元宇宙，作為一個(gè)持久化的、共享的3D虛擬空間，其構(gòu)建幾乎完全依賴于3D技術(shù)。它是3D建模、3D掃描、實(shí)時(shí)渲染、VR/AR、區(qū)塊鏈和社交網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)的集大成者。在元宇宙中，用戶以3D虛擬化身的形式存在、交互和工作，所有的環(huán)境、物品和活動(dòng)都以3D形式呈現(xiàn)。因此，高效創(chuàng)建海量、多樣、互動(dòng)的3D內(nèi)容成為了元宇宙發(fā)展的挑戰(zhàn)。3D技術(shù)不僅塑造了元宇宙的“外貌”，更定義了其交互和體驗(yàn)的深度。從某種意義上說(shuō)，元宇宙就是3D技術(shù)應(yīng)用的場(chǎng)景之一。3D 打印的假肢配件可根據(jù)患者殘肢數(shù)據(jù)調(diào)整，提高假肢適配性，助力患者恢復(fù)行動(dòng)。閔行區(qū)空調(diào)3D三維設(shè)計(jì)效果圖

3D技術(shù)，即三維立體技術(shù)，在于模擬人眼的雙目視覺(jué)原理。我們?nèi)祟惖碾p眼之間存在約6.5厘米的間距，這意味著左眼和右眼看到的圖像有細(xì)微的差別，即“視差”。大腦將這兩幅具有視差的二維圖像進(jìn)行融合，從而產(chǎn)生具有深度、遠(yuǎn)近和立體感的三維視覺(jué)。3D技術(shù)正是基于這一原理，通過(guò)各類設(shè)備（如3D眼鏡、頭盔顯示器）分別向左右眼提供有視差的圖像，欺騙大腦產(chǎn)生立體感。在創(chuàng)建階段，其基礎(chǔ)是三維數(shù)字建模，即利用計(jì)算機(jī)軟件在虛擬三維空間中構(gòu)建對(duì)象的幾何模型，并為其賦予材質(zhì)、紋理和光影，從而創(chuàng)造一個(gè)完整的、可以360度觀看的數(shù)字化實(shí)體。從簡(jiǎn)單的幾何體到復(fù)雜的角色建模，這都是構(gòu)建一切3D應(yīng)用，如電影、游戲、工業(yè)設(shè)計(jì)的基石。黃浦區(qū)金屬3D三維設(shè)計(jì)寵物用品領(lǐng)域通過(guò) 3D 打印制作定制化寵物窩、玩具，貼合寵物體型與生活習(xí)慣。

時(shí)間與戰(zhàn)火無(wú)情地侵蝕著人類的文化遺產(chǎn)。3D技術(shù)為此提供了強(qiáng)大的保護(hù)手段。通過(guò)高精度的3D掃描和攝影測(cè)量，可以對(duì)古建筑、雕塑、考古遺址進(jìn)行毫米級(jí)的數(shù)字化存檔，長(zhǎng)久保存其當(dāng)前狀態(tài)。這些數(shù)字模型不僅可以用于學(xué)術(shù)研究，還可以通過(guò)3D打印進(jìn)行1：1的實(shí)體復(fù)原，或者在VR中向全球公眾開(kāi)放虛擬游覽，讓無(wú)法親臨現(xiàn)場(chǎng)的人也能沉浸式體驗(yàn)文化遺產(chǎn)的魅力。在文物因自然災(zāi)害或人為破壞而損毀時(shí)，精確的3D數(shù)據(jù)甚至能為修復(fù)工作提供可靠的依據(jù)。

與3D打印的“增材”思路相對(duì)，在制造業(yè)中同樣廣泛應(yīng)用的是3D數(shù)控（CNC）雕刻，這是一種“減材”制造。它通過(guò)在計(jì)算機(jī)中設(shè)計(jì)好三維模型，然后驅(qū)動(dòng)高速旋轉(zhuǎn)的刀具在實(shí)心材料塊（如金屬、木材、塑料）上進(jìn)行切削，“雕”出設(shè)計(jì)好的零件。CNC加工精度高、材料強(qiáng)度好，非常適合制造高負(fù)載的金屬部件。在許多情況下，3D打印和CNC是互補(bǔ)的：3D打印擅長(zhǎng)制造復(fù)雜、輕量的原型和小批量零件；而CNC則勝任大批量、零件生產(chǎn)。兩者共同構(gòu)成了現(xiàn)代數(shù)字化制造的基石。3D 打印技術(shù)可用于制作樂(lè)器配件，通過(guò)優(yōu)化結(jié)構(gòu)提升樂(lè)器音質(zhì)，滿足音樂(lè)人需求。

3D動(dòng)畫(huà)是讓靜態(tài)的3D模型運(yùn)動(dòng)起來(lái)的技術(shù)，是創(chuàng)造虛擬角色和動(dòng)態(tài)世界的魔法。其原理與傳統(tǒng)二維動(dòng)畫(huà)類似，都是通過(guò)連續(xù)播放一系列靜態(tài)畫(huà)面（幀）來(lái)制造運(yùn)動(dòng)幻覺(jué)。在3D領(lǐng)域，這主要通過(guò)關(guān)鍵幀動(dòng)畫(huà)來(lái)實(shí)現(xiàn)：動(dòng)畫(huà)師只需設(shè)定物體在運(yùn)動(dòng)軌跡關(guān)鍵點(diǎn)（關(guān)鍵幀）的姿態(tài)，計(jì)算機(jī)便會(huì)自動(dòng)計(jì)算并填充中間過(guò)渡幀（插值）。對(duì)于角色動(dòng)畫(huà)，更復(fù)雜的技術(shù)是骨骼動(dòng)畫(huà)：為模型內(nèi)置一個(gè)類似骨骼的層級(jí)結(jié)構(gòu)，通過(guò)控制骨骼的運(yùn)動(dòng)來(lái)驅(qū)動(dòng)模型蒙皮的運(yùn)動(dòng)。再加上物理模擬（用于布料、毛發(fā)動(dòng)態(tài)）和動(dòng)作捕捉（直接錄制真人演員的動(dòng)作數(shù)據(jù)），3D動(dòng)畫(huà)已經(jīng)能夠創(chuàng)造出以假亂真、情感豐富的數(shù)字角色。3D 打印技術(shù)支持復(fù)合材料制作，結(jié)合不同材料特性，打造性能更優(yōu)的多功能產(chǎn)品。溫州手辦3D制作設(shè)計(jì)師

3D 掃描與設(shè)計(jì)、打印結(jié)合，在航空航天領(lǐng)域制造輕量化零部件，降低航天器重量。閔行區(qū)空調(diào)3D三維設(shè)計(jì)效果圖

文化遺產(chǎn)保護(hù)領(lǐng)域，3D 技術(shù)成為傳承人類文明的 “數(shù)字守護(hù)者”，為文化遺產(chǎn)的長(zhǎng)久保存與活化利用提供了新路徑。以敦煌莫高窟為例，由于壁畫(huà)對(duì)環(huán)境濕度、溫度極為敏感，長(zhǎng)期對(duì)外開(kāi)放易導(dǎo)致顏料脫落、畫(huà)面褪色，工作人員通過(guò)高精度 3D 激光掃描技術(shù)，對(duì)洞窟內(nèi)的壁畫(huà)、雕塑進(jìn)行***數(shù)據(jù)采集，精度可達(dá) 0.1 毫米，隨后構(gòu)建出與實(shí)物完全一致的 3D 數(shù)字模型。這些數(shù)字模型不僅能作為修復(fù)的精確依據(jù)，還能通過(guò) VR 設(shè)備打造 “線上莫高窟”，游客足不出戶就能沉浸式欣賞洞窟細(xì)節(jié)，甚至能觀察到肉眼難以察覺(jué)的壁畫(huà)紋理。此外，對(duì)于因自然災(zāi)害或人為破壞受損的文化遺產(chǎn)，如意大利龐貝古城的部分建筑，技術(shù)人員可利用 3D 建模與逆向工程技術(shù)，結(jié)合歷史文獻(xiàn)資料，對(duì)缺失部分進(jìn)行數(shù)字化復(fù)原，再通過(guò) 3D 打印制作出等比例復(fù)制品用于展覽，讓珍貴的文化遺產(chǎn)得以 “重生” 并傳承下去。閔行區(qū)空調(diào)3D三維設(shè)計(jì)效果圖