Компания Autodesk объяснила, как пользователи могут добиться субпиксельного разрешения при печати на DLP-принтерах. Метод использует принцип сглаживания слоев за счет регулируемой яркости пикселей.

DLP-принтеры создают объемные объекты, последовательно засвечивая тонкие слои фотополимерной смолы с помощью цифрового проектора. Как правило, точность исполнения напрямую зависит от разрешения самого проектора. Как подсказывает Autodesk, разрешение DLP-печати можно повысить, используя технику сглаживания за счет засветки переменной яркости.

При работе с проекторными 3D-принтерами область печати разделяется на воксели – кубики, из которых выстраивается физический объект. Если пиксель (то есть горизонтальная проекция вокселя) яркий, проектор засвечивает фотополимерную смолу в соответствующей точке, выстраивая очередной воксель. Если же пиксель на проекторе темный, то и смола в точке остается жидкой. В своем эксперименте сотрудники Autodesk решили выяснить что будет, если смолу засветить пикселями переменной яркости, то есть «серыми» тонами. Можно ли получить половинку вокселя? А если да, то где в пределах обычного кубика образуется эта половинка и как она будет распределена?

Ричард Грин провел эксперимент по печати непрерывного ряда вокселей с засветкой переменной яркости. Предсказуемо, при яркости ниже определенного порога эффект был нулевым. При определенном уровне интенсивности света на уже напечатанном слое начали формироваться полусферические капли. Чем ярче засветка, тем выше получается нарост, а если яркость пикселей продолжать повышать, то капельки начинают расти и в горизонтальной плоскости. Получается, что размером вокселя можно управлять за счет яркости соответствующего пикселя.

Используя варьируемую засветку, Грину удалось печатать «кубики» там, где хотелось – даже на стыке пикселей. Самый интересный момент заключается в возможности выравнивания слоев. В одном из экспериментов Грин напечатал вертикальный столбик, но внешний слой одной из сторон выполнил с помощью градируемой засветки – от максимальной яркости до минимальной с 32 промежуточными значениями. В итоге ему удалось добиться достаточно гладкой наклонной поверхности: каждый последующий слой был примерно на полтора микрона уже, чем предыдущий. В пределах одного 50-микронного пикселя удалось добиться плавного наклона 32 слоев под углом 3,6 градусов.

Эксперименты проводились на фирменном принтере Ember, но методика теоретически применима к любому DLP-принтеру. «Все эти трюки с использованием оттенков серого не позволят волшебным образом печатать детализированные элементы в субпиксельном диапазоне, но они позволят сгладить поверхности и устранить определенные артефакты», – поясняет сотрудник Autodesk Стив Кранц.