| 标题 | 3D技术及其应用分析 |
| 范文 | 徐进强 摘要：随着近些年来电脑技术的快速发展，3D技术的研发与应用已经走过了几十年的前期摸索阶段，技术的成熟度、完善度、易用性、人性化、经济性等，都已经取得了巨大的突破；随着电脑网络应用的快速普及，就3D应用而言，更是成了普通人轻松驾驭的基本电脑工具，成为越来越多人追捧的时尚趋势。 关键词：电脑制作数字化；3D技术 中图分类号：TP3 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2018）27-0196-02 电脑的发明和快速普及，伴随互联网的飞速延伸，深刻地改变着我们身边的一切，包括生活、工作，甚至是消费。在“3D”里面的“D”，是英文单词Dimension（线度、维）的首字母，3D指的就是三维空间。与普通2D画面显示相比，3D技术可以使画面变得立体逼真，图像不再局限于屏幕的平面上，仿佛能够走出屏幕外面，让观众有身临其境的感觉。基于电脑和互联网的3D数字化技术，终于使人们对现实三维世界的认识重新回归到了原始的直观立体的境界。无论在虚拟的网络上还是在现实的生活中，从大到飞机、轮船、汽车、电站、大厦、楼宇、桥梁，小到生活中的每一个小小的工业产品，到处都能见到电脑制作的数字化的3D模型、动画与仿真。这不仅是“2D/平面”到“3D/立体”的优美转身！更是2D平面时代到3D数字化时代的一场深刻革命！ 1 3D技术简介 3D是英文“Three Dimensions”的简称，中文是指三维、三个维度、三个坐标，即有长、宽、高。换句话说，就是立体的，是相对于只有长和宽的平面（2D）而言。我们本来就生活在四维的立体空间中（加一个时间维），我们的眼睛和身体感知到的这个世界都是三维立体的（时间是虚构的），并且具有丰富的色彩、光泽、表面、材质等等外观质感，以及巧妙而错综复杂的内部结构和时空动态的运动关系；我们对这世界的任何发现和创造的原始冲动都是三维的。 随着近些年来电脑技术的快速发展，3D技术的研发与应用已经走过了几十年的前期摸索阶段，技术的成熟度、完善度、易用性、人性化、经济性等，都已经取得了巨大的突破；随着电脑网络应用的快速普及，就3D应用而言，更是成为了普通人轻松驾驭的基本电脑工具，像电脑打字一样；3D的消费和使用，如通过3D技术做出来的游戏、电影、大厦、汽车、手机、服装等等，更已经成为了普通大众工作和生活中的一部分。 一个全新的3D数字化时代正向我们呼啸而来：一切都将三维数字化——3D FOR ALL！今天我们讲的3D，主要特指是基于电脑/互联网的数字化的3D/三维/立体，既可以是动词、是名词，又可以是形容词、是状态副词，就也就是三维数字化。3D或者说三维数字化技术，是基于电脑/网络/数字化平台的现代工具性基础共用技术，包括3D软件的开发技术、3D硬件的开发技术，以及3D软件、3D硬件与其他软件硬件数字化平台/设备相结合在不同行业和不同需求上的应用技术。 2 身边的3D技术 2.1 3D电影 说到3D，我相信大家脑海里第一个想到的词就是3D电影，因为这是目前阶段最为常见也是最为普及的3D技术的一项应用，并且它也确实在视觉效果方面给我们带来的很大突破。而随着技术上的不断发展与突破，在未来3D不仅仅是视觉效果方面的改善更是会带来交互体验甚至是生活方式上的改变。 所以说谈到身边的3D技术，首当其冲的应该就是3D电影，这是当前我们普通用户接触最多的3D技术了。作为日常生活中最常见的3D技术的应用，已经被广泛的消费者所接受，毕竟相比普通电影来说3D电影能带来更加逼真的视觉效果以及震撼力，这让更多的好莱坞大片拥有更好地观影效果。当然通过一些支持3D功能的电视以及3D片源也是能够实现3D电影播放的。这种3D技术事实上原理比较简单就是根据人的两只眼睛成像不同的原理来实现的，影院和家中使用电视的原理都相同，都需要佩戴对应的3D眼镜来观看。不过这有了相当的局限性，首先是必须佩戴眼镜，第二是场景相对的固定化。 2.2 3D打印 什么叫3D打印呢？它是一种通过材料逐层添加制造三维物体的变革性、数字化增材制造技术。其实它的学名叫“添加制造”，美国ASTM2009年公布的定义是：一种与传统的材料去除加工方法相反的，基于三维数字模型的，通过采用逐层制造方式将材料结合起来的工艺，包括：添加成型、添加工艺、添加技术、添加分层制造、分层制造和无模成型。 小到设备小配件，大到房屋甚至是航天卫星部件，都可以利用3D打印技术打印出来，3D打印是最能体现3D技术运用的一个领域。它是一种数字模型文件为基础，运用特殊蜡材、粉末状金属或塑料等可黏合材料，通過打印一层层的黏合材料来制造三维的物体。现阶段3D打印机的技术越来越臻熟，3D打印产品领域也越来越丰富，离我们的生产生活也越来越近。 很多人用3D打印技术成功制造了诸如手枪、模型等等东西；由于是逐层打印，首先我们要有一个数字模型文件，在一个3D打印耗时相对比较长，所以从目前阶段来看，3D打印实用性还不是很强，还不能广泛运用于人们生产生活当中。当然我们相信在未来材料和技术不断创新发展的基础上，3D打印能在非常多的领域帮助我们实现飞跃，未来将有可能得到普及，进入我们的生活。 3D立体打印方面，已应用到汽车制造业、医疗模具加过业等，3D立体打印技术在生产中可以大幅降低成本。逐渐走红的3D立体打印技术，被称为“改变世界的9种方式”，从打印鼠标到打印房子。目前，中国的3D打印技术问鼎世界且已成立一系列的产业联盟，其发展前景必将十分广阔。未来，我们有理由相信3D技术的发展会更加成熟完善，其可扩展的领域也必将是不可估量的。 2.3 全息投影技术 全息投影技术也称虚拟成像技术是利用干涉和衍射原理记录并再现物体真实的三维图像的记录和再现的技术。这个技术相比前面提到的几个比较特殊，首先是他的功能性还是不错的，在目前有着一定的应用，但是他显得很不亲民，这项技术在目前看来对于个人用户来说不太可能普及。目前该技术最常见的应用应该就是舞台方面的了，比如大家所熟知的初音未来演唱会就是非常有代表性的。 3 3D技术的未来 在当今技术飞速发展的时代，不管是在国外，还是在我们国内，专家们在各个领域表达了一些对于未来3D技术的应用。 1） 交互与体验方面的变化。随着3D技术的不断发展与成熟，未来我们与设备的沟通不再仅仅是停留于一个屏幕或者点击、滑动等等，而且一个全新的交互体验。这一点其实在很多的科幻电影当中就有所体现，比如像是一些文件的打开，移动，我们只要在“空气”中拖动或者是拉伸完成。当然，这对于目前的技术来说，媒介应该是最难解决的一个问题。 2） 移动性。实际上前面提到了那么多3D技术的应用，无论是3D电影、3D打印还是全息投影等等都不具备移动性，即使是他们之中看起来最有移动性的VR设备也因为技术限制不能完全实现随身携带。所以说在未来我相信3D技术不会向大发展二是会向小发展，让每个人都能把3D设备（我们可以想象着为它加入各种功能）放进口袋里。 3） 3D内容。就像是电视还有智能手机一样，如果电视没有电视节目也没有电影，智能手机没有操作系统以及应用软件的话，我相信这些东西都没有什么存在的必要。所以说在未来我们肯定还需要更多3D内容的支持，3D电影自然不必多说，这在目前阶段已经能够实现。而未来是不是能够出现真正有着3D体验的游戏、3D书籍或者其他一些富有创造力且具备功能性的创意，这些都能支持3D产品在未来给我们操作体验甚至是生活方式带来巨大的变化。 4 3D技术应用前景 随着梦工厂的《飞屋环游记》、詹姆斯·卡梅隆的《阿凡达》在银幕上迅速走红，“3D”逐渐成为一个刺激、新奇、潮、酷、炫的代名词，成为越来越多人追捧的时尚趋势。手机屏幕越变越大，电视厚度越变越薄，越来越多的人放弃在家中独享纷纷涌入3D影院。显然， 3D技术是一个充满前景与市场需求的领域，带来了一个充满希望的竞争蓝海。现在，当你再把“3D”输入搜索引擎时，“裸眼3D”“4D5D”“3D手机电视”“3D打印”等意想不到的词汇不期而至。 3D技术在电影视觉应用中的一炮而红使很多经理人嗅到了商机。在电影业方面，一方面越来越多的新建3D影院在大大小小的城市赚足了眼球，另一方面越来越先进的设备更新与电影的视觉表现力完美结合，3D影院自身在服务方式、设施建设方面都有很大的发展空间。在3D技术的基础上，4D、5D技术已超出3D技术掀起了又一个视觉的巅峰革命，技术的日新月异必将给我们带来更强的感官冲击。3D技术仅是通过人眼的视觉差距让画面出现立体感；4D则是将人的触觉也加入电影中来，震动、坠落、吹风、骚动、喷水等；5D更是在4D动感的背景和效果上，从视觉、听觉、嗅觉、触觉以及动感五个方面，让观众全方位地融入电影情节中。新技术、新概念的出现代表着电影业的硕果连连，技术向顾客友好方向的逐渐完善、如何解决电影片源的问题、以及如何降低高昂的制作成本，都为未来电影业提供了不断进步和完善的空间。 越来越多的行业想从这个日趋成熟的3D技术中分一杯羹，其实，所有与视觉有关的行业都是可以加入这场战役的。在裸眼3D方面，“经典裸眼3D智能机HTC热卖”“全球首台48寸裸眼3D首测——突破视觉极限”“中国第一家3D网吧在西安开业”此类消息一登上各大媒体头条，必吸引众人的眼球成为茶余饭后的热议话题。以前看3D电影时都要使用专用的3D眼镜很不方便，裸眼3D技术如火如荼的发展克服了必须戴眼镜的要求，成为众人期待的焦点。目前主要的裸眼3D显示技术一是视差障壁技术，另一个是柱状透镜技术，使人们在平面的电脑屏幕、电视屏幕、手机屏幕上也能享受到3D的视觉效果。3D配置的更新完善，3D渠道网络的扩展延伸，以及如何降低成本使其真正的走近千家万户，是裸眼3D技术发展可拓展的空间 除了直接运用视觉的各种屏幕，打印技术中的3D立体打印技术也是值得一提的。在3D立体打印方面，已应用到汽车制造业、医疗模具加过业等，3D立体打印技术在生产中可以大幅降低成本。逐渐走红的3D立體打印技术，被称为“改变世界的9种方式”，从打印鼠标到打印房子。目前，中国的3D打印技术问鼎世界且已成立一系列的产业联盟，其发展前景必将十分广阔。未来，我相信3D技术的发展会更加成熟完善，其可扩展的领域也必将是不可估量的。 5 结束语 随着技术的进步，3D技术和普通用户的距离已经越来越近，它不再是行业用户的专利。相信随着3D技术进一步成熟，我们今后会在生活的各个领域中看到3D显示设备的身影。也许在不久的将来，你可以将3D显示器搬到卧室内，而不用和其他人一起挤在电影院中观看。3D技术已经越来越生活化，我相信在未来，3D技术会有更意想不到的发展。也许将来我们在现实世界中无法做到的事情，我们都可以通过3D技术来帮助我们实现。 参考文献： [1] 杨丽，顾邦军，蒋雪明.基于WEB的多媒体计算机虚拟实验室的架构与实现[J].教育与职业，2010（20）. [2] 张晓媛.裸眼立体显示技术的研究[D].天津理工大学，2015. [3] 张巍，张春仙.网络虚拟实验室的研究[J].计算机工程与计，2007，28（11）：2717-2719. [通联编辑：代影] |
| 随便看 |
|
科学优质学术资源、百科知识分享平台，免费提供知识科普、生活经验分享、中外学术论文、各类范文、学术文献、教学资料、学术期刊、会议、报纸、杂志、工具书等各类资源检索、在线阅读和软件app下载服务。