Q:怎么樣才可制作出一個(gè)全彩的3D打印模型？

A:有一臺(tái)能夠打印彩色3D打印機(jī)！

Q：不消你說我都曉得 ok？但怎么設(shè)置呢？怎樣繪制呢？

A：嗯...................

今天將介紹多彩3D打印機(jī)能夠接受的文件類型和怎樣在Photoshop，Rhino等中繪制色彩，從而得到用戶所需的完全漸變紋理效果。

PART 1

Polyjet打印機(jī)能夠在同一個(gè)托盤上以區(qū)別顏色打印裝配的區(qū)別部分。 并且還支持打印映射到這些部件的平面或曲面上的導(dǎo)入紋理。乃至能夠打印完全包裹半透明紋理的透明部件。那樣就需求打印機(jī)操作員擁有相應(yīng)的技能和知識(shí)：

 

第1步：首要咱們要曉得CAD系統(tǒng)和通用STL的文件之間的區(qū)別：

 

最平常的工程CAD系統(tǒng)是SOLIDWORKS，Inventor，CREO，CATIA，所有這些程序都有導(dǎo)出STL的辦法。此刻咱們來定義兩種最常用的全色，全紋理格式，VRML和OBJ之間的區(qū)別：

 

看了這些定義，有些人可能會(huì)問：“為何咱們不可從咱們的CAD軟件包中導(dǎo)出完整紋理的CAD文件并打印這些文件？”由于大都數(shù)主流CAD格式不保存紋理信息導(dǎo)出她們的專有文件： 

 

這似乎是導(dǎo)入到GrabCAD Print中的大都數(shù)主流CAD軟件包（SOLIDWORKS，CREO，Inventor，CATIA）的一個(gè)問題，但倘若咱們稍后發(fā)掘有些反常，咱們就能夠做出改變。 一樣，從大都數(shù)CAD軟件包中導(dǎo)出VRML似乎亦會(huì)去除紋理信息，只留下基本部分的顏色（如上圖所示）

SOLIDWORKS Simulation有限元分析結(jié)果是一個(gè)例外，倘若咱們想將FEA結(jié)果導(dǎo)出為全色VRML并直接運(yùn)用GrabCAD Print進(jìn)行打印，那樣效果已然很好了，但此刻讓咱們經(jīng)過學(xué)習(xí)怎樣將這些缺失的紋理重新應(yīng)用到平面上進(jìn)行打印，將咱們的彩色3D打印技能從“簡單”升級(jí)到“中等”！

第二步：因?yàn)?/span>紋理不會(huì)從大都數(shù)CAD系統(tǒng)中導(dǎo)出，而是從Photoshop中導(dǎo)出，因此咱們將從CAD軟件包導(dǎo)出咱們的形狀做為STL，運(yùn)用Photoshop將紋理做為圖層應(yīng)用，而后將VRML導(dǎo)出到GrabCAD打印用于打?。?/span>

 

日前僅有Photoshop 的“ Extended ”版本能夠做到這一點(diǎn)，咱們能夠經(jīng)過打開Photoshop并在頂部查詢“3D”選項(xiàng)卡來確定是不是擁有Extended版本：  

 

倘若咱們有（或能夠拜訪）Photoshop Extended，下一步是：

1、從CAD系統(tǒng)導(dǎo)出咱們的3D形狀做為STL（“Save As .... STL”）

2、打開一個(gè)新的Photoshop文檔（文檔的體積無關(guān)緊要）

3、點(diǎn)擊該3D選項(xiàng)卡（下圖）

4、創(chuàng)建一個(gè)“從文件中新建3D圖層”（這對(duì)3D場(chǎng)景的體積無關(guān)緊要），并從過程1中選取STL：

而后咱們應(yīng)該看到3D部分漂浮在Photoshop空間的網(wǎng)格中： 

 

除了左下方的工具來改變咱們的3D方向（上面的綠色框），另一個(gè)有用的工具集在右上角，重置自己到標(biāo)準(zhǔn)的Top，F(xiàn)ront或Right視圖之一（針對(duì)保證咱們的紋理非常有用與模型的一個(gè)平面平行）：

 

最后，可見的最后一組工具是圖層工具欄，由于所有的Photoshop命令只影響活動(dòng)圖層。咱們應(yīng)該在起始時(shí)看到2層（背景和3D部分），下一組過程之后咱們會(huì)看到3層（將紋理圖像做為頂層添加之后）：

咱們能夠通過上圖中藍(lán)色箭頭指向的圖層圖標(biāo)中的小立方體來確定哪個(gè)圖層是3D零件。

此刻咱們已然將咱們的3D形狀變成為了Photoshop，接下來咱們將把咱們的圖像做為紋理應(yīng)用。這般，一大半就完成為了。

第三步：安置圖像的命令叫作為“文件...安置嵌入”。

因此咱們詳細(xì)過程為：

1、起步“安置嵌入”命令。

2、拖動(dòng)并調(diào)節(jié)圖像體積，使其適合咱們的想法。

3、點(diǎn)擊灰色復(fù)選標(biāo)記以完成將圖像做為圖層安置（僅在Place Embedded命令起步后才選中表示）：

 

此刻咱們應(yīng)該是有3層的，如上一步所示（背景層，3D零件層，紋理層）。倘若旋轉(zhuǎn)3D部件，咱們應(yīng)該看到的是，紋理不會(huì)保持平坦，由于它尚未連接到3D部件：

此刻請(qǐng)重視右下角的三個(gè)圖層。 先刪除咱們的背景圖層，經(jīng)過仔細(xì)運(yùn)用你的標(biāo)準(zhǔn)視圖和縮放工具，保證咱們的模型與紋理對(duì)齊，而后右鍵單擊最頂層的紋理圖像層，而后選取“合并向下”。 它應(yīng)該是這般的：

咱們此刻應(yīng)該只能看到一個(gè)圖層，無論咱們怎樣旋轉(zhuǎn)它，紋理都會(huì)保存在3D部分中：

接下來，咱們將看到怎樣將3D部件放入打印準(zhǔn)備軟件。

第四步：右鍵單擊剩余的3D圖層，而后選取“導(dǎo)出3D圖層”命令：

這里命令中，保證將文件類型更改為“VRML”（紅色箭頭1）并將紋理格式更改為“JPEG”或“BMP”。

 

該命令的結(jié)果將是保留在咱們的計(jì)算機(jī)上的VRML文件（.wrl）以及保留在其旁邊的紋理JPEG文件（或BMP）。咱們需要將這兩個(gè)文件保留在同一個(gè)文件夾中，否則當(dāng)咱們將VRML讀入GrabCAD打印時(shí)，紋理將不會(huì)被找到：

 

但畢竟，當(dāng)咱們將該VRML文件導(dǎo)入到GrabCAD Print內(nèi)的PolyJet托盤中時(shí)，咱們將看到自己的紋理，而后準(zhǔn)備進(jìn)行3D打?。?/p>

咱們此刻能夠在J750上打印該部分，并且應(yīng)如圖所示打印顏色紋理。

接下來，咱們將瞧瞧倘若照片無正確合并，以及怎樣讓事情變得更加繁雜，該怎么辦。

第五步：當(dāng)咱們點(diǎn)擊Photoshop中的“合并”命令時(shí)，咱們可能看到紋理變得非常模糊和碎片化： 

 

這是由于紋理映射到模型表面的底層辦法不足流暢和正確。這便是所說的“紫外線貼圖”，倘若咱們瞧瞧每一個(gè)結(jié)果的紫外線貼圖，就能夠看到為何一個(gè)可能比另一個(gè)更好： 

 

第六步：這張圖片是為了保證教程中的縮略圖，并表示咱們來自哪里以及下次咱們要怎么繼續(xù)做出更好的作品！

 

PART 2

需要vrml的原由

在上一篇文案描寫了大都數(shù)工程CAD程序(如SOLIDWORKS,Creo,發(fā)明家和CATIA)當(dāng)發(fā)送文件在本地,STL,和VRML格式時(shí)，是不會(huì)保存紋理信息的:

要克服這一點(diǎn),就需要一個(gè)工作流,能夠從CAD包導(dǎo)出的搶斷,而后重新應(yīng)用紋理在Photoshop,最后導(dǎo)出VRML GrabCAD打印:

除了工程CAD、亦有非常多口味的“藝術(shù)”CAD圖形設(shè)計(jì)師和動(dòng)畫師運(yùn)用,倘若選取正確的設(shè)置,其中的有些程序能夠接出到vrml全彩紋理而后連接:

這兩種狀況下,能夠把幾何+紋理信息添加到打印工具并且將VRML文件做準(zhǔn)備。(日前GrabCAD打印不.OBJ進(jìn)口材質(zhì)或.FBX格式。)

因此倘若要注重VRML格式攜帶紋理信息對(duì)3D打印機(jī)的功效,就應(yīng)該學(xué)習(xí)怎樣觀察它們。

過程一:在文本編輯器中讀取VRML

首要需要理解為何有些vrml與3D打印和有些其它的設(shè)備不同樣,而后得曉得怎樣檢測(cè)里面的原始數(shù)據(jù)。運(yùn)用任何文本編輯程序打開任何VRML(記事本、寫字板、Microsoft Word),一看里面的數(shù)據(jù),即使它有點(diǎn)難以閱讀：

亦有有些關(guān)鍵需要理清楚(顏色)：

首要要檢測(cè)VRML是版本2(紅色),近期的版本和獨(dú)一一個(gè)GrabCAD打印能夠閱讀。

其次,大型轉(zhuǎn)換嚴(yán)重變形或規(guī)模三角形數(shù)據(jù)(藍(lán)色)有時(shí)引起問題在托盤布局和紋理,這部分一般是在頂部,咱們亦需要檢測(cè)。還有便是基材的外觀(綠色)設(shè)置默認(rèn)的材料。有時(shí)會(huì)有一個(gè)圖像路徑(“磚結(jié)構(gòu)。png”等),必定要重視。

最后,可能會(huì)有上百萬的XYZ坐標(biāo)點(diǎn)的實(shí)質(zhì)位置(紫色)每一個(gè)頂點(diǎn)構(gòu)成三角網(wǎng)格。當(dāng)然，亦能夠完全跳過它們。

以下是每一個(gè)頂點(diǎn)的信息是彩色(紅色)的“colorPerVertex”:

VRML格式的每一個(gè)頂點(diǎn)顏色會(huì)比正常狀況大得多,由于所有的RGB值必須單獨(dú)列出每一個(gè)頂點(diǎn)在VRML(上圖,亮紅色),而不是存儲(chǔ)在外邊JPEG或PNG。還需要檢測(cè) “ColorPerVertex”，倘若你可疑你的VRML太大,引起性能問題，那樣這項(xiàng)檢測(cè)便是特別有必要的。

最后，在VRMLs問題中搜索的最后一個(gè)東西是“紋理”一詞（CTRL + F） ，以查看打開時(shí)VRML需要引用的任何外邊紋理文件：

過程二:怎樣運(yùn)用這些知識(shí)？

在現(xiàn)實(shí)生活中，這是不是有用？那樣假設(shè)你正在做一個(gè)測(cè)試，瞧瞧在Rhino中應(yīng)用的紋理是不是能夠正確導(dǎo)出為VRML打印。首要，在Rhino中應(yīng)用全身材質(zhì)紋理：

倘若保留VRML的犀牛,試圖打開它GrabCAD打印:

此刻可能得出結(jié)論是它不可正確出口材料質(zhì)地vrml為印刷顯現(xiàn)!

接下來能夠在文本編輯器中打開vrml尋找外邊結(jié)構(gòu)路徑:

倘若在Rhino安裝目錄內(nèi)發(fā)掘了Brick.PNG文件，請(qǐng)將其復(fù)制到與VRML相同的文件夾，而后在GrabCAD Print中正確打開（并打?。┪募?/p>

掌握了判斷紋理是不是經(jīng)過VRML正確導(dǎo)入的工具，就要學(xué)習(xí)“藝術(shù)CAD”到“打印導(dǎo)出”這兩個(gè)更有爭議的方面：解析文件。

過程三:選取導(dǎo)出的處理方法

假設(shè)已然得到了這個(gè)有趣的蚯蚓吉姆型角色在Rhino中想要的3D打?。?/p>

而后去“文件…另存為”,選取“VRML”,會(huì)發(fā)掘有這幾個(gè)選取:

從前面的推文中能夠看出選取“2.0版本,”,倘若選取“頂點(diǎn)顏色”,文件將會(huì)比無更大的。

104 Mb是一個(gè)大型的單一文件,但不是上面的限制電腦能做什么。打開文件并排在GrabCAD打印,就真的不重視它們之間的差異:

請(qǐng)重視，上面的顏色文件中無漸變或混合，即使在非ColorByVertex文件中，Jim仍然處在全彩狀態(tài)的原由是VRML中有許多區(qū)別的物體，例如他的藍(lán)色手套，倘若想要應(yīng)用漸變或圖像紋理，可能會(huì)導(dǎo)出一個(gè)STL并運(yùn)用Photoshop來保留VRML，如本系列的第1部分中所做的那樣。下面是這些文件在完整的J750托盤上的表示方式（用于比較的6英寸橙色標(biāo)尺）：

每一個(gè)這些小文件真的需要是104 MB或54 MB，包括28,000個(gè)三角形。倘若想要打印上百個(gè)玩具來填滿紙盒，文件體積可能會(huì)起始作為問題。那樣應(yīng)該怎樣選取從哪個(gè)分辨率導(dǎo)出文件，在生成非常密集的三角形網(wǎng)格的藝術(shù)CAD程序中？首要得認(rèn)識(shí)打印機(jī)的基本分辨率。有趣的是，針對(duì)J750多功能噴墨打印機(jī)，X和Y方向的基本分辨率區(qū)別，打印機(jī)分別安置600 DPI x 300 DPI。因此倘若打印1英寸的正方形，就得用一種辦法填充600個(gè)彩色點(diǎn)，另一種辦法填充300個(gè)：

因?yàn)?/span>是不僅在一個(gè)方向上進(jìn)行打印，況且在最后版面布局時(shí)能夠旋轉(zhuǎn)部件以更好地適應(yīng)托盤，因此讓得以300 DPI為基本。此刻以線框模式觀察犀牛中的原始地球人吉姆，顯示曲線不會(huì)接近300 DPI：

然而,倘若預(yù)覽創(chuàng)建VRML犀牛時(shí),就能夠看到某些變化行業(yè)如手指或眼球可能比需要更加多的三角形:

雖然此刻有一個(gè)300 DPI的普朗克長度絕對(duì)下邊界的打印機(jī)所能做的,有非常多的三角形能夠除掉拇指和印刷后仍然有它看起來像一個(gè)拇指。

下面是在三種區(qū)別設(shè)置的例子,滑塊在Rhino中,和她們對(duì)模型的影響體積:

此刻,3 Mb的文件看起來不好,然則記住吉姆的頭直徑不到一厘米的三分之一。打印在正常體積,因此真的不可看到區(qū)別。倘若規(guī)模模型10倍或100倍的托盤,才可能會(huì)看到。

總而言之:Rhino中的兩個(gè)工具，它們會(huì)極重地影響VRML體積。第1個(gè)是“Color By Vertex”，它傾向于將尺寸加倍：

打開一個(gè)VRML文本,瞧瞧顏色的頂點(diǎn)數(shù)據(jù),給每一個(gè)三角形的RGB顏色。最后,在選取VRML,保證打印,再做有些測(cè)試:

過程四:總結(jié)

在閱讀VRML文件做為文本和改變simply-colored決議文件(不變形)看似無關(guān)與印刷紋理文件,這篇文案能夠幫忙處理非常多問題，還能夠學(xué)習(xí)UV映射次,和處理最困難的事情還能夠做彩色印刷:透明與半透明的形狀紋理纏繞:

 

長按識(shí)別二維碼，認(rèn)識(shí)更加多3D打印與三維掃描