SE524371C2 - Method and apparatus for applying a two-dimensional image to a three-dimensional surface - Google Patents
Method and apparatus for applying a two-dimensional image to a three-dimensional surfaceInfo
- Publication number
- SE524371C2 SE524371C2 SE0202161A SE0202161A SE524371C2 SE 524371 C2 SE524371 C2 SE 524371C2 SE 0202161 A SE0202161 A SE 0202161A SE 0202161 A SE0202161 A SE 0202161A SE 524371 C2 SE524371 C2 SE 524371C2
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- image
- test pattern
- image information
- pattern
- distortion
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 57
- 238000004590 computer program Methods 0.000 claims abstract description 17
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 claims abstract description 6
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 138
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 20
- 230000005684 electric field Effects 0.000 claims description 18
- 230000009466 transformation Effects 0.000 claims description 13
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 2
- 238000004091 panning Methods 0.000 claims 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 claims 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 12
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 5
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 4
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 4
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 4
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 4
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- FGUUSXIOTUKUDN-IBGZPJMESA-N C1(=CC=CC=C1)N1C2=C(NC([C@H](C1)NC=1OC(=NN=1)C1=CC=CC=C1)=O)C=CC=C2 Chemical compound C1(=CC=CC=C1)N1C2=C(NC([C@H](C1)NC=1OC(=NN=1)C1=CC=CC=C1)=O)C=CC=C2 FGUUSXIOTUKUDN-IBGZPJMESA-N 0.000 description 2
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000010422 painting Methods 0.000 description 2
- 238000007592 spray painting technique Methods 0.000 description 2
- GNFTZDOKVXKIBK-UHFFFAOYSA-N 3-(2-methoxyethoxy)benzohydrazide Chemical compound COCCOC1=CC=CC(C(=O)NN)=C1 GNFTZDOKVXKIBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010146 3D printing Methods 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 235000019646 color tone Nutrition 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T5/00—Image enhancement or restoration
- G06T5/80—Geometric correction
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J3/00—Typewriters or selective printing or marking mechanisms characterised by the purpose for which they are constructed
- B41J3/407—Typewriters or selective printing or marking mechanisms characterised by the purpose for which they are constructed for marking on special material
- B41J3/4073—Printing on three-dimensional objects not being in sheet or web form, e.g. spherical or cubic objects
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Image Processing (AREA)
Abstract
Description
25 30 35 524 371 2 avancerad positioneringsmekanik om formen hos ytan är komplicerad. 25 30 35 524 371 2 advanced positioning mechanics if the shape of the surface is complicated.
US 2001/0019340 A1 beskriver en annan metod för 3D- tryckning med bläckstråle. I denna metod delas ytan hos ett tryckobjekt upp i ett flertal màlareor, av vilka var och en sedan approximeras med ett 2D projektionsplan. Ett bläckstråleskrivhuvud trycker sedan en projecerad delbild på varje målarea emedan det förflyttas parallellt med projektionsplanen. Denna metod minskar behovet av po- sitioneringsmekanik, men introducerar problemet med bildförsämring beroende på lutningen hos objektytan i förhållande till projektionsplanen och skrivhuvudet.US 2001/0019340 A1 describes another method of 3D printing with ink jet. In this method, the surface of a printed object is divided into a plurality of target areas, each of which is then approximated with a 2D projection plane. An ink jet printhead then prints a projected image on each painting area as it moves parallel to the projection plane. This method reduces the need for positioning mechanics, but introduces the problem of image deterioration due to the inclination of the object surface in relation to the projection plane and the printhead.
Denna bildförsämring består till stor del av bild- förvrängning, som beror på att avståndet mellan bild- punkter hos bilden på ytan utökas på grund av lutningen.This image deterioration largely consists of image distortion, which is due to the fact that the distance between pixels of the image on the surface is increased due to the inclination.
Med andra ord beror bildförvrängningen pà inhomogen utsträckning av bilden när den appliceras på 3D-ytan.In other words, the image distortion is due to the inhomogeneous extent of the image when applied to the 3D surface.
Sammanfattning av uppfinningen Ett ändamål med föreliggande uppfinning är att till- handahålla en alternativ och förbättrad metod och anord- ning för kontaktfri applicering av en 2D-bild på en 3D- yta.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an alternative and improved method and device for contactless application of a 2D image on a 3D surface.
Ett annat ändamål med föreliggande uppfinning är att tillhandahålla en metod och en anordning för kontaktfri applicering av en bild på en 3D-yta utan synbar bildför- vrängning.Another object of the present invention is to provide a method and apparatus for contactless application of an image to a 3D surface without visible image distortion.
Ett särskilt ändamål med föreliggande uppfinning är att göra det möjligt att åstadkomma ett liknande resultat vid kontaktfri tryckning av en 2D-bild på en 3D-yta som vid applicering av en klisteretikett med bilden på ytan, d v s att åstadkomma en bild på en 3D-yta som följer formen hos ytan utan att bli utsträckt.A particular object of the present invention is to make it possible to achieve a similar result when contactlessly printing a 2D image on a 3D surface as when applying an adhesive label with the image on the surface, i.e. to produce an image on a 3D surface which follows the shape of the surface without being stretched.
För åstadkommande av åtminstone några av dessa och andra ändamål tillhandahålles en metod såsom definieras i ett system såsom definieras i krav 16, en metod en metod såsom definieras i krav 1, såsom definieras i krav 19, 10 15 20 25 30 35 524 571 3 krav 22, ett datorprogram såsom definieras i krav 23, och ett datorprogram såsom definieras i krav 24. Föredragna utföringsformer av uppfinningen definieras i de underord- nade kraven.To accomplish at least some of these and other objects, there is provided a method as defined in a system as defined in claim 16, a method a method as defined in claim 1, as defined in claim 19, 22, a computer program as defined in claim 23, and a computer program as defined in claim 24. Preferred embodiments of the invention are defined in the dependent claims.
Närmare bestämt innefattar, enligt uppfinningen, en metod för kontaktfri applicering av en tvådimensionell (2D) bild på en tredimensionellt fördelad (3D) yta, utgående från bildinformation som representerar nämnda 2D-bild, 3D-yta, transformering av nämnda bildinformation till en kompenserad bildinformation så att förvrängning i form av inhomogen utsträckning av nämnda 2D-bild på nämnda 3D-yta och information som representerar nämnda reduceras, och överföring av nämnda 2D-bild i enlighet med nämnda kompenserade bildinformation till nämnda 3D-yta med hjälp av kontaktfri applicering.More particularly, according to the invention, a method for contactless application of a two-dimensional (2D) image on a three-dimensionally distributed (3D) surface, based on image information representing said 2D image, 3D surface, comprises transforming said image information into a compensated image information. so that distortion in the form of inhomogeneous extent of said 2D image on said 3D surface and information representing said is reduced, and transfer of said 2D image in accordance with said compensated image information to said 3D surface by means of contactless application.
Såsom definieras här betyder en tvådimensionell (2D) bild en bild som är fördelad i endast ett 2D-plan i 3D- rummet, d v s en plan bild. Antalet dimensioner, tvâ eller tre, definieras enligt ett ortogonalt koordinator- system. 2D-bilden kan vara av vilken typ som helst, allt ifrån enkla mönster, figurer och/eller texter till mer komplicerade målningar, logotyper, kan ha vilket antal färger som helst.As defined here, a two-dimensional (2D) image means an image that is distributed in only one 2D plane in the 3D room, i.e. a plane image. The number of dimensions, two or three, is defined according to an orthogonal coordinator system. The 2D image can be of any type, everything from simple patterns, figures and / or texts to more complicated paintings, logos, can have any number of colors.
"Kontaktfri applicering" av en bild definieras här fotografier etc och som applicering utan emotstötning varvid ytan inte rörs vid av appliceringsorganet. Partiklarna som bildar nämnda beläggning ejekteras istället från appliceringsorganet ut i den fria luften och träffar sedan ytan. Exempel på kon- taktfri applicering är bläckstråleskrivning, air-brush och andra typer av spraymålning."Contactless application" of an image is defined here as photographs etc. and as application without resistance whereby the surface is not touched by the application means. The particles forming the coating are instead ejected from the applicator into the open air and then hit the surface. Examples of contact-free application are ink jet writing, air-brush and other types of spray painting.
Nämnda bildinformation som representerar nämnda 2D- bild kan vara i form av en datafil, t ex en bitmapfil, eller annan informationsstruktur från vilken information om bilden kan extraheras.Said image information representing said 2D image may be in the form of a data file, for example a bitmap file, or other information structure from which information about the image can be extracted.
Nämnda information som representerar nämnda 3D-yta kan också vara i form av en datafil eller annan informa- 10 15 20 25 30 35 524 371 4 tionsstruktur. Denna information kan vara olika beroende på var metoden startar ifrån. Informationen kan innefatta 3D-ytan själv fysiskt eller virtuellt i ett datorprogram.Said information representing said 3D surface may also be in the form of a data file or other information structure. This information may differ depending on where the method starts from. The information may include the 3D surface itself physically or virtually in a computer program.
Informationen kan innefatta ett testmönster som represen- terar strukturen hos 3D-ytan fysiskt eller virtuellt, vilket testmönster kommer att beskrivas härefter. Infor- mationen kan också innefatta 3D-ytan eller testmönstret elastiskt utvecklat till ett 2D-plan. Testmönstret kan kompenseras till ett kompenserande testmönster, vilket också kommer att beskrivas härefter.The information may include a test pattern that represents the structure of the 3D surface physically or virtually, which test pattern will be described hereinafter. The information may also include the 3D surface or test pattern elastically developed into a 2D plane. The test pattern can be compensated for a compensating test pattern, which will also be described hereinafter.
En 2D-bild som trycks kontaktfritt från en riktning på en 3D-yta kommer att bli mer eller mindre förvrängd på alla de delar av ytan som är lutade i förhållande till skrivhuvudet. Enligt föreliggande uppfinning kan denna förvrängning elimineras genom kompensering av bilden för förvrängningen innan den appliceras på ytan. Bilden transformeras härvid via nämnda kompenserade bildinfor- mation till ett kompenserat tillstànd i vilket bilden är förvrängd så att säga i "motsatta riktningar" jämfört med förvrängningen som beror av ytans form. När således den kompenserade bilden appliceras på ytan kommer bilden att bli "av-förvrängd" genom ytans form.A 2D image printed contactlessly from one direction on a 3D surface will be more or less distorted on all the parts of the surface that are inclined relative to the printhead. According to the present invention, this distortion can be eliminated by compensating the image for the distortion before it is applied to the surface. The image is thereby transformed via said compensated image information into a compensated state in which the image is distorted, so to speak, in "opposite directions" compared with the distortion which depends on the shape of the surface. Thus, when the compensated image is applied to the surface, the image will be "distorted" by the shape of the surface.
Såsom nämnts ovan är ett särskilt ändamål med före- liggande uppfinning att göra det möjligt att åstadkomma ett liknande resultat vid kontaktfri tryckning av en 2D- bild på en 3D-yta som vid applicering av en klistereti- kett med bilden på ytan. Emellertid har föreliggande uppfinning en fördel jämfört med klisteretiketten. När en klisteretikett skall appliceras på en dubbelkrökt yta blir den skrynklad. Med uppfinningen sker inte sådan skrynkling.As mentioned above, a particular object of the present invention is to make it possible to achieve a similar result when contactless printing a 2D image on a 3D surface as when applying an adhesive label with the image on the surface. However, the present invention has an advantage over the adhesive label. When an adhesive label is to be applied to a double-curved surface, it becomes wrinkled. With the invention, such wrinkling does not occur.
Nämnda transformation av nämnda bildinformation till en kompenserad bildinformation kan åstadkommas på många olika sätt. Ett rättframt sätt att göra kompensationen är (d v s att använda en iterativ "trial-and-error"-metod prova sig fram), varvid bildinformationen åter och åter igen först manuellt transformeras och sedan appliceras på 10 15 20 25 30 35 524 371 5 ytan, tills det inte sker någon förvrängning av bilden på ytan. Den manuella transformationen kan exempelvis göras genom användning av ett av många kända digitala bild- behandlingsprogram.Said transformation of said image information into a compensated image information can be accomplished in many different ways. A straightforward way to make the compensation is (ie to use an iterative "trial-and-error" method to try it out), whereby the image information is again and again first manually transformed and then applied to the surface. , until there is no distortion of the image on the surface. The manual transformation can be done, for example, by using one of many known digital image processing programs.
Appliceringen av den transformerade bildinformatio- nen på ytan kan, i varje iterativt steg, antingen göras "på riktigt", varefter bilden tvättas bort från ytan, eller ytan byts ut mot en annan likadan yta, eller göras genom simulering i ett simuleringsprogram.The application of the transformed image information to the surface can, in each iterative step, either be done "for real", after which the image is washed away from the surface, or the surface is exchanged for another similar surface, or done by simulation in a simulation program.
Enligt en föredragen utföringsform av uppfinningen àstadkommes transformationen av nämnda tvådimensionella bild till det kompenserade tillståndet på ett annan sätt, vilket är mer effektivt än ovan beskrivna "trial-and- error"-metod. I denna utföringsform innefattar metoden vidare följande: inhämtning av nämnda information som representerar nämnda 3D-yta genom applicering av ett 2D-testmönster på en testyta som har likadan form som nämnda 3D-yta, bestämning av förvrängningen av nämnda 2D-testmöns- ter på nämnda testyta, skapande av ett 2D kompenserande mönster genom kom- pensation av nämnda testmönster för nämnda förvrängning, varvid nämnda information som representerar nämnda 3D-yta innefattar nämnda 2D kompenserande mönster.According to a preferred embodiment of the invention, the transformation of said two-dimensional image into the compensated state is effected in a different way, which is more efficient than the "trial-and-error" method described above. In this embodiment, the method further comprises the following: retrieving said information representing said 3D surface by applying a 2D test pattern to a test surface having the same shape as said 3D surface, determining the distortion of said 2D test pattern on said test surface, creating a 2D compensating pattern by compensating said test pattern for said distortion, said information representing said 3D surface comprising said 2D compensating pattern.
Bestämning och kompensering för förvrängningen av en bild kan vara tämligen besvärlig även om bildens motiv är enkelt. En fördel med denna utföringsform är att nämnda testmönster kan vara utformat så att det är lätt att bestämma förvrängningen av det och därefter kompensera det för förvräningen.Determining and compensating for the distortion of an image can be quite difficult even if the motive of the image is simple. An advantage of this embodiment is that said test pattern can be designed so that it is easy to determine the distortion of it and then compensate it for the distortion.
En annan fördel med denna utföringsform är att nämnda kompenserande mönster, skapat från det förvrängda kan användas för olika bilder. När således testmönstret, nämnda kompenserande mönster väl är skapat kan det använ- das för att deformera alla möjliga olika tvådimensionella 10 15 20 25 30 35 524 371 6 bilder som skall appliceras på en yta likadan som den för vilken det kompenserande mönstret är skapat.Another advantage of this embodiment is that said compensating pattern, created from the distorted, can be used for different images. Thus, once the test pattern, said compensating pattern is created, it can be used to deform all sorts of different two-dimensional images to be applied to a surface similar to that for which the compensating pattern is created.
Enligt en annan utföringsform av uppfinningen inne- fattar nämnda transformation av nämnda bildinformation till en kompenserad bildinformation vidare deformering av nämnda bildinformation så att den anpassas till nämnda 2D kompenserande mönster.According to another embodiment of the invention, said transformation of said image information into a compensated image information further comprises deforming said image information so that it is adapted to said 2D compensating pattern.
Enligt en annan utföringsform av uppfinningen inne- fattar nämnda bestämning av förvrängningen av nämnda 2D- testmönster avläsning av nämnda förvrängning av nämnda 2D-testmönster från nämnda testyta. Genom avläsning av förvrängningen, exempelvis in i en datorenhet med hjälp av ett bildsystem, kan förvrängningen bestämmas med hjälp av ett datorprogram.According to another embodiment of the invention, said determining the distortion of said 2D test pattern comprises reading said distortion of said 2D test pattern from said test surface. By reading the distortion, for example into a computer unit with the aid of an image system, the distortion can be determined with the aid of a computer program.
Enligt en annan utföringsform innefattar nämnda bestämning av förvrängningen av nämnda 2D-testmönster vidare bestämning av avvikelsen i ett 2D-plan hos en förvrängd koordinat i ett 3D-testmönster, elastiskt utvecklat till nämnda 2D-plan, från en motsvarande koordinat i nämnda 2D-testmönster, testmönster är resultatet av nämnda 2D-testmönster varvid nämnda 3D- applicerat på nämnda testyta.According to another embodiment, said determining the distortion of said 2D test pattern further comprises determining the deviation in a 2D plane of a distorted coordinate in a 3D test pattern, elastically developed to said 2D plane, from a corresponding coordinate in said 2D test pattern. , test pattern is the result of said 2D test pattern with said 3D applied to said test surface.
Ett papper som viks till en 3D-form kan vecklas ut igen till ett plant tillstànd, d v s till ett 2D-plan.A paper folded into a 3D shape can be unfolded again into a flat state, i.e. into a 2D plane.
Under denna utveckling förändras inte de relativa avstån- den längs papprets yta mellan olika koordinatpunkter hos det. När å andra sidan en dubbelkrökt yta, såsom exempel- vis en sfär eller en kon, skall vecklas ut till ett 2D- plan måste de relativa avstånden mellan koordinatpunkter hos denna yta ändras under utvecklingen. Denna ändring av de relativa koordinatavstånden kan jämföras med uppblås- ningen av en ballong, där t ex en figur på ballongen sträcks ut på ett elastiskt sätt. Därför används här begreppet "elastiskt utvecklad".During this development, the relative distances along the surface of the paper between different coordinate points of it do not change. On the other hand, when a double-curved surface, such as a sphere or a cone, is to be developed into a 2D plane, the relative distances between coordinate points of this surface must change during development. This change in the relative coordinate distances can be compared with the inflation of a balloon, where, for example, a figure on the balloon is stretched in an elastic manner. Therefore, the term "elastically developed" is used here.
Genom att 3D-testmönstret vecklas ut elastiskt till ett 2D-plan kan positionen i detta plan för en förvrängd koordinat hos 3D-testmönstret jämföras med positionen för 10 15 20 25 30 35 524 371 7 motsvarande icke-förvrängda koordinat i det ursprungliga testmönstret.By elastically unfolding the 3D test pattern into a 2D plane, the position in this plane for a distorted coordinate of the 3D test pattern can be compared with the position of the corresponding non-distorted coordinates in the original test pattern.
Enligt ännu en annan utföringsform av uppfinningen innefattar nämnda skapande av ett 2D kompenserande möns- ter vidare förflyttning av nämnda motsvarande koordinat i nämnda 2D-testmönster i en riktning i nämnda 2D-plan, vilken riktning är motsatt riktningen från nämnda koordi- nat mot nämnda förvrängda koordinat. På detta sätt kan "överkompensering" av 2D-bilden för förvrängningen åstad- kommas med hjälp av nämnda kompenserande mönster. Denna överkompensering görs i motsatta riktningar jämfört med riktningarna för förvrängningen.According to yet another embodiment of the invention, said creation of a 2D compensating pattern further comprises moving said corresponding coordinate in said 2D test pattern in a direction in said 2D plane, which direction is opposite to the direction from said coordinate towards said distorted coordinate. In this way, "overcompensation" of the 2D image for the distortion can be achieved by means of said compensating pattern. This overcompensation is done in opposite directions compared to the directions of distortion.
Enligt ännu en annan utföringsform innefattar nämnda skapande av ett kompenserande mönster vidare förflyttning av motsvarande koordinat i nämnda 2D-testmönster en sträcka som är lika stor som nämnda avvikelse i nämnda 2D-plan hos nämnda förvrängda koordinat från nämnda mot- svarande koordinat i nämnda 2D-testmönster. Om denna utföringsform kombineras med den tidigare nämnda, d v s förflyttning av nämnda motsvarande koordinat i en rikt- ning motsatt riktningen för förvrängningen, kan transfor- mationen av 2D-bilden fullständigt upphäva effekten av förvrängningen.According to yet another embodiment, said creation of a compensating pattern further comprises moving the corresponding coordinate in said 2D test pattern a distance equal to said deviation in said 2D plane of said distorted coordinate from said corresponding coordinate in said 2D test pattern. If this embodiment is combined with the previously mentioned, i.e. movement of said corresponding coordinate in a direction opposite to the direction of the distortion, the transformation of the 2D image can completely cancel out the effect of the distortion.
I en annan utföringsform av uppfinningen är nämnda 2D-testmönster utformat för maskinavläsning. Detta gör det möjligt att automatisera avläsningen av testmönstret.In another embodiment of the invention, said 2D test pattern is designed for machine reading. This makes it possible to automate the reading of the test pattern.
I en annan utföringsform innefattar nämnda 2D-test- mönster koordinatpunkter anordnade i ett rutmönster.In another embodiment, said 2D test pattern comprises coordinate points arranged in a grid pattern.
Koordinaterna kan enkelt avläsas från ett rutmönster som kartesiska koordinater, och upplösningen hos ett rutmöns- ter kan enkelt ändras för olika upplösningar hos bilder.The coordinates can be easily read from a grid pattern as Cartesian coordinates, and the resolution of a grid pattern can be easily changed for different resolutions of images.
I ännu en annan utföringsform är upplösningen hos nämnda 2D-testmönster anpassat till formen hos nämnda 3D- yta. Om lutningen hos ytan är stor i förhållande till exempelvis förflyttningsplanet för ett skrivhuvud för applicering av bilden, kan upplösningen hos testmönstret behöva vara högre. 10 15 20 25 30 35 524 371 8 I en annan utföringsform görs nämnda deformering av nämnda 2D-bild med hjälp av en interpolationsmetod. Det finns många kända matematiska interpolationsmetoder som kan användas för att snabbt transformera bilden så att den anpassas till nämnda 2D kompenserande mönster.In yet another embodiment, the resolution of said 2D test pattern is adapted to the shape of said 3D surface. If the inclination of the surface is large in relation to, for example, the plane of movement of a print head for applying the image, the resolution of the test pattern may need to be higher. In another embodiment, said deformation of said 2D image is done by means of an interpolation method. There are many known mathematical interpolation methods that can be used to quickly transform the image so that it adapts to said 2D compensating pattern.
I en specifik utföringsform görs nämnda deformering av nämnda 2D-bild med hjälp av spline-interpolation. Med spline-interpolation kan kontinuerlig deformation av 2D- bilden åstadkommas.In a specific embodiment, said deformation of said 2D image is done by means of spline interpolation. With spline interpolation, continuous deformation of the 2D image can be achieved.
Enligt en annan utföringsform av uppfinningen appli- ceras nämnda 2D-bild i form av elektriskt laddade partik- lar på nämnda 3D-yta. På detta sätt kan vanlig trycktek- nik användas för appliceringen av 2D-bilden på ytan.According to another embodiment of the invention, said 2D image is applied in the form of electrically charged particles on said 3D surface. In this way, standard printing technology can be used for the application of the 2D image on the surface.
Enligt en annan utföringsform är nämnda elektriskt laddade partiklar i form av viskösa droppar. Viskositeten kan t ex vara i intervallet 5 till 25 cP. Välkända bläck- stråleskrivarteknologier kan då användas.According to another embodiment, said electrically charged particles are in the form of viscous droplets. The viscosity can, for example, be in the range 5 to 25 cP. Well-known inkjet printer technologies can then be used.
Enligt en annan utföringsform innefattar nämnda applicering av nämnda 2D-bild på nämnda 3D-yta vidare styrning av var och en av nämnda elektriskt laddade partiklar individuellt till en förutbestämd position på nämnda 3D-yta med hjälp av ett justerbart, elektriskt fält som har flödeslinjer med en longitudinell riktning som sträcker sig genom nämnda 3D-yta.According to another embodiment, said application of said 2D image on said 3D surface further comprises controlling each of said electrically charged particles individually to a predetermined position on said 3D surface by means of an adjustable electric field having flow lines with a longitudinal direction extending through said 3D surface.
"Förutbestämd position på nämnda yta" definieras här som en position inom ett särskilt målområde på nämnda yta, varvid målområdet är bestämt i förväg och utgör ett litet delområde av ytan efter vad som tillåts av par- tikelstorleken och precisionen hos utrustningen som används."Predefined position on said surface" is defined herein as a position within a particular target area on said surface, the target area being predetermined and constituting a small sub-area of the surface as permitted by the particle size and precision of the equipment used.
Partiklarna styrs således till ytan med hjälp av det elektriska fältet på ett sådant sätt att de följer flö- deslinjer hos det elektriska fältet under sin väg till nämnda yta. Mer bestämt strävar partiklarna efter att förflytta sig i riktningen för flödeslinjer hos det elektriska fältet. Eftersom flödeslinjerna har en longi- tudinell riktning som sträcker sig genom ytan på vilken 10 15 20 25 30 35 524 571 m-il_i.r“u...rar,í1_. - ..W "m-Mm.m “_ _mm_".Vt lflt..flm W t,.._i__r _”- io_ _ _ nämnda 2D-bild skall appliceras kommer partiklarna att attraheras till ytan och bilda nämnda bild pà ytan.The particles are thus guided to the surface by means of the electric field in such a way that they follow flow lines of the electric field during their path to said surface. More specifically, the particles tend to move in the direction of flow lines of the electric field. Since the flow lines have a longitudinal direction extending through the surface on which 10 15 20 25 30 35 524 571 m-il_i.r “u ... rar, í1_. - ..W "m-Mm.m. .
Genom styrning av partiklar till ytan med hjälp av ett elektriskt fält i syfte att applicera 2D-bilden på 3D-ytan kan en annan typ av bildförsämring reduceras.By controlling particles to the surface by means of an electric field in order to apply the 2D image to the 3D surface, another type of image deterioration can be reduced.
Denna andra typ av bildförsämring, som också beror på lutningen hos ytan i förhållande till skrivhuvudet, består av oskärpa hos bilden som ett resultat av att partiklarna smetas ut på ytan på grund av lutningen. Här kallas denna typ av bildförsämring för "bilddegradering".This second type of image deterioration, which is also due to the inclination of the surface relative to the printhead, consists of blurring of the image as a result of the particles being smeared on the surface due to the inclination. Here, this type of image degradation is called "image degradation".
Eftersom flödeslinjerna hos ett elektriskt fält kan sträcka sig väsentligen vinkelrätt i förhållande till den trots att ytan är lutad kan partiklarna träffa tredimensionellt fördelade ytan, i förhållande till skrivhuvudet, ytan approximativt vinkelrätt så att de inte smetas ut på ytan och orsakar bilddegradering.Since the flow lines of an electric field can extend substantially perpendicular to it even though the surface is inclined, the particles can hit the three-dimensionally distributed surface, relative to the printhead, the surface approximately perpendicular so that they do not smear on the surface and cause image degradation.
Enligt uppfinningen innefattar ett system för kon- taktfri applicering av en 2D-bild på en 3D-yta organ för transformering, utifrån bildinformation som representerar nämnda 2D-bild och information som representerar nämnda 3D-yta, nämnda bildinformation till en kompenserad bildinformation så att förvrängning i form av inhomogen utsträckning av nämnda 2D-bild på nämnda 3D- yta reduceras, och organ för överföring av nämnda 2D-bild i enlighet med nämnda kompenserade bildinformation till nämnda 3D- yta med hjälp av kontaktfri applicering.According to the invention, a system for contactless application of a 2D image to a 3D surface comprises means for transformation, based on image information representing said 2D image and information representing said 3D surface, said image information into a compensated image information so as to distort in the form of inhomogeneous extension of said 2D image on said 3D surface is reduced, and means for transferring said 2D image in accordance with said compensated image information to said 3D surface by means of contactless application.
Enligt en utföringsform av uppfinningen innefattar systemet vidare organ för applicering av ett 2D-testmönster på en testyta som har likadan form som nämnda 3D-yta, organ för bestämning av förvrängningen hos nämnda 2D-testmönster på nämnda testyta, organ för skapande av ett 2D kompenserande mönster genom kompensering av nämnda 2D-testmönster för nämnda förvrängning, och 10 15 20 25 30 35 524 571 10 organ för deformering av nämnda 2D-bild så att den anpassas till nämnda 2D kompenserande mönster.According to an embodiment of the invention, the system further comprises means for applying a 2D test pattern to a test surface having the same shape as said 3D surface, means for determining the distortion of said 2D test pattern on said test surface, means for creating a 2D compensating pattern by compensating said 2D test pattern for said distortion, and means for deforming said 2D image so as to conform to said 2D compensating pattern.
Enligt en annan utföringsform av uppfinningen inne- fattar nämnda organ för överföring av nämnda 2D-bild till nämnda 3D-yta vidare organ för ejektering av elektriskt laddade partik- lar, en elektrod för bildande av ett elektriskt fält mellan elektroden och nämnda organ för ejektering av nämnda partiklar, varvid nämnda elektriska fält har flödeslinjer med en longitudinell riktning som sträcker sig genom nämnda 3D-yta för att styra nämnda partiklar till nämnda 3D-yta så att de bildar nämnda 2D-bild.According to another embodiment of the invention, said means for transmitting said 2D image to said 3D surface further comprises means for ejecting electrically charged particles, an electrode for forming an electric field between the electrode and said means for ejecting said particles, said electric field having flow lines with a longitudinal direction extending through said 3D surface to direct said particles to said 3D surface so as to form said 2D image.
Enligt uppfinningen innefattar en metod för hante- ring av bildinformation, utgående från bildinformation som representerar en 2D-bild och information som representerar en 3D-yta, transformering av nämnda bildinformation till en kompen- serad bildinformation för överföring av nämnda 2D-bild till nämnda 3D-yta med hjälp av kontaktfri applicering, varvid nämnda transformering av nämnda bildinformation görs på så sätt att förvrängning i form av inhomogen utsträckning av nämnda 2D-bild på nämnda 3D-yta reduceras.According to the invention, a method of handling image information, based on image information representing a 2D image and information representing a 3D surface, comprises transforming said image information into a compensated image information for transferring said 2D image to said 3D. surface by means of contactless application, said transformation of said image information being done in such a way that distortion in the form of inhomogeneous extent of said 2D image on said 3D surface is reduced.
Genom användning av denna uppfinningsenliga metod är det möjligt för en tjänsteleverantör att tillhandahålla förtransformerad bildinformation för applicering av 2D- bilder på specifika produkter av användare av dessa produkter.By using this method according to the invention, it is possible for a service provider to provide pre-transformed image information for applying 2D images to specific products by users of these products.
Enligt en annan utföringsform av uppfinningen inne- fattar metoden vidare inhämtning av nämnda information som representerar nämnda 3D-yta genom applicering av ett 2D-testmönster på en testyta som har likadan form som nämnda 3D-yta, 10 15 20 25 30 35 524 371 ll __i bestämning av förvrängningen hos nämnda 2D-testmöns- ter på nämnda testyta, skapande av ett 2D kompenserande mönster genom kom- pensering av nämnda 2D-testmönster för nämnda förvräng- ning, varvid nämnda information som representerar nämnda 3D-yta innefattar nämnda 2D kompenserande mönster.According to another embodiment of the invention, the method further comprises obtaining said information representing said 3D surface by applying a 2D test pattern to a test surface having the same shape as said 3D surface, 524 371 in determining the distortion of said 2D test pattern on said test surface, creating a 2D compensating pattern by compensating said 2D test pattern for said distortion, said information representing said 3D surface comprising said 2D compensating pattern .
Enligt en annan utföringsform innefattar nämnda transformering av nämnda bildinformation till en kompen- serad bildinformation vidare deformering av nämnda bildinformation så att den anpassas till nämnda 2D-kompenserande mönster.According to another embodiment, said transformation of said image information into a compensated image information further comprises deforming said image information so as to be adapted to said 2D compensating pattern.
Enligt uppfinningen innefattar en metod för förbere- dande av transformering av bildinformation som represen- terar en 2D-yta för kontaktfri applicering av 2D-bilden på en 3D-yta applicering av ett 2D-testmönster på en testyta som har likadan form som nämnda 3D-yta, bestämning av förvrängningen hos nämnda 2D-testmöns- ter på nämnda testyta, skapande av ett 2D kompenserande mönster genom kom- pensering av nämnda 2D-testmönster för nämnda förvräng- och tillhandahållande av organ för deformering av nämnda bildinformation så att den anpassas till nämnda 2D kom- ning, penserande mönster.According to the invention, a method of preparing image transformation transforms representing a 2D surface for contactless application of the 2D image to a 3D surface comprises applying a 2D test pattern to a test surface having the same shape as the 3D image. surface, determining the distortion of said 2D test pattern on said test surface, creating a 2D compensating pattern by compensating said 2D test pattern for said distortion and providing means for deforming said image information so as to conform to said 2D coming, pensive pattern.
Genom användning av denna uppfinningsenliga metod är det möjligt för en tjänsteleverantör att tillhandahålla organ för deformering av 2D-bilder till användare av en eller flera specifika produkter. Därigenom kan en använ- dare av en sådan specifik produkt transformera vilken 2D- bild som helst för applicering på denna produkt.By using this method according to the invention, it is possible for a service provider to provide means for deforming 2D images to users of one or more specific products. Thereby, a user of such a specific product can transform any 2D image for application to this product.
Enligt uppfinning innefattar ett datorprogram som är direkt nedladdningsbart till internminnet hos en dator- anordning mjukvarukodavsnitt som utför inmatning av bildinformation som representerar en 2D-bild som skall appliceras kontaktfritt på en 3D-yta, 10 15 20 25 30 35 12 inmatning av ett 2D-testmönster som har förvrängts genom att appliceras på en testyta som har likadan form som nämnda 3D-yta, bestämning av förvrängningen hos nämnda 2D-testmöns- ter genom att jämföra det med ett icke-förvrängt, ur- sprungligt 2D-testmönster, skapande av ett 2D kompenserande mönster genom kompensering av nämnda ursprungliga 2D-testmönster för nämnda förvrängning, deformering av nämnda bildinformation så att den anpassas till nämnda 2D kompenserande mönster, och utmatning av nämnda deformerade bildinformation.According to the invention, a computer program which is directly downloadable to the internal memory of a computer device comprises software code sections which perform input of image information representing a 2D image to be applied contactlessly on a 3D surface, input of a 2D image test pattern that has been distorted by being applied to a test surface having the same shape as said 3D surface, determining the distortion of said 2D test pattern by comparing it with a non-distorted, original 2D test pattern, creating a 2D compensating pattern by compensating said original 2D test pattern for said distortion, deforming said image information so as to conform to said 2D compensating pattern, and outputting said deformed image information.
Enligt uppfinningen innefattar ett datorprogram som är direkt nedladdningsbart till internminnet hos en datoranordning mjukvarukodavsnitt som utför inmatning av bildinformation som representerar en 2D-bild som skall appliceras på en 3D-yta, inmatning av ett 2D kompenserande mönster för kompensering av nämnda bildinformation för förvrängning som är resultatet av applicering av nämnda 2D-bild på nämnda 3D-yta, deformering av nämnda bildinformation så att den anpassas till nämnda 2D kompenserande mönster, och utmatning av nämnda deformerade bildinformation.According to the invention, a computer program which is directly downloadable to the internal memory of a computer device comprises software code sections which perform input of image information representing a 2D image to be applied to a 3D surface, input of a 2D compensating pattern for compensating said image information for distortion which is the result of applying said 2D image to said 3D surface, deforming said image information so as to conform to said 2D compensating pattern, and outputting said deformed image information.
Kort beskrivning av ritningarna Föreliggande uppfinning kommer nu att beskrivas mer detaljerat med hänvisning till de bifogade ritningarna, på vilka fig 1 är en schematisk vy av en utföringsform av ett system enligt uppfinningen; fig 2 är en schematisk vy av en annan utföringsform av ett system enligt uppfinningen; fig 3 är ett schematiskt flödesschema som visar ste- gen hos en utföringsform av en metod enligt uppfinningen; fig 4 illustrerar ett enkelt testmönster enligt en utföringsform av uppfinningen; 10 15 20 25 30 35 524 371 13 fig 5.1 till 5.3 är en schematisk perspektivvy, tvärsnittssidovy respektive övre planvy, av ett objekt med en enkel 3D-yta som skall beläggas med tryck; fig 6.1 och 6.2 är en schematisk tvärsnittssidovy respektive övre planvy, av objektet visat i fig 5.1 till 5.3 med testmönstret visat i fig 4 tryckt därpå; fig 7.1 är samma vy som visas i fig 6.1, men illust- rerar också elastisk utveckling av det tryckta testmönst- ret till ett 2D-plan; fig 7.2 är en illustration av det tryckta testmönst- ret elastiskt utvecklat i 2D-planet; fig 8.1 visar en jämförelse mellan det ursprungliga testmönstret i fig 4 och det tryckta och elastiskt ut- vecklade testmönstret i fig 7.2; fig 8.2 visar kompensering av testmönstret för förvrängningen som beror på objektytans tredimensionella form.Brief Description of the Drawings The present invention will now be described in more detail with reference to the accompanying drawings, in which Fig. 1 is a schematic view of an embodiment of a system according to the invention; Fig. 2 is a schematic view of another embodiment of a system according to the invention; Fig. 3 is a schematic flow chart showing the steps of an embodiment of a method according to the invention; Fig. 4 illustrates a simple test pattern according to an embodiment of the invention; Figs. 5.1 to 5.3 are a schematic perspective view, cross-sectional side view and top plan view, respectively, of an object with a simple 3D surface to be coated with print; Figs. 6.1 and 6.2 are a schematic cross-sectional side view and a top plan view, respectively, of the object shown in Figs. 5.1 to 5.3 with the test pattern shown in Fig. 4 printed thereon; Fig. 7.1 is the same view as shown in Fig. 6.1, but also illustrates elastic development of the printed test pattern into a 2D plane; Fig. 7.2 is an illustration of the printed test pattern elastically developed in the 2D plane; Fig. 8.1 shows a comparison between the original test pattern in Fig. 4 and the printed and elastically developed test pattern in Fig. 7.2; Fig. 8.2 shows compensation of the test pattern for the distortion due to the three-dimensional shape of the object surface.
Detaljerad beskrivning av föredragna utföringsformer Fig l visar en utföringsform av ett system enligt uppfinningen. Systemet innefattar en beräkningsanordning, här i form av en persondator (PC) 1, här i form av en bläckstråleskrivare 2 ansluten till nämnda PC och ett organ, l, för applicering av ett tvådimensionellt (2D) testmöns- ter på en tredimensionellt fördelad (3D) yta 5. Vidare innefattar systemet organ för bestämning av förvräng- ningen hos nämnda testmönster på nämnda 3D-yta 5. Detta organ är här i form av en videokamera 3 med ett frame- grabber-kort som kan anslutas till nämnda PC l. Anord- ningen innefattar också en eller flera speglar 4 för elastisk utveckling, till ett tvàdimensionellt plan, av testmönstret tryckt på 3D-ytan 5.Detailed Description of Preferred Embodiments Fig. 1 shows an embodiment of a system according to the invention. The system comprises a calculation device, here in the form of a personal computer (PC) 1, here in the form of an ink jet printer 2 connected to said PC and a means, 1, for applying a two-dimensional (2D) test pattern to a three-dimensionally distributed (3D) surface 5. The system further comprises means for determining the distortion of said test pattern on said 3D surface 5. This means is here in the form of a video camera 3 with a frame grabber card which can be connected to said PC 1. the ning also comprises one or more mirrors 4 for elastic development, to a two-dimensional plane, of the test pattern printed on the 3D surface 5.
Organet för applicering av 2D-testmönstret på 3D- ytan 5 kan vara någon typ av anordning för kontaktfri applicering av en bild pà en yta. Exempel på en sådan anordning är, utöver bläckstråleskrivaren, air-brush och spraymålningsanordningar. 10 15 20 25 30 35 524 571 14 Organet för bestämning av förvrängningen av nämnda testmönster på nämnda 3D-yta 5 kan också vara någon annan typ av bild- eller bildbehandlingssystem. Exempelvis kan en digitalkamera med hög upplösning användas istället för videokameran med frame-grabber-kort. Syftet med detta organ är att kunna jämföra avvikelser hos det tryckta testmönstret i förhållande till det ursprungliga test- mönstret. Om det är nödvändigt för att täcka alla delarna av 3D-ytan kan också två eller flera videokameror eller digitalkameror användas.The means for applying the 2D test pattern to the 3D surface 5 may be some type of device for contactless application of an image to a surface. Examples of such a device are, in addition to the ink jet printer, air-brush and spray painting devices. The means for determining the distortion of said test pattern on said 3D surface 5 may also be some other type of image or image processing system. For example, a high-resolution digital camera can be used instead of a camcorder with a frame-grabber card. The purpose of this body is to be able to compare deviations of the printed test pattern in relation to the original test pattern. If necessary to cover all parts of the 3D surface, two or more camcorders or digital cameras can also be used.
Beräkningsanordningen, här nämnda PC l, är utrustad med mjukvara, eller i någon annan utföringsform hårdvara, enligt uppfinningen för utförande av en metod enligt uppfinningen, vilken metod kommer att beskrivas senare häri.The computing device, herein referred to as PC 1, is equipped with software, or in some other embodiment hardware, according to the invention for performing a method according to the invention, which method will be described later herein.
Fig 2 visar en annan utföringsform av ett system enligt uppfinningen vilket innefattar ett speciellt, uppfinningsenligt organ för applicering av 2D-testmönst- ret på 3D-ytan 5. Detta organ innefattar ett skrivhuvud, här ett bläckstråleskrivhuvud 2.1 med ett ejektionsmun- och en elektrod 2.3 för bildande av ett elektriskt fält mellan elektroden 2.3 och stycke 2.2, justerbart, skrivhuvudet 2.1. Ejektionsmunstycket 2.2 är anordnat att ejektera elektriskt laddade partiklar, här elektriskt laddade bläckdroppar, mot ytan 5 på vilken en bild skall tryckas.Fig. 2 shows another embodiment of a system according to the invention which comprises a special, inventive means for applying the 2D test pattern to the 3D surface 5. This means comprises a printhead, here an ink jet printhead 2.1 with an ejection mouth and an electrode 2.3 to form an electric field between the electrode 2.3 and paragraph 2.2, adjustable, the printhead 2.1. The ejection nozzle 2.2 is arranged to eject electrically charged particles, here electrically charged ink droplets, against the surface 5 on which an image is to be printed.
Såsom i fig l innefattar anordningen vidare en videokamera 3 med ett frame-grabber-kort, en PC 1 till vilken både skrivhuvudet 2.1 och videokameran 3 kan vara anslutna, och en eller flera speglar (ej visade) för elastisk utveckling av ett testmönster tryckt på ytan 5.As in Fig. 1, the device further comprises a video camera 3 with a frame-grabber card, a PC 1 to which both the print head 2.1 and the video camera 3 can be connected, and one or more mirrors (not shown) for elastic development of a test pattern printed on surface 5.
Det elektriska fältet åstadkommes som ett resultat av en skillnad i elektrisk potential mellan skrivhuvudet 2.1 och elektroden 2.3. I fig 2 illustreras detta av en potential Vl hos skrivhuvudet 2.1 och en annan annorlunda potential V2 hos elektroden 2.3. lO 15 20 25 30 35 524 371 15 När 3D-ytan 5 hos ett objekt skall beläggas med en 2D-bild appliceras det elektriska fältet över ytan 5 så att flödeslinjerna hos det elektriska fältet korsar ytan 5. I de flesta fall betyder detta att elektroden 2.3 är placerad bakom ytan 5 i förhållande till skrivhuvudet 2.1. Ejektionsmunstycket 2.2 hos skrivhuvudet 2.1 ejekte- rar sedan de elektriskt laddade bläckdropparna mot ytan 5. Bläckdropparna, som attraheras av elektroden 2.3, strävar efter att förflyttas i riktningen för flödeslin- jer hos det elektriska fältet. Eftersom flödeslinjerna korsar ytan 5 kommer bläckdropparna att träffa ytan 5 och tillsammans bilda bilden. På så sätt styrs bläckdropparna till ytan 5 med hjälp av det elektriska fältet.The electric field is created as a result of a difference in electric potential between the printhead 2.1 and the electrode 2.3. In Fig. 2 this is illustrated by a potential V1 of the printhead 2.1 and another different potential V2 of the electrode 2.3. When the 3D surface 5 of an object is to be coated with a 2D image, the electric field is applied over the surface 5 so that the flow lines of the electric field cross the surface 5. In most cases, this means that the electrode 2.3 is located behind the surface 5 in relation to the print head 2.1. The ejection nozzle 2.2 of the printhead 2.1 then ejectes the electrically charged ink droplets towards the surface 5. The ink droplets, which are attracted by the electrode 2.3, strive to move in the direction of flow lines of the electric field. As the flow lines cross the surface 5, the ink droplets will hit the surface 5 and together form the image. In this way, the ink droplets are guided to the surface 5 by means of the electric field.
Såsom har nämnts tidigare häri har utföringsformen visad i fig 2 fördelen att den kan reducera degradering av bilden på grund av lutningen hos ytan 5 i förhållande till skrivhuvudet 2.1.As mentioned earlier herein, the embodiment shown in Fig. 2 has the advantage that it can reduce degradation of the image due to the inclination of the surface 5 relative to the printhead 2.1.
Fig 3 visar stegen a till h hos en utföringsform av en metod enligt uppfinningen. Denna metod är till stor implementerad i form av ett mjukvarudatorprogram i nämnda PC l visad i fig 1 och 2.Fig. 3 shows steps a to h of an embodiment of a method according to the invention. This method is largely implemented in the form of a software computer program in the PC 1 shown in Figs. 1 and 2.
I det första steget a hos metoden visad i fig 3 trycks ett 2D-testmönster på 3D-ytan 5 med hjälp av bläckstràleskrivaren 2. Storleken och upplösningen hos 2D-testmönstret kan anpassas till storleken och formen hos 3D-ytan. 3D-ytan 5 kan antingen vara den 3D-yta på vilken en 2D-bild senare skall tryckas, eller vara en 3D- testyta vars form är likadan som formen hos en 3D-yta på vilken 2D-bilden skall tryckas. Om 2D-testmönstret och bilden skall tryckas på samma 3D-yta 5 kan 2D-testmönst~ ret tryckas med sådant bläck som kan tvättas bort från 3D-ytan 5 innan bilden trycks.In the first step a of the method shown in Fig. 3, a 2D test pattern is printed on the 3D surface 5 by means of the ink jet printer 2. The size and resolution of the 2D test pattern can be adapted to the size and shape of the 3D surface. The 3D surface 5 can either be the 3D surface on which a 2D image is to be printed later, or be a 3D test surface whose shape is similar to the shape of a 3D surface on which the 2D image is to be printed. If the 2D test pattern and the image are to be printed on the same 3D surface 5, the 2D test pattern can be printed with such ink that can be washed away from the 3D surface 5 before the image is printed.
Som illustration visas ett enkelt 2D-testmönster i fig 4. Detta 2D-testmönster innefattar svarta koordinat- punkter anordnade i ett rutmönster. 2D-testmönstret kan se annorlunda ut, men det är företrädesvis utformat för 10 15 20 25 30 35 524 371 16 maskinavläsning och så enkelt att förvrängning av det kan bestämmas automatiskt.As an illustration, a simple 2D test pattern is shown in Fig. 4. This 2D test pattern includes black coordinate points arranged in a grid pattern. The 2D test pattern may look different, but it is preferably designed for machine reading and so simple that distortion thereof can be determined automatically.
I fig 5.1 till 5.3 visas ett objekt med en enkelt formad 3D-yta som motsvarar formen hos 3D-ytan 5. I fig 6.1 och 6.2 visas testmönstret enlig fig 4 tryckt på 3D- ytan hos objektet som visas i fig 5.1 till 5.3.Figs. 5.1 to 5.3 show an object with a simply shaped 3D surface corresponding to the shape of the 3D surface 5. In Figs. 6.1 and 6.2 the test pattern according to Fig. 4 is shown printed on the 3D surface of the object shown in Figs. 5.1 to 5.3.
I nästa steg b som visas i fig 3 avläses det tryckta testmönstret från 3D-ytan 5 in till datorprogrammet med hjälp av videokameran 3 med frame-grabber-kortet. Det tryckta testmönstret digitaliseras i detta steg och sparas i nämnda PC l, t ex i form av en bitmappbild.In the next step b shown in Fig. 3, the printed test pattern is read from the 3D surface 5 into the computer program by means of the camcorder 3 with the frame-grabber card. The printed test pattern is digitized in this step and saved in the PC 1, for example in the form of a bitmap image.
I syfte att bestämma förvrängningen hos det tryckta testmönstret, vilken beror på lutningen hos 3D-ytan (såsom (30) 5, jämfört med det ursprungliga 2D-testmönstret det som visas i fig 4), vecklas det tryckta testmönstret elastiskt ut till ett tvådimensionellt plan före avläs- ningen. Detta illustreras i fig 7.1. 2D-planet är vinkel- rätt i förhållande till skrivhuvudets ejektionsriktning.In order to determine the distortion of the printed test pattern, which is due to the inclination of the 3D surface (such as (30) 5, compared with the original 2D test pattern as shown in Fig. 4), the printed test pattern is elastically unfolded to a two-dimensional plane before the reading. This is illustrated in Fig. 7.1. The 2D plane is perpendicular to the ejection direction of the printhead.
Såsom beskrivits ovan betyder "elastisk utveckling" utveckling där de relativa avstånden mellan koordinat- punkter, i detta fall kooordinatpunkter hos det tryckta testmönstret, kan ändras under utvecklingen.As described above, "elastic development" means development where the relative distances between coordinate points, in this case coordinate points of the printed test pattern, can change during development.
Denna elastiska utveckling av det tryckta testmönst- ret ástadkommes här med hjälp av speglar 4 som är place- rade i en vinkel av approximativt 45° i förhållande till nämnda 2D-plan på ett sådant sätt som visas i fig l. Det tryckta testmönstret avläses medelst videokameran 3 del- vis direkt från 3D-ytan 5 och delvis från speglarna 4. De delar av 3D-ytan som läses direkt från 3D-ytan 5 är de vilka är mest parallella med nämnda 2D-plan, här 3D-ytan pà objektets övre del (visad i fig 5.1 till 5.3), medan de delar som läses via speglarna 4 är de som är mest lutade i förhållande till nämnda 2D-plan, här 3D-ytan på objektets sidor.This elastic development of the printed test pattern is achieved here by means of mirrors 4 which are placed at an angle of approximately 45 ° relative to said 2D plane in a manner as shown in Fig. 1. The printed test pattern is read by means of the camcorder 3 partly directly from the 3D surface 5 and partly from the mirrors 4. The parts of the 3D surface that are read directly from the 3D surface 5 are those which are most parallel to said 2D plane, here the 3D surface on the upper part of the object part (shown in Figs. 5.1 to 5.3), while the parts read via the mirrors 4 are the ones that are most inclined in relation to said 2D plane, here the 3D surface on the sides of the object.
Egentligen kan endast ytor som har plant lutande sidor elastiskt vecklas ut perfekt till ett 2D-plan med hjälp av plana speglar. För att elastiskt veckla ut den 10 15 20 25 30 35 524 371 17 hemisfärformâde“ytah 5 som illuštreras i figurerna mef' perfekt, kan något annat lämpligt spegelarrangemang användas. Exempelvis kan en koppformad spegel användas för att veckla ut alla sidorna på samma gång, men detta kräver mer av den följande bildbehandlingen i dator- programmet. Alternativt kan ytan 5 delas upp i delremsor, vilka var och en avläses via en böjd spegel eller approximeras till en plant lutande delremsa och avläses via en plan spegel.In fact, only surfaces that have flat inclined sides can be elastically developed perfectly into a 2D plane with the help of flat mirrors. In order to elastically unfold the hemispherical shape of the surface illustrated in the figures perfectly, any other suitable mirror arrangement may be used. For example, a cup-shaped mirror can be used to unfold all the pages at once, but this requires more of the following image processing in the computer program. Alternatively, the surface 5 can be divided into sub-strips, each of which is read via a curved mirror or approximated to a flat inclined sub-strip and read via a flat mirror.
Användningen av speglar för elastisk utveckling är dock endast tillämpbar för ytor med relativt enkla 3D- former. Om formen hos ytan är mer komplicerad kan det tryckta testmönstret först avscannas från ytan och sedan modelleras tredimensionellt och elastiskt vecklas ut i ett digitalt bildbehandlingsprogram.However, the use of mirrors for elastic development is only applicable to surfaces with relatively simple 3D shapes. If the shape of the surface is more complicated, the printed test pattern can first be scanned from the surface and then modeled in three dimensions and elastically developed in a digital image processing program.
I steg c återspeglas igen de delar av det tryckta testmönstret som avläses via speglarna 4, d V s de mest lutande delytorna, av datorprogrammet. De delar av det tryckta testmönstret som läses in i speglarna 4 blir spegelvända i förhållande till testmönstret som avläses direkt från 3D-ytan 5. Därför måste dessa speglade delar återspeglas igen så att ett korrekt, tvådimensionellt förvrängt testmönster erhålles. I fig 7.2 visas resulta- tet av den elastiska utvecklingen illustrerad i fig 7.1.In step c, the parts of the printed test pattern that are read via the mirrors 4, i.e. the most inclined sub-surfaces, are again reflected by the computer program. The parts of the printed test pattern that are read into the mirrors 4 become mirror-inverted in relation to the test pattern that is read directly from the 3D surface 5. Therefore, these mirrored parts must be reflected again so that a correct, two-dimensional distorted test pattern is obtained. Fig. 7.2 shows the result of the elastic development illustrated in Fig. 7.1.
Såsom beskrivits innefattar denna elastiska utveckling spegling i speglarna 4 enligt steg b i fig 3 plus åter- spegling igen enligt steg c.As described, this elastic development includes reflection in the mirrors 4 according to step b in Fig. 3 plus reflection again according to step c.
I steg d bestäms koordinatavvikelsen på grund av förvrängning. Såsom nämnts beror förvrängningen på lut- ningen hos 3D-ytan 5 i förhållande till skrivhuvudet. När utföringsformen visad i fig 2 används orsakas förvräng- ningen också av det elektriska fältet. Oberoende av vad som har orsakat förvrängningen kan denna bestämmas genom bestämning av avvikelsen hos koordinater i det tryckta testmönstret från motsvarande koordinater i det ursprung- liga 2D-testmönstret. 10 15 20 25 30 35 524 571 'IR Denna avvikèlsebëstämning illüstreïäs_i'fig 8.1 som I visar en jämförelse mellan det ursprungliga och det tryckta testmönstret och ett avvikelseavstànd d mellan en ursprunglig och en tryckt punkt. I datorprogrammet kan avvikelsen bestämmas separat i en x- och en y-riktning.In step d, the coordinate deviation is determined due to distortion. As mentioned, the distortion depends on the inclination of the 3D surface 5 relative to the printhead. When the embodiment shown in Fig. 2 is used, the distortion is also caused by the electric field. Regardless of what has caused the distortion, this can be determined by determining the deviation of coordinates in the printed test pattern from the corresponding coordinates in the original 2D test pattern. 10 15 20 25 30 35 524 571 'IR This deviation beast state is illustrated in Fig. 8.1 which shows a comparison between the original and the printed test pattern and a deviation distance d between an original and a printed dot. In the computer program, the deviation can be determined separately in an x and a y direction.
I steg e skapas ett 2D kompenserande mönster, vilket kompenserar för förvrängningen och, mer specifikt, för koordinatavvikelsen. Detta görs genom förflyttning av positionen för var och en av koordinaterna hos det ur- sprungliga testmönstret samma sträcka som storleken hos koordinatavvikelsen orsakad av förvrängningen, men i den motsatta riktningen i nämnda 2D-plan jämfört med för- vrängningsriktningen.In step e, a 2D compensating pattern is created, which compensates for the distortion and, more specifically, for the coordinate deviation. This is done by moving the position of each of the coordinates of the original test pattern the same distance as the magnitude of the coordinate deviation caused by the distortion, but in the opposite direction in said 2D plane compared to the direction of distortion.
Detta illustreras i fig 8.2, natpunkten som förvrängdes en avvikelsesträcka d flyttas (vilket som visar hur koordi- samma sträcka d men i den motsatta riktningen belyses genom minustecknet före bokstaven d i fig 8.2).This is illustrated in Fig. 8.2, the night point which was distorted a deviation distance d is moved (which shows how the coordinate distance d but in the opposite direction is illuminated by the minus sign before the letter d in Fig. 8.2).
I datorprogrammet kan koordinaterna i det ursprung- liga och i det tryckta testmönstret, såväl som de bestäm- da koordinatavvikelserna och koordinaterna i det bestämda 2D kompenserande mönstret, anordnas i matriser.In the computer program, the coordinates of the original and the printed test pattern, as well as the determined coordinate deviations and the coordinates of the determined 2D compensating pattern, can be arranged in matrices.
I steg f matas en valfri 2D-bild som skall tryckas på 3D-ytan 5 in i datorprogrammet. Bilden kan vara i form av en bitmappbild eller något annat lämpligt dataformat.In step f, an optional 2D image to be printed on the 3D surface 5 is fed into the computer program. The image may be in the form of a bitmap image or some other suitable data format.
I steg g deformeras 2D-bilden som matades in i steg f med hjälp av en interpolationsmetod för att anpassas till det tidigare bestämda kompenserande mönstret. I denna utföringsform används splineinterpolation. Kurvor, eller "splines", genereras härvid med hjälp av koordinat- punkterna hos det kompenserande mönstret som styrpunkter.In step g, the 2D image fed into step f is deformed by an interpolation method to conform to the previously determined compensating pattern. In this embodiment, spline interpolation is used. Curves, or "splines", are generated by means of the coordinate points of the compensating pattern as control points.
Bildpunkterna hos 2D-bilden avbildas sedan till sina nya positioner, i en kompenserad, deformerad bild, genom att dessa positioner förbinds med nämnda genererade splines.The pixels of the 2D image are then imaged to their new positions, in a compensated, deformed image, by connecting these positions to said generated splines.
Detta görs separat i x-riktningen och y-riktningen.This is done separately in the x-direction and the y-direction.
Färgen hos varje bildpunkt bestäms genom interpolation av färgen, t ex interpolation av RGB-värden, på närbelägna bildpunkter. 10 15 20 25 524 571 ...i _ q Andra interpolationsmetoder som ger den önskadew' deformationen av bilden kan också användas.The color of each pixel is determined by interpolating the color, such as interpolating RGB values, on nearby pixels. 10 15 20 25 524 571 ... i _ q Other interpolation methods which give the desired deformation of the image can also be used.
I det sista steget h trycks den deformerade 2D- bilden på ytan 5. För konvertering från en RGB- till en CMYK-färgrymd kan kända standardrutiner användas. Ett flertal kända algoritmer är också tillgängliga för kon- vertering från kontinuerliga till binära färgtoner.In the last step h, the deformed 2D image is printed on the surface 5. Known standard routines can be used for conversion from an RGB to a CMYK color space. A number of known algorithms are also available for conversion from continuous to binary color tones.
När väl ett kompenserande mönster har bestämts för en specifik yta genom stegen a till e, kan vilken 2D-bild som helst tryckas på likadana ytor med hjälp av stegen f till h.Once a compensating pattern has been determined for a specific surface by steps a to e, any 2D image can be printed on similar surfaces using steps f to h.
I en alternativ utföringsform av en metod enligt uppfinningen simuleras tryckningen av testmönstret i en PC eller en annan beräkningsanordning. Alla stegen a till g i fig 3 utförs således virtuellt inuti nämnda PC. Denna metod är emellertid svårare att implementera än den ovan nämnda metoden med testtryckning på en riktig yta 5, särskilt om förvrängningen på grund av ett elektriskt fält skall bestämmas. (se fig 2) I en annan alternativ utföringsform av en metod enligt uppfinningen bestäms förvrängningen direkt från bilden som skall tryckas på ytan. Således behövs inget testmönster i denna utföringsform, men metoden är svårare att implementera om bilden är komplicerad.In an alternative embodiment of a method according to the invention, the printing of the test pattern in a PC or another calculation device is simulated. Thus, all steps a to g in Fig. 3 are performed virtually inside said PC. However, this method is more difficult to implement than the above-mentioned method of test printing on a real surface 5, especially if the distortion due to an electric field is to be determined. (see Fig. 2) In another alternative embodiment of a method according to the invention, the distortion is determined directly from the image to be printed on the surface. Thus, no test pattern is needed in this embodiment, but the method is more difficult to implement if the image is complicated.
Det bör inses att modifieringar av ovan beskrivna system och metoder kan göras av fackmän inom omrâdet utan att avsteg görs från andan och ramen för uppfinningen.It should be appreciated that modifications to the systems and methods described above may be made by those skilled in the art without departing from the spirit and scope of the invention.
Claims (24)
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE0202161A SE524371C2 (en) | 2002-07-10 | 2002-07-10 | Method and apparatus for applying a two-dimensional image to a three-dimensional surface |
| BR0305351-2A BR0305351A (en) | 2002-07-10 | 2003-07-09 | Method and apparatus for applying a two-dimensional image to a three-dimensional surface. |
| PCT/SE2003/001191 WO2004007203A1 (en) | 2002-07-10 | 2003-07-09 | Method and apparatus for applying a two dimensional image on a three dimensional surface |
| AU2003247298A AU2003247298A1 (en) | 2002-07-10 | 2003-07-09 | Method and apparatus for applying a two dimensional image on a three dimensional surface |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE0202161A SE524371C2 (en) | 2002-07-10 | 2002-07-10 | Method and apparatus for applying a two-dimensional image to a three-dimensional surface |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SE0202161D0 SE0202161D0 (en) | 2002-07-10 |
| SE0202161L SE0202161L (en) | 2004-01-11 |
| SE524371C2 true SE524371C2 (en) | 2004-08-03 |
Family
ID=20288496
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SE0202161A SE524371C2 (en) | 2002-07-10 | 2002-07-10 | Method and apparatus for applying a two-dimensional image to a three-dimensional surface |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| AU (1) | AU2003247298A1 (en) |
| BR (1) | BR0305351A (en) |
| SE (1) | SE524371C2 (en) |
| WO (1) | WO2004007203A1 (en) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102005021654A1 (en) * | 2005-05-06 | 2006-11-09 | Laser 2000 Gmbh | Method and arrangement for applying a visible marking to transparent substrates |
| EP1721899A1 (en) | 2005-05-13 | 2006-11-15 | Bayer CropScience S.A. | Process for the preparation of a carboxamide derivative |
| DE102006034060B4 (en) * | 2006-07-20 | 2009-01-15 | Ball Packaging Europe Gmbh | Method and device for decorating an uneven surface on a dimensionally stable object |
| DE102007021767A1 (en) * | 2007-05-09 | 2008-11-13 | Bauer, Jörg R. | Method and device for printing a component with two mutually inclined surface areas by means of a digital printing method |
| AT507848B1 (en) * | 2009-01-29 | 2011-06-15 | Durst Phototechnik Digital Technology Gmbh | DEVICE AND METHOD FOR APPLYING FLUID DROPS |
| DE102011086015A1 (en) * | 2011-11-09 | 2013-05-16 | Krones Aktiengesellschaft | Method and apparatus for ink jet printing on curved object surfaces |
| KR101390391B1 (en) * | 2012-05-21 | 2014-05-27 | 엔젯 주식회사 | Apparatus for printing on 3-dimensional surface using electrohydrodynamic force |
| US9004675B2 (en) * | 2013-04-04 | 2015-04-14 | Nike, Inc. | Image correction with 3D printing |
| DE102014006991A1 (en) | 2013-06-06 | 2014-12-11 | Heidelberger Druckmaschinen Ag | Apparatus for printing with an ink jet printhead on a curved surface of an obiect |
| KR101518402B1 (en) * | 2014-04-17 | 2015-05-11 | 엔젯 주식회사 | Fused deposition modelling (fdm) printing apparatus using electrostatic force |
| GB2579195B (en) | 2018-11-22 | 2021-01-27 | Global Inkjet Systems Ltd | Printing methods and systems |
| CN115482182A (en) * | 2021-05-31 | 2022-12-16 | 索尼半导体解决方案公司 | Face deformation compensation method for face depth image, imaging device and storage medium |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB8827952D0 (en) * | 1988-11-30 | 1989-01-05 | Screen Form Inc | Display device |
| FR2639878B1 (en) * | 1988-12-01 | 1991-01-11 | Cebal | PROCESS FOR DECORATING A BLANK TO BE CONFORMED, USE OF THIS PROCESS AND PRODUCTS OBTAINED |
| GB9610034D0 (en) * | 1996-05-14 | 1996-07-17 | Field Philip | Imaging |
| US5831641A (en) * | 1996-11-27 | 1998-11-03 | Eugene Gollings | Methods and apparatus for imprinting indecia on a three dimensional article |
| IT1304662B1 (en) * | 1998-09-30 | 2001-03-28 | Stefano Germena | PROCEDURE AND PRINTING DEVICE ON THREE-DIMENSIONAL OBJECTS. |
| US5931166A (en) * | 1998-12-22 | 1999-08-03 | Weber; Paul J. | Fingernail decorating |
| US6460958B2 (en) * | 2000-02-29 | 2002-10-08 | Minolta Co., Ltd. | Three-dimensional object printing apparatus and method |
| US6970592B2 (en) * | 2000-09-04 | 2005-11-29 | Fujitsu Limited | Apparatus and method for correcting distortion of input image |
-
2002
- 2002-07-10 SE SE0202161A patent/SE524371C2/en not_active IP Right Cessation
-
2003
- 2003-07-09 AU AU2003247298A patent/AU2003247298A1/en not_active Abandoned
- 2003-07-09 BR BR0305351-2A patent/BR0305351A/en not_active IP Right Cessation
- 2003-07-09 WO PCT/SE2003/001191 patent/WO2004007203A1/en not_active Application Discontinuation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| SE0202161D0 (en) | 2002-07-10 |
| SE0202161L (en) | 2004-01-11 |
| AU2003247298A1 (en) | 2004-02-02 |
| WO2004007203A1 (en) | 2004-01-22 |
| BR0305351A (en) | 2004-08-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7944580B2 (en) | Handheld printer | |
| SE524371C2 (en) | Method and apparatus for applying a two-dimensional image to a three-dimensional surface | |
| EP0803795B1 (en) | Versatile print preview of drawings | |
| JP6834765B2 (en) | Inkjet printer and 3D printing method | |
| US9975327B1 (en) | System and method for adjusting printhead operations in a direct-to-object printer having a fixed printhead array | |
| CN112140741A (en) | System and method for analyzing the surface of a three-dimensional object to be printed by a printhead mounted to an articulated arm | |
| JP2002084407A (en) | Data generator and solid surface recording device | |
| EP3085544B1 (en) | Method for printing on a media object in a flat bed printing system | |
| JP2017010271A (en) | Information processing apparatus, image forming system, image forming apparatus, and program | |
| US7247353B2 (en) | Method and apparatus for applying a coating on a three dimensional surface | |
| EP3121020A2 (en) | Ejection device | |
| JP2017149126A (en) | Portable type direct printing type handy printer | |
| CN102016914B (en) | Image shape deformation device, image shape deformation method, and image shape deformation program | |
| US20220207668A1 (en) | Book scanning using machine-trained model | |
| KR102478345B1 (en) | Additive printing method for printing a functional print pattern on a surface of a three-dimensional object, associated computer program and computer-readable medium | |
| JP2747722B2 (en) | Picture film distortion correction device | |
| US10155398B1 (en) | System and method for identifying a location for printing an image on an object and operating printheads to print the image on the object | |
| JP2747721B2 (en) | Picture film distortion correction device | |
| US20050200872A1 (en) | Method of processing a print batch in a print device | |
| US20240116298A1 (en) | Printed image data generation method, printing method, and printed image data generation apparatus | |
| Rahnemoonfar et al. | Restoration of arbitrarily warped historical document images using flow lines | |
| KR101943444B1 (en) | Apparatus and method for coating through image processing | |
| JP2021079384A (en) | Three-dimensional printing method | |
| EP3210787A2 (en) | Protector coat bitmap generation for printing systems | |
| JP2000153606A (en) | Ink jet printer |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| NUG | Patent has lapsed |