古建筑是人类几千年来遗留下来的宝贵产物,对于古建筑的传承和复原保护,是一项必要而又具有一定难度的工作,利用3D打印技术不但能将成本降到最低,还能够实现逼真还原。但是在3D过程中,针对于古建筑的内部和外部悬空区域,在未支撑情况下会发生熔融坍塌现象,而且有的支撑结构生成算法对内部和外部悬空区域生成相同的支撑结构,并且存在打印时间久,支撑不稳定或者耗材多等缺陷。针对上述缺陷,本文以对古建筑待支撑区域识别、待支撑区域分割、支撑结构生成算法的优化等作为主要研究内容,具体的研究工作如下:1.识别古建筑的悬空待支撑区域。对于STL格式的古建筑模型,采用拓扑重构算法使三角面片彼此相关且有序,并分层获取截面轮廓线,利用内外轮廓自动识别技术生成各层内外轮廓,最终对各层之间运用布尔运算算法,识别出悬空待支撑区域。2.待支撑区域的分割算法研究。首先是利用随机霍夫变换算法拟合种子平面,设置邻域、法向量夹角和距离的阈值,将符合条件的点集加入到种子区域;其次是区域生长,同样以阈值作为区域生长的条件,并自动调整平面参数。实验表明该分割算法实现了对内部和外部区域的准确分割。3.提出稀疏树形支撑结构生成算法。对于分割的外部待支撑区域,现有的支撑结构生成的算法在耗材以及支撑稳定性方面远非最优,本文算法主要研究对待支撑点稀疏化采样,加以支撑悬臂长度和强度约束的算法,同时优化支撑柱。实验表明该算法生成的稀疏树形支撑结构低耗材、稳定性高、易去除,对古建筑表面没有损伤。4.提出薄壁网格支撑结构生成算法。对分割出的屋顶的内部待支撑区域,现有的支撑生成算法都是采用蜂窝状或者实体填充内部,但是相对耗材并且打印时间久。本文算法主要研究等间隔单面薄壁的生成,以及实时填充支撑。实验表明该算法生成的薄壁网格支撑结构强度高、耗材低并且打印时间短。5.实现并完成了自动生成支撑结构的系统。包括古建筑三维模型的打开、操作与保存,待支撑区域的识别、待支撑区域的分割、支撑结构的生成等主要功能。为古建筑的实体展示、考古复原、以及传承发扬起到了促进作用。