3D 掃描:文物修復(fù)的 “時(shí)光復(fù)刻機(jī)”3D 掃描技術(shù)為文物保護(hù)提供了全新方案,能高精度復(fù)刻文物細(xì)節(jié),為修復(fù)與研究提供數(shù)據(jù)支撐。敦煌莫高窟的壁畫修復(fù)中,工作人員用激光 3D 掃描儀對壁畫進(jìn)行毫米級掃描,生成高清數(shù)字模型,不僅能記錄壁畫當(dāng)前狀態(tài),還能通過對比不同時(shí)期的掃描數(shù)據(jù),監(jiān)測壁畫褪色、開裂情況。對于破損文物,如破碎的陶罐,掃描后可在電腦中模擬拼接,確定比較好修復(fù)方案。此外,3D 掃描的數(shù)字模型還可用于文物展覽,觀眾通過 VR 設(shè)備就能 “觸摸” 虛擬文物,減少實(shí)體文物的展出損耗。3D 掃描助力考古研究,清晰記錄出土文物形態(tài),為 3D 設(shè)計(jì)復(fù)原古代器物提供依據(jù)。江蘇高精度3D模型

如果說3D建模是“從無到有”的創(chuàng)造,那么3D掃描就是“從有到無”的復(fù)制。它通過采集真實(shí)物體表面的幾何數(shù)據(jù),快速生成高精度的數(shù)字3D模型。3D掃描技術(shù)主要分為兩類:接觸式和非接觸式。非接觸式又包括激光掃描和結(jié)構(gòu)光掃描,它們通過向物體投射激光或光柵圖案,并由傳感器捕獲反射信息,通過三角測量法計(jì)算點(diǎn)的三維坐標(biāo),形成由數(shù)百萬個(gè)點(diǎn)構(gòu)成的“點(diǎn)云”數(shù)據(jù)。點(diǎn)云經(jīng)過處理后可以轉(zhuǎn)換成多邊形網(wǎng)格模型,用于存檔、分析、復(fù)制或二次設(shè)計(jì)。其應(yīng)用極為普遍,例如文物古跡的數(shù)字化保護(hù)、電影游戲中的資產(chǎn)創(chuàng)建、制造業(yè)的質(zhì)量檢測、刑事科學(xué)的現(xiàn)場重建,乃至為個(gè)人定制的矯形器具。鎮(zhèn)江醫(yī)療3D立體設(shè)計(jì)公司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。

3D建模與動(dòng)畫:構(gòu)建虛擬世界的基石無論是《玩具總動(dòng)員》中生動(dòng)的角色,還是《刺客信條》中宏大的歷史場景,其背后都是3D建模與動(dòng)畫技術(shù)的支撐。3D建模師使用如Maya、3dsMax、Blender等專業(yè)軟件,通過多邊形、NURBS或數(shù)字雕刻等方式,創(chuàng)造出物體的三維網(wǎng)格模型。隨后,材質(zhì)藝術(shù)家為其繪制表面屬性(顏色、粗糙度、金屬度),燈光師布置虛擬光源以營造氛圍。動(dòng)畫師則通過為模型的骨骼設(shè)置關(guān)鍵幀,或使用動(dòng)作捕捉技術(shù)記錄真實(shí)演員的表演,賦予靜態(tài)模型以生命。這是一個(gè)極其復(fù)雜且需要藝術(shù)與技術(shù)緊密結(jié)合的過程,它不僅是娛樂產(chǎn)業(yè)的支柱,也在建筑可視化、產(chǎn)品設(shè)計(jì)等領(lǐng)域發(fā)揮著關(guān)鍵作用。
在產(chǎn)品設(shè)計(jì)和開發(fā)領(lǐng)域,3D技術(shù)已經(jīng)徹底取代了傳統(tǒng)的手繪二維圖紙。設(shè)計(jì)師使用CAD(計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì))軟件直接在三維空間中進(jìn)行創(chuàng)作,可以實(shí)時(shí)從任何角度審視產(chǎn)品的外觀和人機(jī)工程學(xué)。通過渲染,能生成逼真的產(chǎn)品效果圖,用于市場調(diào)研和宣傳。物理原型制作環(huán)節(jié)也因3D打印而革新。設(shè)計(jì)師可以在數(shù)小時(shí)內(nèi)將數(shù)字模型轉(zhuǎn)化為實(shí)體原型,快速驗(yàn)證設(shè)計(jì)、功能和裝配,大幅縮短了開發(fā)周期,降低了試錯(cuò)成本。此外,3D技術(shù)催生了大規(guī)模定制化。從可以根據(jù)個(gè)人腳型掃描數(shù)據(jù)3D打印的鞋墊,到刻有自己名字的個(gè)性化手機(jī)殼,消費(fèi)者正越來越多地享受到3D技術(shù)帶來的產(chǎn)品體驗(yàn)。文創(chuàng)行業(yè)利用 3D 打印復(fù)刻文物、歷史建筑模型,讓文化遺產(chǎn)以更貼近大眾的形式傳播。

3D技術(shù)的基本原理,從雙眼視差到立體感知人類之所以能感知世界的三維立體,關(guān)鍵在于我們擁有兩只水平相距約6-7厘米的眼睛。當(dāng)我們觀察物體時(shí),左右眼會(huì)從略微不同的角度獲取圖像,這兩幅圖像經(jīng)由大腦融合處理后,便產(chǎn)生了深度和立體感。3D技術(shù)正是模擬了這一自然過程。無論是影院中的3D電影,家中的3D電視,還是VR頭顯,都是通過技術(shù)手段,為左右眼分別提供有細(xì)微差異的影像。實(shí)現(xiàn)方式主要有兩種:色差式(如早期的紅藍(lán)3D)和偏振光式(多用于影院),以及主動(dòng)快門式(通過眼鏡交替遮擋左右眼)和目前當(dāng)下流行的光柵式(如裸眼3D屏和VR頭顯)。理解這一“雙眼視差”原理,是理解所有3D技術(shù)應(yīng)用的基石。應(yīng)急救援中,3D 打印能快速制作急需的工具、零件,為救援工作爭取寶貴時(shí)間。鎮(zhèn)江醫(yī)療3D立體設(shè)計(jì)公司
設(shè)計(jì)師通過 3D 設(shè)計(jì)軟件優(yōu)化產(chǎn)品外觀與功能,再經(jīng) 3D 打印制作樣品,加速研發(fā)進(jìn)程。江蘇高精度3D模型
虛擬現(xiàn)實(shí)(VR)與增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(AR)產(chǎn)業(yè)的崛起,離不開 3D 技術(shù)作為底層支撐,二者的深度融合為各行業(yè)帶來了顛覆性體驗(yàn)。在 VR 游戲領(lǐng)域,開發(fā)團(tuán)隊(duì)通過 3D 建模構(gòu)建出龐大的虛擬游戲世界,從角色的毛發(fā)、服飾紋理到場景中的植被、建筑細(xì)節(jié),都經(jīng)過精細(xì)化處理,再配合 3D 空間定位技術(shù),讓玩家在佩戴 VR 設(shè)備后,能真實(shí)感受到自身在虛擬世界中的移動(dòng)、互動(dòng),仿佛真正置身游戲場景。而在 AR 領(lǐng)域,3D 技術(shù)的應(yīng)用同樣普遍,如手機(jī) AR 導(dǎo)航軟件,通過攝像頭識別現(xiàn)實(shí)道路后,會(huì)實(shí)時(shí)疊加 3D 虛擬路標(biāo),箭頭、距離提示等元素與現(xiàn)實(shí)環(huán)境無縫融合,用戶無需頻繁查看地圖,只需跟隨 3D 路標(biāo)就能準(zhǔn)確到達(dá)目的地。在工業(yè)維修場景中,技術(shù)人員佩戴 AR 眼鏡,設(shè)備的 3D 拆解模型會(huì)直接投射到現(xiàn)實(shí)設(shè)備上,指引維修步驟,大幅降低了維修難度并提高了維修效率。江蘇高精度3D模型