(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
造形対象である対象造形物を造形する３次元造形装置において、前記対象造形物を造形するためのスライス画像である対象スライス画像を作成するスライス画像作成装置であって、
前記対象造形物に対応した３次元モデルである対象造形物モデルを記憶する記憶部と、
前記対象造形物モデルを構成する頂点、稜線、および面の隣接関係を求めて、前記隣接関係を示したトポロジーリストを作成するトポロジー構築部と、
前記対象造形物モデルの前記稜線のうち、前記面と接する数が４である前記稜線が存在するか否かを前記トポロジーリストから判定する分割判定部と、
前記分割判定部によって、前記面と接する数が４である前記稜線が存在すると判定された場合、前記面と接する数が４である前記稜線を境にして、前記対象造形物モデルを少なくとも第１分割造形物モデルと第２分割造形物モデルとに分割する分割部と、
前記第１分割造形物モデルおよび前記第２分割造形物モデルをそれぞれ所定の間隔にスライスして、前記第１分割造形物モデルのスライスモデルである第１分割スライスモデル、および、前記第２分割造形物モデルのスライスモデルである第２分割スライスモデルをそれぞれ複数作成するスライスモデル作成部と、
前記第１分割スライスモデルおよび前記第２分割スライスモデルの領域を前記３次元造形装置が造形する分割造形領域と、造形しない分割非造形領域とに分割することで、前記第１分割スライスモデルの画像である第１分割スライス画像と、前記第２分割スライスモデルの画像である第２分割スライス画像とを作成するスライス画像作成部と、
前記第１分割スライス画像と、前記第１分割スライス画像と同一層の前記第２分割スライス画像とを重ね合わせ、重ね合わせた領域のうち、前記第１分割スライス画像および前記第２分割スライス画像の少なくとも何れか一方が前記分割造形領域である領域を前記３次元造形装置が造形する対象造形領域とし、前記重ね合わせた領域のうち、前記第１分割スライス画像および前記第２分割スライス画像が共に前記分割非造形領域である領域を前記３次元造形装置が造形しない対象非造形領域とすることで、前記対象スライス画像を作成する合成部と、
を備えた、スライス画像作成装置。
【請求項２】
造形対象である対象造形物を造形する３次元造形装置において、前記対象造形物を造形するためのスライス画像である対象スライス画像を作成するスライス画像作成装置であって、
前記対象造形物に対応した３次元モデルである対象造形物モデルを記憶する記憶部と、
前記対象造形物モデルを構成する頂点、稜線、および面の隣接関係を求めて、前記隣接関係を示したトポロジーリストを作成するトポロジー構築部と、
前記対象造形物モデルの前記稜線において、全ての前記稜線が接する前記面の数が２であるか否かを判定する分割判定部と、
前記分割判定部によって、全ての前記稜線が接する前記面の数が２であると判定された場合、前記トポロジーリストからトポロジー群の数を算出し、前記トポロジー群の数が複数の場合、前記対象造形物モデルを前記トポロジー群の数に分割し、前記分割したモデルの何れか２つを第１分割造形物モデルと第２分割造形物モデルとにする分割部と、
前記第１分割造形物モデルおよび前記第２分割造形物モデルをそれぞれ所定の間隔にスライスして、前記第１分割造形物モデルのスライスモデルである第１分割スライスモデル、および、前記第２分割造形物モデルのスライスモデルである第２分割スライスモデルをそれぞれ複数作成するスライスモデル作成部と、
前記第１分割スライスモデルおよび前記第２分割スライスモデルの領域を前記３次元造形装置が造形する分割造形領域と、造形しない分割非造形領域とに分割することで、前記第１分割スライスモデルの画像である第１分割スライス画像と、前記第２分割スライスモデルの画像である第２分割スライス画像とを作成するスライス画像作成部と、
前記第１分割スライス画像と、前記第１分割スライス画像と同一層の前記第２分割スライス画像とを重ね合わせ、重ね合わせた領域のうち、前記第１分割スライス画像および前記第２分割スライス画像の少なくとも何れか一方が前記分割造形領域である領域を前記３次元造形装置が造形する対象造形領域とし、前記重ね合わせた領域のうち、前記第１分割スライス画像および前記第２分割スライス画像が共に前記分割非造形領域である領域を前記３次元造形装置が造形しない分割非造形領域とすることで、前記対象スライス画像を作成する合成部と、
を備えた、スライス画像作成装置。
【請求項３】
造形対象である対象造形物を造形する３次元造形装置において、前記対象造形物を造形するためのスライス画像である対象スライス画像を作成するスライス画像作成装置であって、
前記対象造形物に対応した３次元モデルである対象造形物モデルを記憶する記憶部と、
前記対象造形物モデルを構成する頂点、稜線、および面の隣接関係を求めて、前記隣接関係を示したトポロジーリストを作成するトポロジー構築部と、
前記トポロジーリストからトポロジー群の数を算出し、前記トポロジー群の数が複数の場合であって、前記対象造形物モデルの前記頂点のうち、前記頂点を境にして、前記トポロジー群ごとに前記対象造形物モデルを分割することが可能な前記頂点が存在するか否かを判定する分割判定部と、
前記分割判定部によって、前記分割することが可能な前記頂点が存在すると判定された場合、前記分割することが可能な前記頂点を境にして、前記対象造形物モデルを少なくとも第１分割造形物モデルと第２分割造形物モデルとに分割する分割部と、
前記第１分割造形物モデルおよび前記第２分割造形物モデルをそれぞれ所定の間隔にスライスして、前記第１分割造形物モデルのスライスモデルである第１分割スライスモデル、および、前記第２分割造形物モデルのスライスモデルである第２分割スライスモデルをそれぞれ複数作成するスライスモデル作成部と、
前記第１分割スライスモデルおよび前記第２分割スライスモデルの領域を前記３次元造形装置が造形する分割造形領域と、造形しない分割非造形領域とに分割することで、前記第１分割スライスモデルの画像である第１分割スライス画像と、前記第２分割スライスモデルの画像である第２分割スライス画像とを作成するスライス画像作成部と、
前記第１分割スライス画像と、前記第１分割スライス画像と同一層の前記第２分割スライス画像とを重ね合わせ、重ね合わせた領域のうち、前記第１分割スライス画像および前記第２分割スライス画像の少なくとも何れか一方が前記分割造形領域である領域を前記３次元造形装置が造形する対象造形領域とし、前記重ね合わせた領域のうち、前記第１分割スライス画像および前記第２分割スライス画像が共に前記分割非造形領域である領域を前記３次元造形装置が造形しない対象非造形領域とすることで、前記対象スライス画像を作成する合成部と、
を備えた、スライス画像作成装置。
【請求項４】
前記第１分割造形物モデルおよび第２分割造形物モデルは、マニフォールドなモデルである、請求項１から３までの何れか一つに記載されたスライス画像作成装置。
【請求項５】
前記スライス画像作成部は、前記分割造形領域と前記分割非造形領域とに対して異なる色を施し、
前記合成部は、前記対象造形領域と前記対象非造形領域とに対して異なる色を施す、請求項１から４までの何れか一つに記載されたスライス画像作成装置。
【請求項６】
前記記憶部に記憶された前記対象造形物モデルに対して、前処理である平滑化処理を行う前処理部を備え、
前記トポロジー構築部は、前記前処理部によって前記平滑化処理が行われた前記対象造形物モデルから前記トポロジーリストを作成する、請求項１から５までの何れか一つに記載されたスライス画像作成装置。
【請求項７】
前記３次元造形装置と、
請求項１から６までの何れか一つに記載されたスライス画像作成装置と、
を備えた、３次元造形システム。
【請求項８】
造形対象である対象造形物を造形する３次元造形装置において、前記対象造形物を造形するためのスライス画像である対象スライス画像を作成するスライス画像作成方法であって、
前記対象造形物に対応した３次元モデルである対象造形物モデルを構成する頂点、稜線、および面の隣接関係を求めて、前記隣接関係を示したトポロジーリストを作成するトポロジー構築工程と、
前記対象造形物モデルの前記稜線のうち、前記面と接する数が４である前記稜線が存在するか否かを前記トポロジーリストから判定する分割判定工程と、
前記分割判定工程において、前記面と接する数が４である前記稜線が存在すると判定した場合、前記面と接する数が４である前記稜線を境にして、前記対象造形物モデルを少なくとも第１分割造形物モデルと第２分割造形物モデルとに分割する分割工程と、
前記第１分割造形物モデルおよび前記第２分割造形物モデルをそれぞれ所定の間隔にスライスして、前記第１分割造形物モデルのスライスモデルである第１分割スライスモデル、および、前記第２分割造形物モデルのスライスモデルである第２分割スライスモデルをそれぞれ複数作成するスライスモデル作成工程と、
前記第１分割スライスモデルおよび前記第２分割スライスモデルの領域を前記３次元造形装置が造形する分割造形領域と、造形しない分割非造形領域とに分割することで、前記第１分割スライスモデルの画像である第１分割スライス画像と、前記第２分割スライスモデルの画像である第２分割スライス画像とを作成するスライス画像作成工程と、
前記第１分割スライス画像と、前記第１分割スライス画像と同一層の前記第２分割スライス画像とを重ね合わせ、重ね合わせた領域のうち、前記第１分割スライス画像および前記第２分割スライス画像の少なくとも何れか一方が前記分割造形領域である領域を前記３次元造形装置が造形する対象造形領域とし、前記重ね合わせた領域のうち、前記第１分割スライス画像および前記第２分割スライス画像が共に前記分割非造形領域である領域を前記３次元造形装置が造形しない対象非造形領域とすることで、前記対象スライス画像を作成する合成工程と、
を包含する、スライス画像作成方法。
【請求項９】
造形対象である対象造形物を造形する３次元造形装置において、前記対象造形物を造形するためのスライス画像である対象スライス画像を作成するスライス画像作成方法であって、
前記対象造形物に対応した３次元モデルである対象造形物モデルを構成する頂点、稜線、および面の隣接関係を求めて、前記隣接関係を示したトポロジーリストを作成するトポロジー構築工程と、
前記対象造形物モデルの前記稜線において、全ての前記稜線が接する前記面の数が２であるか否かを判定する分割判定工程と、
前記分割判定工程において、全ての前記稜線が接する前記面の数が２であると判定した場合、前記トポロジーリストからトポロジー群の数を算出し、前記トポロジー群の数が複数の場合、前記対象造形物モデルを前記トポロジー群の数に分割し、前記分割したモデルの何れか２つを第１分割造形物モデルと第２分割造形物モデルとにする分割工程と、
前記第１分割造形物モデルおよび前記第２分割造形物モデルをそれぞれ所定の間隔にスライスして、前記第１分割造形物モデルのスライスモデルである第１分割スライスモデル、および、前記第２分割造形物モデルのスライスモデルである第２分割スライスモデルをそれぞれ複数作成するスライスモデル作成工程と、
前記第１分割スライスモデルおよび前記第２分割スライスモデルの領域を前記３次元造形装置が造形する分割造形領域と、造形しない分割非造形領域とに分割することで、前記第１分割スライスモデルの画像である第１分割スライス画像と、前記第２分割スライスモデルの画像である第２分割スライス画像とを作成するスライス画像作成工程と、
前記第１分割スライス画像と、前記第１分割スライス画像と同一層の前記第２分割スライス画像とを重ね合わせ、重ね合わせた領域のうち、前記第１分割スライス画像および前記第２分割スライス画像の少なくとも何れか一方が前記分割造形領域である領域を前記３次元造形装置が造形する対象造形領域とし、前記重ね合わせた領域のうち、前記第１分割スライス画像および前記第２分割スライス画像が共に前記分割非造形領域である領域を前記３次元造形装置が造形しない分割非造形領域とすることで、前記対象スライス画像を作成する合成工程と、
を包含する、スライス画像作成方法。
【請求項１０】
造形対象である対象造形物を造形する３次元造形装置において、前記対象造形物を造形するためのスライス画像である対象スライス画像を作成するスライス画像作成方法であって、
前記対象造形物に対応した対象造形物モデルを構成する頂点、稜線、および面の隣接関係を求めて、前記隣接関係を示したトポロジーリストを作成するトポロジー構築工程と、
前記トポロジーリストからトポロジー群の数を算出し、前記トポロジー群の数が複数の場合であって、前記対象造形物モデルの前記頂点のうち、前記頂点を境にして、前記トポロジー群ごとに前記対象造形物モデルを分割することが可能な前記頂点が存在するか否かを判定する分割判定工程と、
前記分割判定工程において、前記分割することが可能な前記頂点が存在すると判定した場合、前記分割することが可能な前記頂点を境にして、前記対象造形物モデルを少なくとも第１分割造形物モデルと第２分割造形物モデルとに分割する分割工程と、
前記第１分割造形物モデルおよび前記第２分割造形物モデルをそれぞれ所定の間隔にスライスして、前記第１分割造形物モデルのスライスモデルである第１分割スライスモデル、および、前記第２分割造形物モデルのスライスモデルである第２分割スライスモデルをそれぞれ複数作成するスライスモデル作成工程と、
前記第１分割スライスモデルおよび前記第２分割スライスモデルの領域を前記３次元造形装置が造形する分割造形領域と、造形しない分割非造形領域とに分割することで、前記第１分割スライスモデルの画像である第１分割スライス画像と、前記第２分割スライスモデルの画像である第２分割スライス画像とを作成するスライス画像作成工程と、
前記第１分割スライス画像と、前記第１分割スライス画像と同一層の前記第２分割スライス画像とを重ね合わせ、重ね合わせた領域のうち、前記第１分割スライス画像および前記第２分割スライス画像の少なくとも何れか一方が前記分割造形領域である領域を前記３次元造形装置が造形する対象造形領域とし、前記重ね合わせた領域のうち、前記第１分割スライス画像および前記第２分割スライス画像が共に前記分割非造形領域である領域を前記３次元造形装置が造形しない対象非造形領域とすることで、前記対象スライス画像を作成する合成工程と、
を包含する、スライス画像作成方法。
【請求項１１】
前記第１分割造形物モデルおよび第２分割造形物モデルは、マニフォールドなモデルである、請求項８から１０までの何れか一つに記載されたスライス画像作成方法。
【請求項１２】
前記スライス画像作成工程では、前記分割造形領域と前記分割非造形領域とに対して異なる色を施し、
前記合成工程では、前記対象造形領域と前記対象非造形領域とに対して異なる色を施す、請求項８から１１までの何れか一つに記載されたスライス画像作成方法。
【請求項１３】
前記対象造形物モデルに対して、前処理である平滑化処理を行う前処理工程を包含し、
前記トポロジー構築工程では、前記前処理工程で前記平滑化処理を行った前記対象造形物モデルから前記トポロジーリストを作成する、請求項８から１２までの何れか一つに記載されたスライス画像作成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スライス画像作成装置、３次元造形システム、および、スライス画像作成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、所望の３次元造形物（以下、対象造形物という。）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、例えば、コンピュータ支援設計装置（以下、ＣＡＤ装置ともいう。）を用いて、対象造形物を造形するための３次元モデル（以下、対象造形物モデルという。）のデータを作成している（例えば、特許文献１参照）。そして、対象造形物モデルを所定の間隔でスライスすることで、対象造形物の断面形状に対応した２次元のスライスモデル（以下、対象スライスモデルという。）を複数作成している。
【０００３】
対象スライスモデルは、対象造形物の輪郭線によって構成されており、輪郭線を境にして、造形する造形領域と、造形しない非造形領域に分割されている。そこで、ＣＡＤ装置は、例えば、対象スライスモデルの領域のうち、造形領域には白色を施し、非造形領域には黒色を施すことによって、対象スライスモデルの画像であるスライス画像（以下、対象スライス画像ともいう。）を作成している。なお、スライス画像は、造形領域と非造形領域とを区別するための輪郭線を有している。スライス画像には、複数の輪郭線が交差などすることによって多重化している部分が存在する。造形領域と非造形領域を区別するための輪郭線は、多重化している複数の輪郭線のうちの一つに定められる。このように、複数の輪郭線の中から造形領域と非造形領域とを区別するための輪郭線を得ることをピーリングと称する。通常では、一番外側にあたる輪郭線が、造形領域と非造形領域を区別するための輪郭線に該当する。
【０００４】
ところで、例えば、３次元造形装置は、開口が形成された台と、台の上に載置され、光硬化性樹脂を収容する槽と、槽の上方に配置された昇降自在なホルダと、台の下方に配置され、光を照射する光学装置とを備えている。光学装置から照射された光は、台の開口を通じて槽内の光硬化性樹脂に照射される。槽内に収容された光硬化性樹脂のうち、光が照射された部分は硬化する。光の照射位置を制御することによって、硬化する樹脂の位置を適宜変更し、対象スライス画像において、白色に施された領域に位置する光硬化性樹脂を硬化させ、黒色に施された領域に位置する光硬化性樹脂を硬化させないようにする。このことによって、対象スライス画像に沿った断面形状を形成することができる。そして、ホルダを順次上昇させることによって、樹脂層が下方に向かって連続的に形成される。このようにして、所望の対象造形物が造形される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表２００３−５３５７１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、造形する対象造形物が、一つの造形物（以下、単位造形物という。）を複数組み合わせた対象造形物（以下、全体造形物という。）であることがあり得る。例えば、図２０（ａ）は、上記全体造形物に対応した対象造形物モデル（以下、全体造形物モデルという。）１７０の斜視図である。図２０（ｂ）は、全体造形物モデル１７０の側面図である。図２０（ａ）に示すように、全体造形物モデル１７０は、複数の単位造形物に対応した単位造形物モデル１７０ａ、１７０ｂ、１７０ｃの輪郭線によって構成されている。図２１は、図２０（ｂ）の全体造形物モデル１７０を位置ＰＴ１００でスライスしたスライスモデル（以下、全体スライスモデルという。）１７２である。図２１に示すように、このような全体スライスモデル１７２は、全体造形物モデル１７０と同様に、複数の単位造形物モデル１７０ａ、１７０ｂ、１７０ｃの輪郭線１７３ａ、１７３ｂ、１７３ｃによって構成されている。全体スライスモデル１７２には、複数の輪郭線１７３ａ、１７３ｂ、１７３ｃが交差する交点１８４が存在することがあり得る。
【０００７】
そこで、全体スライスモデル１７２のスライス画像（以下、全体スライス画像という。）を作成することに先立って、ＣＡＤ装置などによって、全体スライスモデル１７２の輪郭線上を追跡することで、複数の輪郭線１７３ａ、１７３ｂ、１７３ｃの中から、全体スライスモデル１７２の全体を示す輪郭線であって、造形領域と非造形領域とを区別するための輪郭線を得ること（ピーリング）を行う。例えば、ＣＡＤ装置は、図２１の輪郭線１７３ａ上の矢印のように、輪郭線１７３ａ上を追跡している場合、交点１８４では、輪郭線１７３ａから他の輪郭線に乗り移ることが行われる。しかしながら、交点１８４では、乗り移ることが可能な輪郭線が複数存在する。具体的には、交点１８４において、乗り移ることが可能な輪郭線は、輪郭線１７３ｂおよび輪郭線１７３ｃの２つである。そのため、本来なら、輪郭線１７３ｃに乗り移るべきであるが、他の輪郭線である輪郭線１７３ｂに乗り移るおそれがあった。その輪郭線１７３ｂに乗り移った場合、全体スライスモデル１７２に関するピーリングを正しく行うことができないため、所望の全体スライス画像を作成することができないおそれがあった。所望の全体スライス画像を作成できない場合、所望の全体造形物を造形することができない。
【０００８】
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、造形対象である対象造形物を造形する３次元造形装置において、所望のスライス画像を得ることが可能なスライス画像作成装置、３次元造形システム、および、スライス画像作成方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係るスライス画像作成装置は、造形対象である対象造形物を造形する３次元造形装置において、前記対象造形物を造形するためのスライス画像である対象スライス画像を作成するスライス画像作成装置である。前記スライス画像作成装置は、記憶部と、トポロジー構築部と、分割判定部と、分割部と、スライスモデル作成部と、スライス画像作成部と、合成部とを備えている。前記記憶部は、前記対象造形物に対応した３次元モデルである対象造形物モデルを記憶する。前記トポロジー構築部は、前記対象造形物モデルを構成する頂点、稜線、および面の隣接関係を求めて、前記隣接関係を示したトポロジーリストを作成する。前記分割判定部は、前記対象造形物モデルの前記稜線のうち、前記面と接する数が４である前記稜線が存在するか否かを前記トポロジーリストから判定する。前記分割部は、前記分割判定部によって、前記面と接する数が４である前記稜線が存在すると判定された場合、前記面と接する数が４である前記稜線を境にして、前記対象造形物モデルを少なくとも第１分割造形物モデルと第２分割造形物モデルとに分割する。前記スライスモデル作成部は、前記第１分割造形物モデルおよび前記第２分割造形物モデルをそれぞれ所定の間隔にスライスして、前記第１分割造形物モデルのスライスモデルである第１分割スライスモデル、および、前記第２分割造形物モデルのスライスモデルである第２分割スライスモデルをそれぞれ複数作成する。前記スライス画像作成部は、前記第１分割スライスモデルおよび前記第２分割スライスモデルの領域を前記３次元造形装置が造形する分割造形領域と、造形しない分割非造形領域とに分割することで、前記第１分割スライスモデルの画像である第１分割スライス画像と、前記第２分割スライスモデルの画像である第２分割スライス画像とを作成する。前記合成部は、前記第１分割スライス画像と、前記第１分割スライス画像と同一層の前記第２分割スライス画像とを重ね合わせ、重ね合わせた領域のうち、前記第１分割スライス画像および前記第２分割スライス画像の少なくとも何れか一方が前記分割造形領域である領域を前記３次元造形装置が造形する対象造形領域とし、前記重ね合わせた領域のうち、前記第１分割スライス画像および前記第２分割スライス画像が共に前記分割非造形領域である領域を前記３次元造形装置が造形しない対象非造形領域とすることで、前記対象スライス画像を作成する。
【００１０】
前記スライス画像作成装置によれば、対象造形物モデルの稜線のうち、面と接する数が４である稜線が存在する場合、その対象造形物モデルは、コンピュータプログラムが立体と認識できないノンマニフォールドなモデルである。対象造形物モデルがノンマニフォールドなモデルの場合、コンピュータプログラムがその対象造形物モデルを立体と認識しないため、従来では、対象造形物モデルに対応した対象スライス画像を作成することができず、所望の対象スライス画像を作成することができない。しかし、例えば、稜線を境にしてトポロジー群ごとに対象造形物モデルを分割することが可能な稜線が存在する場合、その分割することが可能な稜線を境にして、対象造形物モデルを複数の分割造形物モデル（例えば、第１分割造形物モデルと第２分割造形物モデル）に分割することができる。具体的には、面と接する数が４である稜線を境にして、対象造形物モデルを分割することで、分割後のモデルである第１分割造形物モデルおよび第２分割造形物モデルを、コンピュータプログラムが立体と認識することができるマニフォールドなモデルとすることができる。よって、第１分割造形物モデルの画像である第１分割スライス画像、および、第２分割造形物モデルの画像である第２分割スライス画像を作成し、作成した第１分割スライス画像と第２分割スライス画像とを合成することで対象スライス画像を作成することができる。このことによって、従来のように、対象造形物モデルに関するピーリングが行われないため、所望の対象スライスモデルの輪郭線が得られないという問題を回避することができる。したがって、前記スライス画像作成装置によれば、所望の対象スライス画像を得ることができる。
【００１１】
本発明に係る他のスライス画像作成装置は、造形対象である対象造形物を造形する３次元造形装置において、前記対象造形物を造形するためのスライス画像である対象スライス画像を作成するスライス画像作成装置である。前記スライス画像作成装置は、記憶部と、トポロジー構築部と、分割判定部と、分割部と、スライスモデル作成部と、スライス画像作成部と、合成部とを備えている。前記記憶部は、前記対象造形物に対応した３次元モデルである対象造形物モデルを記憶する。前記トポロジー構築部は、前記対象造形物モデルを構成する頂点、稜線、および面の隣接関係を求めて、前記隣接関係を示したトポロジーリストを作成する。前記分割判定部は、前記対象造形物モデルの前記稜線において、全ての前記稜線が接する前記面の数が２であるか否かを判定する。前記分割部は、前記分割判定部によって、全ての前記稜線が接する前記面の数が２であると判定された場合、前記トポロジーリストを分割することが可能なトポロジー群の数を算出し、前記トポロジー群の数が複数の場合、前記対象造形物モデルを前記トポロジー群の数に分割し、前記分割したモデルの何れか２つを第１分割造形物モデルと第２分割造形物モデルとにする。前記スライスモデル作成部は、前記第１分割造形物モデルおよび前記第２分割造形物モデルをそれぞれ所定の間隔にスライスして、前記第１分割造形物モデルのスライスモデルである第１分割スライスモデル、および、前記第２分割造形物モデルのスライスモデルである第２分割スライスモデルをそれぞれ複数作成する。前記スライス画像作成部は、前記第１分割スライスモデルおよび前記第２分割スライスモデルの領域を前記３次元造形装置が造形する分割造形領域と、造形しない分割非造形領域とに分割することで、前記第１分割スライスモデルの画像である第１分割スライス画像と、前記第２分割スライスモデルの画像である第２分割スライス画像とを作成する。前記合成部は、前記第１分割スライス画像と、前記第１分割スライス画像と同一層の前記第２分割スライス画像とを重ね合わせ、重ね合わせた領域のうち、前記第１分割スライス画像および前記第２分割スライス画像の少なくとも何れか一方が前記分割造形領域である領域を前記３次元造形装置が造形する対象造形領域とし、前記重ね合わせた領域のうち、前記第１分割スライス画像および前記第２分割スライス画像が共に前記分割非造形領域である領域を前記３次元造形装置が造形しない分割非造形領域とすることで、前記対象スライス画像を作成する。
【００１２】
前記スライス画像作成装置によれば、全ての稜線が接する面の数が２であって、トポロジー群の数が複数である場合、対象造形物モデルを、トポロジー群の数に分割することができる。よって、例えば、分割後の第１分割造形物モデルに対応した第１分割スライス画像、および、第２分割造形物モデルに対応した第２分割スライス画像を作成し、作成した第１分割スライス画像と第２分割スライス画像とを合成することで対象スライス画像を作成することができる。したがって、従来のように、対象造形物モデルに関するピーリングが行われないため、所望の対象スライスモデルの輪郭線が得られないという問題を回避することができると共に、所望の対象スライス画像を得ることができる。
【００１３】
本発明に係る他のスライス画像作成装置は、造形対象である対象造形物を造形する３次元造形装置において、前記対象造形物を造形するためのスライス画像である対象スライス画像を作成するスライス画像作成装置である。前記スライス画像作成装置は、記憶部と、トポロジー構築部と、分割判定部と、分割部と、スライスモデル作成部と、スライス画像作成部と、合成部とを備えている。前記記憶部は、前記対象造形物に対応した３次元モデルである対象造形物モデルを記憶する。前記トポロジー構築部は、前記対象造形物モデルを構成する頂点、稜線、および面の隣接関係を求めて、前記隣接関係を示したトポロジーリストを作成する。前記分割判定部は、前記トポロジーリストを分割することが可能なトポロジー群の数を算出し、前記トポロジー群の数が複数の場合であって、前記対象造形物モデルの前記頂点のうち、前記頂点を境にして、前記トポロジー群ごとに前記対象造形物モデルを分割することが可能な前記頂点が存在するか否かを判定する。前記分割部は、前記分割判定部によって、前記分割することが可能な前記頂点が存在すると判定された場合、前記分割することが可能な前記頂点を境にして、前記対象造形物モデルを少なくとも第１分割造形物モデルと第２分割造形物モデルとに分割する。前記スライスモデル作成部は、前記第１分割造形物モデルおよび前記第２分割造形物モデルをそれぞれ所定の間隔にスライスして、前記第１分割造形物モデルのスライスモデルである第１分割スライスモデル、および、前記第２分割造形物モデルのスライスモデルである第２分割スライスモデルをそれぞれ複数作成する。前記スライス画像作成部は、前記第１分割スライスモデルおよび前記第２分割スライスモデルの領域を前記３次元造形装置が造形する分割造形領域と、造形しない分割非造形領域とに分割することで、前記第１分割スライスモデルの画像である第１分割スライス画像と、前記第２分割スライスモデルの画像である第２分割スライス画像とを作成する。前記合成部は、前記第１分割スライス画像と、前記第１分割スライス画像と同一層の前記第２分割スライス画像とを重ね合わせ、重ね合わせた領域のうち、前記第１分割スライス画像および前記第２分割スライス画像の少なくとも何れか一方が前記分割造形領域である領域を前記３次元造形装置が造形する対象造形領域とし、前記重ね合わせた領域のうち、前記第１分割スライス画像および前記第２分割スライス画像が共に前記分割非造形領域である領域を前記３次元造形装置が造形しない対象非造形領域とすることで、前記対象スライス画像を作成する。
【００１４】
前記スライス画像作成装置によれば、対象造形物モデルのトポロジー群の数が複数であって、対象造形物モデルの頂点のうち、頂点を境にしてトポロジー群ごとに分割することが可能な頂点が存在する場合、その分割することが可能な頂点を境にして、対象造形物モデルを複数の分割造形物モデルに分割することができる。よって、例えば、分割後の第１分割造形物モデルに対応した第１分割スライス画像、および、第２分割造形物モデルに対応した第２分割スライス画像を作成し、作成した第１分割スライス画像と第２分割スライス画像とを合成することで対象スライス画像を作成することができる。したがって、従来のように、対象造形物モデルに関するピーリングが行われないため、所望の対象スライスモデルの輪郭線が得られないという問題を回避することができると共に、所望の対象スライス画像を得ることができる。
【００１５】
本発明の好ましい一態様によれば、前記第１分割造形物モデルおよび第２分割造形物モデルは、マニフォールドなモデルである。
【００１６】
上記態様によれば、第１分割造形物モデルおよび第２分割造形物モデルは、コンピュータプログラムが立体と認識するマニフォールドなモデルであるため、第１分割造形物モデルに対応した第１分割スライス画像、および、第２分割造形物モデルに対応した第２分割スライス画像をより確実に作成することができる。
【００１７】
本発明の好ましい他の一態様によれば、前記スライス画像作成部は、前記分割造形領域と前記分割非造形領域とに対して異なる色を施す。前記合成部は、前記対象造形領域と前記対象非造形領域とに対して異なる色を施す。
【００１８】
上記態様によれば、第１分割スライス画像、第２分割スライス画像、および、対象スライス画像では、造形領域（分割造形領域、および、対象造形領域）と、非造形領域（分割非造形領域、および、対象非造形領域）とをそれぞれ異なる色で表現している。そのため、第１分割スライス画像と第２分割スライス画像から対象スライス画像を得る演算は、各画素のピクセル値を比較するだけの単純な演算となる。よって、合成前のスライス画像である第１分割スライス画像および第２分割スライス画像における、それぞれの分割造形領域同士および分割非造形領域同士の演算が容易になる。また、複数の輪郭線を有するスライスモデルに対してピーリングにより対象スライス画像を得る従来の複雑な演算方法に比べ、複数の輪郭線の多重交点で生じやすいピーリングによる演算の破綻が生じることがない。よって、良好な演算結果を得ると共に演算量を削減することができる。さらに、データの容量を小さくすることができる。
したがって、処理時間を短縮することができる。
【００１９】
本発明の好ましい他の一態様によれば、前記記憶部に記憶された前記対象造形物モデルに対して、前処理である平滑化処理を行う前処理部を備えている。前記トポロジー構築部は、前記前処理部によって前記平滑化処理が行われた前記対象造形物モデルから前記トポロジーリストを作成する。
【００２０】
上記態様によれば、前処理部によって対象造形物モデルを平滑化することで、対象造形物モデルのデータ量を小さくすることができる。そのため、トポロジー構築部と、分割判定部と、分割部と、スライスモデル作成部と、スライス画像作成部と、合成部とは、前処理部によってデータ量が小さくなった対象造形物モデルを用いることができる。したがって、演算負荷を好適に小さくすることができる。
【００２１】
本発明に係る３次元造形システムは、前記３次元造形装置と、上述した何れかに記載されたスライス画像作成装置と、を備えている。
【００２２】
上記態様によれば、上述した何れかに記載されたスライス画像作成装置を備えた３次元造形システムを提供することができる。
【００２３】
本発明に係るスライス画像作成方法は、造形対象である対象造形物を造形する３次元造形装置において、前記対象造形物を造形するためのスライス画像である対象スライス画像を作成するスライス画像作成方法である。前記スライス画像作成方法は、トポロジー構築工程と、分割判定工程と、分割工程と、スライスモデル作成工程と、スライス画像作成工程と、合成工程とを包含する。前記トポロジー構築工程では、前記対象造形物に対応した３次元モデルである対象造形物モデルを構成する頂点、稜線、および面の隣接関係を求めて、前記隣接関係を示したトポロジーリストを作成する。前記分割判定工程では、前記対象造形物モデルの前記稜線のうち、前記面と接する数が４である前記稜線が存在するか否かを前記トポロジーリストから判定する。前記分割工程では、前記分割判定工程において、前記面と接する数が４である前記稜線が存在すると判定した場合、前記面と接する数が４である前記稜線を境にして、前記対象造形物モデルを少なくとも第１分割造形物モデルと第２分割造形物モデルとに分割する。前記スライスモデル作成工程では、前記第１分割造形物モデルおよび前記第２分割造形物モデルをそれぞれ所定の間隔にスライスして、前記第１分割造形物モデルのスライスモデルである第１分割スライスモデル、および、前記第２分割造形物モデルのスライスモデルである第２分割スライスモデルをそれぞれ複数作成する。前記スライス画像作成工程では、前記第１分割スライスモデルおよび前記第２分割スライスモデルの領域を前記３次元造形装置が造形する分割造形領域と、造形しない分割非造形領域とに分割することで、前記第１分割スライスモデルの画像である第１分割スライス画像と、前記第２分割スライスモデルの画像である第２分割スライス画像とを作成する。前記合成工程では、前記第１分割スライス画像と、前記第１分割スライス画像と同一層の前記第２分割スライス画像とを重ね合わせ、重ね合わせた領域のうち、前記第１分割スライス画像および前記第２分割スライス画像の少なくとも何れか一方が前記分割造形領域である領域を前記３次元造形装置が造形する対象造形領域とし、前記重ね合わせた領域のうち、前記第１分割スライス画像および前記第２分割スライス画像が共に前記分割非造形領域である領域を前記３次元造形装置が造形しない対象非造形領域とすることで、前記対象スライス画像を作成する。
【００２４】
本発明に係る他のスライス画像作成方法は、造形対象である対象造形物を造形する３次元造形装置において、前記対象造形物を造形するためのスライス画像である対象スライス画像を作成するスライス画像作成方法である。前記スライス画像作成方法は、トポロジー構築工程と、分割判定工程と、分割工程と、スライスモデル作成工程と、スライス画像作成工程と、合成工程とを包含する。前記トポロジー構築工程では、前記対象造形物に対応した３次元モデルである対象造形物モデルを構成する頂点、稜線、および面の隣接関係を求めて、前記隣接関係を示したトポロジーリストを作成する。前記分割判定工程では、前記対象造形物モデルの前記稜線において、全ての前記稜線が接する前記面の数が２であるか否かを判定する。前記分割工程では、前記分割判定工程において、全ての前記稜線が接する前記面の数が２であると判定した場合、前記トポロジーリストを分割することが可能なトポロジー群の数を算出し、前記トポロジー群の数が複数の場合、前記対象造形物モデルを前記トポロジー群の数に分割し、前記分割したモデルの何れか２つを第１分割造形物モデルと第２分割造形物モデルとにする。前記スライスモデル作成工程では、前記第１分割造形物モデルおよび前記第２分割造形物モデルをそれぞれ所定の間隔にスライスして、前記第１分割造形物モデルのスライスモデルである第１分割スライスモデル、および、前記第２分割造形物モデルのスライスモデルである第２分割スライスモデルをそれぞれ複数作成する。前記スライス画像作成工程では、前記第１分割スライスモデルおよび前記第２分割スライスモデルの領域を前記３次元造形装置が造形する分割造形領域と、造形しない分割非造形領域とに分割することで、前記第１分割スライスモデルの画像である第１分割スライス画像と、前記第２分割スライスモデルの画像である第２分割スライス画像とを作成する。前記合成工程では、前記第１分割スライス画像と、前記第１分割スライス画像と同一層の前記第２分割スライス画像とを重ね合わせ、重ね合わせた領域のうち、前記第１分割スライス画像および前記第２分割スライス画像の少なくとも何れか一方が前記分割造形領域である領域を前記３次元造形装置が造形する対象造形領域とし、前記重ね合わせた領域のうち、前記第１分割スライス画像および前記第２分割スライス画像が共に前記分割非造形領域である領域を前記３次元造形装置が造形しない分割非造形領域とすることで、前記対象スライス画像を作成する。
【００２５】
本発明に係る他のスライス画像作成方法は、造形対象である対象造形物を造形する３次元造形装置において、前記対象造形物を造形するためのスライス画像である対象スライス画像を作成するスライス画像作成方法である。前記スライス画像作成方法は、トポロジー構築工程と、分割判定工程と、分割工程と、スライスモデル作成工程と、スライス画像作成工程と、合成工程とを包含する。前記トポロジー構築工程では、前記対象造形物に対応した対象造形物モデルを構成する頂点、稜線、および面の隣接関係を求めて、前記隣接関係を示したトポロジーリストを作成する。前記分割工程では、前記トポロジーリストを分割することが可能なトポロジー群の数を算出し、前記トポロジー群の数が複数の場合であって、前記対象造形物モデルの前記頂点のうち、前記頂点を境にして、前記トポロジー群ごとに前記対象造形物モデルを分割することが可能な前記頂点が存在するか否かを判定する。前記分割工程では、前記分割判定工程において、前記分割することが可能な前記頂点が存在すると判定した場合、前記分割することが可能な前記頂点を境にして、前記対象造形物モデルを少なくとも第１分割造形物モデルと第２分割造形物モデルとに分割する。前記スライスモデル作成工程では、前記第１分割造形物モデルおよび前記第２分割造形物モデルをそれぞれ所定の間隔にスライスして、前記第１分割造形物モデルのスライスモデルである第１分割スライスモデル、および、前記第２分割造形物モデルのスライスモデルである第２分割スライスモデルをそれぞれ複数作成する。前記スライス画像作成工程では、前記第１分割スライスモデルおよび前記第２分割スライスモデルの領域を前記３次元造形装置が造形する分割造形領域と、造形しない分割非造形領域とに分割することで、前記第１分割スライスモデルの画像である第１分割スライス画像と、前記第２分割スライスモデルの画像である第２分割スライス画像とを作成する。前記合成工程では、前記第１分割スライス画像と、前記第１分割スライス画像と同一層の前記第２分割スライス画像とを重ね合わせ、重ね合わせた領域のうち、前記第１分割スライス画像および前記第２分割スライス画像の少なくとも何れか一方が前記分割造形領域である領域を前記３次元造形装置が造形する対象造形領域とし、前記重ね合わせた領域のうち、前記第１分割スライス画像および前記第２分割スライス画像が共に前記分割非造形領域である領域を前記３次元造形装置が造形しない対象非造形領域とすることで、前記対象スライス画像を作成する。
【００２６】
本発明の好ましい他の一態様によれば、前記第１分割造形物モデルおよび第２分割造形物モデルは、マニフォールドなモデルである。
【００２７】
本発明の好ましい他の一態様によれば、前記スライス画像作成工程では、前記分割造形領域と前記分割非造形領域とに対して異なる色を施す。前記合成工程では、前記対象造形領域と前記対象非造形領域とに対して異なる色を施す。
【００２８】
本発明の好ましい他の一態様によれば、前記対象造形物モデルに対して、前処理である平滑化処理を行う前処理工程を包含する。前記トポロジー構築工程では、前記前処理工程で前記平滑化処理を行った前記対象造形物モデルから前記トポロジーリストを作成する。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、造形する対象造形物に対応する所望の対象スライス画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】第１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】３次元造形システムの平面図である。
【図３】対象造形物モデルの例を示した図であり、対象造形物モデルの斜視図である。
【図４】図３の対象造形物モデルのトポロジーリストを示した図である。
【図５】３次元造形システムのブロック図である。
【図６】対象スライス画像を作成する手順を示したフローチャートである。
【図７】対象造形物モデルの例を示す図であり、対象造形物モデルの斜視図である。
【図８】図７の対象造形物モデルのトポロジーリストを示す図である。
【図９】対象造形物モデルの例を示す図であり、対象造形物モデルの斜視図である。
【図１０】図９の対象造形物モデルのトポロジーリストを示す図である。
【図１１】図７の対象造形物モデルを分割した後のトポロジーリストを示す図である。
【図１２】対象造形物モデルの例を示す図であり、対象造形物モデルの斜視図である。
【図１３】第１分割スライスモデルの例を示す図である。
【図１４】第２分割スライスモデルの例を示す図である。
【図１５】第１分割スライス画像を示す図である。
【図１６】第２分割スライス画像を示す図である。
【図１７】対象スライス画像を示す図である。
【図１８】第２実施形態に係る対象造形物モデルの斜視図である。
【図１９】図１８の対象造形物モデルのトポロジーリストを示す図である。
【図２０】図２０（ａ）は、従来技術における全体造形物モデルの斜視図であり、図２０（ｂ）は、全体造形物モデルの側面図である。
【図２１】図２０（ｂ）の全体造形物モデルを位置ＰＴ１００でスライスした全体スライスモデルを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
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画像作成装置を備えた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。
【００３２】
＜第１実施形態＞
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、Ｒｒ、Ｌ、Ｒは、それぞれ前、後、左、右を示している。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。
【００３３】
３次元造形システム１０は、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、スライス画像作成装置１００（図５参照）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用意し、液体の光硬化性樹脂を硬化させて断面形状に対応した形状の樹脂層を順次積層することによって、３次元造形物を造形する装置である。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。「光硬化性樹脂」とは、所定の波長を含む光が照射されると、硬化する樹脂である。３次元造形装置１０Ａは、台１１と、槽１２と、ホルダ１３と、光学装置１４と、制御装置１６とを備えている。
【００３４】
台１１は、ケース２５に支持されている。台１１には、光硬化性樹脂２３に照射する光を通過させる開口２１が形成されている。槽１２は、液体の光硬化性樹脂２３を収容する。槽１２は、台１１上に取り付け可能に載置されている。図２に示すように、槽１２は、台１１に載置された状態において、台１１の開口２１を覆う。槽１２は、光を透過させることのできる材料、例えば、透明な材料によって形成されているとよい。
【００３５】
図１に示すように、ホルダ１３は、槽１２の上方、かつ、台１１の開口２１の上方に配置されている。ホルダ１３は、下降したときに槽１２内の光硬化性樹脂２３に浸漬し、上昇するときに、光が照射されて硬化した光硬化性樹脂２３を吊り上げるように昇降自在に構成されている。ここでは、台１１には、上下方向に延びた支柱４１が設けられている。支柱４１の前方には、スライダ４２が取り付けられている。スライダ４２は、支柱４１に沿って昇降自在であり、モータ４３によって上方または下方に移動する。ここでは、ホルダ１３は、スライダ４２に取り付けられており、支柱４１の前方に配置されている。ホルダ１３は、モータ４３によって上方または下方に移動する。
【００３６】
光学装置１４は、台１１の下方に配置されている。光学装置１４は、槽１２内に収容された液体の光硬化性樹脂２３に所定の波長からなる光を照射する装置である。光学装置１４は、台１１の下方に設けられたケース２５に収容されている。光学装置１４は、プロジェクタ３１と、ミラー３２とを備えている。プロジェクタ３１は、光を発する光源であり、台１１の前部の下方に配置されている。プロジェクタ３１は、ホルダ１３よりも前方に配置されている。プロジェクタ３１の後部には、レンズ（図示せず）が配置されている。プロジェクタ３１は、レンズを通じて前方から後方に向かって光を発する。ミラー３２は、プロジェクタ３１から発せられた光を槽１２に向かって反射させる部材である。ミラー３２は、台１１に形成された開口２１の下方、かつ、プロジェクタ３１の後方に配置されている。プロジェクタ３１から発せられた光は、ミラー３２によって反射され、台１１の開口２１を通じて槽１２内の光硬化性樹脂２３に照射される。
【００３７】
制御装置１６は、ホルダ１３が取り付けられたスライダ４２を昇降自在に制御するモータ４３、および、光学装置１４のプロジェクタ３１に接続されている。制御装置１６は、モータ４３を駆動することによって、スライダ４２およびホルダ１３を上方または下方に移動させる。制御装置１６は、プロジェクタ３１から発せられる光のエネルギー、光度、光量、光の波長帯域、光の形状、光を照射させる位置および光を発するタイミングなどを制御する。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。
【００３８】
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。３次元造形装置１０Ａにおいて、造形対象である対象造形物を造形する際、ＣＡＤ装置などを用いて対象造形物に対応した対象造形物モデルを作成する。そして、対象造形物モデルを所定の間隔でスライスすることで、対象造形物の断面形状に対応した対象スライスモデルを複数作成する。ここでは、対象スライスモデルのデータとは、ＳＴＬデータのことである。
【００３９】
この対象スライスモデルは、造形する造形領域と、造形しない非造形領域とに分割される。ここでは、造形領域と非造形領域とにおいて、それぞれ異なる色を施すことによって、対象スライスモデルの対象スライス画像を作成する。例えば、造形領域には白色を施し、非造形領域には黒色を施すことによって、対象スライス画像を作成する。
【００４０】
３次元造形装置１０Ａは、作成した対象スライス画像を用いて、光学装置１４のプロジェクタ３１から発せられた光の照射位置を制御する。例えば、硬化する光硬化性樹脂２３の位置を適宜変更することで、造形領域に位置する光硬化性樹脂２３を硬化させ、非造形領域に位置する光硬化性樹脂２３を硬化させないようにする。このことによって、対象スライス画像に沿った断面形状を造形することができる。そして、ホルダ１３を順次上昇させることによって、硬化した樹脂層が下方に向かって連続的に形成されることで、所望の対象造形物が造形される。
【００４１】
ところで、対象造形物が、複数の単位造形物を組み合わせた全体造形物であることがあり得る。図２０（ａ）に示すように、このような全体造形物に対応した全体造形物モデル１７０は、複数の単位造形物の単位造形物モデル１７０ａ、１７０ｂ、１７０ｃの輪郭線によって構成されている。また、図２１に示すように、全体造形物モデル１７０を位置ＰＴ１００でスライスした全体スライスモデル１７２は、全体造形物モデル１７０と同様に、複数の輪郭線１７３ａ、１７３ｂ、１７３ｃによって構成されている。例えば、全体スライスモデル１７２には、複数の輪郭線１７３ａ、１７３ｂ、１７３ｃが交差する交点１８４が存在することがあり得る。
【００４２】
従来では、全体スライスモデル１７２のスライス画像である全体スライス画像を作成することに先立って、ＣＡＤ装置などによって、全体スライスモデル１７２の輪郭線上を追跡することが行われる。全体スライスモデル１７２の輪郭線上を追跡することで、複数の輪郭線１７３ａ、１７３ｂ、１７３ｃの中から、全体スライスモデル１７２の全体を示す輪郭線であって、造形領域と非造形領域とを区別するための輪郭線を得るためのピーリングを行うことができる。例えば、ＣＡＤ装置は、図２１に示した輪郭線１７３ａ上の矢印のように、輪郭線１７３ａ上を追跡している場合、交点１８４では、輪郭線１７３ａから他の輪郭線に乗り移ることが行われる。しかしながら、交点１８４では、乗り移ることが可能な輪郭線が複数存在する。具体的には、交点１８４において、乗り移ることが可能な輪郭線は、輪郭線１７３ｂおよび輪郭線１７３ｃの２つである。そのため、本来なら、輪郭線１７３ｃに乗り移るべきであるが、他の輪郭線である輪郭線１７３ｂに乗り移るおそれがあった。仮に、その輪郭線１７３ｂに乗り移った場合、全体スライスモデル１７２に関するピーリングを正しく行うことができないため、所望の全体スライス画像を作成することができないおそれがあった。所望の全体スライス画像を作成できない場合、所望の全体造形物を造形することができない。
【００４３】
そこで、本実施形態では、スライス画像作成装置１００が、他の手法を用いて所望のスライス画像を得ることを行う。
【００４４】
ところで、コンピュータプログラムにおいて、対象造形物モデルは一つの造形物のモデルであると認識されている。そこで、本願出願人は、対象造形物モデルに対して、トポロジーの再構築をすることによって、コンピュータプログラム上において、対象造形物モデルを適切に分割することができることを見出した。ここでは、トポロジーの再構築によって分割された、単位造形物である３次元モデルを「分割造形物モデル」と称する。なお、トポロジーの再構築の詳細は後述する。そして、分割造形物モデルごとに、複数のスライスモデル（以下、分割スライスモデルという。）、および、複数のスライス画像（以下、分割スライス画像という。）を作成した後に、同一層の分割スライス画像同士を合成することで、対象造形物モデルの対象スライス画像を複数作成することができることを見出した。ここでは、複数の分割スライス画像を合成するとは、複数の分割スライス画像を重ね合わせることである。本実施形態に係る対象スライス画像を作成する手法を用いることで、上述したような問題が発生することなく所望の対象スライス画像を作成することができる。
【００４５】
次に、「トポロジーの再構築」について説明する。図３は、対象造形物モデル７０の例を示した図であり、対象造形物モデル７０の斜視図である。図３に示すように、対象造形物モデル７０は、頂点、稜線、および面から構成されている。稜線は、頂点と頂点とを結ぶ線である。面は、稜線によって囲まれたものである。例えば、図３の例では、稜線Ｅ１は、頂点Ｖ１と頂点Ｖ２とを結ぶ線である。面Ｆ１は、稜線Ｅ１〜Ｅ４によって囲まれたものである。ここでは、数字が添えられた符号Ｖは頂点を示している。数字が添えられた符号Ｅは稜線を示している。数字が添えられた符号Ｆは、面を示している。ここでは、トポロジーとは、頂点、稜線、および、面のうち何れかの隣接関係を示したものである。なお、対象造形物モデル７０は、トポロジーが既に構築された状態であるといえる。本実施形態では、トポロジーが既に構築された対象造形物モデル７０に対して、一度、頂点、稜線、および、面の隣接関係を構築し直して、各隣接関係を明確にする。本実施形態では、頂点、稜線、および、面の隣接関係を構築し直すことを、「トポロジーの再構築」と称する。
【００４６】
トポロジーの再構築を行った際、頂点、稜線、および、面のうち何れかの隣接関係を示したリストが作成される。ここでは、頂点、稜線、および、面の隣接関係を示したリストのことを「トポロジーリスト」と称する。例えば、図４は、図３の対象造形物モデル７０のトポロジーリスト７５であり、稜線および面の隣接関係を示したトポロジーリスト７５である。図４に示すように、トポロジーリスト７５は、例えば、ツリー構造で表現される。例えば、トポロジーリスト７５では、稜線Ｅ１が面Ｆ１、Ｆ２と接している。また、トポロジーリスト７５では、面Ｆ１が稜線Ｅ１〜Ｅ４と接し、面Ｆ２が稜線Ｅ１、Ｅ５〜Ｅ７と接している。
【００４７】
トポロジーの再構築を行うことによって、対象造形物モデルがマニフォールドなモデルか、ノンマニフォールドなモデルかを判定することができる。ここで、マニフォールドなモデルとは、コンピュータプログラムが立体として認識できるモデルのことである。ノンマニフォールドなモデルとは、コンピュータプログラムが立体として認識することができないモデルのことである。対象造形物モデルがマニフォールドなモデルの場合、コンピュータプログラムにおいて、立体であると認識することができるため、対象造形物モデルの所望の対象スライス画像を作成することが可能となる。なお、図３の対象造形物モデル７０は、マニフォールドなモデルであり、所望の対象スライス画像を作成することが可能なモデルである。
【００４８】
しかしながら、対象造形物モデルがノンマニフォールドなモデルの場合、コンピュータプログラムが、対象造形物モデルを立体ではないと認識するため、対象スライス画像を適切に作成することができないおそれがある。しかしながら、本願出願人は、対象造形物モデルがノンマニフォールドなモデルであっても、対象造形物モデルを分割することで、コンピュータプログラムが、対象造形物モデルが複数のマニフォールドな分割造形物モデルを組み合わせたモデルであると認識することができることがあることを見出した。そして、ノンマニフォールドな対象造形物モデルであっても、分割した複数の分割造形物モデルに対応した対象スライス画像を適切に作成することができることを見出した。対象造形物モデルがマニフォールドなモデルであるか、ノンマニフォールドなモデルであるかの判定方法、および、対象造形物モデルがノンマニフォールドなモデルである場合、どのような場合に対象造形物モデルを複数の分割造形物モデルに分割することができるかの詳細な説明は後述する。
【００４９】
次に、スライス画像作成装置１００について説明する。図５は、スライス画像作成装置１００のブロック図である。スライス画像作成装置１００は、３次元造形装置１０Ａと別体であってもよいし、３次元造形装置１０Ａに内蔵されていてもよい。例えば、スライス画像作成装置１００は、コンピュータであり、ＣＰＵ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。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、対象スライス画像を作成する。スライス画像作成装置１００は、３次元造形装置１０Ａの制御装置１６に接続されている。スライス画像作成装置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。
【００５０】
図５に示すように、スライス画像作成装置１００は、記憶部５２と、前処理部５４と、トポロジー構築部５６と、分割判定部５８と、分割部５９と、スライスモデル作成部６０と、スライス画像作成部６２と、合成部６４と、を備えている。なお、上述した各部は、ソフトウェアによって構成されていてもよいし、ハードウェアによって構成されていてもよい。
【００５１】
図６は、対象スライス画像を作成する手順を示したフローチャートである。図７は、対象造形物モデル８０の例であり、対象造形物モデル８０の斜視図である。ここでは、図７の対象造形物モデル８０を、複数の分割造形物モデルに分割し、その後、複数の分割造形物モデルの対象スライス画像を作成する手順について、図６のフローチャートを用いて説明する。
【００５２】
なお、ここでは、記憶部５２には、対象造形物に対応する対象造形物モデル８０のデータが予め記憶されているものとする。対象造形物モデル８０のデータは、例えば、ユーザの操作によって、記憶媒体または他のコンピュータ（図示せず）から記憶部５２に読み込まれる。対象造形物モデル８０は、例えば、ＸＹＺ直交座標系の複数の点の集合で特定されるものであり、３次元モデルである。対象造形物モデル８０では、複数のポリゴンを組み合わせることで、対象造形物を再現している。
【００５３】
まず、ステップＳ１０１では、前処理部５４は、記憶部５２に記憶された対象造形物モデル８０に対して、前処理を行う。対象造形物モデル８０は、造形対象である対象造形物の３次元形状を忠実に再現した詳細なデータであることが多い。対象造形物モデル８０をそのまま用いると、スライス画像作成装置１００における対象スライス画像８６の作成処理に多大な時間を要することがある。そこで、前処理部５４は、対象造形物モデル８０に対して前処理を行うことで、対象造形物モデル８０のデータ量を小さくすることが好ましい。ここでは、前処理部５４は、対象造形物モデル８０に対して平滑化処理を行う。例えば、平滑化処理として、対象造形物モデル８０を構成するポリゴンの数を減少させ、データ量を小さくする処理を行えばよい。平滑化処理の方法は特に限定されず、例えば、従来公知の平滑化処理の方法を適用することができる。例えば、平滑化処理の方法として、ガウス関数を使用してもよい。ここでは、平滑化処理が行われた対象造形物モデル８０のデータは、記憶部５２に記憶される。なお、ステップＳ１０１の前処理は、省略することが可能である。
【００５４】
次に、ステップＳ１０２では、トポロジー構築部５６は、対象造形物モデル８０に対して、トポロジーの再構築を行う。具体的には、ここでは、トポロジー構築部５６は、頂点、稜線、および面の隣接関係を構築し直し、図８のようなトポロジーリスト９０を作成する。
【００５５】
次に、ステップＳ１０３では、分割判定部５８は、対象造形物モデル８０のトポロジーリスト９０からトポロジー群の数を算出する。ここでは、分割候補となるモデルのトポロジーリストを一つのトポロジー群とする。例えば、図８のトポロジーリスト９０では、稜線Ｅ１１を境にして、２つのトポロジー群Ｔ１１、Ｔ１２に分けられる。よって、対象造形物モデル８０のトポロジー群は、「２」となる。
【００５６】
次に、ステップＳ１０４では、分割判定部５８は、対象造形物モデル８０を複数の分割造形物モデルに分割できるか否かを判定する。まず、ステップＳ１０４では、対象造形物モデル８０を構成する稜線に着目する。ここでは、まず、分割判定部５８は、対象造形物モデル８０を構成する稜線ごとに、その稜線が接する面の数を算出する。そして、分割判定部５８は、対象造形物モデル８０を構成する稜線のうち、全ての稜線において接する面の数が「２」の場合、対象造形物モデル８０がマニフォールドなモデルであると判定する。次に、ステップＳ１０５に進む。例えば、図３のような対象造形物モデル７０の場合、対象造形物モデル７０を構成する稜線のうち、全ての稜線において接する面の数が「２」である。そのため、対象造形物モデル７０は、マニフォールドなモデルである。この場合、次に、ステップＳ１０５に進む。
【００５７】
ステップＳ１０５では、分割判定部５８は、トポロジー群の数を判定する。トポロジー群の数が「１」の場合、対象造形物モデルを分割することができないため、対象造形物モデルを分割することなく、次に、ステップＳ１１０に進む。例えば、図３の対象造形物モデル７０では、図４に示すように、トポロジー群の数が「１」である。この場合、対象造形物モデル７０を分割することなく、次にステップＳ１１０に進む。
【００５８】
ステップＳ１０５において、トポロジー群の数が「１」以外、すなわち、複数の場合、次に、ステップＳ１０６に進む。ステップＳ１０６では、分割部５９は、トポロジー群の一つを一つの分割造形物モデルとし、対象造形物モデルをトポロジー群の数に分割する。例えば、図９は、対象造形物モデル８０ａの例を示す図であり、対象造形物モデル８０ａの斜視図である。図１０は、図９の対象造形物モデル８０ａのトポロジーリスト９０ａを示す図である。図９の対象造形物モデル８０ａの場合、図１０に示すように、トポロジー群Ｔ２１、Ｔ２２が存在し、トポロジー群の数が「２」である。この場合、分割部５９は、対象造形物モデル８０ａを、トポロジー群Ｔ２１を示す分割造形物モデル８０ａ１と、トポロジー群Ｔ２２を示す分割造形物モデル８０ａ２に分割する。その後、ステップＳ１１０に進む。
【００５９】
図６に示すように、ステップＳ１０４において、対象造形物モデルを構成する稜線のうち、何れかの稜線と接する面の数が「４」である場合、分割判定部５８は、対象造形物モデルがノンマニフォールドであるが、対象造形物モデルを複数の分割造形物モデルに分割することで、造形可能な造形物とすることができると判定する。例えば、図７に示す対象造形物モデル８０の場合、図８に示すように、稜線Ｅ１１が面Ｆ１１、Ｆ１２、Ｆ１３、Ｆ１４と接している。この場合、対象造形物モデル８０は、ノンマニフォールドなモデルであるが、複数の分割造形物モデルに分割することで、造形可能な造形物モデルとなる。この場合、次に、ステップＳ１０７に進む。
【００６０】
ステップＳ１０７では、分割部５９は、４つの面と接する稜線を境にして、対象造形物モデルを２つの分割造形物モデルに分割する。例えば、図７の対象造形物モデル８０の場合、図８に示すように、４つの面Ｆ１１、Ｆ１２、Ｆ１３、Ｆ１４と接する稜線Ｅ１１を境にして、分割部５９は、対象造形物モデル８０を、分割造形物モデル８１ａと、分割造形物モデル８１ｂに分割する。なお、図１１は、分割後の対象造形物モデル８０のトポロジーリスト９０’を示している。図１１に示すように、トポロジー群Ｔ１１は、図７の分割造形物モデル８１ａを示し、トポロジー群Ｔ１２は、図７の分割造形物モデル８１ｂを示している。そして、分割した後、ステップＳ１１０に進む。
【００６１】
図６に示すように、ステップＳ１０４において、対象造形物モデルを構成する稜線のうち、何れかの稜線と接する面の数が「２」または「４」以外の場合、次に、ステップＳ１０８に進む。例えば、図１２は、対象造形物モデル８０ｃの例を示す図であり、対象造形物モデル８０ｃの斜視図である。図１２の対象造形物モデル８０ｃの場合、稜線Ｅ３１は面Ｆ３１のみと接しており、稜線Ｅ３１と接する面の数が「１」である。この場合、次に、ステップＳ１０８に進む。
【００６２】
ステップＳ１０８では、分割判定部５８は、対象造形物モデル８０ｃがノンマニフォールドなモデルであり、かつ、分割すること不可能なモデルであると判定する。この場合、対象造形物モデル８０ｃを造形することができないと判定し、エラー処理を行い、処理を終了する。なお、スライス画像作成装置１００は、エラー処理として、ユーザに対してエラーメッセージを表示してもよい。
【００６３】
以上のようにして、対象造形物モデルを分割した後、ステップＳ１１０〜Ｓ１１２に沿って、対象スライス画像を作成する。まず、ステップＳ１１０では、スライスモデル作成部６０は、分割した分割造形物モデルから複数の分割スライスモデルを作成する。例えば、図７の対象造形物モデル８０は、ステップＳ１０７において、分割部５９によって、分割造形物モデル８１ａ（以下、第１分割造形物モデル８１ａと称する。）と、分割造形物モデル８１ｂ（以下、第２分割造形物モデル８１ｂと称する。）に分割されている。そこで、スライスモデル作成部６０は、第１分割造形物モデル８１ａ、および、第２分割造形物モデル８１ｂをそれぞれ所定の間隔でスライスすることで、第１分割造形物モデル８１ａ、および、第２分割造形物モデル８１ｂのそれぞれに対する、複数の分割スライスモデル（以下、それぞれ第１分割スライスモデル、および、第２分割スライスモデルと称する。）を作成する。なお、図１３は、第１分割スライスモデル８２ａの例を示す図である。図１４は、第２分割スライスモデル８２ｂの例を示す図である。ここでは、上記所定の間隔は、記憶部５２に予め記憶されている値である。分割造形物モデルをスライスする方向は、特に限定されず、例えば、左右方向であってもよいし、上下方向であってもよい。なお、第１分割造形物モデル８１ａと、第２分割造形物モデル８１ｂとをスライスする方向は、同じ方向である。
【００６４】
次に、ステップＳ１１１では、スライス画像作成部６２は、ステップＳ１１０で作成された第１分割スライスモデル８２ａを画像変換することで、図１５に示すような分割スライス画像８３ａ（以下、第１分割スライス画像８３ａという。）を作成する。同様に、スライス画像作成部６２は、第２分割スライスモデル８２ｂを画像変換することで、図１６に示すような分割スライス画像８３ｂ（以下、第２分割スライス画像８３ｂという。）を作成する。本実施形態では、第１分割スライス画像８３ａと、第２分割スライス画像８３ｂとを作成する手順は同様である。そのため、ここでは、第１分割スライス画像８３ａを作成する手順について説明し、第２分割スライス画像８３ｂを作成する手順に関する説明は省略する。
【００６５】
スライス画像作成部６２は、図１３の第１分割スライスモデル８２ａを２値画像に変換する。コンピュータ上において、画像はピクセルの集合である。スライス画像作成部６２は、第１分割スライスモデル８２ａにおいて、ピクセルごとに、そのピクセルが、造形する造形領域８４ａか、造形しない非造形領域８４ｂかを判定する。例えば、スライス画像作成部６２は、図１５に示すように、第１分割スライスモデル８２ａに対して、造形領域８４ａ内のピクセルを白色とし、非造形領域８４ｂ内のピクセルを黒色として、第１分割スライス画像８３ａを作成する。同様に、スライス画像作成部６２は、図１６に示すように、第２分割スライスモデル８２ｂに対して、造形領域８５ａ内のピクセルを白色とし、非造形領域８５ｂ内のピクセルを黒色として、第２分割スライス画像８３ｂを作成する。なお、図１５および図１６において、黒色に施された領域は、斜線によって表現されている。本実施形態では、造形領域８４ａ、８５ａは、本発明の「分割造形領域」に対応し、非造形領域８４ｂ、８５ｂは、本発明の「分割非造形領域」に対応する。
【００６６】
次に、ステップＳ１１２では、合成部６４は、第１分割スライス画像８３ａと第２分割スライス画像８３ｂとを合成することで、対象造形物モデル８０の対象スライス画像８６（図１７参照）を作成する。ここでは、合成部６４は、スライス画像作成部６２によって作成された複数の第１分割スライス画像のうち一つの第１分割スライス画像８３ａを抽出し、抽出した第１分割スライス画像８３ａと同一層の第２分割スライス画像８３ｂを抽出する。
【００６７】
そして、合成部６４は、抽出した第１分割スライス画像８３ａと、第２分割スライス画像８３ｂとを合成し、対象スライス画像８６を作成する。例えば、第１分割スライス画像８３ａと、第２分割スライス画像８３ｂとの合成は、以下のようにして行うことができる。まず、合成部６４は、抽出した第１分割スライス画像８３ａと、第２分割スライス画像８３ｂとのそれぞれの座標が一致するようにして、第１分割スライス画像８３ａと、第２分割スライス画像８３ｂとを重ねる。
【００６８】
次に、合成部６４は、重なった領域を判定する。ここで、重なった領域のうち、第１分割スライス画像８３ａの領域が造形領域８４ａである領域、または、第２分割スライス画像８３ｂの領域が造形領域８５ａである領域を、対象スライス画像８６の造形領域８６ａと判定する。換言すると、重なった領域のうち、第１分割スライス画像８３ａの領域と第２分割スライス画像８３ｂの領域との少なくとも何れか一方が造形領域である領域を対象スライス画像８６の造形領域８６ａと判定する。
【００６９】
一方、合成部６４は、重なった領域のうち、第１分割スライス画像８３ａの領域と第２分割スライス画像８３ｂの領域が共に非造形領域である領域を対象スライス画像８６の非造形領域８６ｂと判定する。その後、合成部６４は、造形領域８６ａ内のピクセルを白色に変換し、非造形領域８６ｂ内のピクセルを黒色に変換して、図１７に示すような対象スライス画像８６を作成する。なお、図１７において、黒色に施された領域は、斜線で表現されている。本実施形態では、造形領域８６ａは、本発明の「対象造形領域」に対応し、非造形領域８６ｂは、本発明の「対象非造形領域」に対応する。
【００７０】
なお、３次元造形装置１０Ａは、以上のようにして作成された対象スライス画像に沿った対象造形物を造形する。例えば、図１７の対象スライス画像８６を使用して、対象スライス画像８６に対応した断面形状を造形する。具体的には、造形領域８６ａである白色に施された領域に位置する光硬化性樹脂２３にプロジェクタ３１から発せられた光を照射させることで、造形領域８６ａに対応する領域に位置する光硬化性樹脂２３を硬化させる。一方、非造形領域８６ｂである黒色に施された領域に位置する光硬化性樹脂２３には、プロジェクタ３１から発せられた光を照射させない。このことによって、非造形領域８６ｂに対応する位置には、造形させないようにする。
【００７１】
以上のように、本実施形態では、図７に示すような対象造形物モデル８０のように、面と接する数が「４」である稜線Ｅ１１が存在する場合、対象造形物モデル８０は、コンピュータプログラムが立体と認識できないノンマニフォールドなモデルである。対象造形物モデル８０がノンマニフォールドなモデルの場合、コンピュータプログラムがそのモデルを立体と認識しないため、従来では、対象造形物モデル８０に対応した対象スライス画像を作成することができず、所望の対象スライス画像を作成することができない。しかし、例えば、稜線を境にしてトポロジー群ごとに対象造形物モデル８０を分割することが可能な稜線Ｅ１１が存在する場合、その稜線Ｅ１１を境にして、対象造形物モデル８０を複数の分割造形物モデル８１ａ、８１ｂに分割することができる。具体的に、本実施形態では、面と接する数が「４」である稜線Ｅ１１を境にして、対象造形物モデル８０を分割する。ここでは、分割後のモデルである第１分割造形物モデル８１ａおよび第２分割造形物モデル８１ｂを、コンピュータプログラムが立体と認識することができるマニフォールドなモデルとすることができる。よって、図１５および図１６に示すように、第１分割造形物モデル８１ａに対応した第１分割スライス画像８３ａ、および、第２分割造形物モデル８１ｂに対応した第２分割スライス画像８３ｂを作成することができる。そして、作成した第１分割スライス画像８３ａと第２分割スライス画像８３ｂとを合成することで、図１７に示すような対象スライス画像８６を作成することができる。このことによって、従来のように、対象造形物モデルに関するピーリングが行われないため、所望の対象スライスモデルの輪郭線が得られないという問題を回避することができる。例えば、多重交点によって生じやすくなるピーリングによる演算の破綻を回避することができる。したがって、所望の対象スライス画像８６を得ることができる。
【００７２】
また、本実施形態では、図９に示すように、全ての稜線が接する面の数が「２」であって、トポロジー群の数が複数（図９の対象造形物モデル８０ａでは、トポロジー群の数は「２」）である場合、対象造形物モデル８０ａを、トポロジー群の数に分割、すなわち、第１分割造形物モデル８０ａ１と、第２分割造形物モデル８０ａ２とに分割することができる。よって、例えば、第１分割造形物モデル８０ａ１に対応した第１分割スライス画像、および、第２分割造形物モデル８０ａ２に対応した第２分割スライス画像を作成し、作成した第１分割スライス画像と第２分割スライス画像とを合成することで対象スライス画像を作成することができる。したがって、従来のように、対象造形物モデルに関するピーリングが行われないため、所望の対象スライスモデルの輪郭線が得られないという問題を回避することができると共に、所望の対象スライス画像を得ることができる。
【００７３】
本実施形態では、図７に示すように、第１分割造形物モデル８１ａおよび第２分割造形物モデル８１ｂは、マニフォールドなモデルである。よって、第１分割造形物モデル８１ａに対応した第１分割スライス画像８３ａ（図１５参照）、および、第２分割造形物モデル８１ｂに対応した第２分割スライス画像８３ｂ（図１６参照）をより確実に作成することができる。
【００７４】
本実施形態では、スライス画像作成部６２は、図１５および図１６に示すように、造形領域８４ａ、８５ａと、非造形領域８４ｂ、８５ｂに対して異なる色を施す。合成部６４は、図１７に示すように、造形領域８６ａと非造形領域８６ｂとに対して異なる色を施す。ここでは、造形領域８４ａ、８５ａ、８６ａには、ピクセルごとに白色が施され、非造形領域８４ｂ、８５ｂ、８６ｂには、ピクセルごとに黒色が施されている。そのため、第１分割スライス画像８３ａ（図１５参照）と第２分割スライス画像８３ｂ（図１６参照）から対象スライス画像８６（図１７参照）を得る演算は、各画素のピクセル値を比較するだけの単純な演算になる。よって、合成前のスライス画像である第１分割スライス画像８３ａおよび第２分割スライス画像８３ｂにおける、それぞれの造形領域８４ａ、８５ａ同士、および、非造形領域８４ｂ、８５ｂ同士の演算が容易になる。よって、演算量を削減することができると共に、データの容量を小さくすることができる。したがって、処理時間を短縮することができる。
【００７５】
本実施形態では、図５に示すように、前処理部５４は、記憶部５２に記憶された対象造形物モデル８０に対して、前処理である平滑化処理を行う。そして、トポロジー構築部５６は、前処理部５４によって平滑化処理が行われた対象造形物モデル８０からトポロジーリスト９０（図８参照）を作成する。このことによって、前処理部５４によって対象造形物モデル８０を平滑化することで、対象造形物モデル８０のデータ量を小さくすることができる。そのため、トポロジー構築部５６と、分割判定部５８と、分割部５９と、スライスモデル作成部６０と、スライス画像作成部６２と、合成部６４とは、前処理部５４によってデータ量が小さくなった対象造形物モデル８０を用いることができる。したがって、演算負荷を好適に小さくすることができる。
【００７６】
以上、第１実施形態に係るスライス画像作成装置１００を備えた３次元造形システム１０について説明した。本発明に係るスライス画像作成装置は、第１実施形態に係るスライス画像作成装置１００に限らず、他の種々の形態で実施することができる。次に、他の実施形態について簡単に説明する。なお、以下の説明では、既に説明した構成と同様の構成には同じ符号を使用し、その説明は省略することとする。
【００７７】
＜第２実施形態＞
図１８は、対象造形物モデル１１０を示す斜視図である。図１９は、図１８の対象造形物モデル１１０のトポロジーリスト１２０である。図１８に示すような対象造形物モデル１１０であっても、対象造形物モデル１１０を複数の分割造形物モデルに分割して、対象スライス画像を作成することができる。ここでは、対象造形物モデル１１０を分割する手順について説明する。
【００７８】
まず、分割判定部５８は、図６のステップＳ１０３と同様に、図１９のトポロジーリスト１２０からトポロジー群の数を算出する。図１９のトポロジーリスト１２０では、トポロジー群Ｔ４１、Ｔ４２が存在する。よって、トポロジー群の数は「２」であり、複数である。そして、分割判定部５８は、対象造形物モデル１１０を構成する頂点のうち、頂点を境にして、トポロジー群ごとに分割することが可能な頂点が存在するか否かを判定する。ここでは、図１９に示すように、対象造形物モデル１１０では、頂点Ｖ４１を境にして、トポロジー群Ｔ４１、Ｔ４２に分割、すなわち、２つの分割造形物モデルに分割することが可能である。そこで、分割部５９は、頂点Ｖ４１を境にして、対象造形物モデル１１０を、第１分割造形物モデル１１１ａと、第２分割造形物モデル１１１ｂとに分割する。なお、このとき、第１分割造形物モデル１１１ａと第２分割造形物モデル１１１ｂとを構成する稜線において、全ての稜線が接する面の数は、それぞれ「２」である。すなわち、第１分割造形物モデル１１１ａおよび第２分割造形物モデル１１１ｂは、コンピュータプログラムが立体として認識することが可能なマニフォールドなモデルである。
【００７９】
そこで、本実施形態では、図６のステップＳ１１０〜Ｓ１１２と同様のステップを行う。すなわち、スライスモデル作成部６０は、第１分割造形物モデル１１１ａと第２分割造形物モデル１１１ｂとから、それぞれ第１分割スライスモデルおよび第２分割スライスモデルを作成する。そして、スライス画像作成部６２は、上記第１分割スライスモデルおよび上記第２分割スライスモデルから、それぞれ第１分割スライス画像および第２分割スライス画像を作成する。合成部６４は、スライス画像作成部６２によって作成された上記第１分割スライス画像と上記第２分割スライス画像とを合成することで、対象スライス画像を作成する。
【００８０】
以上のように、本実施形態では、対象造形物モデル１１０のトポロジー群の数が複数（図１９の対象造形物モデル１１０では、トポロジー群の数は「２」）であって、対象造形物モデル１１０の頂点のうち、頂点を境にしてトポロジー群ごとに分割可能な頂点Ｖ４１が存在する場合、その分割可能な頂点Ｖ４１を境にして、対象造形物モデル１１０を複数の分割造形物モデルに分割することができる。よって、例えば、分割後の第１分割造形物モデル１１１ａおよび第２分割造形物モデル１１１ｂから、それぞれ第１分割スライス画像および第２分割スライス画像を作成し、作成した第１分割スライス画像と第２分割スライス画像とを合成することで対象スライス画像を作成することができる。したがって、従来のように、対象造形物モデルに関するピーリングが行われないため、所望の対象スライスモデルの輪郭線が得られないという問題を回避することができると共に、所望の対象スライス画像を得ることができる。
【００８１】
前述したように、スライス画像作成装置１００の記憶部５２、前処理部５４、トポロジー構築部５６、分割判定部５８、分割部５９、スライスモデル作成部６０、スライス画像作成部６２、および合成部６４は、ソフトウェアにより構成されていてもよい。すなわち、上記各部は、コンピュータプログラムがコンピュータに読み込まれることにより、当該コンピュータによって実現されるようになっていてもよい。本発明には、コンピュータを上記各部として機能させるためのコンピュータプログラムが含まれる。また、本発明には、当該コンピュータプログラムが記録されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体が含まれる。
【符号の説明】
【００８２】
１０  ３次元造形システム
１０Ａ  ３次元造形装置
５２  記憶部
５４  前処理部
５６  トポロジー構築部
５８  分割判定部
５９  分割部
６０  スライスモデル作成部
６２  スライス画像作成部
６４  合成部
７０、８０、８０ａ、８０ｃ  対象造形物モデル
７５、９０、９０ａ  トポロジーリスト
８０ａ１、８１ａ  第１分割造形物モデル
８０ａ２、８１ｂ  第２分割造形物モデル
８６  対象スライス画像
１００  スライス画像作成装置
【図１】
0006538452.tif 000002
【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８】
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【図９】
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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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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