在珠寶、鞋類、工業(yè)設(shè)計(jì)、建筑、工程和施工(AEC)等領(lǐng)域,3D打印的應(yīng)用已經(jīng)十分普遍。設(shè)計(jì)師可以利用3D打印技術(shù)將他們的概念模型或設(shè)計(jì)原型快速、精確地制作出來(lái),縮短了產(chǎn)品從設(shè)計(jì)到生產(chǎn)的時(shí)間。同時(shí),由于3D打印的靈活性,設(shè)計(jì)師可以在制造過(guò)程中對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行微調(diào),以更好地滿足市場(chǎng)需求。然而,3D打印的應(yīng)用并不止于此。在醫(yī)療領(lǐng)域,3D打印也展現(xiàn)出巨大的潛力。2019年1月14日,美國(guó)加州大學(xué)圣迭戈分校的科研團(tuán)隊(duì)成功利用快速3D打印技術(shù),制造出模仿系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的脊髓支架,幫助大鼠恢復(fù)了運(yùn)動(dòng)功能。高精度3D掃描傳動(dòng)軸就找上海乂侖三維設(shè)計(jì)有限公司。杭州紅蠟3D三維設(shè)計(jì)效果圖
3D激光掃描技術(shù)在測(cè)繪領(lǐng)域,其基本的應(yīng)用之一就是地形圖繪制。由于三維激光掃描技術(shù)具有高精度的特點(diǎn),在一定的條件控制下,精度可達(dá)到1毫米以內(nèi),三維激光掃描技術(shù)可以用來(lái)對(duì)變形進(jìn)行監(jiān)測(cè)。主要應(yīng)用在建筑物變形監(jiān)測(cè)、基坑變形監(jiān)測(cè)、橋梁變形監(jiān)測(cè)、隧道變形監(jiān)測(cè)以及地表形變監(jiān)測(cè)等方面。三維掃描技術(shù)可用于各個(gè)行業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)當(dāng)中,包括飛機(jī)制造業(yè)、航空航天、汽車、模具制造、鑄造行業(yè)、玩具制造業(yè)、制鞋業(yè)等;特別是在汽車、飛機(jī)、玩具等領(lǐng)域,采用三維掃描儀,可對(duì)這些樣品、模型進(jìn)行掃描,得到其立體尺寸數(shù)據(jù),并直接與各種CAD/CAM軟件接口,完成建模、修改、優(yōu)化和快速制造。楊浦區(qū)插座3D創(chuàng)意制作衣服配件3D打印上海乂侖三維設(shè)計(jì)有限公司的設(shè)備精度非常高。
同時(shí),學(xué)生還可以利用3D打印技術(shù)制作自己的項(xiàng)目模型,從而鍛煉實(shí)踐能力和創(chuàng)新思維。此外,隨著3D打印技術(shù)的不斷發(fā)展,其在個(gè)性化制造、定制化產(chǎn)品等領(lǐng)域的應(yīng)用也將越來(lái)越普遍。例如,根據(jù)患者的CT或MRI掃描數(shù)據(jù),可以制作出精確的定制化假肢、矯形器或醫(yī)療器械。這些產(chǎn)品不僅可以更好地適應(yīng)患者的需求,提高效果,還能節(jié)省大量時(shí)間和資源。然而,盡管3D打印有著普遍的應(yīng)用前景,但還存在一些挑戰(zhàn)和限制。例如,打印材料的限制、制造精度的限制、知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)等問(wèn)題都需要得到解決。
3D掃描得出的數(shù)據(jù)與復(fù)原的藝術(shù)品模型與AR技術(shù)相結(jié)合,可以在時(shí)間將它們摧殘得斑駁不堪后,依舊在各地的數(shù)字博物館煥發(fā)出勃勃生機(jī)。掃描薄壁物品時(shí),以往都是正反面單獨(dú)掃描,然后手動(dòng)拼接,這種方法往往精度不夠,會(huì)形成錯(cuò)層。如果想掃好,可以利用特制輔具把物品夾立起來(lái),通過(guò)輔具上的標(biāo)記點(diǎn)實(shí)現(xiàn)完整數(shù)據(jù)掃描或是可以利用ScanViewer的薄壁件拼接功能:通過(guò)在薄壁三側(cè)分別貼一個(gè)點(diǎn),實(shí)現(xiàn)三點(diǎn)拼接,完成正反面掃描,無(wú)需借助其它方式完成正反面拼接。此外,掃描薄壁對(duì)精度、分辨率要求比較高,不然拼接可能會(huì)穿透或是錯(cuò)層,所以要選用工業(yè)級(jí)3D掃描儀,分辨率盡量小(比如0.15mm以內(nèi)),拼接精度在0.05mm內(nèi),這樣掃描數(shù)據(jù)質(zhì)量有保障。上海醫(yī)療配件3D打印上海乂侖三維設(shè)計(jì)有限公司的設(shè)備精度非常高。
Poisson曲面重建可以從帶法向量的點(diǎn)云重建出流形網(wǎng)格曲面。Super4PCSlibrary能夠?qū)蓚€(gè)3D數(shù)據(jù)(點(diǎn)云或網(wǎng)格)進(jìn)行注冊(cè)拼接,得到比較好的旋轉(zhuǎn)變換矩陣。使用方便,文檔豐富,注冊(cè)效果很好。TetGen是有名的空間四面體網(wǎng)格生成庫(kù)。該算法庫(kù)獲得了了2012年SGP會(huì)議的比較好開(kāi)源軟件獎(jiǎng)。另外,NetGen也是一個(gè)能夠自動(dòng)生成3D四面體網(wǎng)格的程序庫(kù)。Stellar是一個(gè)將四面體網(wǎng)格進(jìn)行優(yōu)化生成高質(zhì)量的四面體網(wǎng)格?;趻呙瑁嫦蛟O(shè)計(jì))的3D建模軟隨著深度相機(jī)的普及及掃描儀的價(jià)格迅速下降,人們采集三維數(shù)據(jù)變得容易,從采集到的三維點(diǎn)云來(lái)重建三維模型的工作在近幾年的Siggraph(Asia)上能常見(jiàn)到,比如我們SiggraphAsia2010,Siggraph2013等的工作。醫(yī)療配件3D檢測(cè)業(yè)務(wù)上海乂侖三維設(shè)計(jì)有限公司做的非常專業(yè)。安慶工藝品3D三維設(shè)計(jì)技術(shù)
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3DSOMPro可以通過(guò)一個(gè)真實(shí)物體的照片來(lái)進(jìn)行3D建模,并且制作的模型可以在網(wǎng)絡(luò)上以交互的方式呈現(xiàn)。微軟開(kāi)發(fā)了一款產(chǎn)品PhotoSynth,可將大量的照片做3D處理,但是它不是真正創(chuàng)建3D模型,而是根據(jù)照片之間的相機(jī)參數(shù)及空間對(duì)應(yīng)關(guān)系,建構(gòu)一個(gè)虛擬的3D場(chǎng)景,使得用戶能夠在從不同角度和位置來(lái)查看該場(chǎng)景,而顯示的場(chǎng)景圖像是由給定的照片所合成的。從多幅不同角度拍攝的照片來(lái)重建3D物體,從技術(shù)原理上來(lái)講是可行的,但是由于算法的一些步驟,比如圖像中物體特征點(diǎn)的檢測(cè)和匹配,相機(jī)參數(shù)的估計(jì)等,還會(huì)出現(xiàn)不太正確的結(jié)果,使得重建結(jié)果有時(shí)不夠穩(wěn)定,甚至不正確。隨著技術(shù)和計(jì)算能力的不斷發(fā)展,相信這些會(huì)逐步得到解決。從照片來(lái)重建3D模型的技術(shù)可能是為方便的3D建模技術(shù)了,因?yàn)槿巳硕加惺謾C(jī),隨時(shí)都可以拍照上傳到云端來(lái)構(gòu)建3D模型。關(guān)于構(gòu)建人體模型及動(dòng)畫(huà),首推Metacreations公司的Poser軟件(俗稱“人物造型大師”)和開(kāi)源的MakeHuman軟件。這兩款軟件都是基于大量人類學(xué)形態(tài)特征數(shù)據(jù),可以快速形成不同年齡段的男女臉部及肢體模型,并對(duì)局部體形進(jìn)行調(diào)整。可以輕松快捷地設(shè)計(jì)人體造型、動(dòng)作和動(dòng)畫(huà)。杭州紅蠟3D三維設(shè)計(jì)效果圖