精準(zhǔn)著色!讓3D打印超真實(shí)的新方法

undine   2016-03-31 14:00:16

目前通過(guò)3D打印技術(shù)得到的物品雖然色彩很多比如紅色、白色和藍(lán)色,運(yùn)氣好的話也許能夠得到雙色的,但是大多數(shù)時(shí)候都是單色的。雖然成品本身或許能夠體現(xiàn)出各處細(xì)節(jié),但是外觀仍然比較呆板。

現(xiàn)在,研究員們發(fā)現(xiàn)了一種能夠給打印成品精準(zhǔn)著色的新辦法,這就可以讓打印成品看起來(lái)就像照片一樣真實(shí)。

這種方法是由浙江大學(xué)和哥倫比亞大學(xué)的兩只研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)出來(lái)的,被稱為計(jì)算水文印刷技術(shù)。水文印刷并不是新事物,很多廠商都在利用這種技術(shù)給廉價(jià)成品添加重復(fù)性圖案以降低生產(chǎn)成本。這種方法需要用到一個(gè)水槽和印刷好的薄膜。

將需要著色的物體浸入水中,然后將薄膜壓附上去,薄膜就會(huì)自動(dòng)伸展開來(lái),將物體完全包裹住。當(dāng)物體被移走之后,這個(gè)圖案看起來(lái)就好像是3D打印流程的一部分。

據(jù)研究員們稱,將物體精確地與薄膜貼合在一起幾乎是不可能的,因此他們往往會(huì)使用重復(fù)性圖案,這樣即便有些地方?jīng)]有對(duì)準(zhǔn),也沒(méi)有人會(huì)注意到。

研究員們意識(shí)到,如果可以獲得原始物體的3D掃描件,并將它預(yù)先浸入水槽之中與打印好的薄膜貼在一起,他們就可以知道如何在物體上貼合復(fù)雜的圖案。然而,如果不是一開始就用改良后的水文打印工具,那么模擬就不能進(jìn)行。水文打印工具包括一只垂直的機(jī)械化鋁制電動(dòng)臂和以每秒5毫米的速度上下移動(dòng)的夾具,還有微軟Kinect 3D成像設(shè)備。

Kinect的作用很關(guān)鍵。一旦研究員們將物體夾到夾具中,它就可以測(cè)量出物體的精確位置和方向以便決定3D薄膜將被敷設(shè)的位置。一直到信息被收集完之后,研究員們才能在標(biāo)準(zhǔn)噴墨打印機(jī)上打印薄膜,打印過(guò)程中會(huì)加入必要的圖片變形和拉伸處理,以便讓最終的打印效果看起來(lái)剛剛好。

在宣布這一創(chuàng)想技術(shù)的視頻中,浙江大學(xué)和哥倫比亞大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)展示了一塊打印好的老虎面具、斑馬和貓等成品。關(guān)于這只貓,研究團(tuán)隊(duì)演示了三次浸入的方法,把原來(lái)單色的小貓包裹上了極具真實(shí)感的皮膚。最終的效果看起來(lái)可以亂真,但是并不完美。

當(dāng)然還存在一些限制。研究員們稱,他們不能很輕易地給有大凹面或掃描不到的地方上色。顏色的混合和精確性也是一個(gè)難題,當(dāng)薄膜被拉伸的時(shí)候,有些顏色會(huì)變得比原始顏色稍淺一些。

盡管存在這樣或那樣的限制,但是這種方法可以將復(fù)雜的圖案和現(xiàn)實(shí)的照片貼合到3D打印得到的單色物體上,因此它還是很有發(fā)展前途的??梢韵胂?,當(dāng)你掃描并且打印了一個(gè)人的三維頭部模型,然后把高分辨率的照片印到臉部和側(cè)面,還有頂部和后部。通過(guò)多次計(jì)算機(jī)導(dǎo)航浸入印刷可以制作出一個(gè)真正讓人驚悚的東西。


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