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浙大新技术——为3D产品精准上色,分分钟的事

编辑:互联网思维网时间:2019-08-13 08:36:21阅读次数:

  昨天,一段由浙江大学拍摄制作的视频,在YouTube上点击量超过50万次,非常火爆。

  视频里,一个刚刚用3D技术打印出来的白色猎豹模型,被缓缓浸入漂着彩色薄膜的水池,当它再次浮出水面时,身上便“长”出了逼真的皮毛、眼睛、耳朵、尾巴,完成了从白色到彩色的华丽蜕变,整个过程不过3秒时间。有外国网友评论,这简直就是“magic”(魔法)。

  这段视频诞生于浙大计算机辅助设计与图形学国家重点实验室。5月中旬,视频被上传到YouTube,至今不仅点击量已超过50万次,还有3000多人为它点赞。

  昨天,钱江晚报记者在实验室目睹了视频现实版——给3D物体上色的全过程。

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  正如视频演示的那样,只消把3D模型浸入水池,几秒钟之后,出水的模型就变成了彩色的老虎脸谱、地球仪或女性头像。

  主持这项研究的是浙大长江学者、计算机辅助设计与图形学国家重点实验室主任周昆教授。他告诉钱报记者,虽然3D打印技术近年来有了很大的进展,但要打印生产出具有复杂图案的全彩色三维物体仍然相当困难。

  他说,3D打印已经较好的解决了“形”的问题,可以打印出许多复杂形状;但在“色”方面,发展比较滞后。周昆的团队,希望运用计算的手段,解决对3D物体精准上色的难题。

  一浸一提

  一个老虎脸谱出炉了

  实验室位于浙大蒙民伟楼4楼,实验室的桌子上,堆满了印着各种纹路的小模型——斑马、豹子、人脸面具、茶杯、汽车、地球仪……它们的材质各异,有木制的,也有陶瓷和塑料的。这些模型上五彩斑斓的“外衣”,就是通过周昆团队发明的这个技术给“披”上的。

  团队成员之一,博士研究生张译中负责充当“魔术师”,向大家表演上色的全过程。

  他先在电脑里打开一个具有老虎纹理的三维人脸模型,这是由设计师事先设计好的3D模型。随后,这个模型经过团队开发的软件快速计算后,生成了一张二维的图片。周昆解释说,这就相当于把三维物体上的纹理颜色,拉成二维的“展开图”。

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  随后,张译中用普通的喷墨打印机打印出一张印有“展开图”的薄膜。这种薄膜叫做水转印薄膜,便宜得很,几元钱就能买到,“我们这个是从淘宝上买的”。他把薄膜放到静止的水面上,再用简单的器械,把3D打印出来的模型缓缓浸入水中。

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  见证奇迹的时刻到了!薄膜灵巧地包裹住模型,没有发生皱裂,颜料准确地附着到了模型上。

  张译中把模型拿出水面,模型上已经印上了老虎的眼睛、鼻子、纹路。一张老虎脸谱在他手里诞生了。接着,他用同样的方法又依次“变”出了一个小地球仪和一尊女性的头像。

  “通俗地说,这像一种完美精确的自动贴膜。”周昆向一旁的钱报记者解释。

  50万点击量

  教授也始料未及

  周昆介绍说,在这项技术出炉之前,3D打印彩色物体主要有两种方法。

  一种是用单色3D打印机,这种打印机不算贵,大约六、七千元就能购入一台,国内已经有很多制造这种机器的厂商。但正如它的名字,它只能打印出单色。也就是说,如果你用它来打印一只兔子,那你只能得到一只红色或黄色的纯色兔。想要一只彩色兔?抱歉,它可就无能为力了。

  另一种是工业级的3D打印机,这种打印机能在打印3D模型的同时,顺道把颜色也给上了。听起来很高级,但其实打印起来速度非常慢,而且这种打印机价格昂贵,还只限于塑料和石膏等极少的材料。

  这么一比,周昆团队的这个三维曲面精准着色技术优势就太明显了。它不仅能让你得到一只彩色的兔子,而且你还能控制每个颜色在兔子身上的位置。你想把红色印到兔子的眼睛上,它就绝对不会溜到兔子的脸颊上。此前,由于精准上色比较困难,3D打印在花纹、颜色上始终个性不起来。这一直是工业界和科学界面临的难题。这项技术的出现,让3D打印的个性化定制成为了可能。

  这段视频,是怎么到YouTube上的?周昆教授说,做研究的人都有把自己的研究成果展示出来的习惯。既然这个技术那么“cool”(酷),那更要和大众分享。

  但一开始,他只是把视频上传到个人的网站。后来,课题的合作者,哥伦比亚大学的一个助理教授把视频传到了YouTube上。周昆说,科技视频在国内不会有那么多的关注度,由于YouTube是面向全球的,引起的关注度就高了。不过,虽然知道很多人会对这个技术感兴趣,但那么高的点击量,他也是始料未及。

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