弗勞恩霍夫IGD為多材料噴射3D打印開發(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)家們設(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會議期間發(fā)表，該會議是關(guān)于計(jì)算機(jī)圖形和互動技術(shù)的會議和展覽。

△階梯狀偽影的去除

在傳統(tǒng)的3D打印過程中，階梯狀的人工制品是不可避免的，對于多材料噴射打印機(jī)來說尤其如此。盡管它們的分辨率很高，但階梯狀偽影會在視覺上會令人不快，有時(shí)在結(jié)構(gòu)上也對打印物造成損害?，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，這導(dǎo)致了幾何上的準(zhǔn)確性和顏色真實(shí)的表面。

△測試模型的版圖和它們的近似體素?cái)?shù)。

用高頻信號對表面進(jìn)行調(diào)制，如藍(lán)色噪聲，會導(dǎo)致量化誤差向高頻分布，然后通過人眼的功能和多次打印過程來消除這些誤差。

△與使用藍(lán)色噪聲（b,d）相比，使用白色噪聲（a,c）進(jìn)行抖動會導(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："無論哪種工藝，打印時(shí)間都是一樣的。抖動過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行業(yè)，例如動畫電影、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方法一部分的幾何和顏色精度，因此它們看起來特別逼真。

弗勞恩霍夫的科學(xué)家們在論文中提出的解決方案與弗勞恩霍夫IGD開發(fā)的Cuttlefish 3D打印機(jī)驅(qū)動程序一起使用。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的軟件增強(qiáng)功能時(shí)，Cuttlefish 3D打印機(jī)驅(qū)動程序變得與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）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