全彩3D打印的反直覺認知，四種顏色就足夠

AM易道分享

一個反直覺的問題，3D打印上裝的四卷單色料，理論上能打出幾種顏色？

脫口而出的應是四種，一槽一色。

但我們測試同樣四卷料，不加任何硬件，能在一個面上疊出十二種過渡色，還能打出一艘七色漸變的彩虹船。

有任何其他代價嗎？非得用多頭設備才能混色嗎？

這正是我們這次實測要回答的。

用四卷Polymaker Panchroma半透明PLA，混出不同的顏色，測試打印效果。

結論是，決定我們能混出多少顏色的，與打印機的噴頭數量無關。

這兩年多色FDM一路往上堆噴頭、堆料盒、堆換色效率，可顏色這件事，從第一性原理來看，四色既萬色。

我們對于Panchroma系列的產品價值理解是"3D打印調色盤"。

這次我們用的四卷料分別是Panchroma品紅、黃、青、灰四種半透明基礎色，試圖復現四種顏色既調出多種3D打印顏色。

下面我們來分享是怎么測的、看到了什么，以及關于桌面全彩3D打印往哪走的思考。

四色為什么足夠？靠視覺，不靠攪顏料

目前最新的FDM混色邏輯和上古時期3D打印玩家把不同絲融化后攪在一起再擠出完全不同。

靠的是一層一層交替地鋪層。

人眼在一臂的距離外，分辨極限約0.2mm，每層比這更薄，大腦就把相鄰色層糊成一種過渡色。

藍層疊黃層，遠看就是綠。

這和噴墨打印機是同一種把戲。

噴墨靠四種墨印出連續色調，而FDM可以靠四種料疊出幾十種顏色，底層邏輯一致。

少數幾種基礎色，足以混出很大一片色域。

不管是噴墨彩色打印還是FDM混色原理相似。

看原理如下，上圖是噴墨的半色調網點，下圖是我們微距拍攝的混色效果實際上是由四種顏色耗材按不同比例的薄層交替，視覺上顯示出新顏色。

混色這件事如今幾乎不靠任何外部插件就能做。

許多切片軟件已內置混色功能，在耗材列表底部添加混色耗材，選兩到三種同材質的料、拉一下比例條，軟件就把模型切成薄層交替來湊出新顏色。

以BambuStudio為例，混色操作實例圖如下（下圖出自拓竹Wiki）：

基礎打印測試，夠穩才行

混色再花哨，料打不穩一切白搭，先測基礎。

首層測試出料均勻，成型面平整光滑，無破損、出料均勻，附著力也不錯。

混色后的多彩首層也表現十分穩定。

隨后打了這套耗材的單色標準小船，表面細膩。

收放料順暢，不堵不斷。

基礎屬性合格，適配主流家用桌面機，不用單獨調參數。

平面混色效果：四色疊十二色，紫色的小故事

我們用這套Panchroma的CMYG耗材打專用的混色漸變平面模型，160mm見方、厚1mm，專門用來攤開薄層混色效果。

打印過程本身就非常有意思。

透過正在成型的半透明色帶，能直接看見底下的填充走線，光確實穿進了料里。

這正是半透明能混出柔和過渡的原因。

0.4mm噴嘴下，官方推薦基礎層高0.12mm、混色層高0.2mm。

四色按不同比例疊加，最終我們給了十二種顏色，覆蓋原色與多種衍生漸變。

成品過渡自然柔和，絕大部分衍生色精準匹配軟件調色板的預設，偏差極小。

唯一的例外是紫色，存在輕微色差，但整體不影響視覺呈現。

紫色是品紅加青疊出來的，同一套配色里各料的透光度要盡量接近，一旦錯位，混出來就發灰發偏。

這點色差，我們分析是品紅和青的透光度沒完全對齊，是疊色這套玩法要注意的地方。

也因此我們看許多打印機廠家官方建議，如果對于顏色要求高可以先打小樣自己測試，畢竟預覽的顏色目前還不夠準。

我們用實物對屏幕就是一種目測法看色彩表現。

就平面而言，效果優秀。

素畫、彩色海報、薄款裝飾這類活，這套料駕馭起來無壓力，色彩豐富細膩，是傳統單色和分區多色料完全給不了的效果。

立體混色，測試七色彩虹經典小船

這個表現出乎我們意料，繼續上難度。

立體模型對疊色和層間融合的要求更高。

打經典彩虹小船，需要它完整呈現赤橙黃綠藍靛紫七色。

打完這條船，七色層次清晰分明，從船底的橙紅到船艙的藍，漸變銜接流暢，曲面過渡質感出色。

能挑出的瑕疵只有一處。

帶斜度的頂面，偶爾露出細微的混色層痕。

這恰好撞上這套功能的一個已知邊界，官方明說混色只適合近垂直的墻面，斜面和頂/底面效果會不穩。

目前疊色機制在斜面的固有短板，但我們覺得，不影響美觀和使用。

下圖出自拓竹Wiki頁面：

整體來看，彩色擺件、藝術模型這類立體活，這套料可以玩出許多新玩法。

復雜的設備還是簡單的色彩？

Polymaker家的耗材一如既往的穩，我們測完多色耗材混色機制之后有了一些新思考。

我們用單噴頭（拓竹P1S）就能完成混色意味著復雜先進的多頭設備并不是混出精美顏色的前提。

那噴頭多出來的價值在哪？

在效率。

單噴頭每次換色都要把上一種料清出去，復雜混色件比單色件多耗料約三成，極端能到八成。

多噴頭機換色幾乎不清料，本質是用設備復雜度換時間和廢料，而不是換顏色數量。

一句話，在混色機制下，噴頭數量決定你打得多快多省，基礎色數量才決定你能混出多少顏色。

未來我們也將用Panchroma的這組耗材在更多優秀多頭設備打印一些好玩的物件。

更值得一提的是，這套耗材并不挑機器。

我們從Polymaker了解到市面上大多數品牌自帶的換料系統也能直接裝上就打，不必為某一套硬件單獨適配。

桌面全彩3D打印未來形態

理論上，青、品紅、黃能逼近可見光譜里幾乎任何顏色，這也是噴墨全彩打印的原理。

但FDM目前的混色機制并不是無級調色的。

它靠層間交替，而層是不可再分的最小單位。

50：50就是一層一種交替，想做30：70就得用十層一個循環，吃掉分辨率還起條紋。

所以我們測下來，每兩種基礎色之間，可打的比例有1:1、1:3、3:1這三檔。

這正是切片界面里那些整數檔位的由來。

落到可用色數，我們在網上找到了有團隊在五色基礎料上把組合全試了一遍，最終篩出大約四十種站得住的顏色。

下列三圖出自Prusa官方博客 ColorMix。

我們的四色實測給了十二檔，和這個量級吻合。

所以現實答案是，混色理論無上限，但實際就幾十種，也足夠用了。

未來，有可能五頭3D打印專門為這個混色機制而生，配色從四走向五補一卷白，剛好給透光的彩色層打底。

四色之外補上白與黑，色域可以更加擴展。

未來軟件層面可能不再是功能插件，相信有大廠會專門為這個混色機制推出更好用的軟件模塊。

上圖出自Polymaker官方博客

而對于Polymaker這種優秀耗材廠家來說，除了耗材本身的質量，理解并提前大規模測試疊色效果，掌握一整套耗材透光度的一致性，將形成新的競爭優勢。

寫在最后，四種顏色，一整片光譜

測完Polymaker的耗材，改變了認知。

一直以為桌面FDM全彩3D打印的進步將繼續誕生在噴頭數量的軍備競賽里。

但四色疊層混色這條我們本以為小眾的道路，實際上的表現完全超出我們的預期。

上圖出自Polymaker官方博客

一塊棱鏡可以把一束看似單調的白光劈成七彩。

而我們手里3D打印桌面機做的是同一件事的逆運算。

把粉、黃、藍、灰四種最樸素的料，一層一層疊回成一整片彩虹。

所謂全彩的真相，是承認幾種基礎色里本就藏著千萬種顏色的種子，你只需按正確的比例，把它們喚醒。

上圖出自Polymaker官方博客

這也是Polymaker這套半透明混色PLA值得分享的地方。

四種料的透光度被拿捏在同一條線上，光穿過每層時損耗相近，疊出來的過渡才干凈通透。

所以回到開頭那個問題，四個料槽，到底能打幾種顏色？

答案不是四種，也不是十二種，而是取決于你愿不愿意相信，四種基礎色里，本就藏著一整片光譜。

全彩3D打印的真相，四種顏色，足夠。