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CN104321811A - 用于立体印刷的方法和装置 - Google Patents

用于立体印刷的方法和装置 Download PDF

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CN104321811A
CN104321811A CN201380026196.5A CN201380026196A CN104321811A CN 104321811 A CN104321811 A CN 104321811A CN 201380026196 A CN201380026196 A CN 201380026196A CN 104321811 A CN104321811 A CN 104321811A
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Abstract

传统的立体印刷技术的限制是在于提供当前不可用的特性和灵活性，包括从或PDF文件中选择性地提取图像，从而使页面内的单个图像纹理化；从采用图像处理技术的图像中自动直接地构建纹理；通过在openGL和中凹凸贴图或法线贴图的构建，对纹理进行可视化以被应用到图像；通过在OpenGL和中的视觉反馈，调整纹理化参数；以及插入透明的纹理背面到PDF文件用于自动打印。

Description

用于立体印刷的方法和装置
相关申请交叉引用
本申请要求2013年1月10日提交的美国专利申请号13/738,776以及2012年3月19日提交的美国临时专利申请号61/612,842的优先权，这两者通过引用整体并入此文。
技术领域
本发明涉及印刷，更具体地，本发明涉及一种用于立体印刷的方法和装置。
背景技术
立体印刷赋予三维组件印刷。参见，例如，柯达NexPress立体打印系统(NexPress Dimensional Printing System)，创新和文件准备指南(Creat ive and File Preparation Guidelines)，http：//graphics.kodak.com/KodakGCG/uploadedFiles/Creative_File_P rep_218_Fina1_010709.pdf。立体印刷采用立体透明干油墨在溶融后在页面元素顶层上形成透明的凸起层。它可被用于增强图形、文字或全色图像。这种油墨的整体触觉效果类似于热熔印刷，但具有更大程度的控制。立体印刷可以被设置以产生可变的高度，从而更接近地模拟一特定图像的纹理。不同于只能被应用于油墨的热熔印刷，立体透明干油墨不需要油墨或图像粘附到基底上。
发明内容
传统的立体印刷技术的限制是在于提供当前不可用的特性和灵活性，包括从或PDF文件中选择性地提取图像，从而使页面内的单个图像纹理化；从采用图像处理技术的图像中自动直接地构建纹理；通过在openGL和中凹凸贴图或法线贴图的构建，对纹理进行可视化以被应用到图像；通过在OpenGL和中的视觉反馈，调整纹理化参数；以及插入透明的纹理背面到PDF文件用于自动打印。
附图说明
图1所示是在PDF文件中的多个图像；
图2所示是来自图1的PDF文件的图像选择；
图3是根据本发明显示立体层的生成的流程图；
图4所示是来自图1的PDF文件的选择的图像；
图5所示是图4的图像的卷积滤镜的应用；
图6所示是过滤后的图4的图像；
图7所示经过转换至灰阶后的图4的图像；
图8所示是经过反相后的图4的图像；
图9所示是经过直方图调整后的图4的图像；
图10是根据本发明显示PDF文件的立体层的应用的流程图；
图11是直方图调整的图像的复制；
图12所示是透明层的选择；
图13所示是具有透明通道的图像；
图14所示是新文档的打开；
图15所示是用于透明通道的色板选择；
图16所示是属性窗口的打开；
图17所示套印文件色板的选择；
图18所示是文件作为PDF文件导出；
图19所示是具有法线贴图的图像；
图20所示是用于图像的凹凸贴图；
图21所示是没有凹凸贴图的图像；
图22所示是应用凹凸贴图的图像；
图23是处理过的图像被保存用于印刷；
图24A-24J是根据本发明的显示用于立体印刷的可视化编辑器的屏幕截图；以及
图25所示是示意框图，示出了计算机系统的示例性形式中的机器，在计算机系统中用于使该机器执行任何本文所公开的方法的一组指令可以被执行。
具体实施例
传统的立体印刷技术的限制是在于提供当前不可用的特性和灵活性，包括从或PDF文件中选择性地提取图像，从而使页面内的单个图像纹理化；从采用图像处理技术的图像中自动直接地构建纹理；通过在openGL和中凹凸贴图或法线贴图的构建，对纹理进行可视化以被应用到图像；通过在OpenGL和中的视觉反馈，调整纹理化参数；以及插入透明的纹理背面到PDF文件用于自动打印。
图像选择
本发明的实施例允许以立体印刷为目的从PDF文件中的单个选择图像。本领域技术人员将理解，本发明并不限于PDF文件，并且本发明可以用于任何已知的文件格式。在本实施例中，PDF文件(参见图1)被载入纹理化应用(参见图2)。纹理化应用使得页面选择和在页面内的图像的选择能够允许用于立体印刷的单个控制。
由于PDF说明书是公开的，因此也可能有来自Adobe和来自第三方的代码库，能够打开、分析、修改和重写PDF文件。本发明的实施例使用EFI(福斯特市，加利福尼亚)库，以打开和解析在PDF文件中页面的数量。本领域技术人员将理解，任何已知的库可以被用于此目的。接着在每一页上的图像的数量被解析。应当注意的是，一些PDF的创作者，即将其他文件格式，如MS Word，转换为PDF格式的软件程序包以条或块的形式保存图像。条或块是置于与其它条或块相邻的页面上的完整图像的一部分。基于这些块或条的大小和位置，它们被组合成单个完整的图像用于上光和采用启发式算法的增强。一旦所有的图像被定位，PDF库通过拷贝整个页面在显示屏的左侧面板中显示每个页面的缩略图(参见图24A)。然后PDF库可以从PDF中提取每个图像的图像数据，以使其能够被单个地显示在显示屏的的底部面板中(参见图24A)。
立体层的生成
本发明的关键是立体层的生成。图3是阐述了在生成立体层中的各种步骤的流程图。从选择的图像(300)开始(参见图4)，可将卷积滤镜应用于图像(302)以提取边缘。图5显示了示例滤镜。所使用的滤镜与浮雕滤镜非常相似(见http：//en.wikipedia.org/wiki/lmage_embossing)，其中正/负边缘被放大并且平坦/恒定区被抑制，尽管本领域技术人员将理解，许多其它的滤镜也可以与本发明在此结合使用。将过滤的图像(304)(图6)转换到灰阶(306)(图7)，反相图像(308)(图8)并执行直方图调整(310)(图9)。在实施例中，一种有用的调整涉及拉伸直方图(见http：//diwww.epf1.ch/w31ami/detec/perrigproj96/img22.gif)，使得该图像像素的大约10％被标记(在参考图像内，非白色)。这限制了被使用的透明油墨的量并确保了图像的显著区域具有立体效果。
将立体层应用到PDF文件
图10是流程图，其示出了将立体层应用到PDF文件中的步骤。图11—18示出了在Adobe InDesign程序中如何将立体层应用到PDF文件。在此所提供的示例中仅是本发明的此内容可以被实施的诸多方式中的一种，如本领域技术人员所熟知的。例如，在本发明的其它实施例中，此过程在纹理化应用中被编程地执行。一旦图象的透明层被计算，它被插回到PDF文件作为使用透明油墨的补充的图像，即称为专色，将要被印刷在现有的RGB或CMYK图像上。本领域技术人员将理解的是，尽管本发明目前优选的实施方案中理解透明层是作为立体层使用的，任何一个或多个图像颜色通道，例如任一或多个C、M、Y和K通道可被视为立体层，除了或代替，透明通道。
将立体层应用到PDF文件的第一步是全选，并且复制(Ctr1-C)直方图调整的图像(1000)(参见图11)。然后，用户返回到原始的RGB图像并选择透明层粘贴(1002)(参见图12)。在一些实施例中，重复的撤消的使用快速返回到RGB图像。现在图像有透明的专色通道维度(显示为G+Clear)。在这个例子中图像被保存为flower.psd(1004)(参见图13)。新的InDesign文档被打开，Place被选中(1006)(参见图14)。色板被打开并且“透明通道”被选中(1008)(参见图15)。然后属性窗口被打开(1010)(参见图16)。选择透明色板，检查套印填充(Overprint Fill)(1012)(参见图17)。然后该文件从InDesign中作为PDF被导出(1014)(参见图18)。在本实施例中，重要的是要确保该格式是Adobe PDF(打印)。前述的目的是为了在现有的RGB或CMYK图象顶部套印新的透明间隔。上面的讨论描述了如何使用Adobe应用来实现此目的。在采用EFI的纹理化应用的实施例中，透明套印图像使用EFI的PDF库被编程地插入。
纹理化的可视化
本发明的实施例涉及使用如在例如，Cq Tutorial，第8章凹凸贴图，http.developer.nvidia.com/CgTutorial/cg_tutorial_chapter08.html所描述的技术的法线贴图的生成(图19)或凹凸贴图的生成(图20).
图21示出了一图像，例如，根据图3和图10中的步骤处理的，没有凹凸贴图。图22示出了具有凹凸贴图显示的图像。当具有凹凸贴图的图像被显示在纹理应用中，用户可调整的设置，如深度、量、以及滤镜可以是变化的，并且其结果在应用窗口中可以被看到。
具有凹凸贴图的可视化模拟光源如何与产生的套印的透明层交互。它通过调节图像的曲面法线实现这一点。曲面法线通常是垂直于图像平面的矢量。在没有透明油墨被添加的地方，控制凹凸贴图不会修改曲面法线，或法线，并且它保持不变。在透明油墨被添加的区域的边缘，控制凹凸贴图修改法线以与具有透明的图像的高度改变相垂直。一照明模拟，计算的反射光在其中被区域的法线亮点控制或增加区域的亮度，在该区域中，法线朝向观察者方向。类似地，在法线方向远离观察者的区域亮度减弱。观察者看到被添加到图像的亮点和阴影模拟透明层边缘的三维效果，如图24c和24e所示。深度控制被用于控制由打印机和凹凸贴图的可视化的相应的高度所应用的透明层的厚度。量的控制被用于设置多大的图像上被覆盖透明油墨以及在凹凸贴图模拟中适当地被可视化。滤镜控制(平滑度控制)被用于调节滤镜对在图像中检测到的边缘的灵敏度。增加平滑度可以在小、频率高的边缘除去透明油墨，而降低平滑度可以在小、精致的细节增加透明油墨。
保存用于印刷的PDF文件
一旦用户对纹理化结果满意，且所有图像已如期望的被纹理化，具有附加的油墨/透明调色剂层的PDF文件被保存为用于在期望的打印机上以适当设置的立体印刷进行打印(图23)。
可视化编辑器
图24A-24J是根据本发明显示用于立体印刷的可视化编辑器的屏幕截图。
图24是图像增强的可视化编辑器的屏幕截图，在一个优选实施例中，图像增强的可视化编辑器不仅增强了图像，也增加了立体印刷通道。通过允许用户打开PDF文件的菜单，用户访问本发明的这个特征。在用户选择了所期望的PDF文件后，文件的指纹被显示在用户屏幕的左手侧81上用于PDF文件中包含的每一个页面。一旦这些页面是可用的，用户可以选择给定的页面。
在底部面板82，显示了出现在所选页面上的每一个单个的图像。用户选择所希望的图像，且图像83A被显示给用户。本发明的实施例提供一个或多个立体印刷控制84。在实施例中，用于立体印刷的控制包括，例如：
·色阶：被透明油墨覆盖的图像的量；
·平滑度(未示出)：在精致细节上增大/减小透明油墨；以及
·反相：反转透明油墨/不透明油墨控制图像。
如上面所讨论的，在一实施例中立体印刷是通过从所选择的图像的内容特定地获得透明通道来实现的。
图24B示出了所选择的图像83B，具有立体印刷通道和3-D照明模拟。照明特征(上面讨论的)是在一实施例中由OpenGL/DirectX 3D成像环境支持的已知特征。在图24B中，镜面反射通过使图像旋转在给定页面上被模拟。反射光的模拟允许用户判断多少纹理被应用到图像。
本发明的一个方面涉及与创建立体纹理和可视化其效果相结合的镜面反射的使用以及在印刷前进行调整。
纹理是立体印刷的一个结果。当被均匀地应用时，透明油墨增加了纹理。控制均匀层的厚度使得纹理得到某些控制。透明/不透明油墨区域的边缘创建纹理/维度。
图24C是仅显示图像83C的镜面照明的屏幕截图。这允许用户可以看到被应用到图像的纹理的实际量。
图24D示出了关于图像83D的立体印刷通道的实际强度。这允许用户检查应用到每个像素的透明油墨层的实际灰度级。因此，用户可以看到多少透明量被应用于整个图像并在哪里被集中。
本发明的实施例提供了多种模式以可视化通过立体印刷通道被应用的纹理。例如，纹理可被增加到它的最大程度，如在图24D中的图像83D所示。在这种方式中，用户可以看到更大的强度并因此看到更厚的纹理；或者，用户可以将纹理的强度减少至零。
除了移动图像以模拟纹理，用户也可以移动光源，如在图24E上的图像84E所示。这允许就像图像在不同的照明条件下到处移动一样发生什么的模拟。
除了获得立体印刷通道外，用户可以访问菜单85，其允许插入立体通道贴图(参见图24F)。立体通道贴图可以是生成特定的纹理层86的任何图像文件(参见图24G)。用户可以可视化使用工具来影响镜面模拟或立体层贴图的照明的立体通道贴图。立体层贴图也响应于任何相机移动或照明。这允许用户可以在立体层通道上添加单个的自定义功能，如图24H上的图像87所示。在一实施例中，任何尺寸的图像可以被调整至适合最大图像尺寸。例如，用户可进行放大以仔细查看图像的立体层通道，如在图24I上的图像88中所示；或者，用户可以并排查看图像89和立体层通道90(参见图24J)。
计算机实现
图25所示是示意框图，示出了计算机系统1600的示例性形式中的机器，在计算机系统1600中用于使该机器执行任何本文所公开的方法的一组指令可以被执行。在替代性实施例中，机器可包含或包括网络路由器、网络交换机、网桥、个人数字助理(PDA)、蜂窝电话、网络设备，或任何能够执行或传送将要采取的指定动作的指令序列的机器。
计算机系统1600包括处理器1602、主存储器1604和静态存储器1606，其通过总线1608互相通信。计算机系统1600可进一步包括显示单元1610，例如，液晶显示器(LCD)或阴极射线管(CRT)。计算机系统1600还包括字母数字输入设备1612，例如，键盘；光标控制设备1614，例如，鼠标；磁盘驱动单元1616、信号生成设备1618，例如，扬声器和网络接口设备1628。
磁盘驱动单元1616包括机器可读的介质1624，在其上存储一组可执行指令，即，软件，1626表示在此所描述的任何一种或全部方法。软件1626还被示为完全或至少部分地驻留在主存储器1604内和/或在处理器1602内。软件1626还可以通过网络接口设备1628经由网络1630被传送或接收。
与上述系统1600相反，不同的实施例使用逻辑电路代替计算机执行的指令，以实现处理实体。基于在速度、费用、加工成本等方面的应用的特定要求，这种逻辑可通过构建一个具有数以千计的微小集成晶体管的特定用途集成电路(ASIC)来实现。这样的ASIC可以用CMOS(互补金属氧化物半导体)、TTL(晶体管-晶体管逻辑电路)、VLSI(超大规模集成电路)或其它合适的结构来实现。其它替代方法包括数字信号处理芯片(DSP)、分立电路(例如电阻、电容、二极管、电感器和晶体管)、现场可编程门阵列(FPGA)、可编程逻辑阵列(PLA)、可编程逻辑器件(PLD)等。
但是应当理解的是，实施例可以被用作或用于支持软件程序或软件模块，其执行基于某些形式的处理核(诸如计算机的CPU)或以其它方式基于或在机器或计算机可读介质内被实施或实现。机器可读介质包括任何用于存储或传送信息的机制，以机器，例如，计算机可读的形式。例如，机器可读介质包括只读存储器(ROM)；随机存取存储器(RAM；磁盘存储介质；光存储介质；闪存；电、光、声或其它形式的传播信号，例如，载波、红外信号、数字信号等；或任何其它类型的介质适合于存储或传送信息。
虽然在此描述的本发明是参照优选实施例，本领域的技术人员将容易理解，其它的应用也可以取代本文所阐述的那些应用，而不脱离本发明的精神和范围。
例如，本发明的实施例提供了用于印刷的部分的选择性立体化。因此，各种创意效果可以被实现，其中印刷的部分，诸如文本，如所希望的在不同程度上被立体化，而印刷的其它部分不受影响。这些效果可以在粒度的任何期望的程度上被实现，如在多页文档中逐页的，在一页面内的页面元素接着一个页面元素的，或在一特定的页面元素中的，例如，其中图像的一部分基于立体化的量被高亮显示或去加重，例如，通过使用上述的可视化编辑器调整在该图像中的软印刷参数和/或通过调整打印机的物理参数。此外，本领域的技术人员将理解，本文所教导的用于影响立体化控制的各种参数可以被如所希望地单独或组合地调整。
因此，本发明应仅由以下包括的权利要求限制。

Claims (29)

1.一种用于为文件中的图像的应用创建立体层的计算机可执行方法，包括；
选择源图像；
处理器，其将一份所述源图像应用至立体印刷通道，且在所述立体印刷通道内：
所述处理器将卷积滤镜应用至所述图像以提取边缘；
所述处理器转换所述被过滤的图像为灰阶；
所述处理器反相所述图像；以及
所述处理器执行所述图像的直方图调整；
以及
所述处理器增加所述直方图调整的图像至所述源图像作为立体层。
2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：
显示所述立体层的凹凸贴图作为中间图像，以通过修改所述曲面法线使得镜面照明能够模拟/可视化。
3.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：
提供用户可调整的设置包括用于调整所述立体层的任何深度、量以及滤镜。
4.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：
提供可视化编辑器用于基于所述立体印刷通道操作以响应用户输入。
5.根据权利要求1所述的方法，所述可视化编辑器进一步包括：
文件、页面和用于向用户显示出现在选择的页面上的单个图像的图像选择工具。
6.根据权利要求1所述的方法，所述可视化编辑器进一步包括：
至少一个立体印刷控制用于允许用户调整所述立体印刷的强度。
7.根据权利要求1所述的方法，所述处理器特别地从所述选择的图像的内容获得透明通道，所述透明通道提供所述立体印刷层。
8.根据权利要求1所述的方法，所述可视化编辑器进一步包括：
用于模拟在选择的页面上的镜面反射以允许用户判断多少纹理被应用到所述图像的控制。
9.根据权利要求1所述的方法，所述可视化编辑器进一步包括：
用于移动所述图像以在三维中模拟纹理的控制。
10.根据权利要求1所述的方法，所述可视化编辑器进一步包括：
用于移动一个或多个模拟的光源以显示所述图像的控制，就像所述图像在不同的照明条件下被到处移动一样。
11.根据权利要求1所述的方法，所述可视化编辑器进一步包括：
用于插入立体印刷贴图的控制，所述立体印刷贴图包括生成特定的立体印刷层的图像文件。
12.根据权利要求11所述的方法，所述可视化编辑器进一步包括：
多个工具，其用于任何一种的调整任何镜面模拟以及所述立体印刷贴图的光照；模拟任何相机移动和照明；调整任何尺寸的图像以适合最大的图像尺寸；以及提供所述图像和所述立体印刷贴图的并排视图。
13.根据权利要求1所述的方法，其中所述立体印刷通道包括所述图像的任何一个或多个通道。
14.一种用于为文件中的图像的应用创建立体层的装置，包括：
处理器，其将一份所述源图像应用至立体印刷通道，且在所述立体印刷通道内：
所述处理器将卷积滤镜应用至所述图像以提取边缘；
所述处理器转换所述被过滤的图像为灰阶；
所述处理器反相所述图像；以及
所述处理器执行所述图像的直方图调整；以及
所述处理器增加所述直方图调整的图像至所述源图像作为立体层。
15.根据权利要求14所述的装置，进一步包括：
所述处理器生成所述立体层的凹凸贴图作为中间图像，以通过修改所述曲面法线使得镜面照明能够模拟/可视化。
16.根据权利要求14所述的装置，进一步包括：
所述处理器实施用户可调整的设置包括用于调整所述立体层的任何深度、量以及滤镜。
17.根据权利要求14所述的装置，进一步包括：
可视化编辑器用于基于所述立体印刷通道操作以响应用户输入。
18.根据权利要求14所述的装置，所述可视化编辑器进一步包括：
文件、页面和用于向用户显示出现在选择的页面上的单个图像的图像选择工具。
19.根据权利要求14所述的装置，所述可视化编辑器进一步包括：
至少一个立体印刷控制用于允许用户调整所述立体印刷的强度。
20.根据权利要求14所述的装置，所述处理器特别地从所述选择的图像的内容获得透明通道，所述透明通道提供所述立体印刷层。
21.根据权利要求14所述的装置，所述可视化编辑器进一步包括：
用于模拟在选择的页面上的镜面反射以允许用户判断多少纹理被应用到所述图像的控制。
22.根据权利要求14所述的装置，所述可视化编辑器进一步包括：
用于移动所述图像以在三维模拟纹理的控制。
23.根据权利要求14所述的装置，所述可视化编辑器进一步包括：
用于移动一个或多个模拟的光源以显示所述图像的控制，就像所述图像在不同的照明条件下被到处移动一样。
24.根据权利要求14所述的装置，所述可视化编辑器进一步包括：
用于插入立体印刷贴图的控制，所述立体印刷贴图包括生成特定的立体印刷层的图像文件。
25.根据权利要求24所述的装置，所述可视化编辑器进一步包括：
多个工具，其用于任何一种的调整任何镜面模拟以及所述立体印刷贴图的光照；模拟任何相机移动和照明；调整任何尺寸的图像以适合最大的图像尺寸；以及提供所述图像和所述立体印刷贴图的并排视图。
26.根据权利要求14所述的装置，其中所述立体印刷通道包括所述图像的任何一个或多个通道。
27.一种用于为文件中的图像的应用创建立体层的计算机可执行方法，包括：
通过转换文件格式至条或块处理器选择源图像，其中条或块包括置于与其它条或块相邻的页面上的完整图像的一部分；
基于所述块或条的大小和位置，所述处理器将所述块或条组合成单个完整的图像以用于采用启发式算法的增强；以及
所述处理器将一份所述源图像应用于立体印刷通道。
28.根据权利要求27所述的方法，进一步包括：
提供可视化编辑器用于基于所述立体印刷通道操作以响应用户输入，所述可视化编辑器包括用于立体印刷的控制，包括任一：
色阶，其调整被透明油墨覆盖的图像的量；
平滑度，其增大/减小精致细节上的透明油墨；以及
反相，其反转透明油墨/不透明油墨控制图像。
29.根据权利要求27所述的方法，其中所述立体印刷通道包括所述图像的任何一个或多个通道。
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