眾所周知，當(dāng)前的3D打印機(jī)已經(jīng)能夠使生產(chǎn)商和消費(fèi)者根據(jù)3D模型打印出高精度的3D對(duì)象。然而，它們?nèi)匀辉谶@個(gè)根據(jù)3D模型創(chuàng)造的對(duì)象上直接復(fù)制其反射特性。例如，這個(gè)技術(shù)能夠用來3D打印出具有兩到三個(gè)不同反射特性的對(duì)象，比如您可以讓3D打印對(duì)象在某個(gè)部分是透明的，而另外一個(gè)部分則是反光的，甚至讓它反射不同顏色的光等。而這一切使用當(dāng)前的3D打印技術(shù)是不可能實(shí)現(xiàn)的，因?yàn)?D打印對(duì)象的反射特定只能由您使用的打印材料來決定。

該專利的技術(shù)涉及到如何打印一個(gè)具有多套反射特性的外殼或者微表面（例如，一種反射性的表皮）。

從專利中我們可以看到，這是一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的多材料3D打印過程。該3D打印的反射性表皮包括了一個(gè)漫射顏色層和一個(gè)透明的塑料層。顏色層提供了可以包含一種或者多種顏色的多個(gè)區(qū)域。“微表面的反射元素提供或者設(shè)定了油墨層中每個(gè)色區(qū)的反射特性。”該專利文件中說。由于每個(gè)色區(qū)具有不同的性質(zhì)，因此可以實(shí)現(xiàn)不同的反射結(jié)果。

除此之外，這種方法還牽涉到一種通過數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的方式?jīng)Q定其表面幾何形狀的方法。從本質(zhì)上說，他們利用特殊油墨的表的反射特性和空間變化、雙向反射分布函數(shù)（svBRDF）來決定打印對(duì)象上的什么地方該有什么樣的特點(diǎn)。“該3D打印方法能夠優(yōu)化微結(jié)構(gòu)來產(chǎn)生一個(gè)正態(tài)分布函數(shù)（NDF），并可以借助3D打印機(jī)打印到 對(duì)象的表面。尤其是，該方法涉及到需要優(yōu)化微觀幾何形狀來進(jìn)行范圍廣泛的分析和模擬最終結(jié)果表明的有效反射率。”他們解釋說。

通過這種優(yōu)化過程，這種輸入svBRDF產(chǎn)生的外觀可以復(fù)制。最終，微觀幾何形狀以一種數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的方式被優(yōu)化，并且分布在3D打印對(duì)象的表面。迪斯尼公司的研究人員稱，他們甚至已經(jīng)使用該方法用當(dāng)下的3D打印技術(shù)和一組有限的打印材料，將svBRDF打印到了平面樣品上。理論上講，該方法能夠在任意形狀的3D對(duì)象表面打印svBRDF。“這是一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的方法，但絕對(duì)可以顛覆當(dāng)前的高分辨率3D打印技術(shù)。”該公司稱。

專利信息

專利號(hào)：us9266287

專利名稱：可定制表面反射率的3D打?。?D printing with custom surface reflectance）

授予日期：2016年2月23日

申請(qǐng)日期：2013年9月18日

發(fā)明者：Jan Kautz、Olivier Roullier、Bernd Bickel；

專利權(quán)人：迪斯尼企業(yè)（Disney Enterprises, Inc.）