對(duì)殼體厚度參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化的方法，在減少打印材料消耗的同時(shí)保持足夠結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。在用戶輸入表面網(wǎng)格和指定相應(yīng)外力后，通過(guò)算法計(jì)算得到優(yōu)化厚度參數(shù)，生成封閉網(wǎng)格進(jìn)行3D打印制作。本算法主要由兩部分組成：1、使用殼單元有限元仿真技術(shù)對(duì)物體靜態(tài)平衡下受力狀況進(jìn)行仿真。2、在優(yōu)化求解過(guò)程中采用靈敏度分析，計(jì)算節(jié)點(diǎn)應(yīng)力、位移等對(duì)厚度參數(shù)的解析形式導(dǎo)數(shù)等方法加速求解過(guò)程。采用多次迭代求解方法，在每次迭代中限制厚度參數(shù)的取值范圍，將非線性優(yōu)化問(wèn)題局部簡(jiǎn)化成線性優(yōu)化問(wèn)題。采用交替優(yōu)化過(guò)程求解厚度參數(shù)值。實(shí)驗(yàn)樣例采用多種模型使用不同材料分別進(jìn)行3D打印制作，進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證仿真結(jié)果是否與實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致。本算法能夠快速完成對(duì)模型厚度參數(shù)的優(yōu)化，使實(shí)際打印模型滿足相應(yīng)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要求，降低材料消耗。

一種設(shè)計(jì)并制造個(gè)性化不倒翁的方法。不倒翁是最古老的玩具之一。在外力推動(dòng)后，不倒翁經(jīng)過(guò)不斷搖擺最終靜止在初始平衡位置。傳統(tǒng)制作的不倒翁上半部通常具有各異的形狀，但是下半部多為半球形并內(nèi)置配重。將任意模型做成不倒翁并不容易，為了保持不倒翁搖而不倒的特性，需要滿足其質(zhì)屯、位置和下半部形狀之間的相應(yīng)約束。本章算法結(jié)合計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)方法，能夠幫助普通用戶設(shè)計(jì)個(gè)性化不倒翁，并通過(guò)3D打印技術(shù)制造出不倒翁實(shí)體。在減少打印材料消耗的前提下，不倒翁具有相對(duì)協(xié)調(diào)的外形、足夠穩(wěn)定性和較大的搖擺幅度。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中使用最常見(jiàn)的3D打印機(jī)，制造不同形狀、大小的不倒翁L：A驗(yàn)證算法有效性。

3D食品打印機(jī)進(jìn)行個(gè)性化肖像打印的方法。隨著3D打印技術(shù)的發(fā)展，個(gè)性化食物定制與制作的難度大大降低。與使用傳統(tǒng)打印材料如ABS，Nylon，SLA等不同，本章算法采用可食用材質(zhì)進(jìn)斤打印如麥芽糖、巧克力糖漿、果醬等。本算法能夠自動(dòng)優(yōu)化輸入肖像，在保持圖像特征情況下簡(jiǎn)化圖片，并生成可打印路徑。本算法包含兩個(gè)主要部分：1、使用圖像抽象化方法，提取肖像輪廓線，采用人臉檢測(cè)、肖像素描合成等方法進(jìn)一步提升圖像抽象化效果。2、對(duì)打印路徑進(jìn)行優(yōu)化，減少打印時(shí)間、提高打印質(zhì)量。3D打印肖像過(guò)程中，對(duì)肖像中人臉進(jìn)行胖瘦調(diào)整有助于提高美觀程度，滿足用戶需求。因此我們介紹了一種調(diào)整圖像中人臉胖瘦程度的方法。算法的輸入為單張人臉圖片，輸出為經(jīng)過(guò)胖瘦調(diào)整后圖像。算法包含W下步驟：首先從單張人臉圖像中重建3D可變形人臉模型，并標(biāo)記人臉特征點(diǎn)。隨后，根據(jù)用戶指定的人體體重變化程度，計(jì)算人臉軟組織厚度變化量，確定調(diào)整后特征點(diǎn)位置。應(yīng)用Laplacian變形方法得到胖瘦調(diào)整后3D人臉模型。使用基于網(wǎng)格參數(shù)化的圖像重定向方法對(duì)背景區(qū)域進(jìn)行計(jì)算。人臉區(qū)域使用3D模型重渣染結(jié)果。將背景區(qū)域與人臉區(qū)域進(jìn)行融合，得到最終結(jié)果。本章中對(duì)多組肖像、胖瘦調(diào)整后肖像進(jìn)行打目口，對(duì)比打印效果與耗時(shí)，并進(jìn)行用戶測(cè)試驗(yàn)證算法有效性。

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