(57)【要約】【課題】三次元形状データをスライスしたスライス面の二次元データに基づいて生成された経路に従って造形材料を連続して出力することにより三次元形状を造形する三次元造形法を用いて三次元形状を造形する際に、異なる複数の材料が指定されている三次元形状を造形することができる三次元造形用経路データ生成装置、及び三次元造形用経路データ生成プログラムを提供する。【解決手段】異なる複数の造形材料が指定されている三次元形状データをスライスしたスライス面の二次元データを生成する第１生成部と、二次元データに基づいて生成された経路に従って造形材料を連続して出力することにより三次元形状データを造形する三次元造形法を用いて三次元形状を造形する際に、同じ造形材料が連続する経路となるように、経路を示す経路データを生成する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
異なる複数の造形材料が指定されている三次元形状データをスライスしたスライス面の二次元データを生成する第１生成部と、
前記二次元データに基づいて生成された経路に従って前記造形材料を連続して出力することにより前記三次元形状データを造形する三次元造形法を用いて三次元形状を造形する際に、同じ造形材料が連続する前記経路となるように、前記経路を示す経路データを生成する第２生成部と、
を備えた三次元造形用経路データ生成装置。
【請求項２】
前記第２生成部は、前記三次元形状データに指定されている前記複数の造形材料の混合割合が調整前後で同じ割合となるように、前記スライス面における前記経路の形状を調整することにより前記経路データを生成する
請求項１記載の三次元造形用経路データ生成装置。
【請求項３】
前記第２生成部は、前記経路の線の数、前記線の太さ、前記線の折り返し数、前記線の折り返しまでの距離、前記線の間隔，前記造形材料の密度、及び前記造形材料の出力量の少なくとも１つを調整することにより前記経路の形状を調整する
請求項２記載の三次元造形用経路データ生成装置。
【請求項４】
前記三次元形状データに指定されている前記複数の造形材料の分布から、前記造形材料のそれぞれの混合割合を求める割合算出部を更に備え、
前記第２生成部は、前記複数の造形材料の混合割合が、前記割合算出部により算出された前記混合割合となるように、前記スライス面における前記経路の形状を調整することにより前記経路データを生成する
請求項１〜３の何れか１項記載の三次元造形用経路データ生成装置。
【請求項５】
前記三次元形状を前記造形材料の情報が定義された複数のボクセルで構成し、
前記複数の造形材料の分布を前記ボクセルの配置で表し、
前記ボクセルの配置で表された前記造形材料のそれぞれの混合割合を求める
請求項１〜４の何れか１項記載の三次元造形用経路データ生成装置。
【請求項６】
前記割合算出部は、前記複数のボクセルで構成されていない前記三次元形状データをボクセルに変換し、
前記ボクセルの配置で表された前記造形材料のそれぞれの混合割合を求める
請求項４記載の三次元造形用経路データ生成装置。
【請求項７】
コンピュータを、請求項１〜６の何れか１項に記載の三次元形状データの編集装置の各部として機能させるための三次元造形用経路データ生成プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、三次元造形用経路データ生成装置、及び三次元造形用経路データ生成プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、三次元形状を図形表示させる三次元形状表示装置において、三次元形状を二次元平面に平行投影した形状を表示する形状表示部と、前記形状表示部で表示された形状と共に、計測基準となる尺度線分を表示する尺度線分表示部とを備え、表示された前記尺度線分と前記二次元平面に平行投影された形状とを比較することによって大きさを簡易的に計測できるようにしたことを特徴とする三次元形状表示装置が開示されている。
【０００３】
特許文献２には、複数材料の三次元的な分布によって複数の材料（色）が指定の混合割合で混合されて表現される所望の色を持つ造形物を造形する際、複数材料の混合割合を点の分布で再現する技術が開示されている。
【０００４】
特許文献３には、立体物の形状を表す３次元形状データに基づいて、前記立体物を造形するための内部構造を表すボクセルモデルを生成するボクセルモデル生成手段と、前記ボクセルモデル生成手段によって生成されたボクセルモデルにハミルトン経路を設定できるか否かを判定する判定手段と、前記判定手段によって、前記ボクセルモデルにハミルトン経路を設定できないと判定された場合に、前記ボクセルモデルにおけるボクセルを分割してサブボクセルを生成するサブボクセル生成手段と、前記ボクセルモデルにハミルトン経路を設定するハミルトン経路設定手段と、前記ハミルトン経路設定手段によって設定されたハミルトン経路に基づいて、造形材料を造形するためのツールパスを生成するツールパス生成手段と、前記ツールパス生成手段によって生成されたツールパスに基づいて、立体物の造形を実行する立体物造形手段と、を備えることを特徴とする立体物製造装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−１０２９７９号公報
【特許文献２】米国特許出願公開第２０１５／２５８７７０号明細書
【特許文献３】特開２０１６−１８２７４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記内容を鑑みてなされたものであり、三次元形状データをスライスしたスライス面の二次元データに基づいて生成された経路に従って造形材料を連続して出力することにより三次元形状を造形する三次元造形法を用いて三次元形状を造形する際に、異なる複数の材料が指定されている三次元形状を造形することができる三次元造形用経路データ生成装置、及び三次元造形用経路データ生成プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の三次元造形用経路データ生成装置の発明は、異なる複数の造形材料が指定されている三次元形状データをスライスしたスライス面の二次元データを生成する第１生成部と、前記二次元データに基づいて生成された経路に従って前記造形材料を連続して出力することにより前記三次元形状データを造形する三次元造形法を用いて三次元形状を造形する際に、同じ造形材料が連続する前記経路となるように、前記経路を示す経路データを生成する第２生成部と、を備える。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、前記第２生成部は、前記三次元形状データに指定されている前記複数の造形材料の混合割合が調整前後で同じ割合となるように、前記スライス面における前記経路の形状を調整することにより前記経路データを生成する。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、前記第２生成部は、前記経路の線の数、前記線の太さ、前記線の折り返し数、前記線の折り返しまでの距離、前記線の間隔，前記造形材料の密度、及び前記造形材料の出力量の少なくとも１つを調整することにより前記経路の形状を調整する。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、前記三次元形状データに指定されている前記複数の造形材料の分布から、前記造形材料のそれぞれの混合割合を求める割合算出部を更に備え、前記第２生成部は、前記複数の造形材料の混合割合が、前記割合算出部により算出された前記混合割合となるように、前記スライス面における前記経路の形状を調整することにより前記経路データを生成する。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、前記三次元形状を前記造形材料の情報が定義された複数のボクセルで構成し、前記複数の造形材料の分布を前記ボクセルの配置で表し、前記ボクセルの配置で表された前記造形材料のそれぞれの混合割合を求める。
【００１２】
請求項６に記載の発明は、前前記割合算出部は、前記複数のボクセルで構成されていない前記三次元形状データをボクセルに変換し、前記ボクセルの配置で表された前記造形材料のそれぞれの混合割合を求める。
【００１３】
請求項７に記載の三次元造形用経路データ生成プログラムの発明は、コンピュータを、請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の三次元造形用経路データ生成装置の各部として機能させる
【発明の効果】
【００１４】
請求項１及び請求項７に記載の発明によれば、三次元形状データをスライスしたスライス面の二次元データに基づいて生成された経路に従って造形材料を連続して出力することにより三次元形状を造形する三次元造形法を用いて三次元形状を造形する際に、異なる複数の材料が指定されている三次元形状を造形することができる、という効果を有する。
【００１５】
請求項２に記載の発明によれば、造形材料の経路の形状を調整しない場合と比較して、各々の造形材料を切り換える回数を削減することができる、という効果を有する。
【００１６】
請求項３に記載の発明によれば、複数の造形材料の混合割合を用いて各々の造形材料の経路を調整しない場合と比較して、各々の造形材料を連続して出力することで効率的に三次元形状を造形することができる、という効果を有する。
【００１７】
請求項４に記載の発明によれば、線の数、線の太さ、造形材料の密度、線の折り返し数、線の折り返しまでの距離、及び線の間隔の何れも調整せずに、各々の造形材料の経路を調整する場合と比較して、各々の造形材料の経路を容易に調整する、という効果を有する。
【００１８】
請求項５に記載の発明によれば、造形材料の情報が定義された複数のボクセルの分布で三次元形状データを構成しない場合と比較して、三次元形状の内部に複雑な構造、または材料分布を指定することができる、という効果を有する．
【００１９】
請求項６に記載の発明によれば、複数のボクセルで構成されていない三次元形状データをボクセル化せずに混合割合を求める場合と比較して、グラデーション状、数式的に混合分布が指定された三次元形状の特定の箇所を構成する複数の材料の混合割合を、計算を用いずにボクセルの個数から効率的に求めることができる、という効果を有する．
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】編集装置の構成例を示す図である。
【図２】三次元形状の一例を示す図である。
【図３】第１実施形態に係る三次元形状データの生成処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図４】三次元形状に混合割合に応じて各材料を混合させる場合の混合方法の一例を示す図である。
【図５】三次元形状の一例を示す図である。
【図６】三次元形状の切断方法の一例を示す図である。
【図７】三次元画像を切断して得られるスライス画像の一例を示す図である。
【図８Ａ】スライス画像に生成された材料の経路の一例を示す図である。
【図８Ｂ】スライス画像に生成された材料の経路の別例を示す図である。
【図９Ａ】スライス画像に生成された材料の経路の別例を示す図である。
【図９Ｂ】スライス画像に生成された材料の経路の別例を示す図である。
【図９Ｃ】スライス画像に生成された材料の経路の別例を示す図である。
【図１０】三次元形状に混合割合に応じて各材料を混合させる場合の混合方法の別例を示す図である。
【図１１】第２実施形態に係る三次元形状データの生成処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図１２】三次元形状の切断方法の一例を示す図である。
【図１３】三次元画像を切断して得られるスライス画像の一例を示す図である。
【図１４】スライス画像に生成された材料の経路の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面を参照して、本発明を実施するための形態例を詳細に説明する。
【００２２】
〔第１実施形態〕
【００２３】
はじめに、第１実施形態に係る三次元造形用経路データ生成装置について説明する。
【００２４】
まず、図１を参照して、本実施形態に係る三次元造形用経路データ生成装置（以下、単に「生成装置」という。）１０の構成について説明する。
【００２５】
生成装置１０は、例えばパーソナルコンピュータ等で構成され、コントローラ１２を備える。コントローラ１２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１２Ａ、ＲＯＭ（Read Only Memory）１２Ｂ、ＲＡＭ（Random Access Memory）１２Ｃ、不揮発性メモリ１２Ｄ、及び入出力インターフェース（Ｉ／Ｏ）１２Ｅを備える。そして、ＣＰＵ１２Ａ、ＲＯＭ１２Ｂ、ＲＡＭ１２Ｃ、不揮発性メモリ１２Ｄ、及びＩ／Ｏ１２Ｅがバス１２Ｆを介して各々接続されている。
【００２６】
また、Ｉ／Ｏ１２Ｅには、操作部１４、表示部１６、通信部１８、及び記憶部２０が接続されている。なお、ＣＰＵ１２Ａは第１生成部、第２生成部、及び割合算出部の一例である。
【００２７】
操作部１４は、生成装置１０のユーザから指示を受け付ける、例えばマウス、キーボード、及びタッチパネル等の入力デバイスを含んで構成される。
【００２８】
表示部１６は、例えば液晶ディスプレイ及び有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイ等の表示デバイスを含んで構成される。
【００２９】
通信部１８は、例えばインターネット及びＬＡＮ(Local Area Network)といった通信回線に接続され、通信回線に接続されたパーソナルコンピュータ等の外部装置とデータ通信を行うためのインターフェースを有する。
【００３０】
記憶部２０は、ハードディスク等の不揮発性の記憶装置を含み、生成装置１０で生成された三次元形状データ等を記憶する。
【００３１】
図２は、三次元形状データによって表される三次元形状３２の一例を示す図である。図２に示すように、生成装置１０は、三次元形状３２をＸ軸、Ｙ軸、及びＺ軸によって表されるＸＹＺ座標（以降、「三次元座標空間」という）を用いて表す。
【００３２】
本実施形態では、三次元形状データのデータフォーマットとして、三次元形状３２をボクセル３４の集合によって表現するデータフォーマットを用いた場合について説明するが、他のデータフォーマットを用いてもよい。
【００３３】
ここで、ボクセル３４とは、三次元形状３２の基本要素であり、例えば直方体が用いられるが、直方体に限らず、球、円柱等を用いてもよい。ボクセル３４を積み上げることで所望の三次元形状３２が表現される。また、各ボクセル３４には、例えば色、材料、強度、硬度、材質、質感、導電率、熱伝導率等のボクセル３４の性質を表す属性が指定されており、ボクセル３４の有無及びボクセル３４の属性によって、三次元形状３２の色、材質等が表現される。
【００３４】
ここで、「材質」とは、樹脂、金属、ゴム等の材料のジャンルを表す情報、ＡＢＳ、ＰＬＡ等の材料名を表す情報、市販されている材料の商品名、商品番号等を表す情報、ＩＳＯ、ＪＩＳ等の規格で定められている材料名、略称、番号等の材料を表す情報、熱伝導率、導電率、磁性等の材料特性を表す情報の少なくとも１つの情報を含む。
【００３５】
また、「質感」とは、三次元形状データの反射率、透過率、光沢、表面性状等の色だけではない見た目やさわり心地を表す属性を表す。
【００３６】
なお、属性には、周期、数式、及び他の三次元形状データの少なくとも１つの情報を用いて設定される分布パターンを含む。分布パターンとは、一定周期の繰り返し、グラデーション、数式で表される傾き、極点等による表現、他の三次元形状データ等に従って三次元形状データの色、材質、質感等を連続的に変更すること、三次元形状データの指示された範囲を指示された形状で充填すること又は連続的に変更すること、の少なくとも１つを含む。
【００３７】
上述したように、三次元形状３２はボクセル３４の集合によって表されるが、具体的には、例えば三次元座標空間におけるＸ、Ｙ、Ｚの座標の要素値によって表される。三次元座標空間における座標を（Ｘ、Ｙ、Ｚ）で表せば、座標（Ｘ、Ｙ、Ｚ）にボクセル３４が存在する場合は「（Ｘ、Ｙ、Ｚ）＝１」とする。一方、座標（Ｘ、Ｙ、Ｚ）にボクセル３４が存在しない場合は「（Ｘ、Ｙ、Ｚ）＝０」とすることで、三次元形状３２が表される。すなわち、三次元形状データは、ボクセル３４の有無を示す座標（Ｘ、Ｙ、Ｚ）の要素値と、要素値が“１”のボクセル３４に対応付けられた属性とを含む。
【００３８】
なお、三次元形状３２は、必ずしも三次元座標空間における座標（Ｘ、Ｙ、Ｚ）によって表される必要はなく、例えば座標（Ｘ、Ｙ、Ｚ）に一意に対応付けたインデックス番号で表してもよい。この場合、例えばインデックス番号に対応付けられた値が“１”であれば、インデックス番号で表される位置にボクセル３４が存在することを表す。
【００３９】
また、三次元形状３２の形状に制約はなく、三次元形状データを用いて表現される形状であれば、どのような形状であってもよい。
【００４０】
次に、三次元形状を表す三次元形状データの生成処理の作用について説明する。
【００４１】
図３は、生成装置１０で行われる生成処理の流れの一例を示すフローチャートである。三次元形状データの生成処理を規定する編集プログラムはＲＯＭ１２Ｂに予め記憶されており、例えばユーザから三次元形状の編集開始指示を受け付けると、ＣＰＵ１２Ａが編集プログラムをＲＯＭ１２Ｂから読み出して実行する。
【００４２】
なお、本実施形態では、三次元形状に含まれる各々のボクセルに、何れか１種類の造形材料（以下、単に「材料」という。）を示す属性情報が付与されている場合について説明する。例えば、図４に示すように、三次元形状における予め定めたサイズの領域（例えば、１辺に３ボクセルずつ配列された立方体の領域）毎に、材料の混合割合が設定されている。また、当該予め定めたサイズの領域における、各々の材料の混合割合に対応するように、当該予め定めたサイズの領域に含まれる各々のボクセル４２に、属性情報として何れかの材料が割り当てられている。
【００４３】
図４に示す例では、上記予め定めたサイズの領域に材料Ａと材料Ｂとの混合割合が各々約５０％に設定されており、当該領域に含まれる各々のボクセル４２に、材料Ａ（図４では白色で示す）を示す属性情報、又は材料Ｂ（図４では黒色で示す）を示す属性情報が付与されている。
【００４４】
ここで、複数の材料の混合割合を設定する際、予めサイズを定めた当該領域に含まれる各々のボクセルで材料分布を表すことで、当該領域を再利用して三次元形状データの複数の範囲の材料の混合割合を設定することができる。ただし、予めサイズを定めることは必須ではない。例えば、三次元形状全体に対し最上部から最下部までグラデーション状に複数の材料を分布させる場合、予めサイズを定めた領域のボクセルの分布で表す混合割合のパターンを複数用意して、当該領域の組み合わせで全体の分布を設定する必要はなく、三次元形状全体を領域とみなし、ボクセルの分布を設定してもよい。また、三次元形状全体を領域とみなし、ボクセルの分布を設定した後に、類似するボクセルの配置パターンを持つ領域を検出し、同じパターンであるとして共通化しても良い。
【００４５】
ステップＳ１０１では、ＣＰＵ１２Ａは、経路データの生成対象とする三次元形状データを取得する。本実施形態では、一例として図５に示すように、ボクセル４２の集合によって表現された、直方体状の三次元形状４０を示す三次元形状データを、経路データの生成対象とする三次元形状データとした場合について説明する。
【００４６】
ステップＳ１０３では、ＣＰＵ１２Ａは、三次元形状データを造形する際の積層面に対して水平な複数の面で切断する。本実施形態では、一例として図５に示すように、三次元形状４０を、ＸＹ平面を積層面とし，Ｚ方向を積層方向（高さ）とする場合に対し、積層面に水平なＸＹ平面に平行な複数の切断面４１で切断する。一例として図６に示すように、厚さが造形装置の積層厚さ（ピッチ）となる複数のスライス画像４４を生成する。
【００４７】
ステップＳ１０５では、ＣＰＵ１２Ａは、各々のスライス画像４４について、スライス画像４４の二次元データに基づき、スライス画像４４に含まれる各々のボクセル４２の属性情報を取得する。本実施形態では、スライス画像４４に含まれる各々のボクセル４２に属性情報として付与された材料の情報を取得する。
【００４８】
なお、本実施形態では、一例として図７に示すように、三次元形状４０に含まれる各々のボクセル４２に、材料Ａを示す属性情報（図７では白色で示す）及び材料Ｂ（図７では黒色で示す）を示す属性情報のうちの何れか一方が付与されている場合について説明する。勿論、付与されている属性情報は３種類以上の場合があることは言うまでもない。
【００４９】
ステップＳ１０７では、ＣＰＵ１２Ａは、スライス画像４４に含まれる各々のボクセル４２に付与された属性情報から、スライス画像４４の全体に含まれる各々の材料の混合割合を算出する。本実施形態では、上述したように、三次元形状４０に含まれる各々のボクセル４２に、何れか１種類の材料を示す属性情報が付与されている。そのため、各々の材料が付与されたボクセル４２の数によって混合割合が算出される。
【００５０】
ステップＳ１０９では、ＣＰＵ１２Ａは、各々のスライス画像４４について、スライス画像４４に含まれる各々の材料の混合割合が、ステップＳ１０７で算出した、スライス画像４４に含まれるボクセル４２に付与された属性情報から算出した混合割合と同じになり、かつ、各々の材料が可能な限り連続して出力される経路を生成し、本生成処理のプログラムの実行を終了する。なお、上記「混合割合が同じ」とは、完全に同一である場合に限られず、品質が同じであれば完全に同一でなくても構わない。
【００５１】
一例として図８Ａに示すように、スライス画像４４に基づいて、各々のスライス画像４４について、各々の材料の経路４６を生成する。また、三次元形状４０に複数の材料が含まれる場合に、材料毎に経路を生成する。例えば、三次元形状４０に材料Ａ及び材料Ｂが含まれる場合には、一例として図８Ｂに示すように、材料Ａの経路４６Ａ及び材料Ｂの経路４６Ｂを生成する。
【００５２】
ここで、図８Ｂは三次元形状４０に材料Ａ及び材料Ｂが含まれる場合に、スライス画像４４を、算出した混合割合となるようにパートを分け、各パートを同じ材料で敷き詰め、最終的に範囲内の材料の混合割合が算出した混合割合となるようにした経路の生成パターンの一例であり、経路の生成パターンをこれに限定するものではない。例えば、パート分けせず、図９Ａ及び図９Ｂに示すように、全体をくし形に入り組ませるような経路としても良いし、図９Ｃに示すように、全体を周回しながら各周が交互となるような経路としても良いし、途中でパターンを変えて複数のパターンを組み合わせるような経路としても良い。
【００５３】
また、本実施形態では、各々の材料の混合割合に基づいて、各々の材料が連続して出力される経路における線の数、線の太さ、線の折り返し数、線の折り返しまでの距離、線の間隔、造形材料の密度、及び前記造形材料の出力量の少なくとも１つを調整するようにしても良い。この場合には、各々の材料が連続して出力される経路の形状が調整され、スライス画像４４に含まれる各々の材料の混合割合が、ステップＳ１０７で算出した、スライス画像４４に含まれるボクセル４２に付与された属性情報から算出した混合割合と同じになるように調整される。
【００５４】
なお、各々の材料が連続して出力される経路は、三次元形状の造形装置によって異なる工夫をすることが望ましい場合が存在する。例えば、熱溶解積層方式（ＦＤＭ）では、材料が冷えて固まる際に収縮するため、収縮度合いが均一となるよう、冷える時間を均一化するために、できるだけ遠回りな経路を生成することがある。このように、経路をできるだけ近づける、または遠ざけることや、上下の積層面で経路が平行とならないようにパターンを生成することや、上下の積層面で線の太さ、間隔等を変えること等の工夫が存在する。本実施形態において、算出した混合割合となるように経路を生成する場合でも、造形装置によって異なるこれらの工夫点を鑑みて経路を生成する。
【００５５】
また、本実施形態では、各々のボクセル４２に何れか１種類の材料を示す属性情報が付与されている場合について説明した。しかし、図１０に示すように、三次元形状データに含まれる各々のボクセル４２に、属性情報として、複数の材料の混合割合が付与されている場合も考えられる。この場合には、スライス画像４４に含まれる各々のボクセル４２における各々の材料の混合割合に基づいて、スライス画像４４に含まれる各々の材料の混合割合を算出すれば良い。
【００５６】
このように生成装置１０は、ボクセルの集合によって表現されている、異なる複数の造形材料が指定されている三次元形状データをスライスしたスライス面の二次元データを生成する。また、二次元データに基づいて生成された経路に従って造形材料を連続して出力することにより三次元形状データを造形する三次元造形法を用いて三次元形状を造形する際に、同じ造形材料が連続する経路となるように、経路を示す経路データを生成する。
【００５７】
〔第２実施形態〕
【００５８】
次に、第２実施形態に係る三次元造形用経路データ生成装置について説明する。
【００５９】
上記第１実施形態では、ボクセルの集合によって表現された、経路データの生成対象とする三次元形状データを取得する場合について説明した。一方、本第２実施形態では、ボクセルの集合によって表現されていない、経路データの生成対象とする三次元形状データを取得する場合について説明する。
【００６０】
第２実施形態に係る生成装置の構成は、上記第１実施形態に係る生成装置１０と同じであるため、各構成の説明を省略する。
【００６１】
次に、三次元形状３２を表す三次元形状データの生成処理の作用について説明する。
【００６２】
図１１は、生成装置１０で行われる生成処理の流れの一例を示すフローチャートである。三次元形状データの生成処理を規定する編集プログラムはＲＯＭ１２Ｂに予め記憶されており、例えばユーザから三次元形状３２の編集開始指示を受け付けると、ＣＰＵ１２Ａが編集プログラムをＲＯＭ１２Ｂから読み出して実行する。
【００６３】
ステップＳ２０１では、ＣＰＵ１２Ａは、経路データの生成対象とする三次元形状データを取得する。本実施形態では、ボクセルの集合によって表現されていない、材料毎に形成されたメッシュデータ等の三次元形状データを取得する。なお、本実施形態では、取得した三次元形状データによって示される三次元形状の内部における、各材料の混合割合が、予め指定されている場合について説明する。
【００６４】
ここで、三次元形状の内部における、各材料の混合割合が均一でない場合、例えばグラデーションなどのパターンや周期、数式等で指定される場合がある。この場合、スライス層毎の材料の混合割合を算出する際、スライス層毎、または算出個所毎に指定されたパターン、または周期、数式等から割合を算出する必要がある。この場合、予め三次元形状データをボクセルに変換し、パターンや周期、数式等が再現できるような分布となる材料情報を持つボクセルの配置としておくことで、第１実施形態が適用可能となる、なお、三次元形状データ全体をボクセルに変換しても良いし、パターン、周期、数式等で混合割合が指定されている部分のみをボクセルに変換しても良い。また、ボクセルに変換するのはステップＳ２０１で三次元形状データを取得したタイミングでも良いし、ステップＳ２０５で混合割合を取得する際、スライス層に指定されているパターン、周期、数式等をボクセルで表せるように変換しても良い。
【００６５】
ステップＳ２０３では、ＣＰＵ１２Ａは、三次元形状データを造形する際の積層面に対して水平な複数の面で切断する。本実施形態では、一例として図１２に示すように、直方体状の三次元形状５０を、ＸＹ平面を積層メントし、Ｚ方向を積層方向（高さ）とする場合に対し、積層面に水平なＸＹ平面に平行な複数の切断面５１で切断する。そして、一例として図１３に示すように、厚さが造形装置の積層厚さ（ピッチ）となる複数のスライス画像５２を生成する。
【００６６】
ステップＳ２０５では、ＣＰＵ１２Ａは、各々のスライス画像５２について、スライス画像５２の二次元データに基づき、スライス画像５２に含まれる各々の材料の混合割合を算出する。
【００６７】
ステップＳ２０７では、ＣＰＵ１２Ａは、各々のスライス画像５２について、スライス画像５２に含まれる各々の材料の混合割合が、ステップＳ２０５で算出した混合割合と同じになり、かつ、各々の材料が可能な限り連続して出力される経路を生成し、本生成処理のプログラムの実行を終了する。
【００６８】
一例として図１３に示すように、スライス画像５２に含まれる特定の領域が、材料Ａが５０％、材料Ｂが５０％という割合で構成される場合には、一例として図１４に示すように、材料Ａ及び材料Ｂの混合割合が同じで、かつ材料Ａ及び材料Ｂの各々が可能な限り連続して出力されるように、材料Ａの経路５４Ａ及び材料Ｂの経路５４Ｂを生成する。
【００６９】
このように生成装置１０は、ボクセルの集合によって表現されていない、異なる複数の造形材料が指定されている三次元形状データをスライスしたスライス面の二次元データを生成する。また、二次元データに基づいて生成された経路に従って造形材料を連続して出力することにより三次元形状データを造形する三次元造形法を用いて三次元形状を造形する際に、同じ造形材料が連続する経路となるように、経路を示す経路データを生成する。
【００７０】
以上、各実施形態を用いて本発明について説明したが、本発明は各実施形態に記載の範囲には限定されない。本発明の要旨を逸脱しない範囲で各実施形態に多様な変更または改良を加えることができ、当該変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
【００７１】
例えば、図３に示した三次元形状データの生成処理をＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等のハードウエアで実現するようにしてもよい。この場合、ソフトウエアで実現する場合に比べて、処理の高速化が図られる。
【００７２】
また、各実施形態では、三次元形状データの編集プログラムがＲＯＭ１２Ｂにインストールされている形態を説明したが、これに限定されるものではない。本発明に係る編集プログラムを、コンピュータ読取可能な記憶媒体に記録した形態で提供してもよい。例えば、本発明に係る編集プログラムを、ＣＤ(Compact Disc)−ＲＯＭ及びＤＶＤ(Digital Versatile Disc)−ＲＯＭ等の光ディスクに記録した形態、若しくはＵＳＢ(Universal Serial Bus)メモリ及びメモリカード等の半導体メモリに記録した形態で提供してもよい。また、本発明に係る編集プログラムを、通信部１８に接続された通信回線を介して外部装置から取得するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００７３】
１０・・・生成装置、１２・・・コントローラ、１２Ａ・・・ＣＰＵ、１２Ｂ・・・ＲＯＭ、１２Ｃ・・・ＲＡＭ、１２Ｄ・・・不揮発性メモリ、１４・・・操作部、１６・・・表示部、１８・・・通信部、２０・・・記憶部、３２、４０、５０・・・三次元形状、３４、４２・・・ボクセル、４４、５２・・・スライス画像、４６Ａ、４６Ｂ、４６Ｃ、５４Ａ、５４Ｂ・・・経路。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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