個(gè)假設(shè)，即現(xiàn)在可以實(shí)現(xiàn)的更光滑的表面是否也更有彈性,。

去年夏天,，當(dāng)主要的3D打印制造商宣布它將支持該研究所未來(lái)的軟件增強(qiáng)功能時(shí)，Cuttlefish 3D打印機(jī)驅(qū)動(dòng)程序變得與Stratasys公司的PolyJet技術(shù)相優(yōu)化,。

這篇題為Shape Dithering for 3D Printing的論文已被接受在SIGGRAPH 2022（一個(gè)計(jì)算機(jī)圖形貿(mào)易展覽會(huì)）上發(fā)表,，并將由主要作者M(jìn)ostafaMorsy Abdelkader Morsy發(fā)表。

相關(guān)論文鏈接：https://dl.acm.org/doi/10.1145/3528223.3530129