特許 6514013 スライスモデル生成装置および３次元造形システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6514013

(24)【登録日】2019年4月19日

(45)【発行日】2019年5月15日

(54)【発明の名称】スライスモデル生成装置および３次元造形システム

(51)【国際特許分類】

   B29C 64/386 20170101AFI20190425BHJP

   B33Y 30/00 20150101ALI20190425BHJP

   B33Y 50/00 20150101ALI20190425BHJP

   G06T 17/20 20060101ALI20190425BHJP

【ＦＩ】

   B29C64/386

   B33Y30/00

   B33Y50/00

   G06T17/20

【請求項の数】8

【全頁数】19

(21)【出願番号】特願2015-81500(P2015-81500)

(22)【出願日】2015年4月13日

(65)【公開番号】特開2016-198974(P2016-198974A)

(43)【公開日】2016年12月1日

【審査請求日】2018年2月28日

(73)【特許権者】

【識別番号】000116057

【氏名又は名称】ローランドディー．ジー．株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100121500

【弁理士】

【氏名又は名称】後藤 高志

(74)【代理人】

【識別番号】100121186

【弁理士】

【氏名又は名称】山根 広昭

(74)【代理人】

【識別番号】100189887

【弁理士】

【氏名又は名称】古市 昭博

(72)【発明者】

【氏名】植田 潤

【審査官】 越本 秀幸

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１３−１１４６７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−０６３０９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０６５３９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１４／１４１２７３（ＷＯ，Ａ２）

【文献】 特開２００１−０１８２９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１２／０２２４７５５（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２０１１／０２２２０８１（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２９Ｃ ６４／００−６４／４０

Ｇ０６Ｔ １７／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

造形する３次元造形物の３次元モデルを所定の間隔でスライスした断面を表すスライスモデルを生成するスライスモデル生成装置であって、
少なくとも色情報を含む属性情報を備えた３次元モデルを記憶する記憶部と、
前記記憶部に記憶された前記３次元モデルを所定の間隔でスライスし、複数の線分から構成される１つの輪郭ポリラインを生成する生成部と、
前記各線分に前記３次元モデルの属性情報を関連付ける情報付加部と、
前記属性情報が関連付けられた１つの前記輪郭ポリラインを画像座標系に変換する変換部と、
前記変換された１つの輪郭ポリラインに囲われた領域において、前記各線分に隣接する複数の着色領域を設定する領域設定部と、
前記複数の着色領域に対して前記各線分に関連付けられた属性情報に基づく色を付加して、スライスモデルを生成する色付加部と、を備えている、スライスモデル生成装置。

【請求項2】

前記領域設定部は、前記着色領域より内方に、前記各線分に関連付けられた属性情報に基づく色が付加されない非着色領域を設定する、請求項１に記載のスライスモデル生成装置。

【請求項3】

前記色付加部が前記複数の着色領域に対して前記各線分に関連付けられた属性情報に基づく色をピクセル単位で付加し、かつ、前記各線分を含む各ピクセルに色を付加するとき、
前記領域設定部は、前記各ピクセル内かつ前記領域の外部に位置する複数の外部領域を設定し、
前記色付加部は、前記複数の外部領域に対して前記各線分に関連付けられた属性情報に基づく色を付加する、請求項１または２に記載のスライスモデル生成装置。

【請求項4】

前記各線分のうち第１の線分に関連付けられた第１の属性情報に基づく第１の色が付加されるピクセルに、前記各線分のうち第２の線分に関連付けられた第２の属性情報に基づく第２の色が付加される場合、前記色付加部は、前記第１の色と前記第２の色との中間色を前記ピクセルに付加する、請求項３に記載のスライスモデル生成装置。

【請求項5】

前記色付加部は、前記各線分のいずれか一つの線分に関連付けられた属性情報に基づく色が付加されるピクセルには、前記各線分の他のいずれか一つの線分に関連付けられた属性情報に基づく色を付加しない、請求項３に記載のスライスモデル生成装置。

【請求項6】

前記領域が前記３次元モデルを所定の間隔でスライスするときのスライス面と重なる面であるとき、前記色付加部は、前記各線分に関連付けられた属性情報に基づく色を用いて前記領域の全体を塗りつぶす、請求項１から５のいずれか一項に記載のスライスモデル生成装置。

【請求項7】

前記属性情報は、さらに反射情報を含み、
前記色付加部は、前記複数の着色領域に対して前記各線分に関連付けられた前記色情報と前記反射情報とに基づく色を付加する、請求項１から６のいずれか一項に記載のスライスモデル生成装置。

【請求項8】

フルカラーの３次元造形物を造形する３次元造形装置と、
請求項１から７のいずれか一項に記載のスライスモデル生成装置と、を備えた３次元造形システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、スライスモデル生成装置および３次元造形システムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、３次元造形物を造形する３次元造形装置が知られている。この種の３次元造形装置では、コンピュータプログラムを用いて、３次元造形物を造形するための３次元モデルのデータを作成している。そして、３次元モデルを所定の間隔でスライスすることで、スライスモデルを作成している。スライスモデルは、３次元造形物の断面形状を表す。３次元造形装置は、粉末材料にバインダ（接着剤）を塗布し、スライスモデルに沿った断面形状の粉末材料を順次積層することによって３次元造形物を造形する。

【0003】

スライスモデルを生成するために、３次元モデルのデータとしてＳＴＬデータが用いられている。ＳＴＬデータには、３次元モデルを構成する各三角形の面の法線ベクトルと各三角形の３つの頂点の座標値とが記録されている。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

従来は、コンピュータプログラムにおいて、ＳＴＬデータから３次元モデルを読み込み、３次元モデルを所定の間隔でスライスし、スライス面（法線ベクトルがＺ軸に平行な平面）と３次元モデルとの交差点を求めていた。求められた交差点を繋ぐことによって、複数の線分から構成される輪郭ポリラインが生成されていた。その後、生成された輪郭ポリラインを出力用の画像座標系に変換し、スキャンコンバージョンを用いて輪郭ポリラインによって囲われた領域内部を白、外部を黒で塗りつぶすことによってスライスモデルを生成していた。

【0005】

ところで、従来のスライスモデルの生成方法では、生成の過程において輪郭ポリラインに座標の情報しか関連付けられておらず、色情報等の属性情報は考慮されていなかった。このため、フルカラーで描写されたスライスモデルを生成することができなかった。

【0006】

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、造形する３次元造形物の３次元モデルを所定の間隔でスライスしたスライスモデルにおいて、フルカラーのスライスモデルのデータを生成することが可能なスライスモデル生成装置および３次元造形システムを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明に係るスライスモデル生成装置は、造形する３次元造形物の３次元モデルを所定の間隔でスライスした断面を表すスライスモデルを生成するスライスモデル生成装置であって、少なくとも色情報を含む属性情報を備えた３次元モデルを記憶する記憶部と、前記記憶部に記憶された前記３次元モデルを所定の間隔でスライスし、複数の線分から構成される輪郭ポリラインを生成する生成部と、前記各線分に前記３次元モデルの属性情報を関連付ける情報付加部と、前記属性情報が関連付けられた前記輪郭ポリラインを画像座標系に変換する変換部と、前記変換された輪郭ポリラインに囲われた領域において、前記各線分に隣接する複数の着色領域を設定する領域設定部と、前記複数の着色領域に対して前記各線分に関連付けられた属性情報に基づく色を付加して、スライスモデルを生成する色付加部と、を備えている。

【0008】

本発明のスライスモデル生成装置によれば、色情報等を含む属性情報を備えた３次元モデルから、色が付加されたフルカラーのスライスモデルを生成することができる。即ち、スライスモデル生成装置は、３次元モデルを構成する各三角形の面の法線ベクトルおよび各三角形の３つの頂点の座標値の情報に加えて色情報等の属性情報が付加された３次元モデルに基づいて、フルカラーのスライスモデルを生成することができる。また、別途用意した３次元造形装置において、生成されたフルカラーのスライスモデルを用い、例えば粉末材料にバインダを塗布し、該スライスモデルに沿った断面形状の粉末材料の層を順次積層することによって、フルカラーの３次元造形物を造形することができる。

【0009】

本発明の一態様によれば、前記領域設定部は、前記着色領域より内方に、前記各線分に関連付けられた属性情報に基づく色が付加されない非着色領域を設定する。

【0010】

上記態様によれば、輪郭ポリラインによって囲われた領域には、非着色領域が設定されている。このため、生成されたスライスモデルにおいて、該領域の内部の全てについては色が付加されない。これにより、造形する３次元造形物の３次元モデルが中空構造でない場合であっても、中空構造のスライスモデルが生成される。また、別途用意した３次元造形装置において、生成された中空構造のスライスモデルを用いることによって、３次元造形の際に使用する材料を削減することができる。

【0011】

本発明の一態様によれば、前記色付加部が前記複数の着色領域に対して前記各線分に関連付けられた属性情報に基づく色をピクセル単位で付加し、かつ、前記各線分を含む各ピクセルに色を付加するとき、前記領域設定部は、前記各ピクセル内かつ前記領域の外部に位置する複数の外部領域を設定し、前記色付加部は、前記複数の外部領域に対して前記各線分に関連付けられた属性情報に基づく色を付加する

【0012】

上記態様によれば、色情報等を含む属性情報を備えた３次元モデルから、色が付加されたフルカラーのスライスモデルをより確実に生成することができる。

【0013】

本発明の一態様によれば、前記各線分のうち第１の線分に関連付けられた第１の属性情報に基づく第１の色が付加されるピクセルに、前記各線分のうち第２の線分に関連付けられた第２の属性情報に基づく第２の色が付加される場合、前記色付加部は、前記第１の色と前記第２の色との中間色を前記ピクセルに付加する。

【0014】

上記態様によれば、付加された第１の色と第２の色との境界において色が滑らかに変化したスライスモデルが生成される。

【0015】

本発明の一態様によれば、前記色付加部は、前記各線分のいずれか一つの線分に関連付けられた属性情報に基づく色が付加されるピクセルには、前記各線分の他のいずれか一つの線分に関連付けられた属性情報に基づく色を付加しない。

【0016】

上記態様によれば、付加された色と色との境界が明確に表されたスライスモデルが生成される。

【0017】

本発明の一態様によれば、前記領域が前記３次元モデルを所定の間隔でスライスするときのスライス面と重なる面であるとき、前記色付加部は、前記各線分に関連付けられた属性情報に基づく色を用いて前記領域の全体を塗りつぶす。

【0018】

上記態様によれば、色情報等を含む属性情報を備えた３次元モデルから、色が付加されたフルカラーのスライスモデルをより確実に生成することができる。

【0019】

本発明の一態様によれば、前記属性情報は、さらに反射情報を含み、前記色付加部は、前記複数の着色領域に対して前記各線分に関連付けられた前記色情報と前記反射情報とに基づく色を付加する。

【0020】

上記態様によれば、色情報等を含む属性情報を備えた３次元モデルから、色および光沢が付加されたフルカラーのスライスモデルをより正確に生成することができる。

【0021】

本発明に係る３次元造形システムは、フルカラーの３次元造形物を造形する３次元造形装置と、上述したいずれかに記載のスライスモデル生成装置と、を備えている。

【0022】

上記態様によれば、上述したいずれかに記載されたスライスモデル生成装置を備えた３次元造形システムを提供することができる。

【発明の効果】

【0023】

本発明によれば、造形する３次元造形物の３次元モデルを所定の間隔でスライスしたスライスモデルにおいて、フルカラーのスライスモデルのデータを生成することができる。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】本発明の一実施形態に係る３次元造形システムの断面図である。

【図2】本発明の一実施形態に係る３次元造形システムの平面図である。

【図3】フルカラーのスライスモデルを生成する手順を示したフローチャートである。

【図4】本発明の一実施形態に係るスライスモデル生成装置のブロック図である。

【図5A】３次元モデルを示す説明図である。

【図5B】３次元モデルの境界表現を示す説明図である。

【図5C】属性情報が付加された３次元モデルの境界表現を示す説明図である。

【図6A】３次元モデルの切断線分を得る方法を示す説明図である。

【図6B】３次元モデルの切断線分を得る方法を示す説明図である。

【図6C】３次元モデルの輪郭ポリラインを示す説明図である。

【図6D】３次元モデルの他の輪郭ポリラインを示す説明図である。

【図7A】ワールド座標系を示す説明図である。

【図7B】画像座標系を示す説明図である。

【図8】輪郭ポリラインに複数の走査線を設定した状態を示す説明図である。

【図9】生成されたスライスモデルを示す説明図である。

【図10A】着色領域および外部領域を設定する方法を示す説明図である。

【図10B】着色領域および外部領域を設定する方法を示す説明図である。

【図10C】着色領域および外部領域を設定する方法を示す説明図である。

【図10D】着色領域および外部領域を設定する方法を示す説明図である。

【図10E】着色領域および外部領域を設定する方法を示す説明図である。

【図11A】着色領域および外部領域を設定する他の方法を示す説明図である。

【図11B】着色領域および外部領域を設定する他の方法を示す説明図である。

【図11C】着色領域および外部領域を設定する他の方法を示す説明図である。

【図11D】着色領域および外部領域を設定する他の方法を示す説明図である。

【図11E】着色領域および外部領域を設定する他の方法を示す説明図である。

【図12】着色領域および外部領域を設定する他の方法を示す説明図である。

【図13】生成された他のスライスモデルを示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0025】

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態に係るスライスモデル生成装置を備えた３次元造形システムについて説明する。なお、ここで説明される実施形態は、当然ながら特に本発明を限定することを意図したものではない。また、同じ作用を奏する部材・部位には同じ符号を付し、重複する説明は適宜省略または簡略化する。

【0026】

図１は、本実施形態に係る３次元造形システム１０の断面図である。図２は、３次元造形システム１０の平面図である。なお、図面中の符号Ｆ、Ｒｅ、Ｌ、Ｒ、Ｕｐ、Ｄｎは、それぞれ前、後、左、右、上、下を示している。ただし、これらは説明の便宜上の方向に過ぎず、３次元造形システム１０の設置態様を何ら限定するものではない。

【0027】

３次元造形システム１０は、フルカラーの３次元造形物を造形するシステムである。図１に示すように、３次元造形システム１０は、３次元造形装置１０Ａと、スライスモデル生成装置１００とを備えている。３次元造形装置１０Ａは、３次元造形物の断面形状を表すフルカラーのスライスモデルを用意し、粉末材料にバインダ（接着剤）を塗布し、粉末材料を硬化させて、フルカラーのスライスモデルに沿った断面形状の粉末材料の槽を順次積層することによって、フルカラーの３次元造形物を造形する装置である。なお、３次元造形装置１０Ａは、インクを吐出してフルカラーの３次元造形物を造形することができれば、粉末材料にバインダを塗布する態様に限定されない。ここで、「断面形状」とは、３次元造形物を所定の厚み（例えば、０．１ｍｍ）ごとにスライスしたときの断面の形状である。「粉末材料」としては、例えば、石膏、セラミックス、金属、プラスチック等が挙げられる。「接着剤」は、上記粉末材料同士を固着することが可能な材料であれば特に限定されない。３次元造形装置１０Ａは、造形部３１と、粉末材料供給部４１と、バインダ供給ヘッド１２と、インクヘッド１４と、制御装置１６とを備えている。

【0028】

造形部３１では、３次元造形物１８が造形される。造形部３１は、造形槽３３と、造形テーブル３２と、テーブル昇降装置３４とを備えている。造形槽３３において、造形テーブル３２上に粉末材料層１８Ａが積層され、３次元造形物１８が造形される。造形槽３３内には、粉末材料供給部４１から供給された粉末材料１９が収容される。造形テーブル３２は、造形槽３３内を上下方向に移動する。造形テーブル３２は、テーブル昇降装置３４と接続している。テーブル昇降装置３４は、造形テーブル３２を上下方向に移動させる。造形テーブル３２上に、１層の粉末材料層１８Ａが形成されると、テーブル昇降装置３４は、造形テーブル３２を下方に移動させる。

【0029】

粉末材料供給部４１は、造形部３１に粉末材料１９を供給する。粉末材料供給部４１は、粉末材料供給槽４３と、粉末材料供給テーブル４２と、テーブル昇降装置４４と、粉末材料供給ローラ１５と、を備えている。粉末材料供給槽４３には、粉末材料１９が収容される。粉末材料供給テーブル４２は、粉末材料供給槽４３内を上下方向に移動する。粉末材料供給テーブル４２は、テーブル昇降装置４４と接続している。テーブル昇降装置４４は、粉末材料供給テーブル４２を上下方向に移動させる。粉末材料供給槽４３から造形槽３３に粉末材料１９が供給されると、テーブル昇降装置４４は、粉末材料供給テーブル４２を上方に移動させる。このとき、粉末材料供給テーブル４２を上方に移動させるときの移動量は、造形テーブル３２を下方に移動させるときの移動量と同じである。粉末材料供給ローラ１５は、粉末材料供給槽４３に収容された粉末材料１９を、造形槽３３内に供給する。粉末材料供給ローラ１５は、図示しないモータにより粉末材料供給槽４３上を左右方向に移動する。なお、図１および図２に示すように、粉末材料供給ローラ１５が停止しているとき、粉末材料供給ローラ１５は、粉末材料供給部４１に設けられたローラ載置部４５に位置する。粉末材料供給ローラ１５が、ローラ載置部４５から右方に移動することによって、粉末材料供給槽４３内の粉末材料が造形槽３３内に供給される。粉末材料供給ローラ１５がローラ載置部４５に戻った後、テーブル昇降装置４４は、粉末材料供給テーブル４２を上方に移動させる。

【0030】

バインダ供給ヘッド１２は、造形槽３３に供給された粉末材料１９にバインダを塗布する。バインダ供給ヘッド１２は、造形槽３３に収容された粉末材料１９のうち、フルカラーのスライスモデルに沿った断面形状に対応する領域にバインダを塗布する。バインダ供給ヘッド１２は、バインダを吐出するノズル１２Ａを備えている。ノズル１２Ａは、図示しないバインダ収容タンクに接続されている。バインダ供給ヘッド１２は、図示しない駆動装置に接続され、造形槽３３上を前後方向および左右方向に移動可能に構成されている。

【0031】

インクヘッド１４は、バインダが塗布された粉末材料１９にインクを塗布する。インクヘッド１４は、フルカラーのスライスモデルに基づいた色のインクをバインダが塗布された粉末材料１９に塗布する。インクヘッド１４は、インクを吐出するノズル１４Ａを備えている。ノズル１４Ａは、図示しない複数のインク収容タンクに接続されている。インクヘッド１４は、図示しない駆動装置に接続され、造形槽３３上を前後方向および左右方向に移動可能に構成されている。本実施形態では、バインダ供給ヘッド１２とインクヘッド１４とは一体に形成されているが、別体であってもよい。

【0032】

制御装置１６は、バインダ供給ヘッド１２、インクヘッド１４、粉末材料供給ローラ１５、テーブル昇降装置３４、テーブル昇降装置４４、および、スライスモデル生成装置１００に接続されている。制御装置１６は、テーブル昇降装置３４を駆動することによって、造形テーブル３２を上方または下方に移動させる。制御装置１６は、テーブル昇降装置４４を駆動することによって、粉末材料供給テーブル４２を上方または下方に移動させる。制御装置１６は、バインダ供給ヘッド１２からのバインダの吐出およびバインダ供給ヘッド１２の移動を制御する。制御装置１６は、インクヘッド１４からのインクの吐出およびインクヘッド１４の移動を制御する。制御装置１６は、粉末材料供給ローラ１５の移動を制御する。制御装置１６には、スライスモデル生成装置１００からフルカラーのスライスモデルのデータが出力される。なお、制御装置１６の構成は特に限定されない。例えば、制御装置１６は、コンピュータであり、中央演算処理装置（以下、ＣＰＵという。）と、ＣＰＵが実行するプログラムなどを格納したＲＯＭと、ＲＡＭなどを備えていてもよい。

【0033】

以上、本実施形態に係る３次元造形装置１０Ａの構成について説明した。本実施形態に係るスライスモデル生成装置１００では、造形する３次元造形物に対応した３次元モデルを用意する。ここでは、３次元モデルとは、ポリゴンメッシュモデルのことである。そして、３次元モデルを所定の間隔で水平方向にスライスすることによって、３次元造形物の断面形状に対応した２次元のスライスモデルを複数生成する。ただし、３次元モデルをスライスする方向は、水平方向に限定されず、例えば、垂直方向であってもよい。３次元造形装置１０Ａは、粉末材料１９にバインダを塗布し、スライスモデルに沿った断面形状の粉末材料層１８Ａを順次積層することによって、３次元造形物１８を造形する。

【0034】

スライスモデル生成装置１００は、造形する３次元造形物の３次元モデルを所定の間隔でスライスした断面を表すフルカラーのスライスモデルを生成する。スライスモデル生成装置１００は、３次元造形装置１０Ａと別体であってもよく、３次元造形装置１０Ａに内蔵されていてもよい。例えば、スライスモデル生成装置１００は、コンピュータであり、ＣＰＵが実行するプログラムなどを格納したＲＯＭおよびＲＡＭなどを備えていてもよい。ここでは、コンピュータ内に保存されたプログラムを使用して、フルカラーのスライスモデルを生成する。スライスモデル生成装置１００は、３次元造形システム１０のための専用のコンピュータであってもよく、汎用のコンピュータであってもよい。

【0035】

図３に示すように、スライスモデル生成装置１００は、フルカラーのスライスモデルを生成する。まず、ステップＳ１０では、複数の切断線分から構成される輪郭ポリラインが生成される。次に、ステップＳ２０では、各切断線分に属性情報が関連付けられる。次に、ステップＳ３０では、属性情報が関連付けられた輪郭ポリラインがビットマップ出力用の画像座標系に変換される。次に、ステップＳ４０では、ビットマップ出力用の画像座標系に変換された輪郭ポリラインにおいて、走査線が設定される。次に、ステップＳ５０では、輪郭ポリラインと、走査線とが交差する交差点が特定される。次に、ステップＳ６０では、色が付加される領域が設定される。次に、ステップＳ７０では、色が付加される領域に色が付加され、フルカラーのスライスモデルが生成される。

【0036】

図４に示すように、スライスモデル生成装置１００は、記憶部５０と、生成部５２と、情報付加部５４と、変換部５６と、走査線設定部５８と、交差点特定部６０と、領域設定部６２と、色付加部６４とを備えている。

【0037】

記憶部５０は、属性情報を備えた３次元モデルを記憶する。記憶部５０は、造形する３次元造形物の３次元モデルを構成する各三角形の面の法線ベクトルと各三角形の３つの頂点の座標値とが記録されたＳＴＬデータを記憶する。属性情報は、色情報および反射情報を含む。属性情報は、少なくとも色情報を含む。色情報は、ＲＧＢ値で表される。反射情報は、拡散反射係数、環境反射係数および鏡面反射係数等で表される。図５Ａおよび図５Ｂに示すように、記憶部５０は、３次元モデル８０の情報を公知の境界表現で管理する。即ち、頂点Ｖ_ｉは、（ｘ_ｉ，ｙ_ｉ，ｚ_ｉ）で表される３次元座標値を持つ。稜線Ｅ_ｉは、両端の頂点の情報を持つ。面Ｆ_ｉは、面を囲む３本の稜線の情報を持つ。なお、面の稜線の順序は、面の法線ベクトルの進行方向の右回りになるようにする。ここでは、例として四角錐の３次元モデル８０を示している。図５Ｃに示すように、記憶部５０は、公知の境界表現で管理された３次元モデル８０の情報に属性情報Ａ_ｉが付加された３次元モデル８０Ａを記憶する。なお、図５Ｃでは、説明の便宜上図５Ｂに示す境界表現の一部についてのみ図示している。図５Ｃに示す例では、面Ｆ_１、稜線Ｅ_１、Ｅ_２、Ｅ_５および頂点Ｖ_１、Ｖ_２、Ｖ_５には、それぞれ属性情報Ａ_１が付加されている。記憶部５０は、スライスモデル生成装置１００と別体であってもよい。

【0038】

生成部５２（図４参照）は、記憶部５０に記憶された３次元モデルを所定の間隔でスライスし、複数の切断線分から構成される輪郭ポリラインを生成する。具体的には、生成部５２は、記憶部５０に記憶されたＳＴＬデータから３次元モデルの情報を読み込む。生成部５２は、３次元モデルを任意のＺ座標の平面（即ちスライス面）で切断し、そのときの輪郭形状である輪郭ポリラインを得る。即ち、３次元モデルの各稜線と、スライス面（法線ベクトルがＺ軸に平行な平面）との交差点の座標を求める。交差点の座標は、各稜線と関連付けられる。ここで、輪郭ポリラインの進行方向は、３次元モデルをＺ軸の上方から下方に見たときに、時計回り（右回り）となるように設定する。交差点の座標が関連付けられている一の稜線に着目し、一の稜線に接続する面に接続する他の一の稜線にも交差点の座標が関連付けられている場合、一の稜線の交差点と他の一の稜線の交差点とを繋いで１つの切断線分を得る。一の稜線の交差点と他の一の稜線の交差点とを繋ぐ方向は以下のように決定する。なお、生成部５２は、図３のステップＳ１０の処理を行う。

【0039】

図６Ａに示すように、第１の稜線Ｅ_１ｘの一方の端点Ｖ_１ｘと第２の稜線Ｅ_２ｘの一方の端点Ｖ_１ｘとが、スライス面ＳよりＺ軸方向の上方において同じ座標である場合、第２の稜線Ｅ_２ｘの下向きのベクトルＨ_２ｘから第１の稜線Ｅ_１ｘの下向きのベクトルＨ_１ｘへ回転する方向Ｒ_１ｘが、第１の面Ｆ_１ｘの法線ベクトルＮ_１ｘと同じ向きとなるように、始点および終点を選ぶ。この場合、第１の稜線Ｅ_１ｘが始点側であり、第２の稜線Ｅ_２ｘが終点側である。これにより、第１の稜線Ｅ_１ｘとスライス面Ｓとの交差点Ｐ_１ｘおよび第２の稜線Ｅ_２ｘとスライス面Ｓとの交差点Ｐ_２ｘが得られる。そして、交差点Ｐ_１ｘと交差点Ｐ_２ｘとを繋いで１つの切断線分Ｌ_１ｘを得る。

【0040】

一方、図６Ｂに示すように、第２の稜線Ｅ_２ｘの一方の端点Ｖ_２ｘと第３の稜線Ｅ_３ｘの一方の端点Ｖ_２ｘとが、スライス面ＳよりＺ軸方向の下方において同じ座標である場合、第２の稜線Ｅ_２ｘの上向きのベクトルＨ_２から第３の稜線Ｅ_３の上向きのベクトルＨ_３へ回転する方向Ｒ_２ｘが、第２の面Ｆ_２ｘの法線ベクトルＮ_２ｘと同じ向きとなるように、始点および終点を選ぶ。この場合、第２の稜線Ｅ_２ｘが始点側であり、第３の稜線Ｅ_３ｘが終点側である。これにより、第２の稜線Ｅ_２ｘとスライス面Ｓとの交差点Ｐ_２ｘおよび第３の稜線Ｅ_３ｘとスライス面Ｓとの交差点Ｐ_３ｘが得られる。そして、交差点Ｐ_２ｘと交差点Ｐ_３ｘとを繋いで１つの切断線分Ｌ_２ｘを得る。これらの処理を、追跡を開始した交差点（例えば交差点Ｐ_１ｘ）に戻るまで繰り返すことによって、複数の切断線分から構成される輪郭ポリラインが生成される。なお、図６Ｃでは、説明の便宜上３つの切断線分Ｌ_１ｘ〜Ｌ_３ｘから構成される輪郭ポリラインＬを図示している。

【0041】

なお、図６Ｄに示すように、記憶部５０に記憶された３次元モデル８０を所定の間隔でスライスし、複数の切断線分Ｌ_１ｚ〜Ｌ_３ｚから構成される輪郭ポリラインＬの内部の面Ｆ_ｚとスライス面Ｓとが重なる場合、生成部５２は、輪郭ポリラインＬを三角形パッチ単位で生成する。図６Ａ〜図６Ｄでは、図５Ａとは異なる形態の３次元モデル８０を示している。

【0042】

情報付加部５４（図４参照）は、生成された輪郭ポリラインの各切断線分に３次元モデルの属性情報を関連付ける。情報付加部５４は、生成された輪郭ポリラインＬの各切断線分Ｌ_ｉに各切断線分Ｌ_ｉを含む面Ｆ_ｉの属性情報Ａ_ｉを関連づける。情報付加部５４は、生成された輪郭ポリラインの各切断線分Ｌ_ｉに各切断線分Ｌ_ｉを含む面Ｆ_ｉの法線ベクトルＮ_ｉを関連づける。なお、図６Ｃに示す例では、情報付加部５４は、輪郭ポリラインＬのうち、切断線分Ｌ_１ｘに属性情報Ａ_１ｘと法線ベクトルＮ_１ｘとを関連付ける。情報付加部５４は、輪郭ポリラインＬのうち、切断線分Ｌ_２ｘに属性情報Ａ_２ｘと法線ベクトルＮ_２ｘとを関連付ける。情報付加部５４は、輪郭ポリラインＬのうち、切断線分Ｌ_３ｘに属性情報Ａ_３ｘと法線ベクトルＮ_３ｘとを関連付ける。また、図６Ｄに示す例では、情報付加部５４は、輪郭ポリラインＬのうち、各切断線分Ｌ_１ｚからＬ_３ｚに面Ｆ_ｚの属性情報を関連付ける。なお、情報付加部５４は、図３のステップＳ２０の処理を行う。

【0043】

変換部５６（図４参照）は、属性情報が関連付けられた輪郭ポリラインをビットマップ出力用の画像座標系に変換する。変換部５６は、ワールド座標系で表された輪郭ポリラインの各交差点の座標値を、ビットマップ出力用の画像座標系で表された輪郭ポリラインの各交差点の座標値に変換する。図７Ａは、ワールド座標系を示している。図７Ｂは、画像座標系を示している。ここで、ワールド座標値を（Ｘ_ｗ，Ｙ_ｗ）とし、ワールド座標系から画像座標系へのスケーリング係数を（ｓ_ｘ，ｓ_ｙ）とし、画像座標原点の平行移動量を（ｔ_ｘ，ｔ_ｙ）とし、変換行列をＨとすると、画像座標系での座標値（ｕ，ｖ）は下記の（１）式で求められる。なお、変換部５６は、図３のステップＳ３０の処理を行う。

【0044】

【数1】

【0045】

ここで、ワールド座標系の幅をＷ［ｍｍ］、高さをＨ［ｍｍ］とし、ビットマップ出力用の画像座標系の幅をｗ_ｂｍｐ、高さをｈ_ｂｍｐとしたとき、変換行列Ｈの各パラメータは下記の（２）式で表される。なお、ｗ_ｂｍｐおよびｈ_ｂｍｐは、任意の画像サイズを設定できる。

【0046】

【数2】

【0047】

走査線設定部５８（図４参照）は、ビットマップ出力用の画像座標系に変換された輪郭ポリラインにおいて、輪郭ポリラインを構成する各切断線分と交差するように所定の方向に向かって走査させる縦方向の走査線および横方向の走査線を設定する。図８に示す例では、走査線設定部５８は、輪郭ポリラインＬ_ｃを構成する各切断線分Ｌ_ｃ１〜Ｌ_ｃ５と交差するように縦方向の走査線２１ＶＬおよび横方向の走査線２１ＬＬを設定する。ここでは、走査線２１ＶＬは、図８の上から下へ向かう方向に延びる。走査線２１ＬＬは、図８の左から右へ向かう方向に延びる。図８において、１つの正方形のマスがビットマップ画像の１つのピクセルを表す。なお、図８に示す例では、切断線分Ｌ_ｃ１には、属性情報Ａ_１と法線ベクトルＮ_１とが関連付けられている。切断線分Ｌ_ｃ２には、属性情報Ａ_２と法線ベクトルＮ_２とが関連付けられている。切断線分Ｌ_ｃ３には、属性情報Ａ_３と法線ベクトルＮ_３とが関連付けられている。切断線分Ｌ_ｃ４には、属性情報Ａ_４と法線ベクトルＮ_４とが関連付けられている。切断線分Ｌ_ｃ５には、属性情報Ａ_５と法線ベクトルＮ_５とが関連付けられている。なお、走査線設定部５８は、図３のステップＳ４０の処理を行う。

【0048】

交差点特定部６０（図４参照）は、輪郭ポリラインと、縦方向の走査線および横方向の走査線とが交差する交差点を特定する処理を行う。図８に示す例では、交差点特定部６０は、輪郭ポリラインＬ_ｃと、走査線２１ＶＬおよび走査線２１ＬＬとが交差する交差点５Ａ〜５ＡＡを特定する処理を行う。即ち、交差点特定部６０は、輪郭ポリラインＬ_ｃを構成する各切断線分Ｌ_ｃ１〜Ｌ_ｃ５と、走査線２１ＶＬおよび走査線２１ＬＬとが交差する交差点５Ａ〜５ＡＡを特定する処理を行う。なお、交差点特定部６０は、図３のステップＳ５０の処理を行う。

【0049】

領域設定部６２（図４参照）は、変換部５６によって変換された輪郭ポリラインによって囲まれた領域において、色が付加される領域である着色領域を設定する。図９に示す例では、領域設定部６２は、輪郭ポリラインＬ_ｃによって囲まれた領域Ｘにおいて、色が付加される領域である着色領域Ｑ_ｉを設定する。着色領域Ｑ_ｉは、各切断線分Ｌ_ｃ１〜Ｌ_ｃ５に隣接し、かつ、各切断線分Ｌ_ｃ１〜Ｌ_ｃ５に関連付けられた法線ベクトルＮ_１〜Ｎ_５の逆方向に位置する領域である。領域設定部６２は、着色領域Ｑ_ｉより内方に各切断線分Ｌ_ｃ１〜Ｌ_ｃ５に関連付けられた属性情報に基づく色が付加されない非着色領域Ｂ_ｉを設定してもよい。即ち、領域設定部６２は、領域Ｘを着色領域Ｑ_ｉと非着色領域Ｂ_ｉとに分けてもよい。なお、領域設定部６２は、図３のステップＳ６０の処理を行う。

【0050】

領域設定部６２は、色付加部６４が着色領域Ｑ_ｉに対して各切断線分Ｌ_ｃ１〜Ｌ_ｃ５に関連付けられた属性情報Ａ_１〜Ａ_５に基づく色をピクセル単位で付加し、かつ、各切断線分Ｌ_ｃ１〜Ｌ_ｃ５を含む各ピクセルＧ_ｉに色を付加するとき、各ピクセルＧ_ｉ内かつ領域Ｘの外部に位置する外部領域Ｍ_ｉを設定する。なお、着色領域Ｑ_ｉをピクセル単位で表す場合、着色領域Ｑ_ｉの範囲は任意のピクセル数に設定できる。

【0051】

図１０Ａに示すように、領域設定部６２は、切断線分Ｌ_ｃｘと走査線２１ＬＬとが交差する交差点Ｉ_ｘを含む第１ピクセルＧ_１および第２ピクセルおよびＧ_２を基準にして、着色領域Ｑ_１、Ｑ_２および外部領域Ｍ_１、Ｍ_２を設定する。

【0052】

図１０Ｂに示すように、領域設定部６２は、第１ピクセルＧ_１において、第１ピクセルＧ_１を囲う各ピクセルへの各ベクトルＰＶを算出し、第１ピクセルＧ_１と重なる切断線分Ｌ_ｃｘに関連付けられた法線ベクトルＮ_ｘとの内積値をそれぞれ算出する。それらの内積値のうち、−１に最も近くなるベクトルＰ_１Ｖ_１の方向が着色領域を設定する方向として決定される。図１０Ｃに示すように、例えば、着色領域の範囲を切断線分Ｌ_ｃｘから１ピクセルに設定した場合には、第１ピクセルＧ_１のうち、切断線分Ｌ_ｃｘからベクトルＰ_１Ｖ_１（図１０Ｂ参照）に向かう方向に位置する領域Ｑ_１ｘが着色領域Ｑ_１として設定される。着色領域Ｑ_１は、斜線が引かれた領域である。また、第１ピクセルＧ_１のうち、切断線分Ｌ_ｃｘから法線ベクトルＮ_ｘに向かう方向に位置する領域が外部領域Ｍ_１として設定される。なお、着色領域の範囲を切断線分Ｌ_ｃｘから２ピクセルに設定した場合には、領域Ｑ_１ｘおよび第３ピクセルＧ_３が着色領域として設定される。領域設定部６２は、着色領域の範囲を切断線分Ｌ_ｃｘから所定のピクセル（例えば、１ピクセル〜２０ピクセル）に設定する。

【0053】

図１０Ｄに示すように、領域設定部６２は、第２ピクセルＧ_２において、第２ピクセルＧ_２を囲う各ピクセルへの各ベクトルＰＶを算出し、第２ピクセルＧ_２と重なる切断線分Ｌ_ｃｘに関連付けられた法線ベクトルＮ_ｘとの内積値をそれぞれ算出する。それらの内積値のうち、−１に最も近くなるベクトルＰ_２Ｖ_２の方向が着色領域を設定する方向として決定される。図１０Ｅに示すように、例えば、着色領域の範囲を切断線分Ｌ_ｃｘから１ピクセルに設定した場合には、第２ピクセルＧ_２のうち、切断線分Ｌ_ｃｘからベクトルＰ_２Ｖ_２（図１０Ｄ参照）に向かう方向に位置する領域Ｑ_２ｘが着色領域Ｑ_２として設定される。着色領域Ｑ_２は、斜線が引かれた領域である。また、第２ピクセルＧ_２のうち、切断線分Ｌ_ｃｘから法線ベクトルＮ_ｘに向かう方向に位置する領域が外部領域Ｍ_２として設定される。なお、着色領域の範囲を切断線分Ｌ_ｃｘから２ピクセルに設定した場合には、領域Ｑ_２ｘおよび第４ピクセルＧ_４が着色領域として設定される。

【0054】

図１１Ａに示すように、領域設定部６２は、切断線分Ｌ_ｃｙと走査線２１ＶＬとが交差する交差点Ｉ_ｙを含む第５ピクセルＧ_５および第６ピクセルおよびＧ_６を基準にして、着色領域Ｑ_５、Ｑ_６および外部領域Ｍ_５、Ｍ_６を設定する。

【0055】

図１１Ｂに示すように、領域設定部６２は、第５ピクセルＧ_５において、第５ピクセルＧ_５を囲う各ピクセルへの各ベクトルＰＶを算出し、第５ピクセルＧ_５と重なる切断線分Ｌ_ｃｙに関連付けられた法線ベクトルＮ_ｙとの内積値をそれぞれ算出する。それらの内積値のうち、−１に最も近くなるベクトルＰ_３Ｖ_３の方向が着色領域を設定する方向として決定される。図１１Ｃに示すように、例えば、着色領域の範囲を切断線分Ｌ_ｃｙから１ピクセルに設定した場合には、第５ピクセルＧ_５のうち、切断線分Ｌ_ｃｙからベクトルＰ_３Ｖ_３（図１１Ｂ参照）に向かう方向に位置する領域Ｑ_５ｘが着色領域Ｑ_５として設定される。着色領域Ｑ_５は、斜線が引かれた領域である。また、第５ピクセルＧ_５のうち、切断線分Ｌ_ｃｙから法線ベクトルＮ_ｙに向かう方向に位置する領域が外部領域Ｍ_５として設定される。なお、着色領域の範囲を切断線分Ｌ_ｃｙから２ピクセルに設定した場合には、領域Ｑ_５ｘおよび第７ピクセルＧ_７が着色領域として設定される。

【0056】

図１１Ｄに示すように、領域設定部６２は、第６ピクセルＧ_６において、第６ピクセルＧ_６を囲う各ピクセルへの各ベクトルＰＶを算出し、第６ピクセルＧ_６と重なる切断線分Ｌ_ｃｙに関連付けられた法線ベクトルＮ_ｙとの内積値をそれぞれ算出する。それらの内積値のうち、−１に最も近くなるベクトルＰ_４Ｖ_４の方向が着色領域を設定する方向として決定される。図１１Ｅに示すように、例えば、着色領域の範囲を切断線分Ｌ_ｃｙから１ピクセルに設定した場合には、第６ピクセルＧ_６のうち、切断線分Ｌ_ｃｙからベクトルＰ_４Ｖ_４（図１１Ｄ参照）に向かう方向に位置する領域Ｑ_６ｘが着色領域Ｑ_６として設定される。着色領域Ｑ_６は、斜線が引かれた領域である。また、第６ピクセルＧ_６のうち、切断線分Ｌ_ｃｙから法線ベクトルＮ_ｙに向かう方向に位置する領域が外部領域Ｍ_６として設定される。なお、着色領域の範囲を切断線分Ｌ_ｃｙから２ピクセルに設定した場合には、領域Ｑ_６ｘおよび第８ピクセルＧ_８が着色領域として設定される。

【0057】

図１２に示すように、切断線分Ｌ_ｃｚと走査線２１ＶＬおよび走査線２１ＬＬとが交差する交差点Ｉ_ｚについては、領域設定部６２は、交差点Ｉ_ｚを含みかつ切断線分Ｌ_ｃｚと重なる第９ピクセルＧ_９および第１０ピクセルＧ_１０を基準にして、上記と同様の方法によって着色領域Ｑ_９、Ｑ_１０および外部領域Ｍ_９、Ｍ_１０を設定する。また、領域設定部６２は、交差点Ｉ_ｚを含みかつ切断線分Ｌ_ｃｚと重ならない第１１ピクセルＧ_１１および第１２ピクセルＧ_１２について、交差点Ｉ_ｚから第１１ピクセルＧ_１１および第１２ピクセルＧ_１２への各ベクトルＰＶを算出し、切断線分Ｌ_ｃｚに関連付けられた法線ベクトルＮ_ｚとの内積値をそれぞれ算出する。それらの内積値のうち、−１に最も近くなるベクトルＰ_５Ｖ_５の方向が着色領域を設定する方向として決定される。着色領域の範囲を切断線分Ｌ_ｃｚから１ピクセルに設定した場合には、第１１ピクセルＧ_１１が着色領域Ｑ_１１として設定される。このとき、領域設定部６２は、切断線分Ｌ_ｃｚから法線ベクトルＮ_ｚに向かう方向に位置する第１２ピクセルＧ_１２に外部領域を設定しない。

【0058】

図１３に示すように、領域設定部６２は、輪郭ポリラインＬ_ｃが三角形パッチ単位で生成された場合、輪郭ポリラインＬ_ｃで囲まれた領域Ｘおよび領域Ｘを含むピクセルＧを着色領域Ｑ_ｉ（図１３の斜線部分）に設定する。

【0059】

色付加部６４（図４参照）は、変換された輪郭ポリラインに囲われた領域において、各切断線分に隣接する複数の着色領域に対して各切断線分に関連付けられた属性情報に基づく色を付加して、フルカラーのスライスモデルを生成する。図１０Ｃに示す例では、色付加部６４は、切断線分Ｌ_ｃｘに隣接する着色領域Ｑ_１に対して切断線分Ｌ_ｃｘに関連付けられた属性情報Ａ_ｘに基づく色を付加する。図９に示ように、色付加部６４は、例えば、切断線分Ｌ_ｃ１に隣接する着色領域Ｑ_ｃ１に対して切断線分Ｌ_ｃ１に関連付けられた属性情報Ａ_１に基づく色を付加する。図９に示す例では、切断線分Ｌ_ｃ１〜Ｌ_ｃ５から１ピクセル内の領域に色を付加している。なお、色付加部６４は、図３のステップＳ７０の処理を行う。

【0060】

色付加部６４は、着色領域に対して各切断線分に関連付けられた属性情報に基づく色をピクセル単位で付加し、各切断線分を含む各ピクセルに色を付加する場合、各ピクセル内かつ領域の外部に位置する外部領域に対して各切断線分に関連付けられた属性情報に基づく色を付加する。図１０Ｃに示す例では、色付加部６４は、外部領域Ｍ_１に対して切断線分Ｌ_ｃｘに関連付けられた属性情報Ａ_ｘに基づく色を付加する。図９に示ように、色付加部６４は、例えば、外部領域Ｍ_ｃ１に対して切断線分Ｌ_ｃ１に関連付けられた属性情報Ａ_１に基づく色を付加する。

【0061】

各切断線分のうち第１の切断線分と第２の切断線分とが一つのピクセルに含まれる場合、該ピクセルには、第１の切断線分に関連付けられた第１の属性情報に基づく第１の色と、第２の切断線分に関連付けられた第２の属性情報に基づく第２の色とが付加される。色付加部６４は、各切断線分のうち第１の切断線分に関連付けられた第１の属性情報に基づく第１の色が付加されるピクセルに、各切断線分のうち第２の切断線分に関連付けられた第２の属性情報に基づく第２の色が付加される場合、第１の色と第２の色との中間色をピクセルに付加する。図９に示す例では、切断線分Ｌ_ｃ１に関連付けられた属性情報Ａ_１に基づく第１の色が付加されるピクセルＧ_ｃ１に、切断線分Ｌ_ｃ２に関連付けられた属性情報Ａ_２に基づく第２の色が付加される場合、色付加部６４は、第１の色と第２の色との中間色をピクセルＧ_ｃ１に付加する。ピクセルＧ_ｃ２には、第２の色と切断線分Ｌ_ｃ３に関連付けられた属性情報Ａ_３に基づく第３の色との中間色が付加される。ピクセルＧ_ｃ３には、第３の色と切断線分Ｌ_ｃ４に関連付けられた属性情報Ａ_４に基づく第４の色との中間色が付加される。ピクセルＧ_ｃ４には、第４の色と切断線分Ｌ_ｃ５に関連付けられた属性情報Ａ_５に基づく第５の色との中間色が付加される。ピクセルＧ_ｃ５には、第５の色と第１の色との中間色が付加される。

【0062】

なお、色付加部６４は、各切断線分のいずれか一つの切断線分に関連付けられた属性情報に基づく色が付加されるピクセルには、各切断線分の他のいずれか一つの切断線分に関連付けられた属性情報に基づく色を付加しないように構成されていてもよい。図９に示す例では、切断線分Ｌ_ｃ１に関連付けられた属性情報Ａ_１に基づく第１の色が付加されるピクセルＧ_ｃ１には、色付加部６４は、第１の色を付加し、切断線分Ｌ_ｃ２に関連付けられた属性情報Ａ_２に基づく第２の色、または第１の色と第２の色との中間色を付加しないようにしてもよい。なお、色付加部６４は、第２の色をピクセルＧ_ｃ１に付加してもよい。

【0063】

色付加部６４は、各切断線分に関連付けられた属性情報が色情報のみの場合、ＲＧＢ値に対応する色を着色領域および／または外部領域に付加する。また、色付加部６４は、各切断線分に関連付けられた属性情報が色情報に加えて反射情報を含む場合、公知のフォンの反射モデルに基づいて算出されたＲＧＢ値に対応する色を着色領域および／または外部領域に付加する。

【0064】

なお、図１３に示すように、色付加部６４は、変換された輪郭ポリラインＬ_ｃに囲われた領域Ｘが３次元モデルを所定の間隔でスライスするときのスライス面Ｓ（図６Ｄ参照）と重なる面であるとき（即ち、輪郭ポリラインが三角形パッチ単位で生成された場合）、各切断線分Ｌ_ｃ１ｚからＬ_ｃ３ｚに関連付けられた属性情報に基づく色を用いて領域Ｘの全体および領域Ｘを含むピクセルＧを塗りつぶす。このとき、各切断線分Ｌ_ｃ１ｚからＬ_ｃ３ｚに関連付けられた属性情報は互いに同じである。

【0065】

以上のように、スライスモデル生成装置１００によれば、色情報等を含む属性情報を備えた３次元モデルから、色が付加されたフルカラーのスライスモデルを生成することができる。即ち、スライスモデル生成装置１００は、３次元モデルを構成する各三角形の面の法線ベクトルおよび各三角形の３つの頂点の座標値の情報に加えて色情報等の属性情報が付加された３次元モデルに基づいて、フルカラーのスライスモデルを生成することができる。また、別途用意した３次元造形装置１０Ａにおいて、生成されたフルカラーのスライスモデルを用い、粉末材料１９にバインダを塗布し、該スライスモデルに沿った断面形状の粉末材料層１８Ａを順次積層することによって、フルカラーの３次元造形物１８を造形することができる。

【0066】

本実施形態のスライスモデル生成装置１００によれば、図９に示すように、領域設定部６２（図４参照）は、着色領域Ｑ_ｉより内方に、各切断線分Ｌ_ｃ１〜Ｌ_ｃ５に関連付けられた属性情報Ａ_１〜Ａ_５に基づく色が付加されない非着色領域Ｂ_ｉを設定する。非着色領域Ｂ_ｉが設定されているため、生成されたスライスモデルにおいて、輪郭ポリラインＬ_ｃによって囲われた領域Ｘの内部の全てについては色が付加されない。このため、造形する３次元造形物の３次元モデルが中空構造でない場合であっても、中空構造のスライスモデルが生成される。また、別途用意した３次元造形装置１０Ａにおいて、生成された中空構造のスライスモデルを用いることによって、３次元造形の際に使用する材料を削減することができる。

【0067】

本実施形態のスライスモデル生成装置１００によれば、図９に示すように、領域設定部６２（図４参照）は、外部領域Ｍ_ｉに対して各切断線分Ｌ_ｃ１〜Ｌ_ｃ５に関連付けられた属性情報Ａ_１〜Ａ_５に基づく色を付加する。これにより、色情報等を含む属性情報を備えた３次元モデルから、色が付加されたフルカラーのスライスモデルをより確実に生成することができる。

【0068】

本実施形態のスライスモデル生成装置１００によれば、図９に示すように、色付加部６４は、切断線分Ｌ_ｃ１に関連付けられた属性情報Ａ_１に基づく第１の色と切断線分Ｌ_ｃ２に関連付けられた属性情報Ａ_２に基づく第２の色との中間色をピクセルＧ_ｃ１に付加する。これにより、付加された第１の色と第２の色との境界において色が滑らかに変化したスライスモデルが生成される。

【0069】

本実施形態のスライスモデル生成装置１００によれば、色付加部６４は、切断線分Ｌ_ｃ１に関連付けられた属性情報Ａ_１に基づく第１の色が付加されるピクセルＧ_ｃ１には、切断線分Ｌ_ｃ２に関連付けられた属性情報Ａ_２に基づく第２の色を付加しなくてもよい。これにより、付加された色と色との境界が明確であるスライスモデルが生成される。

【0070】

本実施形態のスライスモデル生成装置１００によれば、図１３に示すように、色付加部６４は、領域Ｘが３次元モデルを所定の間隔でスライスするときのスライス面Ｓ（図６Ｄ参照）と重なる面であるとき、各切断線分Ｌ_ｃ１ｚ〜Ｌ_ｃ３ｚに関連付けられた属性情報に基づく色を用いて領域Ｘの全体を塗りつぶす。これにより、色情報等を含む属性情報を備えた３次元モデルから、色が付加されたフルカラーのスライスモデルをより確実に生成することができる。

【0071】

本実施形態のスライスモデル生成装置１００によれば、色付加部６４は、着色領域Ｑ_ｉおよび外部領域Ｍ_ｉに対して各切断線分Ｌ_ｃ１〜Ｌ_ｃ５に関連付けられた色情報と反射情報とに基づく色を付加してもよい。これにより、色情報等を含む属性情報を備えた３次元モデルから、色および光沢が付加されたフルカラーのスライスモデルをより正確に生成することができる。

【符号の説明】

【0072】

１０ ３次元造形システム
１０Ａ ３次元造形装置
５０ 記憶部
５２ 生成部
５４ 情報付加部
５６ 変換部
５８ 走査線設定部
６０ 交差点特定部
６２ 領域設定定部
６４ 色付加部
８０、８０Ａ ３次元モデル
１００ スライスモデル生成装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5A】

【図5B】

【図5C】

【図6A】

【図6B】

【図6C】

【図6D】

【図7A】

【図7B】

【図8】

【図9】

【図10A】

【図10B】

【図10C】

【図10D】

【図10E】

【図11A】

【図11B】

【図11C】

【図11D】

【図11E】

【図12】

【図13】