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              3D的技術應用

              發布時間:2017-06-10   來源:科技軟硬件  作者:秘書處   閱讀次數:  【字體 】   打印

                  3D技術是推進工業化與信息化“兩化”融合的發動機,是促進產業升級和自主創新的推動力,是工業界與文化創意產業廣泛應用的基礎性、戰略性工具技術,嵌入到了現代工業與文化創意產業的整個流程,包括工業設計、 工程設計、 模具設計、數控編程、仿真分析、虛擬現實、展覽展示、影視動漫、地產宣傳片、3D立體畫、電子樓書、教育訓練等,是各國爭奪行業至高點的競爭焦點。
                  經過多年的快速發展與廣泛應用,當前3D技術得到了顯著的成熟與普及;一個以3D取代2D、“立體”取代“平面”、“虛擬”模擬“現實”的3D浪朝正在各個領域迅猛掀起。
                  3D技術的應用普及,有面向影視動畫、 動漫、游戲等視覺表現類的文化藝術類產品的開發和制作,有面向汽車、飛機、家電、家具等實物物質產品的設計和生產,也有面向人與環境交互的虛擬現實的仿真和摸擬等。具體講包括:3D軟件行業、3D硬件行業、數字娛樂行業、 制造業、 建筑業、 虛擬現實、地理信息GIS、3D互聯網等等。
                  統計表明,在現代工業產品開發生產過程中,70%錯誤在設計階段已經產生,而80%的錯誤往往在生產或是更后續的階段才被發現并進行修正。3D的突出優勢在于能最大化的對產品進行仿真設計和用戶溝通,盡可能早地將錯誤和需求變更解決在設計階段,使產品開發周期縮短、生產成本降低,提升企業市場競爭優勢。
                  在西方發達國家,3D已成為產品設計、制造、管理、市場、服務、消費等的創新基礎和新的競爭高地,而掌握最前沿3D技術,也為他們把控產業鏈、獲取巨額利潤提供了依托。當前全球近80%的飛機與50%的汽車都是使用法國達索系統的3D軟件設計制造,歐特克更是在3D數字娛樂等眾多領域引領全球創新走向。
                  欲善其事,先利其器。作為信息化條件下新的基本“語言”、“工具”和“平臺”,3D技術的研發與應用關系著中國產業結構的提升,以及在下一波世界競爭中占據怎樣的位置。沒有3D技術與人才的支撐,產業升級、自主創新、 文化軟實力打造等將無從做起,“ 中國創造”將成為一句空話。把3D技術滲透到 工業化與信息化“ 兩化融合”的實踐中,滲透到文化創意產業創新發展的實踐中,滲透到新一代創新型實用人才培養的實踐中,滲透到持續推動自主創新的進程中,不僅是技術能力建設,更是國家創新能力與 文化軟實力建設 上臺階的重要基礎。
                  3D打印技術,是以 計算機三維設計模型為藍本,通過軟件分層離散和數控成型系統,利用 激光束、熱熔噴嘴等方式將金屬粉末、陶瓷粉末、塑料、細胞組織等特殊材料進行逐層堆積黏結,最終疊加成型,制造出實體產品。與傳統制造業通過模具、車銑等機械加工方式對原材料進行定型、切削以最終生產成品不同,3D打印將三維實體變為若干個二維平面,通過對材料處理并逐層疊加進行生產,大大降低了制造的復雜度。這種數字化制造模式不需要復雜的工藝、不需要龐大的機床、不需要眾多的人力,直接從計算機圖形數據中便可生成任何形狀的零件,使生產制造得以向更廣的生產人群范圍延伸。
              立體印刷品具有圖片新穎,極強的視覺沖擊力等特點,從而達到醒目且過目不忘的效果;是當前一種圖像表現形式。本產品是一種 印刷品的延伸品,因而凡印刷品適用的范圍,本產品勻適用;同時又具有廣告和防偽功效。
                  立體眼鏡不僅僅用于觀看3D電影,還有非常刺激的3D游戲,很多游戲開發商所制作出的大型3D游戲需要的立體眼鏡和我們平時看一些普通的3D電影的眼鏡是不一樣的,這種立體眼鏡的技術原理要復雜的多。
                  用于PC顯卡的3D眼鏡必須要有適配的顯示器和處理器才行,所以這樣的立體眼鏡不僅是價格不菲,技術也很到位,對于普通人(只看看電影的)來說非專業的3D 游戲玩家或者愛好者,這樣的裝備用不到的。
                  3D 全息投影是一種利用干涉和衍射原理記錄并再現物體 真實的三維圖像,是一種無需配戴眼鏡的3D技術,觀眾可以看到立體的虛擬人物。這項技術在一些博物館應用較多。3S動漫正是以這種全新的事物改變著人們對那些傳統舞臺的聲光電技術的審美態度。適用范圍產品展覽、汽車服裝發布會、舞臺節目、互動、酒吧娛樂、場所互動投影等。3D全息立體投影設備不是利用數碼技術實現的,而是投影設備將不同角度影像投影至進口的MP 全息投影膜上,讓你看不到不屬于你自身角度的其他圖像,因而實現了真正的3D全息立體影像。
                  3D游戲就是三維游戲,既是在游戲中使用3D模型來制作人物、場景等物體。使玩家可以在游戲中體會到長寬高三種度量,讓玩家可以360度旋轉視角,從各個角度來進行游戲。這大大增加的游戲的自由度、趣味度及真實性。目前3D游戲已經成為了時下最主流的游戲類型。當前也出現了一種2D+3D的偽3D,也被成為2.5D的技術,其實就是通過2D與3D技術的結合來滿足不同需求的客戶。但由于3D模型的面數及復雜程度等問題,3D游戲對于顯卡運算能力要求遠遠高于2D游戲。因此很多3D游戲都需要較高配置的獨立顯卡來完成流程精彩的3D游戲體驗。此外在畫面的精細度方面也較2D游戲有所欠缺。

                  一、3D打印機應用領域
                “上上個世紀的思想,上個世紀的技術,這個世紀的市場”,其實3D打印技術并非新興產物。3D打印機技術在成長發展時期一直被少數人所關注和使用,但技術的改變讓3D打印成為了目前世界上最令人關注的技術之一并不為過,甚至有人稱3D打印將會是第四次工業革命的起點。
              中國首家3D打印體驗館的一幕。房間里的燈罩、鞋、玩具、人像等人們所能看到的一切擺件,都非工業流水線或手工制作而成,而全部出自一部機器――3D打印機。那么,3D打印真能顛覆傳統制造業?
                  3D打印機的應用對象可以是任何行業,只要這些行業需要模型和原型。3D打印機需求量較大的行業包括政府、航天和國防、醫療設備、高科技、教育業以及制造業。
                  1、航天和國防。
                  GE中國研發中心的工程師們仍在埋頭研究3D打印技術。就在這之前,他們剛剛用3D打印機成功“打印”出了航空發動機的重要零部件。與傳統制造相比,這一技術將使該零件成本縮減30%、制造周期縮短40%。來不及慶祝這一喜人成果,他們就又匆匆踏上了新的征程。鮮為人知的是,他們已經“秘密”研發3D打印技術十年之久了。
                  2、 醫療行業。一位83歲的老人由于患有慢性的骨頭感染,因此換上了由3D打印機“打印”出來的下顎骨,這是世界上首位使用3D打印產品做人體骨骼的案例。
                   3、文物保護。博物館里常常會用很多復雜的替代品來保護原始作品不受環境或意外事件的傷害,同時復制品也能將藝術或文物的影響傳遞給更多更遠的人。史密森尼博物館就因為原始的托馬斯·杰弗遜要放在弗吉尼亞州展覽,所以博物館用了一個巨大的3D打印替代品放在了原來雕塑的位置。
                   4、建筑設計。在建筑業里,工程師和設計師們已經接受了用3D打印機打印的建筑模型,這種方法快速、成本低、環保,同時制作精美。完全合乎設計者的要求,同時又能節省大量材料。
                  5、 制造業。制造業也需要很多3D打印產品,因為3D打印無論是在成本、速度和精確度上都要比傳統制造好很多。而3D打印技術本身非常適合大規模生產,所以制造業利用3D技術能帶來很多好處,甚至連質量控制都不再是個問題。6、


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