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3d數字化技術范文1

現代社會的高速發展，使人們的接受能力得以不斷地提升。人們要求廣告形式多元化發展、廣告展示效果不斷提升，3d數字化廣告能夠滿足人們的要求，能夠用逼真的視覺效果、動態的視覺形象展現吸

引消費者。3D數字化廣告能夠將產品更好的展示給受眾，促使受眾的購買欲望。3D數字化廣告是3D技術在廣告領域中的發展和運用，在廣告產業中，3D的廣告具有較強的市場占有趨勢。3D數字化廣告包

括靜態和動態兩個部分，靜態的3D數字化廣告是運用三維的手段使平面的二維形象轉變為三維的立體廣告形象。這種靜態的3D數字化廣告，是動態3D數字化廣告的基礎，和動態3D數字化廣告具有思維特

點上的一致性。成功的靜態3D數字化廣告是用靜態形象使動態思維外化。德國某一廣告公司利用折疊賀卡的原理，將立體的紙塑花朵設置在洗手間門的轉角處，關上門時原本平面的畫面就呈現出一朵盛

開的鮮花般的立體效果。印度尼西亞的“幻影快遞員”廣告運用裝置藝術的原理，塑造出如風般正在快速奔跑的快遞員的形象。德國的“變身折疊椅”廣告中，為了向客戶展示最新款筆記本電腦所擁有

的堅實的特點，在廣告設計中，設計師讓筆記本電腦成為公交車上的折疊座椅，將這種折疊座椅安置在中心車站、飛機場等候的巴士、有軌電車等地方。讓客戶體驗筆記本電腦的金屬外殼、防沖擊硬盤

保護、防水鍵盤等安全特性。還有一些靜態的3D數字化廣告，并不推介產品，只是成為人們日常生活的點綴。例如，將公交候車站臺的背景設置為爆炸頭的圖案，人們在候車時坐在相應的位置，就會成

為爆炸頭的主人。地鐵廣告的背景設計圖案與月臺上的座椅結合而成一部纜車。坐在椅子上的受眾仿佛就能感覺到身后吹來的陣陣寒風……這種3D數字化廣告讓人和廣告成為一種全新的表現形式和完美

的視覺組合。動態的3D數字化廣告是由影像合成技術與光纖材料的完美結合，通過能夠將普通平面圖片轉換成立體影像，從而給人們帶來強烈的視覺沖擊力性而達到一種宣傳推廣方式。2010年比利時《

最后一點鐘報》被人們稱為“歐洲第一張3D報紙”，這份報紙的頭版文章標題就是“2010，和3D再次起飛。”隨著份報紙附贈的還有一副3D眼鏡，讀者戴上眼鏡之后，能看到報紙上的圖片都呈現出立體

效果，就連新聞圖片中的人物也仿佛立起來。但是，這張報紙只是一次市場實驗，沒有再印刷生產過，3D數字化廣告并不適合被用作報紙廣告。動態的3D數字化廣告被廣泛地應用于電影和電視廣告，3D

數字化的廣告視覺傳達在現代廣告設計中起到了重要的作用。

2、3D數字化廣告視覺在現代廣告中的作用

2.1強烈的視覺沖擊效果

3D視覺傳達的效果展示，最初來自于3D電影，但是，經典的電影即使沒有3D效果也依然好看。例如《，阿凡達》《冰雪奇緣》等等，電影是對于人性的拓展，人很容易在電影中獲得情感上的共鳴。3D數

字化視覺傳達用在廣告中，主要依靠強烈的視覺沖擊力獲得較好的視覺效果，讓受眾很容易記住所宣傳的商品特點或者信息。廣告在本質上是廣告商對自己的產品和服務的勸服性、宣傳性傳播。在3D數

字化廣告中，設計師重視對于產品效果的表達，在一些具有豐富的外部結構和細膩的質感的商品廣告中，3D數字化廣告能夠產生較深的景深和寬闊的空間效果，使視覺畫面的層次關系豐富，能夠使受眾

產生身臨其中的體驗效果，激發起受眾對商品的親近體驗，最大程度上喚起受眾的消費欲望。

2.2深入的信息傳達作用

在具有強烈的視覺沖擊效果的基礎上，3D數字化廣告還能夠深入的傳達信息。如今的3D電視廣告具有逼真的畫面，震撼的視覺沖擊力，給人前所未有的體驗。一些汽車生產商家，喜歡用3D效果展現車速

，喜歡用3D技術為受眾展示御風而行的車速體驗，用生動的效果傳達給受眾相關的信息。還有一些戶外廣告，也用3D的形式打破了以往戶外廣告呆板、沉悶、單一的缺點，使廣告更具有亮點、更突出特

點，引人入勝。例如，三星的3D液晶電視廣告，在阿姆斯特丹的一幢老建筑上投射了一段經典3D影片。用三星3D液晶電視展現這段廣告的時候，呈現出猶如愛麗絲夢游仙境般的夢幻效果氛圍。3D的視覺

畫面效果真實生動，讓人宛如置身境內，在亦真亦幻間游離。廣告是實用與審美的統一，廣告的目的是為人們推銷產品，給商家帶來市場利潤。3D視覺廣告，是以高科技為基礎的現代科技藝術與藝術審

3d數字化技術范文2

[關鍵詞] 1，25-（OH）2-D3；巨噬細胞趨化抑制因子；核轉錄因子κB/P65；腎小管間質炎癥反應

[中圖分類號] R692.3 [文獻標識碼] A [文章編號] 1674-4721（2014）09（b）-0008-05

Effects of 1，25-dihydroxyvitamin D3 on the expression of macrophage chemotaxis inhibitory factor and nuclear factor-κB/P65 of tubulointerstitial cells in unilateral ureteral ligation operation model rats

LONG Yan-jun1 YANG Xiao-cui2 YANG Xia1 DA Jing-jing1 YUAN Jing1 TIAN Mao-lu1 ZHA Yan1

1.Department of Nephrology，People′s Hospital of Guizhou Province，Guiyang 550002，China；2.The Fourth People′s Hospital of Zunyi City in Guizhou Province，Zunyi 563000，China

[Abstract] Objective To investigate the expression of macrophage migration inhibitory factor（MIF）and nuclear factor-κB/P65（NF-κB/P65）in the kidneys of unilateral ureteral obstruction（UUO）model rats and the effect of 1，25-dihydroxyvitamin D3 on the xpression. Methods Thirty healthymale SD rats were randomly divided into 3 groups：sham operation group（n=10），model group（n=10）and VD group[n=10，UUO rats treated with 6 ng/（100 g?d） 1，25-dihydroxyvitamin D3].The rats in sham group and model group were treated with equal normal saline by lavage for 8 weeks.Serum creatinine，histopatho1ogical change，renal tubulointerstitial macrophage marker antigen（ED-1），NF-κB/P65 and MIF in rats at 8 weeks was measured by immunohistochemistry respectively. Results Serum creatinine，renal interstitial area/statistical field area，the expression of MIF，the amount of NF-κB/P65 nuclear positive cell and ED-1 positive cell in model group was significantly increased compared with that in sham group respectively（P

[Key words] 1，25-dihydroxyvitamin D3；Macrophage chemotaxis inhibitory factor；Nuclear factor-κB/P65；Renal tubulointerstitial inflammation

慢性腎臟病（chronic kidney disease，CKD）正成為一個全球范圍內的公共衛生問題[1]。腎小管間質炎癥可促進CKD患者腎臟纖維化的進程，導致終末期腎衰竭。巨噬細胞移動抑制因子（MIF）是一種強有力的炎癥前細胞因子[2]，可引起核轉錄因子-κB（NF-κB）的活化。在鼠的抗腎小球基底膜腎炎、系膜增生性腎炎、MRL/lpr狼瘡性腎炎等均發現MIF表達增加[3]，與腎臟組織學損害（間質纖維化等）、蛋白尿程度及腎功能衰退密切相關[4-5]。本研究在單側輸尿管梗阻（unilateral ureteral obstruction，UUO）大鼠模型中觀察腎小管間質炎癥反應和腎小管間質細胞MIF、NF-κB的表達情況及給予1，25-（OH）2-D3干預后MIF、NF-κB在腎小管間質細胞中表達的變化，探討1，25-（OH）2-D3是否通過MIF影響NF-κB活性來改善腎小管間質的炎癥反應，為腎纖維化藥物治療提供更廣泛的循證醫學依據。

1 材料與方法

1.1 動物及分組

6周左右雄性SD大鼠30只，體重170～220 g，許可合格證號scxk（渝）2007-0005，由重慶試驗動物中心提供。按隨機數字表法分為假手術組（n=10）、模型組（n=10，行單側輸尿管結扎手術）和1，25-（OH）2-D3干預組（VD組）（n=10，行單側輸尿管結扎手術加1，25-（OH）2-D3 6 ng/（100 g?d）入飲水中灌胃8周）。假手術組和模型組予等量生理鹽水灌胃。

1.2 動物處理

在UUO術后8周麻醉大鼠從頸總動脈采血，4℃、3000 r/min離心15 min分離血清，用于測定血肌酐。脫髓處死所有大鼠，剖取左側腎臟，剝離包膜，部分腎組織10%中性甲醛溶液固定，行組織病理學、免疫組織化學檢測，部分腎組織存放于-80℃，行Real-time PCR和Western blot檢測。

1.3 組織病理學檢測

石蠟切片行常規HE、PAS和Masson染色，光鏡下雙盲法觀察腎小管間質的變化情況。每只大鼠選取3張切片，每張切片隨機選取10個腎小管間質視野（避開腎小球和大血管），腎間質面積測量在200倍光鏡下，每個視野分別測量腎間質面積與統計場面積的比值。采用顯微圖像分析系統（Olympus C3040.ADU）對各組染色結果進行積分吸光度（A）測定，每張切片隨機選取10個高倍視野（200倍），每個視野代表0.13 mm2的區域面積，計算其A值，取平均值。

1.4 免疫組織化學檢測

切片脫蠟復水；抗原修復采用微波熱修復，室溫冷卻；經3%雙氧水封閉內源性酶；正常羊血清封閉15～20 min；加入一抗ED-1（Santa Cruz）1∶50、NF-κB/P65（Cell Signaling Technology）1∶400、MIF（Santa Cruz）1∶50，4℃孵育過夜；滴加HRP Polymer（酶標二抗），在室溫下孵育30 min；DAB顯色，蘇木素復染，脫水，透明。實驗同時以磷酸鹽緩沖液代替一抗作陰性對照。

1.5 統計學處理

采用SPSS 18.0統計軟件對數據進行分析和處理，計量資料以x±s表示，采用單因素方差分析或q檢驗，以P

2 結果

2.1 3組大鼠血肌酐及腎間質面積/統計場面積的比較

術后8周，模型組的血肌酐及腎間質面積/統計場面積明顯高于假手術組及VD組（P

表1 3組大鼠血肌酐及腎間質面積/統計場面積的比較（x±s，n=10）

與假手術組比較，*P

2.2 3組大鼠腎組織病理檢查結果

假手術組腎小管間質形態正常；模型組可見腎小管管腔增大，小管上皮細胞空泡狀變性、萎縮、脫落，腎間質結構紊亂、炎癥細胞浸潤及纖維化；VD組腎小管間質病變較模型組明顯改善（圖1）。

2.3 3組大鼠腎小管間質ED-1的表達情況

免疫組化顯示假手術組ED-1表達極少；與假手術組比較，模型組ED-1表達明顯升高（P

圖2 3組大鼠腎小管間質ED-1的表達情況（×200）

A.假手術組；B.模型組；C.VD組；與假手術組比較，*P

2.4 3組大鼠腎小管間質MIF的表達情況

免疫組化顯示假手術組MIF表達極少；與假手術組比較，模型組MIF明顯升高（P

2.5 3組大鼠腎小管間質NF-κB/P65的表達情況

免疫組化顯示假手術組NF-κB/P65在腎小管上皮細胞中主要表達于細胞質，未見明顯核陽性細胞；模型組腎小管NF-κB/P65核陽性細胞較假手術組明顯升高（P

3 討論

腎臟纖維化，尤其是腎小管間質纖維化，幾乎是所有CKD的最終結果[6]。腎小管間質炎癥是腎小管間質纖維化的重用病理生理機制之一。MIF是免疫和炎癥反應中的關鍵成分[2]，是一種含有115個氨基酸的蛋白質，相對分子質量約為12.5 kD[7]。MIF的活化狀態是由含2個反向平行α螺旋和6個β片層的三個單體組成的同源三聚體，形成一末端開放的中空結構。MIF主要由巨噬細胞產生，其他細胞如淋巴細胞、樹突狀細胞、中性粒細胞、內皮細胞、平滑肌細胞、上皮細胞、成纖維細胞、心肌細胞、神經細胞、生殖組織、脂肪細胞和激素分泌細胞也可表達MIF[8]。MIF主要通過抑制巨噬細胞游走移動，促進巨噬細胞在炎癥局部的聚集、增生及分泌多種細胞因子如白介素-1（IL-1）、腫瘤壞死因子-α（TNF-α）等發揮其增強炎癥反應程度的生物學效應。在正常人、大鼠的腎組織中，MIF主要在腎小球臟層和壁層上皮細胞表達，在腎小管上皮細胞弱表達[9]。在人類各種原發和繼發腎小球疾病中，腎臟MIF表達均增加[3]。有研究發現，在系統性紅斑狼瘡小鼠模型中給予MIF拮抗劑處理可改善腎臟的功能及組織學指標[10]。本研究發現，UUO大鼠腎小管間質ED-1陽性細胞明顯升高，MIF的表達明顯增加，結果提示MIF可能參與UUO大鼠腎小管間質的炎癥反應，與既往在進展性腎炎模型大鼠上的相關研究一致[11]。

NF-κB屬于NF-κB/Rel家族，由NF-κB1（p50/p105）、NF-κB2（p52/p100）、RelA（p65）、RelB及c-Rel五個成員組成，是調控諸多基因的重要轉錄因子，參與炎癥反應、免疫應答、細胞增生及轉化和凋亡等重要的生理病理過程[12-13]。許多與腎臟損傷相關的刺激（如高糖、蛋白尿、糖基化終產物等）均可引起NF-κB的活化[14-15]，其中起主要作用的是NF-κB1/P65異源二聚體。有研究發現，MIF可以通過作用于一種轉錄因子ETS家族成員PU1來上調TCL-R4的表達，引起NF-κB過度激活，導致炎癥反應的級聯放大效應[16-17]。另有研究發現，MIF在IgA大鼠腎損傷中的作用機制可能與活化NF-κB/P65有關[18]。本研究發現，在正常大鼠腎小管間質中NF-κB/P65核陽性細胞極少，而在UUO大鼠腎小管間質的NF-κB/P65核陽性細胞明顯增加，結果提示在UUO大鼠中，MIF可能通過誘導NF-κB/P65活化，參與腎小管間質炎癥反應。

研究發現，1，25-（OH）2-D3通過減輕梗阻性腎病模型中腎小球硬化的損傷而發揮抗腎臟纖維化的作用[19]，已被證實可以延緩腎小球硬化及腎間質纖維化的進展[20]，但具體機制尚不明確。本研究發現，在UUO大鼠腎臟，MIF表達明顯升高（P

本研究結果證實，應用1，25-（OH）2-D3干預可減輕UUO大鼠腎小管間質的炎癥反應，緩解腎小管間質纖維化。1，25-（OH）2-D3可能通過抑制MIF在腎小管間質的表達，減少NF-κB/P65的活化，改善炎癥反應，減輕腎臟損傷。

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3d數字化技術范文3

關鍵詞：高職；數字媒體；影視后期技術

在數字媒體技術快速發展的今天，傳統影視作品素材的剪輯和制作方式已經無法滿足新時期實際工作需求，同時也無法滿足新課標度高職教育提出的各項新要求。為了實現高職教育的突破發展，就必須要順應數字媒體技術的發展趨勢，加快改進和創新影視后期技術，提升其應用有效性。因此，對于數字媒體下常見影視后期技術及其應用進行探究具有重要意義。

1 數字媒體下常見影視后期技術的應用

1.1 3D技術在影視后期制作中的應用

在高職教育影視專業人員的教學中，后期制作是重要的教學組成部分。實際上，影視后期制作就是指影大片中的特技效果等各種包裝效果。而在眾多影視后期制作的特效技術中，3D技術的應用無疑是吸引觀眾眼球最多的一種技術，同時也是當前高職影視專業教育的重點內容。3D技術實際上就是通過靠人眼的視覺差來使人感受到3D立體感覺。通過在影視后期制作中引入3D技術，可以創作出生動、形象的虛擬角色形象。例如，在《侏羅紀世界》這部史詩級影片中，所創設出的各種“恐龍”形象，使人感覺到非常真實的感覺，其真實復原了現實生活中不存在的形象；又如，借助3D技術的應用，可以模擬災難影片中的氣流沖擊、大爆炸以及宇宙洪荒，比如影視作品《后天》中的大海嘯場景、《地球末日》中的大爆炸場景、《指環王》中的各種人物打斗場景等均是3D技術在影視作品中應用的具體體現。實際上，特技鏡頭自其誕生以來就備受關注，并被廣泛應用于各類影片制作中來。傳統影視制作過程中所涉及的光效或者模型等特效制作均主要放置在前期影視制作中，但是3D技術則主要應用于影視后期制作中來，同時其所創作的模型除了兼具奇幻效果之外，也更加便于修改。

1.2 合成技術在影視后期制作中的應用

3D技術在影視后期制作中的應用可以創設一個虛幻的情境，增強受眾視覺震撼感，但是卻無法有效地增強虛幻形象和真實人物的對接，而合成技術則是在此背景下所誕生的一種影視后期技術。合成技術可以應用各種專業的軟件來有效地拼接組合和修飾美化各類影視素材，是影視后期制作過程中有機統籌各種制作技術的重要輔助技術。比如，在《神雕俠侶》中楊過和神雕之間默契的配合；《還珠格格》中香妃和一群五彩斑斕蝴蝶之間共同翩翩起舞；《阿甘正傳》中阿甘和肯尼迪總統之間的握手；《哈利波特》中火焰杯上同巨龍搏斗場景等均是數字合成技術在影視劇后期制作中應用的具體體現。通過在影視后期制作中應用數字合成技術，有效地提升了各種后期制作技術配合準確率，增強了后期影視制作的整體效果。

1.3 其他影視后期制作中常用數字技術的應用

在高職影視專業教育過程中，除了3D技術和合成技術等常用數字媒體下的影視后期技術之外，還可以將數字化處理技術、數字化剪輯和調色技術、數字化存儲技術等幾種數字技術及其應用方法傳授給學生，具體的內容如下所述：

（1）數字化處理技術。數字技術在影視后期制作中的合理應用，有助于實現對影視素材的數字化處理，借助數字化非線性編輯的合理應用，可以自行組合各種影視基礎元素來增加影視創作空間，形成全新的影視畫面。考慮到實地拍攝是影視制作的基礎素材，后期制作過程則是將這些源素材通過數字設備來轉化為數字素材后再進行處理的過程。在傳統影視后期制作過程中，視頻的處理技術水平比較低，此時如果引入數字化視頻處理技術，可以增加影視視頻素材二次創作空間，增強影視視頻制作的質量。

（2）數字化剪輯和調色技術。在影視后期制作過程中，一般主要采用數字技術來調整畫面的色彩和光影來增強畫面美感，從而為受眾營造生動的影視畫面。其中的數字化調色技術主要是采用調色軟件中的各種配套插件來剪輯影視素材，相應的獨立性比較強，調色操作也比較簡單，具體流程主要為：粗剪―調色―特技―字幕―聲音―輸出。而如果借助獨立的數字調色軟件來對影視后期素材進行數字化調色處理，確保其和粗剪同步進行，但是無論采用何種數字調色方式，均必須要在調色的過程中，合理編輯字幕、聲音和特技，確保影視制作的質量。

（3）數字化存儲技術。理論上來講，傳統影視素材的主要存儲形式包括磁帶和膠片，其大都需要比較大的存儲空間，且會因時間的變化而引發諸多不可預期變化，或者也可能會因人為原因而對這些存儲介質造成損壞，無法長久確保這些影視素材的安全性。而通過數字化存儲技術的應用，則可以有效地壓縮這些影視素材，使其存儲在光盤、硬盤以及互聯網云盤中，這不僅提升了影視素材的存儲量，也大大節省了實際存儲空間。特別是隨著云存儲技術的快速發展，虛擬空間的存儲方式極大地提升了影視素材存儲的效率。另外，數字技術在數字化存儲中的具體體現主要包括視頻壓縮技術、數字存儲技術、視頻壓縮技術和云存儲技術等，這比計算機硬盤存儲效率更高，數據傳輸速率也更高。因此，為了全面增強影視后期技術應用的質量，高職教師也必須要重視將數字化存儲技術進行合理應用。

2 數字技術在影視后期制作中的運用方式

在數字媒體技術快速發展的背景下，可以合理應用三維影像、畫面合成、特效表現和實景拍攝等多方面的技術和特效處理來創作影視作品，但是為了確保影視后期制作質量，高職教師還必須要注意將這些影視后期制作方式傳授給學生，引導他們積極發揮自身的創作思維，以更好地勝任新時期編輯功能和特效設計工作。而就影視后期制作中數字技術的具體運用形式而言，其主要包括如下幾個方面：

第一，動畫制作。動畫片是現代影視劇類中一種重要的影視藝術方式，其主要是借助數字技術來豐富人物造型。比如，通過三維技術的合理應用，可以確保動畫人物形象創作的立體化，同時也可以為設計人員創設一個更加自由的設計空間，增強創作的趣味性。比如，《花千骨》中的糖寶和《捉妖記》中的胡巴動畫形象均為影視劇本身增添了吸引力。

第二，數字特效。在經濟或者拍攝技術受限的情況下，為了追求視覺特效，需要合理采用數字特效來解決場景制作難題。

第三，實景拍攝。主要是通過借助一些現實生活中的一些真實場景來作為影視劇制作素材，這也是當前影視后期制作過程中常用的一種數字技術。

總之，隨著數字媒體技術的快速發展，數字藝術和技術在影視行業中得到了廣泛推廣和應用。為了滿足社會對于影視專業人才的需求，高職教育影視專業教師除了需要將傳統人工剪輯和整合影視素材方面知識傳授給學生之外，同樣要將3D技術、合成技術等數字媒體下的影視后期技術傳授給學生，從而不斷增強學生的影視后期制作能力，確保我國影視業健康發展。

參考文獻：

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3d數字化技術范文4

關鍵詞：復雜表面；藏族工藝品；3D打印；數據采集

DOIDOI：10.11907/rjdk.171640

中圖分類號：TP392

文獻標識碼：A 文章編號：1672-7800（2017）006-0155-04

0 引言

以數字模型為基礎，不用大規模投入生產線就可快速生成3D物品外形的3D打印技術逐漸被人們重視，典型代表是1995年美國ZCorp公司從麻省理工學院獲得唯一授權開發的3D打印機。在過去的20多年時間里，3D打印技術出現了質的飛躍，其應用領域已從普通的工業生產領域逐漸推廣到醫療、軍事、航空、文化遺產、旅游產品開發等應用領域，其特征體現為少量生產、個性定制和樣品研發等，特別是對一些特征鮮明、舉世稀缺的復雜珍貴物品進行高精度復制有著獨特的技術優勢。

目前已有將3D打印技術應用于表面相對光滑、結果簡單的工藝品事例[1-4]。三維數字化設備主要以非接觸式光學掃描為主，其基本原理是向目標發射特定光線，然后通過其傳感器接收反射光進行數字化處理，具體體現為以普通光學為主的結構光學數字化、以激光+照相為主的復合光學數字化技術，前者可自動進行對齊和配準完成數字化過程，后者往往需要人工進行對齊和配準。從數字化效果來看，采用激光進行數字化精度相對較高，但兩者在數字化過程中均是通過反射光進行數字化，對那些表面相對復雜、具有明顯遮擋的物品難以進行高精度數字化。圖1為表面復雜藏族工藝品，利用Artec M型結構光掃描儀掃描后出現圖2所示的數據嚴重缺損現象。在表面相對光滑且發生鏡面反射或透射情形時，由于儀器接收傳感器均在同側而無法獲取任何反射光，結果出現數字化失敗。圖3是實驗采用的一個鍍銅香爐，圖4是利用Artec M型結構光掃描儀數據獲取失敗的案例。目前對表面發生鏡面反射或透射現象進行數字化時，往往通過給其表面撒上微小粉末狀物質使其發生漫反射，此類方法顯然對珍貴物品不適合，而對那些表面結構相對復雜，具有明顯遮擋的物品，目前還沒有專門設備來實現數字化。

醫用X射線CT設備是利用不同物質對X射線的衰減率不同，通過特定算法實現人體指定器官或部位的斷層數據形成圖像數據，然后以該圖像數據作為輸入基礎，根據不同應用目標來設計算法進行三維數字建模與可視化的技術，廣泛應用于醫學輔助診療等領域。從理論上來看，X射線CT設備對于一般物品的數字化僅僅與其所構成的材質有關，與物體表面復雜程度無關，因此，可用其解決普通光學儀器數據采集遮擋和透射問題。材質與密度直接相關，本文在考慮材質差異時，主要以密度作為衡量標準。

醫用X射線CT設備空間精度可達到亞毫米級，完全可以滿足3D打印技術要求。由于知識版權保護等因素，通過醫用X射線CT設備雖然在視角上可以三維重建和可視化，但卻無法導出3D三角化后的模型數據；有時雖然實現了視角的三維可視化，但數據本身沒有進行三角化處理，無法被3D打印機使用。本文針對表面相對復雜的物品，給出掃描參數設計策略和原則，通過在Visual C++6.0環境下編譯好的visualization toolkit （VTK）5.8開源包[7]來編程，解決上述問題。

1 表面復雜物品掃描參數設計

掃描參數的設計直接關系著數據空間精度和數據處理難度，需要考慮諸多因素。普通的醫學X射線CT檢查，需要針對病人患病部位詳細設計，考慮掃描類型、曝光條件、視野、圖像矩陣大小、準直參數、層厚、層距、重建間隔、螺距以及重建算法等因素[5]。對于表面復雜、具有明顯遮擋關系物品的X射線CT掃描設計，基本原則是盡可能實現高精度的空間數字化，同時要考慮CT機球管的瞬時電壓、電流等因素。掃描參數可簡化為采集層厚、層距和圖像矩陣3個。掃描方式一般采用螺旋掃描，掃描視野為使被掃描物體盡可能占滿視區；球管電壓一般采用120KV；圖像矩陣一般為512×512大小，顏色深度有效位為12位。X射線劑量一般與采集對象密度成正比，根據經驗設置。為了降低圖像分割難度，在采集對象四周不要有其它物品。如果不得不與其它物品接觸，也盡量采用密度差異明顯的材料。例如，對于圖1所示的藏族工藝品，其材質均勻，密度接近于骨質，設計一組掃描參數如表1所示，或者在醫用CT機上采用人體頭部模版參數，在固定時采用輕質尼龍材質。

2 數據采集

數據采集參數設定后即可設定數據采集參數模版。CT機控制移動時需要將物品固定在掃描架上快速進行數據采集處理，利用CT機進行圖像數據重建，使其空間精度盡可能高，目前可以達到的空間精度為0.5mm；然后通過醫學影像工作站進行dicom 3.0格式圖像數據導出，或者燒錄光盤以備程序使用。圖5是將圖1所示的工藝品在表格1參數下，在GE 64排螺旋CT設備上掃描后的部分數據截圖。

3 數據模型文件生成

使用dicom 3.0數據進行表面重建，通過Marching Cubes（MC）算法實現[6]。MC算法是將CT切片數據堆積成一個三維空間的數據場，逐個處理數據場中的立方體，找出與等值面相交的立方體，采用線性插值計算出等值面與立方體邊的交點。根據立方體每一頂點與等值面的相對位置，將等值面與立方體邊上的交點按一定方式連接生成等值面，作為等值面在該立方體內的一個逼近表示。從工程設計和數據處理效率來看，VTK集成的Marching Cubes算法效率較高，可以根據重建效果靈活調整相關參數。它是一個開源的免費軟件開發包，借助于自身所支持的CMake跨平臺編譯器，比較容易地生成支持多種編程語言環境的開發包，目前32位穩定版本為VTK5.8。本文就是在Windows 7 32位中文專業版操作系統下，基于VTK5.8開發包在Visual C++ 6.0環境下譯生成3D打印機使用的STL格式文件。

3.1 定x數據讀取

3.4 生成模型文件

利用上述代碼，在電腦上配置好VTK5.8所必需的開發環境，將CT機所導出的符合dicom 3.0規范的數據存放在指定磁盤路徑上。本文所列的主要代碼存放于F盤的SE0目錄下，同時設定好輸出的stl文件名稱，如本文代碼設置的文件名為printed3d.stl；然后編譯運行上述代碼即可完成數據生成。圖6是在上述環境下生成的三維數據幾個視角截圖。在程序設計時，需要多次根據顯示效果調整其對應的光滑參數和面顯示參數。

4 3D打印機分層軟件轉化和打印輸出

考慮到后期制作的經濟性，本文使用PLA材料在makerbot Z18型 3D打印機上完成數據最終的打印工作。首先將數據導入到該打印機所帶的分層軟件MakerBot Desktop 2.1中，如圖7所示，設置好尺寸和填充百分比。本文打印與原品大小一致，填充比率為20%，經過分層轉化成該打印機可以直接使用的數據后打印輸出。圖8是去掉支持材料后的3D打印成品。

5 人工繪制彩色

為了更好地顯示效果，需要給打印的成品參照工藝品原件進行人工涂色。由于采用PLA材質，普通水性顏料很難附著上色和長久保存，因此給彩色顏料適當加入粘性液體，使其能快速附著到打印件上。圖9是人工上色后的效果圖。

6 結語

針對普通光學難以實現表面復雜藏族工藝品數字化模型的問題，從理論上分析了獲取數據缺損或失敗的原因，提出了以醫用CT設備對此類物品進行數字化的策略、方法和原則。以VTK5.8為主要開發包，以Visual C++ 6.0為程序開發語言，實現了利用CT切片進行重構的模型數據，給出主要的程序代碼并利用3D打印機進行了驗證，最后經過人工著色得到了很好的效果。實驗證明本文方法可行。由于從CT數據重建得到的是物品的幾何信息，顏色信息完全丟失，因此今后的工作首先應設法獲取或生成物品表面彩色紋理信息，然后與CT建模數據進行配準融合，這樣可大大減少人工參與量，在全彩色3D打印工程中應用。

參考文獻：

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[5]于茲喜.醫學影像檢查技術學[M].北京：人民衛生出版社，2010.

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[7]張曉東，羅火靈.VTK圖形圖像開發進階[M].北京：機械工業出版社，2015.

3d數字化技術范文5

關鍵詞：3D印刷；數字資產；平臺構建

中圖分類號：F272 文獻標志碼：A 文章編號：1673-291X（2013）13-0029-02

在印刷領域，平面印刷圖像上再現物體立體三維圖像的印刷形式，稱為3D印刷。3D印刷，將三維立體成像技術與印刷工藝特點融為一體，使平面印刷圖像呈現出立體動畫和異變圖的奇特視覺感受，從根本上打破了傳統印刷品平面、靜態、單一的局面，給印刷工藝帶來了新的內涵與活力[1～2]。

一、3D印刷發展趨勢

近年來，隨著計算機圖像處理技術、印前制版技術、印刷技術、光柵制作技術的迅猛發展，3D印刷得到了迅速發展，在3D印刷理論、設備、軟件平臺和制作工藝技術的研究、市場開拓等方面均取得了顯著成果，在印前圖像制作、數據輸出、印刷成圖工藝和光柵材料等方面均有所突破 [3～4]。在立體印刷技術及設備開發商和立體印刷企業的共同培育下，立體印刷萌發出新的生機，將進入一個嶄新的發展階段 [5]。3D印刷，現已在工藝美術、文化用品零售批發、戶外廣告、攝影領域逐漸嶄露頭角。

與傳統印刷相比，3D印刷優勢明顯：（1）立體感強。3D印刷品，色彩豐富、如同實物的立體感，對人眼產生強烈的吸引力，有身臨其境的感覺。（2）附加值高。在競爭日益加劇的印刷市場，印刷微利化時代已經到來。3D印刷能擴展印刷服務產業鏈，是企業增值印刷的重要著力點。（3）防偽性強。3D印刷工藝復雜，所需要的特殊設備投資大、技術含量高，仿造者對原創產品難以直接通過拍照掃描和一般印刷設備等技術進行復制，同時消費者也能一目了然地看出效果，能實現較好的防偽功能。（4）創意性強。3D印刷獨特的表現方式能夠實現多種多樣的藝術效果，能體現商品設計更加多樣的創意，能實現包裝設計的創新。

二、3D印刷企業存在的問題

在3D印刷中，將圖像在計算機環境下，利用軟件平臺進行印前制作，生成立體光柵圖像是個復雜過程。光柵3D印前圖像處理，要完成對原稿圖像的顏色與階調層次處理、視差圖的生成、多像合成等復雜作業 [6]。首先將原稿中的景物按凹凸視覺效果勾畫等高線，然后選定主體中心，將前后景物進行一定量的位移，最后形成不同視差角度的圖像序列[7]。3D印刷在印前圖像設計中存在以下問題：（1）3D圖像素材雜亂。隨著企業累積的素材數量的越來越多，設計人員只能憑記憶查找素材，這樣給查找、制作都帶來巨大的困難。（2）3D印刷圖像數據量大。3D印刷圖像精度高，圖層多，對設備性能要求很多，即使采用高檔設備，數據處理速度也很慢，而且文件較大，存儲空間不夠時，容易被刪除。（3）偏差匹配精度要求高。光柵與多視圖的位置匹配關系要求非常準確，但由于光柵線數、圖像分辨率、加網線數、網點形狀、輸出設備分辨率、印刷時紙張（光柵片）的變形等因素會造成匹配時出現誤差。要通過手工或軟件輔助等手段實現這種關系匹配，十分煩瑣。（4）設計人員經驗水平要求高。目前的工作過程中，大多數3D印刷企業采用的是一人全程負責式，不能多人協同工作。從圖片的查找、掃描到圖片的編輯再到排版、打印等一系列環節全部由一個設計師來完成。這就對設計師的能力要求非常高，設計師不僅要具備高素質設計、策劃能力，還要具備熟練掌握各種編輯、制作類軟件的能力。（5）溝通協調困難。設計制作人員之間由于對文件格式及使用方法上不能有效地溝通，而采用了不一致、不正確的使用方法，會影響產品質量。

三、數字資產管理平臺構建

數字資產管理（DAM），是以數字資產文件獲取、存儲與重復利用為目標的新技術，主要應用于新聞媒體、圖書出版、印刷包裝等行業。如果將數字資產管理（DAM）應用到3D印刷企業中，可以較好應對3D印刷圖像制作和處理問題。

數字資產管理系統（DAMS，D1g1ta1 AssetsManagement System）是對數字資產進行組織與管理的系統，它由數據錄入、管理、整合和四個主要的功能模塊組成，完成從多媒體信息的輸入、存儲管理、檢索查詢，到編輯整合、出版物制作等，再到印刷出版、電子出版、網上等一系列工作。

數字資產管理的基本思路是：多媒體信息經過數據錄入模塊加工后，被納入到數據管理的范疇，存儲在數據管理模塊控制的存儲體中；在需要時，數據管理模塊將內容從存儲體中提取出來，經由數據模塊加工或合成后，進行多方位的。數據錄入是指通過數字化和必要的加工過程將文字、圖像、視頻以及音頻等多媒體信息轉換為數字化內容，如文字錄入、圖片掃描、視頻信息的數字化以及輔助查詢的關鍵幀的提取等。各種多媒體信息經過錄入進入到內容管理平臺，在這里，數字化信息被分類、標引，并連同其標引信息將被存儲到數據庫或其他存儲體（如磁盤、光盤等）中。

內容管理是數字資產管理系統的核心，可實現對多媒體信息的存儲、查詢以及系統控制、用戶權限設置等功能，具體來說包括：對各種類型的數字化信息進行分類、索引以及存儲等；對數字化信息本身及其索引信息進行增加、刪除以及修改等；實現多級查詢和多次查詢功能，既支持簡單的查詢，也支持復雜的條件查詢；針對不同的用戶進行權限分配管理，保證系統的安全性，以及日志生成、數據備份等。

數據模塊通過有效的查詢手段提取數字內容，依據不同的媒體進行出版前的整合加工，生成新的數字內容，并以各種形式進行。文字和圖像可以用于報紙和書刊印刷，也可制作成電子書，刻成光盤，生成網頁等；視頻內容可以進入到編輯程序，進而進行數字播出、網上視頻點播等多渠道。

3D印刷企業應用數字資產管理（DAM）可以解決的問題：（1）提高生產效率，方便電子文檔的管理，減少文件查詢、調用時間，加快生產速度；印刷生產本身就是一個不斷產生數據的過程，這個過程使印刷企業所需要管理的數據日積月累，數據量十分巨大，隨著生產規模的不斷擴大，海量數據的存儲管理工作將會變得十分煩瑣。目前大部分的印刷企業采用的數據存儲方式基本上都是文件直接存儲，這種方式給將來的檢索、查詢以及數據的再利用帶來了許多的不便。利用信息管理技術實現數據存儲、管理、查詢，可實現數據的有效組織和管理。（2）提升印刷質量。3D印刷要求印刷更精細，生產環節更加多變，其印刷出來的效果優秀與否牽涉到設計、印前、制版、印刷各個生產環節。數字資產管理可以對以上生產因素進行很好控制。（3）數字資產管理，可以對數字圖像圖層及操作參數進行集中，為客戶提供額外的數字內容服務。（4）升級管理，解決生產數據規模不斷擴大所帶來的管理問題。（5）降低設計人員的操作要求，由于對數字圖像進行了分類，給類似的圖像處理提供了參考參數。另外，可以將一個活件處理過程，分解成若干個流水線環節，可以分布合作方式來處理圖像，避免了所有環節都需要一個設計人員來完成的困難。（6）數字資產管理系統中提供了盒型結構圖，可以方便3D印刷盒型設計。

四、總結

總之，利用數字資產管理（DAM），能改變3D印刷印前設計中存在的印刷企業中印前設計存在“數字素材煩雜、圖像處理繁瑣、協同操作困難、預視效果較差”的現狀，根據項目前期預研和市場調查，開發3D印刷數字資產管理系統能較大提高3D印刷設計效率，降低對設計人員經驗水平的要求，能提高3D印刷質量，優化3D印刷工藝流程，降低印刷廢品率，擴展3D印刷產業鏈，為用戶提供更多的數字服務。

參考文獻：

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3d數字化技術范文6

一、3D打印的簡介

（一）3D打印的定義

3D打印技術，學術上又稱“添加制造”（additve manufacturing）技術，也稱為增材制造或增量制造。3D打印技術是以計算機三維設計模型為藍本，通過軟件分層離散和數控成型系統，利用激光束、熱熔噴嘴等方式將塑料、金屬粉末、陶瓷粉末、細胞組織等特殊材料進行逐層堆積黏結，最終疊加成型，制造出實體產品的制造方法[1]。這種數字化制造模式不需要復雜的工藝，不需要龐大的機床，也不需要眾多的人力，直接由數字化文件生成任何形狀的零件，使生產制造得以向更廣的生產人群范圍延伸。

（二）3D打印的過程

對于大多數人來說，提到“打印”，首先想到的是能打印文稿或照片等平面內容的普通打印機，事實上傳統的噴墨打印機和某些工藝類型的3D打印在技術上確實比較接近。3D打印使用特制的設備將材料一層層地噴涂或熔結到三維空間中，最后形成所需的實體，所用設備即3D打印機。一般來說，通過3D打印獲得實體需要經歷建模、分層、打印和后期處理四個主要階段。

1.三維建模

三維模型通常有兩種途徑獲取，一是通過3D掃描儀獲取對象的三維數據，并且以數字化方式生成三維模型；二是使用三維建模軟件從零開始建立三維數字化模型。

2.分層切割

由于描述方式的差異，3D打印機并不能直接操作3D模型。當3D模型輸入電腦中后，需要通過打印機配備的專業軟件進一步處理，即將模型切分為一層層薄片，每個薄片的厚度由噴涂材料的屬性和打印機的精度決定。

3.打印噴涂

由打印機將打印耗材逐層噴涂或熔結到三維空間中，根據工作原理的不同，有多種實現方法。常見的有光固化方法（SLA）、熔融沉積制造（FDM）、選擇性激光燒結法（SLS）等。

4.后期處理

模型打印完成后一般都會有毛刺或粗糙的截面。這時需要對模型進行后期加工，如固化處理、剝離、修整、上色等，才能最終完成所需要的模型的制造。

（三）3D打印的特點

數字制造：借助CAD等軟件將產品結構數字化，驅動機器設備加工制造成器件；數字化文件還可借助網絡進行傳遞，實現異地分散化制造的生產模式。

降維制造：把三維結構的物體先分解成二維層狀結構，逐層累加形成三維物品。因此，原理上3D打印技術可以制造出任何復雜的結構，而且制造過程更柔性化。

堆積制造：采用分層制造的堆積方式對實現非勻致材料、功能梯度的器件更具優勢。

直接制造：任何高性能難成型的部件均可通過打印方式一次性直接制造出來，不需要通過組裝拼接等過程實現。

快速制造：3D打印制造工藝流程短、全自動、可實現現場制造，因此，制造更快速、更高效。

綠色制造：3D打印技術是增材制造技術，與傳統減材制造相比具有較高的材料利用率，同時可以采用復雜的結構減少材料使用量，降低能源消耗，從而實現制造的綠色可持續發展。

二、3D打印常見成型工藝

現在常見的3D打印工藝有SLS、SLA、FDM。

（一）SLS（Selective Laser Sintering，選擇性激光燒結）

選擇性激光燒結是采用激光有選擇地分層燒結固體粉末，并使燒結成型的固化層一層層疊加生成所需形狀的零件。工藝原理（見圖1）。該工藝通常采用金屬、石蠟、陶瓷粉末等作為成型材料。成型件強度高、無須設計支撐結構，但是成型后的工件表面比較粗糙，后期處理工藝比較復雜。

（二）SLA（Stereo lithography Appearance 立體光固化成型法）

立體光固化成型法是最早商用的3D打印技術，它采用的成型材料是液態光敏樹脂，當特定波長與強度的激光照射到液態材料表面時，光敏樹脂則會凝固為固體。激光由點到線再由線到面的依次掃描就形成一層面的成型作業，然后工作臺升降一個層片的高度，在成型下一個層面，通過這種方式制造三維實體（見圖2）

光固化成型法技術成熟度高、成型速度較快、表面精度較高，但是系統造價昂貴，成型件強度較低，所以還無法大范圍使用。

（三）FDM（Fused Deposition Modeling，熔融沉積制造）

熔融沉積制造是采用低熔點的絲狀材料作為成型材料，通過熱噴嘴把熔融的材料涂覆在工作臺上，噴頭作X-Y平面運動，工作臺做Z向運動，然后逐層疊加成型（見圖3）。這種成型工藝雖然需要設計輔助支撐結構，但是因為不需要復雜的能量束，使用維護簡單，成本低，同時耗材種類相對豐富，所以該工藝使用較廣泛，目前FDM系統在全球已安裝快速成型系統中的份額大約為30%。

當然還有其他3D打印成型工藝，例如，分層實體制造（Laminated Object Manufactuing，LOM）、電子束選區熔化（Electron Beam Melting，EBM）、激光選區熔化（Selective Laser Melting，SLM）。每種技術都有各自的優缺點，應根據使用場景、材料、成本等因素選擇合適的成型工藝。

三、3D打印的應用及其意義