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@张译中==============================================
居然没有人说这个,SIGGRAPH2015浙大的一项工作:
3D打印是近几年的一项研究热点,但如何给3D打印的物体上色则是目前尚未完美解决的一个问题。传统的给3D打印物体一般采用喷墨技术,这在时间和价格成本上是非常昂贵的。
而对于一些简单的颜色模式,有一种已经比较成熟的技术——水转印
其原理是在一种特殊的材料上将颜色pattern打印出来,然后将打印好的材料铺在水面上,这种材料遇水后会溶解,此时将需要上色的物体浸入水中,颜料会附着在物体上,等物体拿出来风干了以后即完成了上色。
然而这种方法只适用于简单的上色,对于需要精确上色的物体就显然无能为力了。因此,研究者们开始思考能否以这种方法为基础,提出一种新的精确的给3D打印物体上色的办法,试图完成如下效果
考虑到物体在浸入水中的过程中,印有颜色的纸在水的张力作用下会发生形变,如果我们能计算出水面在物体浸入后每一点附着到物体上每一点的对应关系,我们就可以反向求解出一个上好色的物体,它的颜色平面展开图在水中的具体形状,那么这个问题就可以迎刃而解了。(有点像图形学中的纹理映射)
为了求解出这个平面展开图,我们采用计算机模拟流体的办法。
假设物体是在固定的区域内匀速下降,通过这样一个模拟过程,我们可以得到水面上每一点与物体上每一点的对应关系,从而可以得到三维有色的物体在二维上的平面展开图
在计算好这样一张图后,我们在特殊材料上将它打印出来
然后放入水中,材料会溶解。由于在计算模拟的过程中是固定竖直方向的匀速向下运动,因此在上色过程中我们使用机械手臂代替人手。这样可以保证我们模拟的过程和现实过程是一致的。
这是最终上好色的物体和数字模型的比较
这种方法还可以拓展到多个面的物体上色,比如我们想上色这样一只猫
我们只需对他正面,侧面做三次同样的操作即可
这是最终上色的模型和数字模型的比较效果
事实上不光是3D打印的物体,任何物体理论上都可以用这种方法上色
比如这个陶瓷杯子
最后附上这个project的youtube视频,视频点击量已经超过72万,据说比近几年其他siggraph论文的视频总和还要多。
https://www. youtube.com/watch? v=YlUhPrAqiY0