特許 7024378 情報処理装置、プログラム、情報処理方法及び三次元造形装置

(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】

(24)【登録日】2022-02-15

(45)【発行日】2022-02-24

(54)【発明の名称】情報処理装置、プログラム、情報処理方法及び三次元造形装置

(51)【国際特許分類】

   B29C 64/386 20170101AFI20220216BHJP

   B33Y 30/00 20150101ALI20220216BHJP

   B33Y 50/00 20150101ALI20220216BHJP

   B33Y 10/00 20150101ALI20220216BHJP

【ＦＩ】

B29C64/386

B33Y30/00

B33Y50/00

B33Y10/00

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2017243160

(22)【出願日】2017-12-19

(65)【公開番号】P2019107835

(43)【公開日】2019-07-04

【審査請求日】2020-09-16

(73)【特許権者】

【識別番号】000006747

【氏名又は名称】株式会社リコー

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(72)【発明者】

【氏名】窪田 愛

(72)【発明者】

【氏名】坂本 健

【審査官】池田 安希子

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－００１２１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－０８８０６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１９３５６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１０７５８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－２７７３６９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２９Ｃ ６４／３８６

Ｂ３３Ｙ ３０／００

Ｂ３３Ｙ ５０／００

Ｂ３３Ｙ １０／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

三次元造形装置が造形に使用するスライスデータを生成する情報処理装置であって、
物体の三次元データから、前記物体を平行な複数の面で切断した断面に対応するスライス画像を複数生成する切断部と、
前記スライス画像を構成する任意の画素が、前記物体の内部に含まれるか外部に含まれるかを判定する判定部と、
前記スライス画像と前記任意の画素に対する判定の結果を示す情報とに基づいて、前記三次元造形装置で前記物体を造形するためのスライスデータを生成する生成部とを備え、
前記判定部は、前記任意の画素から前記三次元データにおいて任意の方向に向かう直線上で交差する前記物体の内部と外部とを区分するフェースの数に基づいて、前記任意の画素が前記物体の内部に含まれるか外部に含まれるかを判定し、
前記判定部は、前記フェースが前記物体の内部から外部へ向かう直線上で交差する裏面であるか、前記フェースが前記物体の外部から内部へ向かう直線上で交差する表面であるかをフェースごとに判別し、前記裏面であるフェースの数が、前記表面であるフェースの数より大である場合、前記任意の画素が前記物体の内部であると判定する情報処理装置。

【請求項2】

三次元造形装置が造形に使用するスライスデータを生成する情報処理装置で実行可能なプログラムであって、
物体の三次元データから、前記物体を平行な複数の面で切断した断面に対応するスライス画像を複数生成する切断手順と、
前記スライス画像を構成する任意の画素が、前記物体の内部に含まれるか外部に含まれるかを判定する判定手順と、
前記スライス画像と前記任意の画素に対する判定の結果を示す情報とに基づいて、前記三次元造形装置で前記物体を造形するためのスライスデータを生成する生成手順とを前記情報処理装置に実行させ、
前記判定手順は、前記任意の画素から前記三次元データにおいて任意の方向に向かう直線上で交差する前記物体の内部と外部とを区分するフェースの数に基づいて、前記任意の画素が前記物体の内部に含まれるか外部に含まれるかを判定する手順を含み、
前記判定手順は、前記フェースが前記物体の内部から外部へ向かう直線上で交差する裏面であるか、前記フェースが前記物体の外部から内部へ向かう直線上で交差する表面であるかをフェースごとに判別し、前記裏面であるフェースの数が、前記表面であるフェースの数より大である場合、前記任意の画素が前記物体の内部であると判定する手順を含むプログラム。

【請求項3】

三次元造形装置が造形に使用するスライスデータを生成する情報処理装置が実行する情報処理方法であって、
物体の三次元データから、前記物体を平行な複数の面で切断した断面に対応するスライス画像を複数生成する切断手順と、
前記スライス画像を構成する任意の画素が、前記物体の内部に含まれるか外部に含まれるかを判定する判定手順と、
前記スライス画像と前記任意の画素に対する判定の結果を示す情報とに基づいて、前記三次元造形装置で前記物体を造形するためのスライスデータを生成する生成手順とを有し、
前記判定手順は、前記任意の画素から前記三次元データにおいて任意の方向に向かう直線上で交差する前記物体の内部と外部とを区分するフェースの数に基づいて、前記任意の画素が前記物体の内部に含まれるか外部に含まれるかを判定する手順を含み、
前記判定手順は、前記フェースが前記物体の内部から外部へ向かう直線上で交差する裏面であるか、前記フェースが前記物体の外部から内部へ向かう直線上で交差する表面であるかをフェースごとに判別し、前記裏面であるフェースの数が、前記表面であるフェースの数より大である場合、前記任意の画素が前記物体の内部であると判定する手順を含む情報処理方法。

【請求項4】

造形に使用されるスライスデータを生成する三次元造形装置であって、
物体の三次元データから、前記物体を平行な複数の面で切断した断面に対応するスライス画像を複数生成する切断部と、
前記スライス画像を構成する任意の画素が、前記物体の内部に含まれるか外部に含まれるかを判定する判定部と、
前記スライス画像と前記任意の画素に対する判定の結果を示す情報とに基づいて、前記三次元造形装置で前記物体を造形するためのスライスデータを生成する生成部とを有し、
前記判定部は、前記任意の画素から前記三次元データにおいて任意の方向に向かう直線上で交差する前記物体の内部と外部とを区分するフェースの数に基づいて、前記任意の画素が前記物体の内部に含まれるか外部に含まれるかを判定し、
前記判定部は、前記フェースが前記物体の内部から外部へ向かう直線上で交差する裏面であるか、前記フェースが前記物体の外部から内部へ向かう直線上で交差する表面であるかをフェースごとに判別し、前記裏面であるフェースの数が、前記表面であるフェースの数より大である場合、前記任意の画素が前記物体の内部であると判定し、
前記スライスデータに基づいて、前記物体を造形する三次元造形装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、情報処理装置、プログラム、情報処理方法及び三次元造形装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、材料を順次積層することによって立体造形を行い、造形物の三次元モデルを構成する造形物を生成する装置が知られている。これらの装置で採用されている積層造形法は、造形物の三次元データを平行な複数の面でスライスし、薄板を重ね合わせたものを造形に使用する元データとして作成し、それに粉体、樹脂、鋼板、紙等の材料を積層して造形物を生成する。このような積層造形法としては、インクジェット法、粉末法、光造形法、シート積層法、押し出し法等が既に知られている。

【0003】

ここで、完全なソリッドモデルとしての条件を満たしていない三次元データからスライスデータを生成する目的で、三次元造形物を切断した断面を表すスライスデータを生成するスライスデータ生成装置が既に知られている（例えば特許文献１）。スライスデータ生成装置は、ポリゴンメッシュを輪切りにした際の輪郭線を示す輪郭ポリラインが得られるように、ポリゴンメッシュの位相情報を変更する変更手段と、上記変更手段によって位相情報を変更されたポリゴンメッシュから輪郭ポリラインを取得し、上記取得した輪郭ポリライン内の領域である内部を正常に塗り潰すことができるように上記輪郭ポリラインを修正する修正手段とを有し、上記修正手段によって修正された輪郭ポリラインに基づきスライスデータを生成する。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、従来の三次元データからスライスデータを作成する方法は、稜線の重複を修正する技術であり、ソリッドモデル同士が組み合わされているか、又は一方がもう一方に完全に内包されているかして、自己干渉を起こしている三次元データの場合、適切なスライスデータを生成できないという問題があった。

【0005】

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであって、三次元データから生成された適切なスライスデータを用いて三次元造形装置で印刷を実行することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

そこで上記課題を解決するため、情報処理装置は、三次元造形装置が造形に使用するスライスデータを生成し、物体の三次元データから、前記物体を平行な複数の面で切断した断面に対応するスライス画像を複数生成する切断部と、前記スライス画像を構成する任意の画素が、前記物体の内部に含まれるか外部に含まれるかを判定する判定部と、前記スライス画像と前記任意の画素に対する判定の結果を示す情報とに基づいて、前記三次元造形装置で前記物体を造形するためのスライスデータを生成する生成部とを備え、前記判定部は、前記任意の画素から前記三次元データにおいて任意の方向に向かう直線上で交差する前記物体の内部と外部とを区分するフェースの数に基づいて、前記任意の画素が前記物体の内部に含まれるか外部に含まれるかを判定し、前記判定部は、前記フェースが前記物体の内部から外部へ向かう直線上で交差する裏面であるか、前記フェースが前記物体の外部から内部へ向かう直線上で交差する表面であるかをフェースごとに判別し、前記裏面であるフェースの数が、前記表面であるフェースの数より大である場合、前記任意の画素が前記物体の内部であると判定する。

【発明の効果】

【0007】

三次元データから生成された適切なスライスデータを用いて三次元造形装置で印刷を実行することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明の実施の形態における３Ｄプリンタシステムの一例を示す図である。

【図2】本発明の実施の形態における情報処理装置１０のハードウェア構成例を示す図である。

【図3】本発明の実施の形態における情報処理装置１０の機能構成例を示す図である。

【図4】本発明の実施の形態におけるスライスデータを作成する処理を説明するためのフローチャートである。

【図5】本発明の実施の形態における自己干渉している三次元データを説明するための図である。

【図6】本発明の実施の形態における物体の内部又は外部を判定する処理を説明するためのフローチャートである。

【図7】本発明の実施の形態における物体の内部又は外部を判定する例（１）を示す図である。

【図8】本発明の実施の形態における物体の内部又は外部を判定する例（２）を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。

【0010】

図１は、本発明の実施の形態における３Ｄプリンタシステムの一例を示す図である。図１に示されるように、本発明の実施の形態における３Ｄプリンタシステムは、情報処理装置１０及び３Ｄプリンタ２０を有する。

【0011】

情報処理装置１０は、ＰＣ（Personal Computer）等のコンピュータであり、後述するプログラムによって機能を実現する装置である。他の例として、情報処理装置１０は、タブレット型端末、スマートフォン、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）、携帯電話、ウェアラブルＰＣ、ゲーム機器、カーナビゲーション端末、電子ホワイトボード又はプロジェクタ等であってもよい。

【0012】

３Ｄプリンタ２０は、例えば、押し出し方式（ＦＤＭ方式）により、造形物を生成する装置である。３Ｄプリンタ２０は、情報処理装置１０から送信されるデータを受信して、当該データに基づいて形成する層を積層することにより、立体物を形成する。情報処理装置１０と３Ｄプリンタ２０とは、ＬＡＮ（Local Area Network）、ＷＡＮ（Wide Area Network）又はインターネット等で接続されてもよい。また、情報処理装置１０と３Ｄプリンタ２０とは、ＵＳＢケーブル等を介して接続されてもよい。当該接続は、有線で構築されてもよいし、一部又は全てが無線で構築されてもよい。

【0013】

情報処理装置１０は、３Ｄデータを解析して３Ｄモデルを構築し、当該３Ｄモデルを積層厚（積層ピッチ）で等間隔にスライスしてスライスデータを生成する。情報処理装置１０は、スライスデータを含む印刷データを３Ｄプリンタ２０に送信する。スライスデータは、ＵＳＢメモリ又はＳＤメモリカード等の記憶媒体に記憶された状態で３Ｄプリンタ２０に提供されてもよい。３Ｄプリンタ２０は、記憶媒体Ｉ／Ｆに装着された記憶媒体からスライスデータを含む印刷データを読み込んでもよい。なお、情報処理装置１０は、スライサと呼ばれてもよい。

【0014】

なお、情報処理装置１０及び３Ｄプリンタ２０が一体に構成されてもよい。すなわち、３Ｄプリンタ２０が、情報処理装置１０の機能を有し、３Ｄデータからスライスデータを生成する等の処理を行ってもよい。

【0015】

３Ｄプリンタ２０は、スライスデータを元に造形物を造形する。３Ｄプリンタ２０の造形方式としては、材料押出堆積法（ＦＤＭ）、マテリアルジェッティング、バインダージェッティング、粉末焼結積層造形（ＳＬＳ）、光造形（ＳＬＡ）等がある。材料押出堆積法（ＦＤＭ）は主に熱で溶かした樹脂をノズルから押し出し、積み上げて造形物を造形する。樹脂の他、金属などの流動体であれば３Ｄプリンタ２０の材料となりうる。マテリアルジェッティングはインクジェットヘッドから噴射した樹脂を、紫外線で硬化させて積層する方式である。バインダージェッティングは、インクジェットヘッドから液体の結合剤を噴射し、石膏又は樹脂粉末を一層ずつ硬化させる方式である。粉末焼結積層造形（ＳＬＳ）は粉末状の素材にレーザを照射して焼結させる方式である。光造形（ＳＬＡ）は液体状の光硬化性樹脂を、紫外線レーザで一層ずつ硬化させて積層していく方式である。３Ｄプリンタ２０の解像度は、例えば、０．０１ｍｍから０．０５ｍｍ程度であってもよい。

【0016】

本実施形態では説明の便宜上、材料押出堆積法（ＦＤＭ）の３Ｄプリンタ２０を例に説明する。本発明の実施の形態におけるスライスデータの生成方法は、それぞれの造形方式において適用できる。

【0017】

図２は、本発明の実施の形態における情報処理装置１０のハードウェア構成例を示す図である。情報処理装置１０は、ＣＰＵ１０１、ＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３、ＨＤ１０４（Hard Disk）、ＨＤＤ(Hard Disk Drive)１０５、ディスプレイ１０８、ネットワークＩ／Ｆ１０９、キーボード１１１、マウス１１２、メディアドライブ１０７、光学ドライブ１１４、ＵＳＢＩ／Ｆ１１５、及び、これらを電気的に接続するためのアドレスバス又はデータバス等のバスライン１１０を備えている。

【0018】

ＣＰＵ１０１は、情報処理装置１０全体の動作を制御する。ＲＯＭ１０２は、ＣＰＵ１０１を機能させるプログラム及び当該機能に必要なデータを記憶する。なお、ＣＰＵ１０１は、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）に相当するハードウェア又は機能を有していてもよい。ＲＡＭ１０３は、ＣＰＵ１０１のワークエリアとして使用される。ＨＤ１０４は、プログラム、ＯＳ（Operating System）及び各種データを記憶する。ＨＤＤ１０５は、ＣＰＵ１０１の制御に従ってＨＤ１０４に対する各種データの読み出し又は書き込みを制御する。ネットワークＩ／Ｆ１０９は、ネットワークを利用してデータ通信を行うためのインタフェースである。キーボード１１１は、文字、数値、各種指示等をユーザが入力するための複数のキーを備えた装置である。マウス１１２は、各種指示の選択、実行、処理対象の選択、カーソルの移動等をユーザが入力するための装置である。メディアドライブ１０７は、フラッシュメモリ等の記録メディア１０６に対するデータの読み出し又は書き込み（記憶）を制御する。光学ドライブ１１４は着脱可能な記憶媒体の一例としての光学ディスク（CD-ROM、DVD（登録商標）、Blu-Ray（登録商標）等）１１３に対する各種データの読み出し又は書き込みを制御する。ディスプレイ１０８はカーソル、メニュー、ウィンドウ、文字、又は画像等の各種情報を表示する。ディスプレイ１０８はプロジェクタなどでもよい。ＵＳＢＩ／Ｆ１１５はＵＳＢケーブル又はＵＳＢメモリ等を接続するインタフェースである。

【0019】

図３は、本発明の実施の形態における情報処理装置１０の機能構成例を示す図である。図３に示されるように、情報処理装置１０は、通信部１００１、三次元データ読込部１００２、スライス切断部１００３、スライス内外判定部１００４、スライスデータ生成部１００５及び記憶部１００６を有する。記憶部１００６は、プログラム１００７、三次元データ記憶部１００８及びスライスデータ記憶部１００９を有する。情報処理装置１０が有する各機能部は、図２に示されるＨＤ１０４からＲＡＭ１０３上に展開されたプログラム１００７を実行するＣＰＵ１０１によって実現される。

【0020】

通信部１００１は、図２に示されるネットワークＩ／Ｆ１０９又はＵＳＢＩ／Ｆ１１５によって実現され、３Ｄプリンタ２０に、三次元データから生成されるスライスデータ等の印刷データを送信する。

【0021】

三次元データ読込部１００２は、三次元データ記憶部１００８に記憶されている三次元データから、造形対象である物体の閉じたフェースから成るソリッドモデルを取得する。ソリッドモデルは、体積を有する３次元構造によるモデリングで生成され、閉じたフェースから構成される。フェースとは、ソリッドモデルの内部と外部とを区分する面である。

【0022】

スライス切断部１００３は、三次元データ読込部１００２が取得したソリッドモデルにおいて、スライスデータを取得する位置にスライス平面を作成し、平行な複数の面でソリッドモデルを切断する。

【0023】

スライス内外判定部１００４は、スライス切断部１００３によりソリッドモデルを切断したスライス平面上の必要な画素に対して、物体の内部であるか外部であるかを判定した内外判定結果を生成する。詳細は後述する。

【0024】

スライスデータ生成部１００５は、スライス内外判定部１００４が判定した画素に対する内外判定結果を含むスライスデータを生成する。

【0025】

記憶部１００６は、各機能部を実現するプログラム１００７、造形対象である物体の三次元データを保持する三次元データ記憶部１００８及び３Ｄプリンタ２０に出力するスライスデータを保持するスライスデータ記憶部１００９を有する。記憶部１００６は、ＣＰＵ１０１の制御により、各機能部に必要なデータを供給する。

【0026】

図４は、本発明の実施の形態におけるスライスデータを作成する処理を説明するためのフローチャートである。図４において、情報処理装置１０が、三次元データからスライスデータを生成する処理を説明する。スライスデータは、３Ｄプリンタ２０において印刷に使用される。

【0027】

ステップＳ１において、三次元データ読込部１００２は、三次元データ記憶部１００８に記憶されている三次元データから、造形対象である物体の閉じたフェースから成るソリッドモデルを取得する。

【0028】

続いて、ステップＳ２において、スライス切断部１００３は、三次元データ読込部１００２が取得したソリッドモデルにおいて、スライスデータを取得する位置にスライス平面を作成し、ソリッドモデルを切断する。スライス平面は、ソリッドモデルに対していずれの方向から切断した断面であってもよい。

【0029】

続いて、ステップＳ３において、ステップＳ２で生成されたスライス平面上の画素において、物体の内部であるか外部であるかをスライス内外判定部１００４が判定する。

【0030】

図５は、本発明の実施の形態における自己干渉している三次元データを説明するための図である。ここで、自己干渉を起こしている三次元データの例を説明する。図５に示される１．ａは、自己干渉を起こしていない三次元データである。一方、図５に示される１．ｂは、自己干渉を起こしている三次元データである。図５に示される１．ｃ及び１．ｄは、１．ａ及び１．ｂをそれぞれ側面から見た図である。図５に示される１．ｅ及び１．ｆは、１．ｃ及び１．ｄに示される破線Ａによって切断される平面を示しており、１．ａ及び１．ｂを上方から見た図である。

【0031】

図５に示される１．ｂは、下部の直方体と、上部の角柱とがそれぞれ閉じたフェースを有するソリッドモデルであり、直方体に角柱の一部が干渉している状態である。三次元データは、図５に示される１．ｂのように、自己干渉が発生することがある。

【0032】

図５に示される１．ｂのように、自己干渉が発生している三次元データにおいても、図５に示される１．ａのように自己干渉を起こしていない三次元データと同様なスライスデータを生成できることが求められている。しかしながら、１．ｂを１．ｄに示される平面で切断すると、１．ｆのように立方体の輪郭線の内側に、角柱の輪郭線が出現する。当該角柱の輪郭線により、スライス平面の各画素において、物体の内部であるか外部であるかを正しく判定することができないため、適切なスライスデータを生成できないことがあった。

【0033】

図６は、本発明の実施の形態における物体の内部又は外部を判定する処理を説明するためのフローチャートである。図６において、スライス平面上の任意の画素において、以下に説明する手順で、ソリッドモデルの内部であるか外部であるかを判定する。当該判定手順は、図４に示される「物体の内外を判定」の詳細手順である。図６に示されるフローチャートで、スライス平面上の任意の画素におけるソリッドモデルの内部であるか外部であるかを判定することで、図５に示されるような自己干渉を起こしている三次元データにおいても、適切なスライスデータを生成することができる。スライス平面上の任意の画素において、以下の手順で物体の内外を判定する。

【0034】

ステップＳ３１において、スライス平面上のある画素の下方にある裏向きフェースの数を数える。続いて、ステップＳ３２において、スライス平面上のある画素の下方にある表向きフェースの数を数える。以下、フェースの裏表の数え方について説明する。

【0035】

図７は、本発明の実施の形態における物体の内部又は外部を判定する例（１）を示す図である。図５の１．ｂに示されるような三次元データに対して、図７に示されるスライス平面ＳＬＰ１、ＳＬＰ２及びＳＬＰ３の位置で、スライスデータを作成する。各スライス平面上のＰ１及びＰ２の位置において、ソリッドモデルの内部であるか外部であるかを判定する。

【0036】

図８は、本発明の実施の形態における物体の内部又は外部を判定する例（２）を示す図である。図８に示されるように、スライス平面ＳＬＰ１、ＳＬＰ２及びＳＬＰ３において、Ｐ１及びＰ２の位置が、ソリッドモデルの内部であるか外部であるかを説明する。

【0037】

図８に示されるスライス平面ＳＬＰ１の場合、画素Ｐ１の下方には、直方体の底面を構成するフェースが存在する。フェースには、裏表が定義されており、物体の外を向いている面が表であり、物体の内を向いている面が裏である。Ｐ１の下方に存在するフェースは、図中に示す矢印の方向が表であるため、裏を向くフェースが１あるとカウントする。また、Ｐ１の下方に表を向くフェースは存在しない。すなわち、Ｐ１では裏を向くフェースの数が１、表を向くフェースの数が０である。裏を向くフェースの数が、表を向くフェースの数より多いため、スライス平面ＳＰＬ１におけるＰ１は、物体の内部であると判定する。スライス平面ＳＰＬ２におけるＰ２では裏を向くフェースの数が１、表を向くフェースの数が０であるため、Ｐ１同様に物体の内部であると判定する。

【0038】

図８に示されるスライス平面ＳＬＰ２の場合、画素Ｐ１の下方には、直方体の底面及び角柱の底面の２つのフェースが存在する。当該２つのフェースは、いずれも裏を向くフェースである。また、Ｐ１の下方に表を向くフェースは存在しない。すなわち、Ｐ１では裏を向くフェースの数が２、表を向くフェースの数が０である。裏を向くフェースの数が、表を向くフェースの数より多いため、スライス平面ＳＰＬ２におけるＰ１は、物体の内部であると判定する。スライス平面ＳＰＬ２におけるＰ２では、裏を向くフェースの数が１、表を向くフェースの数が０である。裏を向くフェースの数が、表を向くフェースの数より多いため、スライス平面ＳＰＬ２におけるＰ２は、物体の内部であると判定する。

【0039】

図８に示されるスライス平面ＳＰＬ３の場合、画素Ｐ１の下方には、直方体の底面、角柱の底面及び直方体の天面の３つのフェースが存在する。直方体の底面及び角柱の底面は裏を向くフェースであり、直方体の天面のフェースは表を向くフェースである。すなわち、Ｐ１では裏を向くフェースの数が２、表を向くフェースの数が１である。裏を向くフェースの数が、表を向くフェースの数より多いため、スライス平面ＳＰＬ２におけるＰ１は、物体の内部であると判定する。したがって、裏を向くフェースの数が、表を向くフェースの数より多いため、スライス平面ＳＰＬ３におけるＰ１は、物体の内部であると判定する。スライス平面ＳＰＬ３におけるＰ２の下方には、直方体の底面及び直方体の天面が存在する。すなわち、裏を向くフェースの数が１、表を向くフェースの数が１である。裏を向くフェースの数と表を向くフェースの数とが等しいため、スライス平面ＳＰＬ３におけるＰ２は、物体の外部であると判定する。

【0040】

なお、図８においては、Ｐ１又はＰ２から鉛直下方向に向かう直線上で交差するフェースの数をカウントしたが、Ｐ１又はＰ２から任意の方向に向かう直線上で交差するフェースの数をカウントしてもよい。例えば、Ｐ１又はＰ２から、上方向に向かう直線上で交差するフェースの数をカウントしてもよいし、任意の水平方向に向かう直線上で交差するフェースの数をカウントしてもよいし、３次元空間における任意の方向に向かう直線上で交差するフェースの数をカウントしてもよい。いずれの方向においても、裏を向くフェースの数と表を向くフェースの数とをカウントして比較することで、図８で説明した手順と同様に物体の内部であるか外部であるかを判定することが可能である。

【0041】

図６に戻る。図８で説明したように、ステップＳ３１及びステップＳ３２で、スライス平面のある画素における裏向きのフェース及び表向きのフェースの数を数える。続いてステップＳ３３において、表裏のフェースの枚数を比較する。裏向きのフェースの数が、表向きのフェースの数より大きい場合（Ｓ３３の「表＜裏」）、ステップＳ３４に進む。表向きのフェースの数が、裏向きのフェースの数と等しいか小さい場合（Ｓ３３の表≧裏）、ステップＳ３５に進む。なお、ステップＳ３３における判定は、スライス平面上の画素ごとにすべての画素に対して実行されてもよいし、スライス平面上の一部の画素に対して実行されてもよい。スライス平面上の画素は、例えば、３Ｄプリンタ２０の解像度に対応する大きさで構成されてもよい。

【0042】

ステップＳ３４において、スライス平面のある画素は、ソリッドモデルの内部にあると判定する。ステップＳ３５において、スライス平面のある画素は、ソリッドモデルの外部にあると判定する。

【0043】

必要に応じて、スライス内外判定部１００４は、スライス平面上の画素、又はスライス平面を更新して、図６に示されるフローチャートを繰り返し実行してもよい。なお、計算量削減のため、スライス平面上の画素すべてが、図６に示されるフローチャートで判定されなくてもよい。スライス平面上の画素の一部を判定した結果が周囲の画素に適用されてもよい。

【0044】

図４に戻る。ステップＳ３における物体の内外の判定に基づいて、スライスデータ生成部１００５は、３Ｄプリンタ２０で印刷するためのスライスデータをスライス平面における画素が物体の内部にあるか外部にあるかが判別できる情報を含むように生成し（Ｓ４）、スライスデータ記憶部１００９に記憶させる。

【0045】

情報処理装置１０は、通信部１００１を介して、生成したスライスデータを３Ｄプリンタ２０に送信する。３Ｄプリンタ２０は、スライスデータの各画素が、物体の内部にあるか外部にあるかを知ることができるため、適切に三次元造形物の印刷を実行することができる。

【0046】

上述のように、本発明の実施の形態によれば、情報処理装置１０は、三次元データからスライスデータを生成するとき、スライス平面の画素が物体の内部にあるか外部にあるかを判定した情報を付加することができる。そのため、３Ｄプリンタ２０において、当該スライスデータを用いて、三次元造形物を正しく印刷することができる。

【0047】

すなわち、三次元データから生成された適切なスライスデータを用いて三次元造形装置で印刷を実行することができる。

【0048】

なお、本発明の実施の形態において、３Ｄプリンタ２０は、三次元造形装置の一例である。スライス切断部１００３は、切断部の一例である。スライス内外判定部１００４は、判定部の一例である。スライスデータ生成部１００５は、生成部の一例である。スライス平面は、スライス画像の一例である。

【0049】

以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明は斯かる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

【符号の説明】

【0050】

１０ 情報処理装置
２０ ３Ｄプリンタ
１００１ 通信部
１００２ 三次元データ読込部
１００３ スライス切断部
１００４ スライス内外判定部
１００５ スライスデータ生成部
１００６ 記憶部
１００７ プログラム
１００８ 三次元データ記憶部
１００９ スライスデータ記憶部

【先行技術文献】

【特許文献】

【0051】

【文献】特開２０１６－０８８０６６号公報

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】