针对三维打印对象的打印缩放的制作方法

本文所描述的各种实施例总体上涉及三维打印和任何其他增材制造技术，例如，包括包含加法和减法处理步骤的混合技术。更特别地，但非排他性地，本文所公开的各种方法和装置涉及基于指示物理结构的三维数据生成表示物理结构的虚拟三维模型并且包括传达物理结构的一个或多个空间测量结果的至少二维虚拟缩放的数据结构，例如以用于三维打印(或者“增材制造”)目的。

背景技术：

三维(“3d”)打印(也被称为“增材制造”)在广泛使用物理模型的各种领域中是有用的。例如，3d打印在制造中是有用的，例如，用于建立工具、机器、和/或可以分析和/或测试的其他物理部件的原型。在一些情况下，3d打印可以被用于打印例如商业上发布的最终产品。作为另一范例，3d打印在医学和医学研究领域中是特别有用的，因为物理解剖结构可以被捕获为三维虚拟模型并且然后打印为物理解剖模型，其可以被用于各种目的，诸如教学、规划外科手术等。为了3d打印模型是最有帮助的，其具有现实表面常常是有益的。对于3d打印模型而言具有相对精确或者至少可容易理解的几何结构也将是有益的。作为一个范例，针对导管要被插入到血管中的外科手术，重要的是，3d打印模型中包含的假血管是准确的，使得临床医师知道导管是否针对现实外科手术适当地定大小。

技术实现要素：

本公开涉及用于打印用于三维打印对象(包括解剖结构模型)的打印缩放的方法和装置。在各种实施例中，可以生成三维虚拟模型，例如基于传感器数据(例如，ct扫描数据、mri数据、超声数据、rgbd相机数据等)或者基于计算机辅助设计(“cad”)软件的人类操作。虚拟缩放可以并入三维虚拟模型中，例如，通过利用表示三维虚拟模型的数据结构x虚拟地蚀刻、铭刻、雕刻、纹身、或以其他方式包括。该虚拟缩放可以传达三维虚拟模型的一个或多个空间尺寸，并且三维虚拟模型的任何大小调整能够引起虚拟缩放的成比例的大小调整。因此，无论有意还是无意的三维模型的任何失真、大小调整、再成形、镜像、或其他改变可以在虚拟缩放上实现，并且可以承载到任何三维打印输出。利用三维打印输出打印的虚拟缩放的物理表现可以与已知参考(诸如尺子)进行比较，以检测原始物理模型与三维打印模型之间的任何失真。

通常，在一个方面中，一种方法可以包括：从一个或多个传感器接收表示物理结构的三维数据，其中，所述三维数据包括物理结构的一个或多个空间测量结果；基于所述三维数据来生成表示所述物理结构的虚拟三维模型的数据结构；并且利用表示所述物理结构的虚拟三维模型的数据结构来并入传达所述一个或多个空间测量结果的至少二维虚拟缩放，其中，所述至少二维虚拟缩放与所述物理结构的虚拟三维模型的任何大小调整直接成比例地进行大小调整。在各种实施例中，所述数据结构可以使用三维打印机或者另一类似过程可打印，以创建包括所述至少二维虚拟缩放的物理表现的物理结构的物理模型。

在各种实施例中，所述一个或多个空间测量结果可以基于所述传感器中的一个或多个的图像分辨率来确定。在各种实施例中，所述至少二维虚拟缩放的物理表现可以至少包括第一维度上的空间测量结果的第一可检测指示以及与所述第一维度不同的第二维度上的空间测量结果的第二可检测指示。在各种实施例中，所述至少二维虚拟缩放的物理表现还可以包括与第一和第二维度不同的第三维度上的空间测量结果的第三可检测指示。

在各种实施例中，所述至少二维虚拟缩放的物理表现可以包括所述物理结构的物理模型的易碎能分离块。在各种实施例中，所述至少二维缩放的物理表现可以可见地打印在所述物理结构的物理模型的表面上。在各种实施例中，所述至少二维缩放的物理表示可以可见地打印在所述物理结构的物理模型内。在各种实施例中，所述至少二维缩放的物理表现可以在使用能够使用以下中的一个或多个来检测的材料或者过程中打印：红外光、紫外光、和x射线辐射。

在各种实施例中，所述至少二维虚拟缩放可以受由被操作以查看所述物理结构的虚拟三维模型的软件采用的一个或多个缩放参数影响。在各种实施例中，所述物理结构可以是解剖结构，并且所述三维数据可以包括磁共振成像(“mri”)数据、计算机断层摄影(“ct”)数据、超声数据、或者x射线断层摄影。

应当意识到，前述概念和以下更详细地讨论的额外概念的所有组合(假如这样的概念不是相互矛盾的)被预期为本文所公开的发明主题的一部分。特别地，在本公开的末尾出现的要求保护的主题的所有组合被预期为本文所公开的发明主题的一部分。还应当意识到，还可以在通过引用并入的任何公开中出现的在本文中明确地采用的术语应当符合与本文所公开的特定概念最一致的意义。

附图说明

在附图中，相似附图标记通常贯穿不用的视图指代相同部分。而且，附图未按比例绘制，相反重点通常在于图示在本文中所描述的实施例的各种原理。

图1图示了根据各种实施例的表示物理结构的三维数据可以如何被捕获并且被用于生成表示物理结构的虚拟三维模型的数据结构并且然后数据结构可以如何被用于三维打印包括传达物理结构的一个或多个空间测量结果的虚拟缩放的物理表现的物理结构的物理模型的一个非限制性范例；

图2描绘了根据各种实施例的传达物理结构的一个或多个空间测量结果的虚拟缩放的物理表现的备选实施例；

图3描绘了根据各种实施例的传达物理结构的一个或多个空间测量结果的虚拟缩放的物理表现的另一备选实施例；

图4描绘了用于实践本公开的选定方面的范例；并且

图5描绘了计算系统的范例架构。

具体实施方式

三维(“3d”)打印在广泛使用物理模型的各种领域中是有用的。例如，3d打印在制造中是有用的，例如，用于建立工具、机器和/或可以分析和/或测试的其他物理部件的原型。在一些情况下，3d打印可以被用于打印例如商业上发布的最终产品。作为另一范例，3d打印在医学和医学研究领域中是特别有用的，因为物理解剖结构可以被捕获为三维虚拟模型并且然后打印为物理解剖模型，其可以被用于各种目的，诸如教学、规划手术等。为了3d打印模型是最有帮助的，其具有现实表面常常是有益的。对于3d打印模型而言具有相对精确或者至少可容易理解的几何结构也将是有益的。

鉴于上述内容，本公开的各种实施例和实施方式涉及基于指示物理结构的三维数据来生成表示物理结构的虚拟三维模型并且包括传达物理结构的一个或多个空间测量结果的一个或多个维度上的虚拟缩放的数据结构，例如，以用于三维打印目的。

参考图1，在一个实施例中，表示物理结构(在图1中，患者的一个或多个解剖结构)的三维数据可以由一个或多个传感器101生成，诸如图1中所描绘的ct扫描系统的一个或多个传感器。在其他实施例中，三维数据可以由其他类型的传感器生成，诸如mri或者超声系统。在医学背景下，这些三维数据可以常常表示被扫描的患者的选定部分，诸如一个或多个解剖结构。在非医学背景下，三维数据可以由光学传感器生成，诸如rgb相机、rdgd相机、立体相机、激光扫描器等，并且可以表示各种不同的物理结构，诸如工具、装备、车辆(或车辆的部分)、玩具、植物、机器人、动物、建筑(或者建筑的部分，诸如地板、房间、通气系统等)、产品(例如，被开发的)等。在各种实施方式中，三维数据可以以各种形式出现，诸如2.5d图像、点云、三维体素图、基于向量的三维模型等。

在各种实施例中，所生成的三维数据可以包括捕获的物理结构的一个或多个空间测量结果。例如，如果捕获的物理结构是患者的一个或多个内部器官，则空间测量结果可以包括一个到三个维度(例如，x、y、z)上的空间测量结果。在一些实施例中，物理传感器可以固有地能够检测被捕获的物理结构的空间尺寸(即，大小)。额外地或者备选地，在一些实施例中，一个或多个缩放部件(诸如被放置在被捕获的物理结构上或附近的视觉指示)可以用作计算物理结构的大小的参考。

基于三维数据，在各种实施例中，可以生成表示物理结构的虚拟三维模型的数据结构，例如，通过一个或多个计算设备。数据结构可以以各种形式创建。在一些实施例中，数据结构可以生成/存储为增材制造(“amf”)文件。额外地或者备选地，在一些实施例中，数据结构可以生成/存储为立体光刻(“stl”)文件。在本文中预期了其他文件类型，诸如3d制造格式(“3mf”)文件、windows元文件(“wmf”)文件等。

例如，在图1中，平板计算机100被描绘为从ct扫描系统的传感器101接收ct扫描数据并且在触摸屏102上绘制虚拟三维模型的视觉描绘104。尽管在图1中描绘了平板计算机100，但是这不旨在是限制性的。虚拟三维模型可以使用其他类型的计算系统查看和/或起作用，诸如台式电脑、膝上型电脑、智能电话、智能眼镜(例如，其可以绘制虚拟现实和/或增强现实中的虚拟三维模型)等。

本文所描述的范例主要涉及生成三维数据以通过从诸如相机、ct扫描器、mri系统等的传感器获得三维数据表示物理结构。然而，这不旨在是限制性的。在其他实施例中，表示虚拟三维模型的数据结构可以使用诸如计算机辅助设计(“cad”)软件的软件来创建。例如，三维cad软件可以例如被用于设计工具，并且相同软件或者不同软件可以被用于三维打印(例如，使用3d打印机)虚拟模型的物理模型。

在图1中，在触摸屏102上绘制一个或多个缩放106a和106b。这些缩放可以传达与虚拟三维模型的视觉描绘104相关联的空间维度数据。使用一个或多个缩放106a/b，用户可以视觉地测量虚拟地使用虚拟三维模型的视觉描绘104重新创建的原始物理结构的全部或部分的大小。如果用户将朝向所绘制的描绘104放大或者从所绘制的描绘104缩小，则一个或多个缩放106a/b可以在触摸屏102上自动调节。

在各种情形中，虚拟三维模型可以在各种情况下进行大小调整。在一些实施方式中，用户能够故意更改三维模型，例如，通过修改由用于查看三维虚拟模型的软件采用的一个或多个缩放参数。例如，用户可以改变触摸屏上的虚拟三维模型的至少部分(例如，挤压描绘104以使得其大小调整)。在一些情况下，用户可以故意操作软件以修改一个或多个维度上的缩放参数，例如，以使虚拟三维模型更窄、更宽、更高、更短、更瘦、更胖等。也许更常见地，当表示虚拟三维模型的数据结构被传送到三维打印机以打印时，打印机创建的物理结构的物理模型可能不必确切地利用原始物理模型缩放，即使用户预期物理模型被缩放。这能够出于各种原因发生。

作为一个范例，三维打印过程经受重力。因此，不管正被打印的物理模型的取向，用于打印模型的流体能够由于重力经历一些下垂或者无意识的变形，例如，在打印流体有时间凝固之前。作为另一范例，要么作为被用于查看和/或发起打印物理模型的软件应用的一部分要么作为一个或多个中间软件过程(例如，在平板计算机100上执行的软件驱动器、在三维打印机自己上执行的软件)的各种软件过程可以无意地向打印的物理模型引入较小缩放伪影(例如，长度、宽度、厚度等的轻微改变)。因此，例如，向两个不同的三维打印机传送表示虚拟三维模型的确切相同数据结构能够使得稍微不同的维度的两个物理模型被打印。

除了软件差异之外，各种三维打印机可以具有不同的硬件部件和/或利用各种不同的三维打印技术来完成三维打印。这些技术可以包括但不限于iso/astm52900-15中定义的那些技术：粘结剂喷射、定向能量沉积、材料挤出、材料喷射、粉末床熔融、薄片层叠、以及光聚合固化。其他技术也是可能的，诸如熔丝制造(也被称为熔融沉积建模)。每个技术的各方面可以有意或者无意地使得打印的物理模型在稍微来自要么cad模型要么针对再现原始捕获的真实物理结构的空间维度上变化。

因此，在各种实施例中，传达一个或多个空间测量结果的至少二维虚拟缩放可以利用表示物理结构的虚拟三维模型的数据结构被并入(例如，虚拟地蚀刻、铭刻、雕刻等)。在图1中，在叠加虚拟三维模型的描绘104的触摸屏102上绘制至少二维虚拟缩放的描绘113。然而，不要求这一点，并且在各种实施例中，描绘113可以省略或者在触摸屏102上其他地方绘制，诸如偏侧。

在各种实施例中，至少二维虚拟缩放可以利用表示物理结构的虚拟三维模型的数据结构来并入。在各种实施例中，至少二维虚拟缩放可以与虚拟三维模型的任何大小调整直接成比例地进行大小调整。换句话说，至少二维缩放可以“锁定”到虚拟三维模型中，使得如果虚拟三维模型通过某种措施以某种方式进行大小调整，至少二维缩放也通过对应的措施进行大小调整。例如，表示虚拟三维模型的数据结构的一个或多个像素和/或体素可以添加、修改、和/或替换以包括共同地传达至少二维虚拟缩放的像素/体素。

此后，无论何时虚拟三维模型使用三维打印机打印，也打印至少二维虚拟缩放的物理表现。在图1中描绘了这一点的一个范例。在左下角，三维打印机110被提供有表示在触摸屏102上被绘制为描绘104的虚拟三维模型(例如，通过ct扫描采集的患者的心脏)的数据结构。跟随箭头，在右下角，打印了物理结构的物理模型112(即，患者的心脏的三维打印模型)。物理模型122包括至少二维虚拟缩放的物理表现114。在该范例中，物理表现114采取三维缩放的形式，但是不要求这一点。在其他实施例中，物理表现114可以采取其他形式，诸如可以分析(例如，查看)以补充或者取代空间维度确定物理模型是否已经镜像或者从原始物理结构翻转、任何弯曲或其他类似失真是否已经发生等的特别设计的几何结构。

在图1中所描绘的过程完成并且物理模型112被创建之后，用户可以检查物理模型112，并且特别地可以检查至少二维虚拟缩放的物理表现114，以确定物理模型112是否按比例打印，或者更一般地，确定打印物理模型的缩放。例如，物理表现114被打印在物理模型112的内表面上并且包括一系列可检测的(例如，对裸眼可见的、利用uv光可见的、x射线吸收材料、反射材料等)指示，诸如一系列间隔标记，类似于在每个维度上(例如，x、y、z)上在尺子上找到的间隔标记。这些可检测的指示可以例如与尺子的类似标记(或者另一工具，诸如卡尺、码尺、卷尺等)进行比较以确定物理模型112被三维打印的缩放。如果由至少二维虚拟缩放的物理表现114表示的缩放确切地符合测量工具的指示，则用户知道物理模型112确切地按比例打印。如果由至少二维虚拟缩放的物理表现114表示的缩放小于或大于测量工具的指示，则用户将知道物理模型112从原始物理结构进行大小调整(例如，大于、小于)。

在一些实施例中，自动化扫描工具可以被用于启用三维打印产品的自动质量控制。这些自动化扫描工具可以采用各种技术，诸如光学扫描器、相机、ct扫描器、超声设备、mri系统、x射线系统(例如，x射线断层摄影)等。其可以被配置为自动扫描使用三维打印机打印的物理对象，例如，作为组装线的一部分，并且特别地可以定位并且分析使用本文所描述的技术生成的虚拟缩放的物理表现。在一些实施例中，用于评价、分析和调谐医学成像设备(诸如ct扫描器、mri系统等)的性能的成像体模可以使用三维打印机来打印。虚拟缩放可以并入到这些成像体模的三维虚拟模型中，使得在打印时，成像体模可以被评价以确保其尚未空间失真、镜像、翻转等。一旦成像体模已经确认为准确的(或者至少其几何结构，包括任何失真、良好记录的)，其可以被用于校准各种医学成像系统。

也可能的是，物理模型112在一个或多个维度上是空间准确的，但是在一个或多个其他维度上是不准确的。如先前所提到的，重力可以对一些三维打印输出具有效应，使得物理模型112在x和z方向上是空间准确的，但是以某种方式在y方向上失真(例如，缩短)。额外地或者备选地，在一些情况下，用户可以操作平板计算机110以在打印之前故意地使一个或多个维度上的虚拟三维模型失真，例如，出于各种原因。因此，先前并入到数据结构中的至少二维虚拟缩放也将以相同的方式失真。

以任何速率，无论针对失真的源和/或原因，失真将在至少二维虚拟缩放的物理表现114中是明显的。假如至少二维虚拟缩放具有描绘的间隔标记，例如，n毫米。还假如物理模型112被三维打印，使得其在一个或多个维度上有意或无意失真。在失真的维度上，物理表现114的毫米间隔标记将与例如线规的实际毫米标记未精确地对齐。例如，其可以间隔一起更近或者更远。这可以由用户检测，使得用户知道物理模型112具有与原始物理结构不同的缩放或者取向，或者已经镜像、翻转、或以其他方式失真。利用如图3中所描绘的几何形状结构的专用几何结构，在一些实施例中，自动化扫描器可以例如被用于监测三维打印产品以确保其具有一致的缩放、未镜像或以其他方式失真等。

在图1中，至少二维虚拟缩放的物理表现114被打印在物理模型的内表面上，例如，在心室内。然而，这不旨在是限制性的。在各种实施例中，至少二维虚拟缩放的物理表现114可以并入在虚拟三维模型上其他地方或在虚拟三维模型内，并且因此，三维打印在物理模型112的其他位置上或内。例如，在一些实施例中，物理表现114可以并入在虚拟三维模型的表面下面，并且因此，被打印在用于打印物理模型112的材料内，例如，被嵌入在沉积透明打印层和/或半透明打印层之间。作为另一范例，物理表现114可以并入到虚拟三维模型的外表面上，并且因此，被打印在物理模型112的外表面上。

物理表现114也不被要求以裸眼可见。例如，在一些实施例中，物理表现114可以以使用红外或紫外光可检测的颜色和/或材料打印。额外地或者备选地，在一些实施例中，其他材料或者特殊处理可以应用于生成物理表现114，诸如激光烧结、多孔结构、或者甚至利用使用在总体物理模型112中的所有材料/过程的组合(例如，使得材料/过程之间的失真在虚拟缩放的物理表现114中也将是明显的)。这些可以使用各种技术检测，诸如x射线、x射线断层摄影(例如，3dx射线)、相位对比x射线成像等。在一些实施例中，用户可以操作软件应用(例如，用于查看虚拟三维模型的软件应用、打印机驱动器软件等)以特别地使得物理表现以对裸眼可见或不可见的方式打印。在一些实施例中，物理表现114可以在某个位置和/或利用选定的(一个或多个)材料(例如，造影剂)打印，使得物理表现114在三维打印模型的x射线或ct扫描期间是可见的。此外，物理表现114不需要总是尺子状元件。例如，在一些实施例中，可以引起打印体积的密度改变，例如，通过熔化/激光烧结过程期间的激光密度的改变。这可以允许不可见的水印状缩放元件。

图2描绘了图1(112)的那个的三维打印物理模型212的备选实施例。在图2中，物理模型212包括打印在与物理模型212的主结构分离的标签216上的至少二维虚拟缩放的物理表现214。在一些实施例中，标签216可以从物理模型212的剩余部分易碎拆开，例如，使用可以例如穿孔以用于容易拆开的易碎连接218。然而，与图1的情况一样，物理表现214并且在一些情况下标签216可以逐字并入到虚拟三维模型中。那样，用户可以迅速并容易地确定物理模型212是否按确切缩放打印，并且如果期望的话，那么移除标签216。

尽管本文所描述的范例主要涉及检测一个或多个维度上的物理失真(例如，生长、收缩等)，但是这不旨在是限制性的。虚拟缩放的物理表现可以被用于其他目的，诸如检测旋转、镜像等。例如，如果虚拟缩放的物理表现的每个维度包括诸如“x”、“y”、或“z”的标签，那么用户可以容易地确定三维打印物理模型的取向。并且除了沿着各种维度的缩放的改变，可以容易地检测其他改变，诸如部件之间的角度的改变。例如，假如在物理模型内打印的x/y/z轴的物理表现不具有各种维度之间的直角。这可以提出下层三维虚拟模型的角失真或者三维打印期间引入的角失真。如上所述，多维虚拟缩放的三维打印物理表现不需要是明确的。例如，代替于间隔标记和/或数目，可以添加具有各种内部维度之间的已知关系的二或三维元件。

图3描绘了当在显示器上绘制为三维模型的整体部分并且三维打印在物理模型上时至少二维虚拟缩放可能看起来像什么的一个非限制性范例。在图3中，虚拟至少二维虚拟缩放的物理表现314具有x和y维度上的“f”形状。“f”形状的上臂可以是例如与下臂的两倍一样长。沿着y轴的“f”的高度可以与例如沿着x轴的“f”的上臂相同。此外，横腿可以在另一维度上延伸，诸如沿着z轴。该z轴延伸可以具有例如在x维度上与“f”的上臂相同的长度。因此，x、y和/或z维度上的任何失真可以通过比较这些不同长度容易地检测。

本文所描述的技术可以产生各种技术益处和优点。例如，如上所述，准确地打印解剖结构(例如，利用具有准确维度的血管)可以使得临床医师能够更好地为外科手术进行准备。临床医师可以能够测试血管中的不同大小导管，和/或可以能够确定植入物、支架、替换心脏瓣膜等的正确大小。更一般地，本文所描述的技术提供验证三维打印模型为准确或不准确的简单方式，以及提供确定虚拟三维模型在打印之前如何更改的简单方式。

尽管本文所描述的范例已经包括其虚拟缩放和物理表现包含在单一部件中，但是这不旨在是限制性的。在各种实施例中，其虚拟缩放和/或物理表现的一个或多个维度可以在多个位置处并入到三维虚拟/物理模型中。例如，x和z缩放指示器可以包含在打印模型的底部上(不必连接到彼此)，并且y缩放指示器可以打印在物理模型上其他地方，诸如在一侧。此外，尽管本文所描述的范例处理至少二维虚拟缩放，但是这不旨在是限制性的。在各种实施例中，具有单个维度(例如，x、y、或z)的虚拟缩放可以仍然是有用的。

图4描绘了根据各种实施例的用于实践本公开的选定方面的范例方法400。为了方便起见，参考执行操作的系统描述了流程图的操作。该系统可以包括各种计算机系统的各种部件，包括本文所描绘的一个或多个计算系统和/或三维打印机。此外，尽管以特定次序示出方法400的操作，但是这不旨在是限制性的。可以重新排序、省略或者添加一个或多个操作。

在框402处，系统可以例如从一个或多个传感器101(例如，图1中的ct扫描器、mri系统、超声系统、一个或多个rgbd相机等)接收表示物理结构的三维数据。在各种实施例中，三维数据可以包括物理结构的一个或多个空间测量结果。例如，取决于输入传感器的模态和/或分辨率，可以捕获整个物理结构的空间维度或其选定部分。额外地或者备选地，在一些实施例中，某种参考指示(诸如尺子、打印参考缩放等)可以被捕获并且用于计算物理结构的空间维度。在综合地生成三维虚拟模型(例如，使用cad软件)的实施例中，框402可以省略和/或利用与手动创建三维模型有关的操作替换。

在框404处，系统可以例如基于三维数据生成表示物理结构的虚拟三维模型的数据结构。如上所述，在一些实施例中，数据结构可以包括可以能够被三维打印的计算机文件，诸如stl文件或者amf文件。表示三维虚拟模型并且虚拟缩放被并入的数据结构可以是便携式的，例如，作为stl文件。那样，数据结构可以在多个用户中间共享和/或使用多个不同的三维打印机在多个位置处打印。这可以为多方(诸如多个临床医师)提供可靠的方式，以不昂贵地共享数据并且打印出相同三维虚拟模型的相应副本。每个临床医师将知道其相应打印输出是否是准确的，并且因此可以要么通过重印要么简单地考虑不准确度起作用。

在框406处，系统可以利用表示物理结构的虚拟三维模型的数据结构并入传达一个或多个空间测量结果的虚拟缩放。在一些实施例中，虚拟缩放可以响应于例如用户的故意操纵和/或常常在三维打印过程期间发生的无意失真而发生的物理结构的虚拟三维模型的任何大小调整直接成比例地进行大小调整。换句话说，虚拟缩放可以虚拟地蚀刻、嵌入、或纹身、或雕刻在三维虚拟模型上，使得对三维虚拟模型的任何维度改变传递/携带到任何三维打印物理模型。如上所述，在各种实施例中，数据结构可以是使用三维打印机可打印的，以创建包括虚拟缩放的物理表现的物理结构的物理模型。

图5是可以任选地被用于执行本文所描述的技术的一个或多个方面的范例计算设备510的框图。计算设备510典型地包括至少一个处理器514，其经由总线子系统512与多个外围设备通信。这些外围设备可以包括存储子系统524，包括例如存储器子系统525和文件存储子系统526、用户接口输出设备520、用户接口输入设备522和网络接口子系统516。输入设备和输出设备允许与计算设备510的用户交互。网络接口子系统516向外部网络提供接口并且被耦合到其它计算设备中的对应的接口设备。

用户接口输入设备522可以包括键盘、指点设备诸如鼠标、轨迹球、触摸板或图形输入板、扫描器、并入到显示器中的触摸屏、音频输入设备(诸如语音识别系统、麦克风)和/或其他类型的输入设备。一般而言，术语“输入设备”的使用旨在包括将信息输入到计算设备510中或者输入到通信网络上的所有可能类型的设备和方式。

用户接口输出设备520可以包括显示子系统、打印机、传真机或非视觉显示器，诸如音频输出设备。显示子系统可以包括阴极射线管(crt)、诸如液晶显示器(lcd)的平板设备、投影设备或用于创建可见图像的一些其他机构。显示子系统还可以诸如经由音频输出设备提供非视觉显示器。一般而言，术语“输出设备”的使用旨在包括将信息从计算设备510输出给用户或者另一机器或计算设备的所有可能类型的设备和方式。

存储子系统524存储提供在本文中所描述的模块中的一些或全部的功能性的编程和数据结构。例如，存储子系统524可以包括执行图4的方法的选定方面以及实施图1中所描绘的各种部件的逻辑。

这些软件模块通常由处理器514单独地或者组合其他处理器执行。被使用在存储子系统524中的存储器525可以包括多个存储器，其包括用于在程序执行期间指令和数据的存储的主随机存取存储器(ram)530和固定指令被存储在其中的只读存储器(rom)532。文件存储子系统526可以为程序和数据文件提供永久存储，并且可以包括硬盘驱动器、软盘驱动器以及相关联的可移除介质、cd-rom驱动器、光盘驱动器或可移除介质盒。实施特定实施方式的功能性的模块可以由存储子系统524中或由(一个或多个)处理器514可访问的其他机器中的文件存储子系统526存储。

总线子系统512提供用于让计算设备510的各种部件和子系统如预期彼此通信的机构。尽管总线子系统512示意性地被示出为单个总线，但是总线子系统的备选实施方式可以使用多个总线。

计算设备510可以具有不同的类型，包括工作站、服务器、计算集群、刀片服务器、服务器群或任何其他数据处理系统或计算设备。由于计算机和网络的不断改变的性质，出于图示一些实施方式的目的，图5中所描绘的计算设备510的描述仅被认为是特定范例。比图5中所描绘的计算设备具有更多或更少的部件的计算设备510的许多其他配置是可能的。

尽管本文中已经描述和图示了若干发明实施例，但是本领域的普通技术人员将容易想到用于执行功能和/或获得结果和/或本文描述的优点中的一个或多个的各种其他手段和/或结构，并且这些变化和/或修改中的每一个被认为是在本文描述的发明实施例的范围内。更具体地，本领域技术人员将容易意识到，本文中所描述的所有参数、尺度、材料和配置意味着是示范性的，并且实际参数、尺度、材料和/或配置将取决于使用本发明的教导的一个或多个特定应用。本领域的技术人员将认识到，或者仅仅使用常规实验就能够确定本文描述的特定发明实施例的许多等价方案。因此，应理解的是，前述实施例仅通过范例呈现，并且在权利要求及其等价方案的范围内，可以以与具体描述和要求保护的方式不同的方式来实践发明实施例。本公开的发明实施例涉及本文描述的每个个体特征、系统、物品、材料、套件和/或方法。此外，如果这样的特征、系统、物品、材料、套件和/或方法不相互不一致，则两个或更多个这样的特征、系统、物品、材料、套件和/或方法的任何组合都包括在本公开的发明范围内。

如本文所定义和使用的所有定义应被理解为控制在字典定义、通过引用并入的文献中的定义和/或所定义的术语的普通含义上。

如本文中在说明书和权利要求书中所使用的词语“a(一)”和“an(一个)”应被理解为意指“至少一个”，除非明确相反指示。

如在本说明书和权利要求书中所使用的短语“和/或”应该被理解为是指如此联合的元素中的“任一个或两者”，即在一些情况下联合存在并且在其它情况下分离存在的元素。利用“和/或”列出的多个元素应该以相同的方式解释，即如此联合的元素中的“一个或多个”。除了由“和/或”子句特别识别的元素，其他元素可以任选地存在，不管与具体识别的那些元素相关还是不相关。因此，作为非限制性范例，当与诸如“包括”的开放式语言结合使用时，对“a和/或b”的引用在一个实施例中可以仅指a(任选地包括除了b之外的元素)；在另一个实施例中，仅指b(任选地包括除了a之外的元素)；在又一个实施例中，指a和b两者(任选地包括其他元素)；等等。

如在本说明书和权利要求书中所使用的，“或”应当被理解为具有与上面所定义的“和/或”相同的含义。例如，当在列表中分离项目时，“或”或“和/或”应被解释为包含性的，即包括多个元素或元素列表中的至少一个元素，但也包括多于一个元素，以及任选的其他未列出项目。仅清楚地指示为相反的术语，诸如“仅一个”或“确切地一个”，或者，当在权利要求中使用时，“由...组成”，将指包括多个元素或元素列表中的确切地一个元素。通常，如本文使用的术语“或”仅当前面有排他性术语(例如“任一个”，“...中的一个”，“...中的仅一个”，或者“...中的确切地一个”)时才应解释为指示排他性备选(即，“一个或另一个但是并非两者”)。当在权利要求中使用时，“实质上由...组成”应当具有其在专利法领域中使用的普通含义。

如本文中在说明书和权利要求书中所使用的，涉及一个或多个元素的列表的短语“至少一个”应该被理解为是指选自元素列表中的元素中的任何一个或多个的至少一个元素，但是不必包括元素列表内具体列出的每一个元素和每个元素中的至少一个，并且不排除元素列表中的元素的任何组合。该定义还允许除了在短语“至少一个”涉及的元素列表内具体识别的元素之外元素可以任选地存在，而不管与具体识别的那些元素相关还是不相关。因此，作为非限制性范例，“a和b中的至少一个”(或者等价地，“a或b中的至少一个”，或者等价地“a和/或b中的至少一个”)可以在一个实施例中指至少一个、任选地包括多于一个a，而不存在b(并且任选地包括除了b之外的元素)；在另一个实施例中，指至少一个、任选地包括多于一个b，而不存在a(并且任选地包括除了a之外的元素)；在又一个实施例中，指至少一个、任选地包括多于一个a，以及至少一个、任选地包括多于一个b(并且任选地包括其他元素)；等等。

还应该理解，除非明确地相反指示，在本文所要求保护的包括多于一个步骤或动作的任何方法中，方法的步骤或动作的顺序不必限于叙述该方法的步骤或动作的顺序。

在权利要求书以及上面的说明书中，所有的过渡性短语，诸如“包括”、“包含”、“携带”、“具有”、“含有”、“涉及”、“保持”、“带有”等等应被理解为是开放式的，即意味着包括但不限于。只有过渡性短语“由...组成”和“实质上由...组成”应分别是封闭式或半封闭式过渡短语，如美国专利局专利审查程序手册第2111.03节所阐明的。应该理解，依照专利合作条约(“pct”)的规则6.2(b)在权利要求中使用的特定表达和附图标记不限制范围。