3D构建技术

3D构建技术（精选10篇）

3D构建技术 篇1

当前, 虚拟技术已成为了计算机应用与开发中的重点内容, 并被广泛的应用于教学、医疗、娱乐、建筑、工业设计及产品展示等不同的领域。虚拟校园能够通过数字化、虚拟化的技术, 校园进行三维景观及教学环境的构建, 通过虚拟仿真来实现校园景观的呈现, 更好地体现出校园的良好形象, 给人一种真实的情感体验, 并辅助校园规划。

1 Unity3D校园虚拟展厅构建

本文的校园虚拟展厅, 以某高校Unity3D软件创建的具有虚拟翻书、虚拟漫游、电子地图、按钮控制等功能的虚拟展厅为例。

1.1 虚拟校园的漫游开发

虚拟漫游为虚拟现实技术的一个重要组成部分, 主要是以仿真的虚拟空间为支撑, 借助相应设备在虚拟的环境内实现虚拟漫游, 让用户能够随意行走, 并从任意角度来对虚拟环境内的对象加以操作, 提升用户的真实感受。在校园虚拟展厅构建中, 主要用Unity3D软件来对虚拟漫游进行构建, 并以用户的视角, 展示虚拟展厅。在设计时应该要对漫游路径进行着重选择, 并对漫游时的解说词节点加以设置, 对整个漫游过程进行相应的节点提示[1]。在设计中, 还可融入卡通角色, 让用户能够自由选取卡通角色, 进而虚拟漫游, 进而有效提高虚拟漫游的趣味性和直观性, 给人一种身临其境的感觉。

1.2 虚拟场景设计

在虚拟场景设计中, 要通过Unity3D软件内的Terrain菜单, 来对场景进行监理, 并结合实际场景的具体状况, 对虚拟场景加以设置与修整。在虚拟翻书场景设计中, 可通过传感器, 并利用来Unity3D软件中的Mega-Fiers插件实现真实的翻书效果。虚拟翻书又称为感应翻书, 用户在使用过程中, 可通过滑动手指, 来翻阅书籍, 并对感兴趣的章节进行快速浏览设置。在虚拟翻书的设计中, 还可以将校园历史的图文及声像, 设计为大书本的效果, 展示校园史馆的历史文化。

1.3 互动虚拟展厅设计

互动虚拟展览能够为用户提供一个更大, 更全面且更自由的交流展示平台, 通过照片、声音、事物三维图形、视频等可供展示的内容, 将各种展示方式融入其中, 包括:虚拟展台、虚拟展示墙、虚拟展柜等。这种虚拟展厅的交互方式一般包含照片、图片的翻页及滚动显示, 通过点击按钮, 来对某一展品进行放大显示, 并对声音、视频等进行按钮的交互控制。校园互动虚拟展览, 在虚拟现实中最为经典的便是触控及交互, 该虚拟展厅系统内的虚拟翻书及展示墙、展板、展柜、电子地图等, 都能够使用按钮及触控技术, 为用户浏览展品提供便捷。

1.4 电子地图设计

电子地图常见于三维虚拟游戏, 在游戏中用户能够通过电子地图, 来快速地切换到所需场景。在校园虚拟展厅设计中, 也可以充分利用电子地图, 方便用户更加快捷的在各个展馆间进行切换, 并进行自己位置的定位[2]。校园虚拟展厅, 主要采用利用3Dsmax软件, 来制作虚拟展厅的模型。其中包括虚拟展厅的展品及三维环境的建模、三维模型的贴图、材质的制作、虚拟展厅的模型输出等。

2 Unity3D校园虚拟展厅技术分析

2.1 三维建模技术分析

在虚拟展厅的构建中, 三维建模技术为关键性的技术, 是创建逼真的三维环境的关键要素。当前, 虚拟展厅中, 最为常见的三维建模方法主要有两种, 一种为采用虚拟现实软件, 通过U-nity3D软件进行直接建模, 这种建模方式最大的优点便是运行较为迅速, 通过对地形、几何体等的利用, 来构建虚拟展厅。但这种技术尚未完善, 如真实度及精确度不足。另一种主要是利用专业的三维软件, 包括3Dsmax、Maya等来进行建模, 这种技术构建的模型更加的精细而逼真, 但运行速度上就与前一种相比有较大的差距。校园虚拟展厅, 最主要的设计目标便是搭建一个真实的校园虚拟展厅环境, 所以, 在构建中, 可以适当选取专业的三维建模软件。

2.2 交互及界面技术分析

交互设计为整个校园虚拟展厅的核心部分, 在系统设计中, 要实现自由行走及浏览功能, 因此, 在Unity3D系统设计中, 便预设了第三人称及第一人称的角色控制系统, 可以在不编写代码的前提下, 对角色的行走进行控制, 包括各种行走动作的交互行为[3]。

在行走设计中, 采用了Unity3D自带的一种第一人称视角, 来对角色加以控制, 并在自动漫游系统内添加了路径动画, 让摄影机跟随着动画物体共同行动, 以方便完成两种浏览方式互换和切换。

2.3 网络技术分析

虚拟现实网络技术, 一般包含了数据库技术、网络平台的搭建技术及网络平台的管理技术。在网络管理及网络发布中, 平台使用的一般为Dreamweaver软件, 及移动应用开发软件, 当然, 网络程序的设计软件开发也会使用到。通过虚拟现实的软件输出, Web端加以充分的应用, 并在虚拟展厅开发中, 对是否可兼容网络技术的虚拟开发工具进行充分考虑。

3 结语

总而言之, 在校园虚拟展厅构建中, Unity3D技术被得到了广泛的应用。当前的虚拟技术应用于校园, 能够大大提升校园的现代化管理水平, 能够让学生及社会各界人士更加全面、主动地了解到校园展厅的全貌, 让校园发展更加的现代化、持续化。

摘要：Unity3D虚拟展厅的构建能够模拟真实的场景, 给人一种身临其境的体验。传统展厅展示的产品, 只能依靠图片、视频、文字及三维动画, 而文字与图片只是一种静态的效果展示, 虽然视频及三维动画具有一定的动态效果, 但互动性较差, 不能满足用户的体验需要。当前, 针对校园所推出的Unity3D虚拟展厅, 能够让用户更加互动、全面地了解展厅内的物品, 可采用随意选取浏览方式, 大大增加了互动性与体验性, 具有较好的应用效果。

关键词：Unity3D,校园虚拟展厅,构建,技术分析

参考文献

[1]孟庆轩, 刘洋.基于虚拟展厅的学生作品展示系统设计与实现[J].计算机时代, 2014, No. (26810) :41-43.

[2]章万静, 刘英杰.三维虚拟校园体感交互系统设计与优化研究[J].电子制作, 2014, No. (27223) :59-60.

[3]车月琴, 张瑞芳.虚拟3D校园系统的设计与实现[J].广州城市职业学院学报, 2016, v.10;No. (3601) :68-71.

福特3D研发打印技术 篇2

自2014年12月起，福特汽车一直与来自红杉市的Carbon3D公司开展合作，后者曾成功开发出CLIP连续液态界面制造技术。CLIP技术是一种利用紫外光固化树脂材料进行塑造的3D打印技术，与传统3D打印工艺相比，速度可以提升25-100倍。由此生产出的零部件具有极高的机械性能，可以广泛应用于福特车型，比如高品质的汽车工业级零部件。Carbon3D 技术采用工程树脂，具有缓冲振动、承载负荷或耐抗高温等特性。

宝马放弃Z2项目

去年以来全球汽车市场整体效益不佳，宝马2014年的全球销量仅为170多万辆，增速放缓。今年5月，宝马换帅，由原生产负责人Harald Krüger接替Norbert Reithofer成为新一任管理委员会主席，并由Klaus Fr？hlich接替Herbert Diess担任研发负责人。近日据相关媒体报道称：这一人事变动可能会对宝马的生产计划产生影响，原计划于2016年发布的宝马Z2项目或将夭折。Norbert Reithofer和Herbert Diess在任时，宝马计划推出全新Z2车型，丰富旗下的跑车产品线，以满足多元化的消费者需求，巩固市场地位。而宝马的竞争对手，奥迪的新款跑车定位低于TT；奔驰的新款跑车命名为SLA，定位低于SLK 。各大车企纷纷进军入门级跑车领域，竞争十分激烈。

雷诺日产全球售出25万辆电动车

2015年6月初，作为全球零排放汽车行业领军者的雷诺日产联盟向一位法国工程师售出了旗下第25万辆电动汽车——一辆白色的雷诺ZOE微型车。这是继面向全球大众市场推出首款零排放汽车日产聆风后，雷诺-日产联盟历时4年半实现的又一座颇具历史意义的里程碑。目前，雷诺-日产联盟所售电动汽车已占全球电动汽车总销量的一半，其中日产聆风一直保持着最畅销电动汽车的地位，总销量已超过180，000辆。 1月至5月，雷诺日产联盟共售出31，700多辆电动汽车，同比增长近15%。雷诺-日产联盟总裁兼首席执行官卡洛斯.戈恩表示：“得益于政府激励政策及充电基础设施的不断扩充，电动汽车的需求量持续上升。”

特斯拉换电池项目或夭折

当下新能源车无法全面密集覆盖除了其产品自身的问题，最重要的原因就是其配套体系没有完善，而作为新能源车科技前瞻的特斯拉日前对外发布了其电动车充电基础设施的覆盖率，相关媒体从特斯拉官方了解到，特斯拉2013年6月份发布的更换电池技术或夭折，从更换电池技术的推进效果来看，超级充电桩技术的覆盖则更具可行性。据特斯拉CEO Elon Musk称，关于超级充电桩以及更换电池技术这两个充电解决方式特斯拉官方有了进一步的说明，超级充电桩将成为全球充电速度最快充电技术，充电半小时，特斯拉Model S续航里程达到了273km，且其覆盖地点基本是沿着餐厅、购物中心等附近设置，可以找个地方小憩一下。而273km的续航里程到达下一个充电桩绰绰有余。

之诺与北京国安加强合作

电动车出行渐渐成为一种时尚的生活方式，在国家政策与法规助力下，电动汽车在摇号与价格补贴上优势明显，这也使其成为中国汽车产业的生力军。华晨宝马旗下的之诺品牌此前推出了首款车型之诺1E，在今年的上海车展，之诺发布了一款全新概念车ZINORO Concept Next，该车有望成为第2款车型的雏形。在营销方式上，之诺不但采用“只租不卖”的方式，同时还采取跨界的营销方式，与北京国安足球俱乐部合作，共同传达绿色出行的理念。

福特加速研发无人驾驶技术

随着当今科技的快速发展，汽车产品作为高端消费品与创新技术的结合越加紧密，其中可彻底解放人类双手、双脚并提升安全性能的无人驾驶技术成为各家车企研发的重点。奔驰、宝马、奥迪等行业领袖此前已多次展示现阶段的研发成果，美系品牌中的福特汽车也是无人驾驶技术“发烧友”之一。近日福特宣布在硅谷新组建一支特别团队，专门研发无人驾驶汽车等项目。福特公司全球产品研发集团副总裁Raj Nair表示：“在未来5年里，我们将把辅助驾驶技术推广到我们所有的产品中，让我们的道路变得更加安全，并且继续完善自动驾驶技术。”预计到今年年底，福特在硅谷研发和创新中心的人员配置将扩充至125人。Raj Nair表示，完全自动驾驶将是没有转向轮和制动踏板的汽车，这将是汽车技术的巨大跨越。

保时捷全面接管宾利

3D构建技术 篇3

1 Java 3D技术简述

该技术的出现并不是偶然的, 而是在技术不断发展的前提下产生的一门新兴的技术, 是以二维技术为基础的, 在三维领域中, 该技术的出现属于一项重要的革新, 因此具有更加重要的意义。通过Java 3D在教学中的应用, 可以开展多种多样的活动, 例如计算机的编程, 三维动画的演示以及三维游戏的出现都是在Java 3D技术的基础上实现的, 在未来社会的发展中, 这一技术的应用相信会为人们的生活带来更丰富的体验。因为Java3D中并没有包含一些基本的形体, 但是这并不影响其使用, 通过与其他软件的结合使用, 一样能够达到理想的效果, 构建出相应的立体形态。

2 多媒体教学平台的应用意义

随着学生对这一技术的兴趣愈发高涨, 在当前的多媒体教学过程中, 教师更加应该将Java 3D技术与教学的内容有机的结合在一起, 对于提升学生的学习兴趣具有重要的帮助, 同时, 学生在学习的过程中, 还可以通过对这一技术的学习, 更加广泛的应用在日常生活中, 使其真正的价值得到充分的发挥。在传统的多媒体教学中, 教师通常会将教学内容以课件的形式展现在学生眼前, 最初确实可以满足学生的学习需要, 但是随着计算机技术的发展, 课件的形式已经完全不能满足学生的需要了, 同时, 教师与学生长期在传统的教学模式中学习, 创新性的思维已经不复存在了, 为了改变这一弊端, 应该采取有效的措施突破思想上的束缚, 以一种全新的方式提高多媒体课堂的教学水平, Java 3D技术的出现带来了一丝生机, 这一技术的应用, 可以将学习的内容变得更加丰富, 有助于学生综合能力的提升, 包括动手、动脑的技能都可以得到全面的改进, 在现代化的社会发展中, 这一技术具有重要的实际意义, 采用三维立体的技术可以将原有的不能直观体现的场景以一种虚拟化的形态得到展现, 这是Java 3D技术在多媒体教学中最大的突破, 因此受到学生以及教师的青睐, 并且更加容易被学生所接受。下面我们就进一步的了解Java 3D技术在教学中的应用以及对未来的发展建设。

3 Java 3D技术在多媒体教学平台的应用

该技术的出现是以三维模型为基础建立起来的, 因此, 人们从直观上能够感受到立体感, 并且在头脑中形成这样的模型, 更加具有真实感。并且这一技术仅仅需要一台计算机就能实现。最早Java技术只是用来编程的工具, 并不存在更多的应用范围。随着对这一技术的发展与进一步应用, 逐渐发展成为Java 3D技术, 3D就是一种三维的虚拟空间, 人的肉眼通常只能看到二维空间中的事物, 但是通过计算机的设置以及Java 3D技术的应用, 就能够将三维空间的环境展现在大众的面前, 并且可以创建更为虚拟的场景, 只要设计出相应的编程程序, 就能实现情景的再现。在计算机如此普遍的今天, 采用Java 3D技术应用在各种领域中已经不是一个不可能完成的梦想。在多媒体教学中, 利用远程的方式开展网络教学就是与传统教学模式相分离的一种重要的教学手段, 这是在传统基础上实现的一种新的方式, 网络教学的优势在于不受时间与地点的限制, 能够随时随地的开展教学活动, 实现师生之间的互动。只要登录到网站上进行学习, 教师会随时对学习中的重点与难点答疑解惑。将传统的教学模式与现代化的教学方式有机的结合在一起, 具有十分重要的现实意义, 并且逐渐在广大学生中流行开来。

利用计算机进行教学的方式在今后的发展中必将愈发广泛, 为了适应这一发展变化, 加强学生对于计算机的应用就就具有一定的必要性, 开展理论与实际相结合的一体化进程能够有效的提升学生对于计算机的实际操作能力。同时, Java Web是学生应该重点掌握的一门应用技术, 在实训的过程中, 建立起一套完整的项目案例, 在学生完成任务的过程中, 掌握相应的技能是一种有效的手段。学生在进行网络学习的过程中, 主要是以Web平台为主要的应用系统的, 而Java 3D技术具有跨平台的特点, 能够加快运行的速度, 因此将Java EE与Java SE作为主要的开发语言, 应用在网络教学的过程中。

开发过程中, 类的实现是核心问题。在用面向对象风格所写的系统中, 所有的数据都被封装在类的实例中, 而整个程序则被封装在一个更高级的类中。根据需求分析和数据库设计可知, 系统可以以数据库的表为基础设计四个类:用户类、菜单类、信息类、留言类。这四个类是整个系统的核心, 设计阶段是以这个核心为基础, 逐步完善系统的各个功能, 从而最终实现整个系统的需求。Java 3D开发应用的教学案例以完整的软件项目结Java 3D开发技术的方式分别介绍了Java 3D开发应用中所使用的服务器端技术。内容涵盖Servlet的生命周期, 如何在Java EE服务器上部署Servlet, 怎样从Html页面访问Servlet, 以及怎样从JSP跳转至Servlet页面中等。通过项目任务的指派, 引导学生在操作步骤的指引下自主独立的完成实践任务, 然后再体会项目设计的思路和流程, 从而掌握专业知识的要点。

4 结论

综上所述, Java 3D技术的出现有效的解决了多媒体教学过程中出现的诸多问题, 同时, 课堂教学的效果也得到了明显的改善, 本文通过对多媒体教学平台的论述, 将这一技术更为直观的展现在广大师生面前, 希望在今后的生产生活中, Java 3D技术能够不仅仅应用在教学中, 还可以广泛推广到更多的领域中。

参考文献

[1]卢海霞.基于Java 3D技术的科学计算可视化研究[D].华北电力大学 (河北) , 2006.

[2]叶建军.Java 3D与分布式虚拟环境的构建[D].昆明理工大学, 2006.

生活巨变：3D技术打印世界 篇4

这是发生在中国首家3D打印体验馆的一幕。房间里的灯罩、鞋、玩具、人像等人们所能看到的一切摆件，都非工业流水线或手工制作而成，而全部出自一部机器——3D打印机。

或许这个奇怪的机器你见所未见，也从未了解过3D打印技术的概念，但你可能会记得一些电影中的场景：

在《星际迷航》中，主人公对一台机器发出“水”的口令，一杯水就出现了；《云图》中，丰富的食物被机器“打印”出来；《第五元素》中，由一台机器“打印”出女主角的骨骼、肌肉、皮肤。

这，就是3D打印。

3D打印是上世纪的技术

在3D打印体验馆的展柜中，摆着大小不一的人像，发丝清晰可辨、肤色有明暗差别、衣服颇有质感，这可不是哪个手艺精湛的师傅捏出的泥人儿，而是3D打印机“造出”的。

3D打印体验馆的负责人邵漠宇介绍说，用3D打印机打印人像先得拍照，顾客要站在白色布景前，摄影师通过三维扫描仪将真人进行360度扫描，得到全身数据后建立3D打印文件，打印机将按照数据，分毫不差地将人像“还原”。由于耗时长、材料贵，因此，3D打印人像价格不菲。尽管如此，每个月仍有三四十位顾客来体验这种新的打印技术。

前来寻找商机的孟德超听完邵漠宇的讲解后，笑说：“要是早有这技术，也不用受拍结婚照的罪了，直接把我们夫妻俩打印出来，岂不更好？”

其实3D打印技术并非新兴产物，它被称为“上上个世纪的思想，上个世纪的技术，这个世纪的市场”。早在1986年，美国科学家胡尔就发明出世界上第一台3D打印机。

3D打印技术源自100多年前美国研究的照相雕塑和地貌成型技术，上世纪80年代已有雏形，其学名为“快速成型”。而作为实现这一技术的载体，3D打印机的原理其实很简单。打印机内装有液体或粉末等“打印材料”，只要输入数据，它就能把“打印材料”一层层叠加起来，打印出的产品可以即时使用。最初，它被广泛应用在工业设计领域。

邵漠宇说：“尽管3D打印技术早已产生，但在国内认知度的提升却是近一年的事。”如今，每周三成了他为顾客讲解的固定日子，总有大批顾客提前预约探访。

3D打印技术在全球的推广正以惊人速度在增长。在《环球科学》杂志2013年一月刊中评选出2012年最值得铭记、对人类社会产生影响最为深远的十大新闻，“3D打印”位列第九，理由是“3D打印将在制造业和科研领域引发一场革命”。

可以打印个宠物给我吗

我们对3D打印技术的了解，可能远不如对3D电影了解得多，但事实上，它可能会离你越来越近。

最近，有人在微博上向设计师宋波纹提问：“我最近失去了我的宠物，心里无法承受，3D打印机可以打印个宠物给我吗？”

宋波纹回答：“理论上是可以的，如果你提供的爱宠照片合适，打印出来的效果非常逼真。”

在宋波纹眼中，3D打印机无所不能。2011年，当周围的同学、老师还不知3D打印为何物时，她就在网络上看到3D打印一词，当时准备做毕业设计的她正苦于机械化生产无法与自己想创作的东西契合。

“不管多复杂多么无法描述的形态，它都可以做。”在宋波纹看来，用那样一台昂贵的机器做什么很重要：“现在大家熟悉的是个人定制，或是比较低端的3D打印，停留在制作商品或小玩意上。”但宋波纹却用它来实现自己的设计理念，她觉得，用3D打印技术做出的作品百看不厌。

随着3D打印技术的普及，可能不久后你将购置一台家用3D打印机，把古怪想法通过这台机器实现。据邵漠宇介绍，事实上，已经有很多人在这样做了。听到此，孟德超小声嘀咕着：“谁会花那么多钱买一台机器，用昂贵的材料在家做玩具玩儿呢？”

“这是一场新的体验、新的革命。用它可以做出颠覆性的创作。”宋波纹说。同时她强调：“3D打印技术有它的优势，但也不能忽略它的缺陷，成本高、时间长、材料有限。它对技术要求非常高。”

尽管仍有缺陷，但3D打印技术将为我们的生活带来变革，却是毋庸置疑的。

如今，在汽车工业中，设计师在设计新的零部件时，已经习惯使用3D打印技术来制作快速模型；医疗设备公司也在尝试用这项技术制造完整的假肢，新的假肢将比传统方式制造的更便宜，甚至可以机洗。在文物保护领域，3D打印技术也发挥重要作用，哈佛大学闪族博物馆的研究人员就用它成功修复了一个曾被打碎的文物瓷狮子；在电影中3D打印技术也十分常见，《007：大破天幕杀机》的爆炸场面中出现过的1960年代的阿斯顿·马丁DB5车型，就是3D打印机打印出的模型。

尽管3D打印技术的应用已经如此广泛，但是否如英国《经济学人》杂志所称， 3D打印“将与其他数字化生产模式一起推动和实现第三次工业革命”，仍不得而知。

是我们用3D，

还是3D改变你和我

3D打印机将能在一天内造出房子，未来可替代建筑师；3D打印或将改变就医格局；首款3D打印汽车问世……类似新闻常见诸网络，不禁有人猜想，3D打印技术将为我们带来怎样的未来？

“3D打印机的前景如何？”每接待一批顾客，邵漠宇都会被多次问及这个问题，他只摇摇头，笑说：“未来我也不知道。”这时有人插话：“前两天有新闻报道说4D打印都出现了，谁能说得准？”

在3D体验馆参观的顾客聚在一起讨论着如何将3D打印技术应用到商业中，有人想用它做创意产品，有人要做婚庆产品。大家的点子集中在个人定制上，他们关心的是机器是否昂贵、寿命长短、更新换代速度。

对3D打印技术同样感兴趣的牛嘉岳却有自己的看法：“多数人都直接咨询3D打印机的商用价值。而我认为，3D打印技术是一种解决制造、制成环节的终端方案。它的终极目标是‘不用再关心谁来加工、谁来制造’的问题。只要机器足够好、足够接近实际需求，它可以将你的一切想法付诸实践。”

在牛嘉岳看来，所有的问题将在于你是否有想法、创意。仅仅将3D打印技术应用于礼品定制、真人塑像等，只是该技术应用领域的冰山一角。“如果我们不做原理性研究、不自主研制机器、不自主开发软件和应用程序，我们必将在这次生产力革命中落后，仍然成为世界工厂价值链中最低层级的那一环节。”

无论人们打算利用这项技术做什么，不可否认的是，它的发展极为迅速。

宋波纹肯定地说：“3D打印技术有很多可能性，过不了几年，它会渗透到人们生活的各个层面。”

也有不少人担心，有了3D打印技术，机械化生产和手工制作将会被取代。而宋波纹认为，这种情况不会发生。“它们满足的是不同的需求，3D打印更适合小批量、定制化。”

牛嘉岳猜想着，是不是有一天，我们的生活会变成这样：不用买衣服，想穿什么，晚上选好材料和款式，明天一早就由3D打印机打印好呈现在你面前。圣诞节想要竖起什么样的圣诞树，直接告诉定制网站，几天后一个独一无二的3D圣诞树将被送货上门。

（阿庆摘自《中国青年报》）

3D构建技术 篇5

一、3D印刷发展趋势

近年来, 随着计算机图像处理技术、印前制版技术、印刷技术、光栅制作技术的迅猛发展, 3D印刷得到了迅速发展, 在3D印刷理论、设备、软件平台和制作工艺技术的研究、市场开拓等方面均取得了显著成果, 在印前图像制作、数据输出、印刷成图工艺和光栅材料等方面均有所突破[3~4]。在立体印刷技术及设备开发商和立体印刷企业的共同培育下, 立体印刷萌发出新的生机, 将进入一个崭新的发展阶段[5]。3D印刷, 现已在工艺美术、文化用品零售批发、户外广告、摄影领域逐渐崭露头角。

与传统印刷相比, 3D印刷优势明显: (1) 立体感强。3D印刷品, 色彩丰富、如同实物的立体感, 对人眼产生强烈的吸引力, 有身临其境的感觉。 (2) 附加值高。在竞争日益加剧的印刷市场, 印刷微利化时代已经到来。3D印刷能扩展印刷服务产业链, 是企业增值印刷的重要着力点。 (3) 防伪性强。3D印刷工艺复杂, 所需要的特殊设备投资大、技术含量高, 仿造者对原创产品难以直接通过拍照扫描和一般印刷设备等技术进行复制, 同时消费者也能一目了然地看出效果, 能实现较好的防伪功能。 (4) 创意性强。3D印刷独特的表现方式能够实现多种多样的艺术效果, 能体现商品设计更加多样的创意, 能实现包装设计的创新。

二、3D印刷企业存在的问题

在3D印刷中, 将图像在计算机环境下, 利用软件平台进行印前制作, 生成立体光栅图像是个复杂过程。光栅3D印前图像处理, 要完成对原稿图像的颜色与阶调层次处理、视差图的生成、多像合成等复杂作业[6]。首先将原稿中的景物按凹凸视觉效果勾画等高线, 然后选定主体中心, 将前后景物进行一定量的位移, 最后形成不同视差角度的图像序列[7]。3D印刷在印前图像设计中存在以下问题: (1) 3D图像素材杂乱。随着企业累积的素材数量的越来越多, 设计人员只能凭记忆查找素材, 这样给查找、制作都带来巨大的困难。 (2) 3D印刷图像数据量大。3D印刷图像精度高, 图层多, 对设备性能要求很多, 即使采用高档设备, 数据处理速度也很慢, 而且文件较大, 存储空间不够时, 容易被删除。 (3) 偏差匹配精度要求高。光栅与多视图的位置匹配关系要求非常准确, 但由于光栅线数、图像分辨率、加网线数、网点形状、输出设备分辨率、印刷时纸张 (光栅片) 的变形等因素会造成匹配时出现误差。要通过手工或软件辅助等手段实现这种关系匹配, 十分烦琐。 (4) 设计人员经验水平要求高。目前的工作过程中, 大多数3D印刷企业采用的是一人全程负责式, 不能多人协同工作。从图片的查找、扫描到图片的编辑再到排版、打印等一系列环节全部由一个设计师来完成。这就对设计师的能力要求非常高, 设计师不仅要具备高素质设计、策划能力, 还要具备熟练掌握各种编辑、制作类软件的能力。 (5) 沟通协调困难。设计制作人员之间由于对文件格式及使用方法上不能有效地沟通, 而采用了不一致、不正确的使用方法, 会影响产品质量。

三、数字资产管理平台构建

数字资产管理 (DAM) , 是以数字资产文件获取、存储与重复利用为目标的新技术, 主要应用于新闻媒体、图书出版、印刷包装等行业。如果将数字资产管理 (DAM) 应用到3D印刷企业中, 可以较好应对3D印刷图像制作和处理问题。

数字资产管理系统 (DAMS, D1g1ta1 Assets Management System) 是对数字资产进行组织与管理的系统, 它由数据录入、管理、整合和发布四个主要的功能模块组成, 完成从多媒体信息的输入、存储管理、检索查询, 到编辑整合、出版物制作等, 再到印刷出版、电子出版、网上发布等一系列工作。

数字资产管理的基本思路是:多媒体信息经过数据录入模块加工后, 被纳入到数据管理的范畴, 存储在数据管理模块控制的存储体中;在需要时, 数据管理模块将内容从存储体中提取出来, 经由数据发布模块加工或合成后, 进行多方位的发布。数据录入是指通过数字化和必要的加工过程将文字、图像、视频以及音频等多媒体信息转换为数字化内容, 如文字录入、图片扫描、视频信息的数字化以及辅助查询的关键帧的提取等。各种多媒体信息经过录入进入到内容管理平台, 在这里, 数字化信息被分类、标引, 并连同其标引信息将被存储到数据库或其他存储体 (如磁盘、光盘等) 中。

内容管理是数字资产管理系统的核心, 可实现对多媒体信息的存储、查询以及系统控制、用户权限设置等功能, 具体来说包括:对各种类型的数字化信息进行分类、索引以及存储等;对数字化信息本身及其索引信息进行增加、删除以及修改等;实现多级查询和多次查询功能, 既支持简单的查询, 也支持复杂的条件查询;针对不同的用户进行权限分配管理, 保证系统的安全性, 以及日志生成、数据备份等。

数据发布模块通过有效的查询手段提取数字内容, 依据不同的发布媒体进行出版前的整合加工, 生成新的数字内容, 并以各种形式进行发布。文字和图像可以用于报纸和书刊印刷, 也可制作成电子书, 刻成光盘, 生成网页等;视频内容可以进入到编辑程序, 进而进行数字播出、网上视频点播等多渠道发布。

3D印刷企业应用数字资产管理 (DAM) 可以解决的问题: (1) 提高生产效率, 方便电子文档的管理, 减少文件查询、调用时间, 加快生产速度;印刷生产本身就是一个不断产生数据的过程, 这个过程使印刷企业所需要管理的数据日积月累, 数据量十分巨大, 随着生产规模的不断扩大, 海量数据的存储管理工作将会变得十分烦琐。目前大部分的印刷企业采用的数据存储方式基本上都是文件直接存储, 这种方式给将来的检索、查询以及数据的再利用带来了许多的不便。利用信息管理技术实现数据存储、管理、查询, 可实现数据的有效组织和管理。 (2) 提升印刷质量。3D印刷要求印刷更精细, 生产环节更加多变, 其印刷出来的效果优秀与否牵涉到设计、印前、制版、印刷各个生产环节。数字资产管理可以对以上生产因素进行很好控制。 (3) 数字资产管理, 可以对数字图像图层及操作参数进行集中, 为客户提供额外的数字内容服务。 (4) 升级管理, 解决生产数据规模不断扩大所带来的管理问题。 (5) 降低设计人员的操作要求, 由于对数字图像进行了分类, 给类似的图像处理提供了参考参数。另外, 可以将一个活件处理过程, 分解成若干个流水线环节, 可以分布合作方式来处理图像, 避免了所有环节都需要一个设计人员来完成的困难。 (6) 数字资产管理系统中提供了盒型结构图, 可以方便3D印刷盒型设计。

四、总结

总之, 利用数字资产管理 (DAM) , 能改变3D印刷印前设计中存在的印刷企业中印前设计存在“数字素材烦杂、图像处理繁琐、协同操作困难、预视效果较差”的现状, 根据项目前期预研和市场调查, 开发3D印刷数字资产管理系统能较大提高3D印刷设计效率, 降低对设计人员经验水平的要求, 能提高3D印刷质量, 优化3D印刷工艺流程, 降低印刷废品率, 扩展3D印刷产业链, 为用户提供更多的数字服务。

摘要：随着信息技术的飞速发展, 现代印刷企业的印前处理已经实现了数字化。3D印刷企业印前处理的数据量大, 这使得印前数据的科学管理被提上日程。数字资产管理实现了数字资产的科学存储管理、便利的数据再利用、数据发布以及数据增值, 是3D印刷印前数据管理的最佳解决方案。

关键词：3D印刷,数字资产,平台构建

参考文献

[1]王璐.立体印刷工艺在包装设计中应用[J].艺术探索, 2010, (1) :149.

[2]王小京.光栅立体印刷的制作原理与未来发展[J].今日印刷, 2006, (7) :37-38.

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[4]史瑞芝, 安敬, 汶建龙, 等.一种适用于柱镜光栅立体印刷图的柱形网点模型[J].中国印刷与包装研究, 2009, (2) :52-53.

[5]彭爱华, 朱化凤.应用于立体印刷的矩阵式透镜光栅的原理[J].燕山大学学报, 2010, (3) :262-264.

[6]黄敏, 刘浩学.立体印刷制作工艺光栅板参数的选择[J].北京印刷学院学报, 2005, (1) :10-13.

3D影视节目版权交易平台的构建 篇6

随着3D技术的发展以及3D显示终端的普及, 国内3D电视频道越来越多, 国家也高度重视3D电视的研究和发展, 在广播影视科技“十二五”规划中, 明确提出了研究立体电视技术和标准, 开展相关技术试验和播出示范, 提高3D电视的制播能力等规划内容。

随着3D电视行业的快速发展, 业内急需建立一个统一的3D影视节目版权交易云服务平台, 方便进行3D节目版权管理和版权交易的管理。3D交易平台的建立, 有利于从整体上提高整个3D影视文化产业的节目版权管理水平, 促进文化产业形成良性的竞争秩序。3D节目交易平台是一个为3D电视媒体专业机构和相应的媒体受众提供3D节目版权管理和交易服务的云服务平台。在这个大背景下, SMG旗下五翼文化传播有限公司利用自身行业背景和技术优势, 建立了“秒鸽传媒交易平台”, 该平台在基于传统节目版权交易的基础上实现了3D节目版权交易平台管理的功能 (以下简称“3D节目交易平台”) 。该平台利用最新的互联网技术, 包括云计算、流媒体技术、3D技术和CDN技术等新媒体技术, 为机构用户提供3D云存储、3D云视频管理, 3D节目版权管理和交易等云端互联网服务。

二秒鸽传媒3D节目交易平台

3D电视是继高清电视之后又一个新的技术亮点和产业热点。3D电视是三维立体影像电视的简称。它利用人的双眼观察物体的角度略有差异, 从而辨别物体远近, 产生立体视觉的原理, 利用特殊的制作手段通过把左右眼所看到的影像分离记录再同时显示给观众, 从而令用户感受到立体的视觉体验。从3D电视产业链来看, 3D电视技术主要包括3D内容制作技术、3D编解码技术、3D传输存储技术以及3D显示技术等。

目前国内开始出现一些3D影视节目生产机构, 但针对3D影视节目的宣传影响力还不够, 国内也缺少正规统一的3D节目版权管理和交易市场。如果由3D影视节目生产机构自行搭建交易平台, 投入大, 风险高, 3D节目版权交易平台需要投入大量设备、人力、带宽等资源, 影视机构无力承担;影视机构主要面对以下问题:由于存储、服务器设备、机房、带宽都需要花费大量投入, 对于小影视机构而言比较困难;平台建设期, 缺少专业技术人员提供技术支持;平台建成后, 缺少平台技术运维人员;小影视机构影响力小, 没有形成集群效应, 没有统一的推广渠道。

针对以上问题, 秒鸽传媒3D节目交易平台可以提供网络、服务器、存储、应用、服务等一站式服务。通过一站式服务, 3D影视节目版权交易云服务平台, 可以为3D影视节目生产机构提供3D节目视频的转码、3D节目视频存储、3D节目版权信息发布、3D节目版权管理、3D节目版权交易等服务。3D影视节目版权交易云服务平台利用平台技术优势, 可以帮助影视机构解决这些问题, 动态向影视机构提供IT应用和基础架构, 可以提供更加快速, 增强的服务提供可以更好地保留购买用户, 帮助影视机构用户加快进入市场的步伐并可以实现市场的快速扩张。

秒鸽传媒3D节目交易平台是利用自主创新设计开发的数字版权内容交易业务平台, 结合强大多样的线上线下销售渠道, 实现数字版权的多次营销, 从而创造的版权销售收益的模式。根据用户角色差异, 将用户的职能分为供应商, 渠道商, 终端用户和平台方。根据各职能的差异, 将为不同职能提供不同的业务流程, 同时将针对不同的职能提供不同的系统功能模块。这样可以更加动态自由地为引入平台的商户赋权, 从而适应多种用户的差异化个性化需求。在实际的操作过程中, 真实的商户在职能上会有交叉。在秒鸽平台业务模型下, 商户将兼顾供应商和渠道商双重角色, 既要实现供应商内容提供、管控和商品化的功能, 又要实现渠道商对于商品管理、店铺管理、营销推广的功能。在供应商业务模型下, 商户的需求将较为单一, 只需要实现供应商职能下的功能即可。在最终完成的功能体验上, 针对每个商户的职能差异, 平台可赋予不同商户的权限又不同。在实际过程中, 仅仅是统一平台功能下的权限差异。

通过秒鸽传媒3D节目交易平台, 各影视机构不需要投入服务器、存储、软件和平台运维人员等资源, 解决了影视机构人力资金不足的问题, 有利于各3D影视专业机构进行节目内容信息服务和交易的拓展, 有利于各影视专业机构在三网融合下开拓新的商业模式。

三秒鸽传媒3D节目交易平台核心架构

秒鸽传媒3D节目交易平台主要实现3D节目影视视听娱乐、3D节目信息资讯发布、3D节目版权交易、客户服务、个性化和定制化服务等功能。建立一个为广播电视媒体专业机构和相应的媒体受众提供媒体的3D节目信息服务和3D节目交易服务的平台;建立3D节目信息服务板块功能, 提供信息发布、视听空间 (样片展示、素材展示) 、商务合作信息、交易信息;建立视频共享板块, 提供机构用户的视频分享、视频分类、视频图文等功能;实现3D节目的在线交易功能, 为机构用户提供安全、便捷、可靠的3D节目交易服务。

秒鸽传媒3D节目交易平台主要由3大部分系统构成:3D节目交易系统、3D节目电子物流系统、移动终端系统 (详见图1的网络拓扑图架构) 。3D节目交易系统, 为用户提供安全、便捷、可靠的节目交易服务, 其持有高速、高质量、稳定的节目查询和预览功能, 安全的版权保护机制和资费管理、完善的交易用户和交易流程管理。3D节目电子物流系统采用CS客户端方式实现电子物流功能, 实现3D节目素材视频的上传和下载功能。移动终端系统通过新媒体手段, 实现手机移动终端的节目信息发布等功能, 用户可以通过移动终端上传部分节目素材, 为节目再生产、再销售及节目的收视增强提供服务。

1 3D电视交易平台网站架构图

秒鸽传媒3D节目交易平台主要由3D节目交易系统、3D节目电子物流等核心系统构成, 3D节目交易系统是整个平台最核心的部分, 主要由六大板块构成, 分别是订单管理模块、资费管理模块、结算管理模块、支付管理模块、合同管理模块和客户管理模块等。

四核心系统一:3D节目交易系统

3D节目素材交易是该平台中最常用的结算功能, 主要实现购买用户下订单后, 在结算环节, 实现合同管理和交易支付等功能, 再生成相关结算报表。在合同环节, 购买用户和平台业务员确认合同内容, 按照合同中规定的支付期数, 购买用户去第三方支付平台交易支付, 完成支付后, 回到平台结算中心进行结算管理。最终平台素材交易的结算报表, 需要单独生成报表。

3 3D节目交易业务模块

对网站3D节目素材库中的节目资讯内容发布进行管理, 支持图文, 实现用户权限、日志、栏目、稿件、模版的管理;支持可视化内容编辑、静态页面生成、页面分发等功能。3D节目通过机构上传页面进行3D节目素材上传, 提交后的3D节目素材, 需要在机构审核页面进行审核。

3D节目交易系统主要包括以下功能:

1.3D节目订单合同管理

根据订单信息, 确立合同管理内容, 合同状态由审核通过合同、未通过合同、待审核合同等状态, 审核确认过的合同, 具有法律效应, 建立合同库, 版权购买方通过合同库可以管理、查看所有状态的合同。合同管理模块有多份合同模版:一般素材交易合同、其他机构或个人素材交易合同、素材代理合同、机构用户或个人会员合同、平台采购合同、其他机构或个人采购合同;系统提供专门的合同库管理功能, 提供给购买用户和业务员等相关人员实时查询所有相关合同, 包括未生效合同、生效合同、过期合同等合同内容。合同生成后, 提供下载合同文本, 提供合同管理模块。

2.3D节目结算管理

3D节目结算管理系统, 为用户提供安全、便捷、可靠的节目交易服务, 其所持有的高速、高质量、稳定的节目查询和预览功能, 安全的版权保护机制和资费管理、完善的交易用户和交易流程管理。实现3D节目的在线交易功能, 为机构用户提供安全、便捷、可靠的节目交易服务, 提供3D节目版权的网络支付功能, 采用第三方支付平台实现3D节目版权交易。

3.3D节目资费管理

机构用户资费, 平台按照年费方式向机构用户收取服务费用, 年费按照上传3D节目空间大小进行划分, 比如100G容量3D视频, 200G容量3D视频, 1T3D视频容量等分别收取不同的年费, 10G容量3D视频免费。

4.3D节目交易报表管理

所有的3D节目交易结算最终需要生成报表, 平台的交易单独生成报表, 机构用户的报表可以由单独机构用户查询, 平台也可以统一查询所有报表。

五核心系统二:3D节目电子物流

3D节目电子物流系统采用CS客户端方式实现电子物流功能, 主要功能包括3D视频的上传、下载、推介、转码、版权水印等功能。作为专门的下载分发系统, 3D节目电子物流系统采用CS客户端方式, 供购买用户进行已购买3D节目的下载, 用户通过单点登录方式, 直接进入下载分发系统, 在该系统中, 购买用户可以对3D节目高清版直接进行下载, 系统提供防盗下载功能, 所有下载链接需经过平台验证才能进行。下载管理客户端可以与手机APP等移动终端进行互联, APP移动终端能控制PC的3D节目管理下载。电子物流模块主要实现以下功能:

3D节目上传管理:机构用户在WEB页面新建节目后, 通过CS客户端, 上传该节目的预览版3D视频和交易版3D视频, CS客户端支持断点续传功能;

3D节目下载管理:登录用户可以对合同订单进行查询, 对每个合同订单下的3D节目进行查询, 用户可以通过客户端查看不同合同订单下的3D节目下载状态。用户只能对已购买的3D节目进行下载, CS客户端方式也支持下载断点续传。3D节目下载速度, 取决于不同等级的用户权限;

3D节目推荐:电子物流客户端首页对热门3D节目进行推介, 后台提供3D节目内容管理CMS系统, 便于编辑实时维护首页推介内容;

3D节目视频转码:电子物流客户端支持3D节目视频的转码功能, 转码的同时可以选择是否加明水印LOGO;

版权信息3D视频水印:该功能对普通版本CS客户端不支持, 只对高级版客户端支持。版权信息水印的专业版CS客户端, 支持在3D视频中添加版权信息外, 也可以对加载过版权信息水印的3D视频进行卸载, 卸载出3D视频中的版权信息;

移动终端互动功能:通过移动终端可以远程控制CS客户端的节目素材下载进程, 通过移动终端可以查询节目素材下载状态;

用户认证管理和安全策略:提供用户安全机制的认证, 防盗链等技术保障节目素材的安全下载, 防止未授权下载用户获取节目素材内容。

4 3D节目电子物流系统首页示意

六结论

秒鸽传媒3D节目交易平台是为广播电视媒体专业人士和相应的媒体受众提供3D节目交易媒体服务的平台, 该平台将为各专业媒体和人士提供3D节目交易、信息与学术的交流和3D节目播出的收视增强等服务。该平台建设目标是实现3D节目视听管理、3D节目信息发布、3D节目版权管理、3D节目版权交易和客户服务等功能。该系统方案不仅考虑了技术实现的可行性, 也兼顾了性能指标、用户体验等, 合理可行。秒鸽传媒3D节目交易平台的建设将大力推动文化产品版权交易, 对版权要素市场起到重大推动作用, 同时实现3D电视节目版权管理和节目版权交易服务, 从而推动文化产业的大发展。

摘要：随着3D电视行业的快速发展, 业内急需建立一个统一的3D影视节目版权交易云服务平台, 进行3D节目版权交易管理。在这个大背景下, SMG旗下五翼文化传播有限公司利用自身行业背景和技术优势, 建立了“秒鸽传媒3D节目交易平台”。本文主要阐述了该平台在基于传统节目版权交易的基础上实现的3D节目版权交易管理相关功能。

3D构建技术 篇7

1什么是3D影院?

我们首先来了解一下什么是3D影院?百度上是这么来解释的:3D影院是国际上新兴的特种影院,具有主体突出、科技含量高、效果逼真等特点。观众在体验过程中可以真实感受到影片中的各种物件扑面而来,仿佛置身于影片的环境中,感受高新技术带来的新奇体验。

2多媒体运用与3D影院

在进行多媒体教学课件设计的,也就是从这些要素的作用、特性出发,在教育学、心理学等原理的指导下,充分构思、组织多媒体要素,发挥各种媒体要素的长处,为不同学习类型的学习者提供不同的学习媒体信息,从多种媒体渠道向学习者传递教育、教学信息。所以科学地、合理地使用多媒体手段,如动画、声音、各类软件等设计与组织教学,就可以构建语言学习的3D影院,为学生营造一个个真实的语言环境。

3如何利用多媒体构建语言学习的3D影院

3.1绘声绘色,活化教材

1)儿歌的魅力

音乐可减轻大脑皮层的紧张,轻松欢快的歌曲,给人以美的享受。每本英语教材里都配有韵律优美、简单生动的儿歌, 是孩子们最喜欢的一个版块。这些儿歌与教材内容息息相关, 选取的都是孩子耳熟能详的乐曲旋律,如《两只老虎》《生日快乐歌》等,我们在教学中采用多媒体手段,通过音响、图像等方式,使孩子爱看爱听爱唱。

如一年级开学初教授课堂常规的时候,我播放了一首 《Eyes, nose, mouth, ears》, 轻快的节奏、幽默的画面一下子就抓住了初学语言者的心,他们虽然从来没有接触过英语,但是已然主动地跟着模仿、演唱了。又如在教学家庭成员的时候,我们常常会播放《Finger family》,通过手指的游戏边唱边学,一下子就学会了Daddy, Mummy, brother, sister, me五个家庭成员,课后还能和家长一起互动,这些都是儿歌的魅力。

2)动画的作用

几乎每个人的孩提时代都是由动画片陪伴成长的,动画人物的可爱生动、故事情节的引人入胜,都给孩子们留下了深刻的印象。所以以往的磁带变成了光盘,光盘里的动画比磁带更加生动、更加具体,真实有趣,更加有利于学生进行预习和复习,培养学生的自学能力。孩子们在学习的时候,就像是看动画片一样,形象的画面取代了教师生硬的讲解,可以让学生体会到具体从语言环境中所学内容的含义。如在低年级渗透26个字母发音是个难题,因为音素对于孩子来说本身就是个非常抽象的概念,一不小心容易让孩子感到枯燥,所以我们可以利用现成的动画,“An alligator has an apple. An ant eats the apple.” 萌萌的鳄鱼和机灵的蚂蚁抢吃苹果的画面让孩子们一下子就记住了字母a的发音。

3.2有情有境,身临其境

例如,在讲授副词的时候,可以上网查找奥运会上的图片, 用明星效应来引导学生理解动词后面用副词修饰的语言知识, 学生很迅速地能够用walk carefully, dance beautifully, swim fast,jump high等描述人物的动作状态。多媒体教学使得教材活在了情境中,促进了学生动恼、动口、积极参与,真正起到多媒体辅助教学的作用。

3.3有趣有味,乐在其中

小学生大部分都喜欢游戏,所以要想在课堂上吸引孩子的注意力,就要紧紧抓住孩子的心理,运用电教媒体设计和开展丰富多彩的教学活动,满足了学生享受愉快教育的心理需要。 记得前阶段流行的“植物大战僵尸”“愤怒的小鸟”“切水果”等游戏,都是孩子圈里非常受欢迎的,我们可以充分利用这些元素,把它们放到平时的课堂教学中。如教授水果的时候,就设计类似“切水果”的游戏,就算是再难的水果单词,也能在玩的过程中迎刃而解的。 3.4无边无际,探索拓展

1)各种软件的开发给英语教师提出了很多挑战,利用多媒体软件可以轻易地改变语言点的呈现方式。先举个特别常见的例子,如教学this和that的时候,以前会利用气球的方式来呈现,但是很难控制好力度。不久前在参加一次青年教师赛课的时候,有一位老师在教学this/that的时候,使用了一种全新的诠释方式,事后经过研讨知道了这个软件叫做Prezi,它的缩放功能非常直观地呈现了远、近的对比,更加有效地提高了学生的理解能力,而且根本不需要中文的帮助。所以说我们在使用多媒体的过程中还需要不断地发现新的软件,为我们的教学服务。

2)利用多媒体改变学习的反馈方式。现在的教材中有很多提倡语言运用的环节,目的在于提高学生的语言实践运用的能力。所以在教学中我们设计一些调查、统计等环节,以往我们最头痛的就是如何在最短的时间内最大限度地反馈学习结果。我们可以利用未来教室的网络、平板电脑等设备、软件支持,指导学生上传调查结果,然后随机抽取学生的调查表进行展示和检测。

3)利用多媒体改变学习英语的空间,如深受欢迎的出国修学、英语夏令营等,给学生营造了良好的语言实践环境。今年暑假有幸和15位学生一起赴美参加了夏令营修学活动,丰富多彩的课程设置让孩子们在最短的时间内融入了当地的环境, 自然就用英语来思考、用英语来交流了。我们还可以提供各种英语学习网站,引导学生在网上进行绘本阅读、在游戏中练习单词拼写,从而拓展学生学习英语的兴趣。

总之,多媒体技术在小学英语教学中被广泛运用,而最核心的问题是如何提高英语教学效率,要提高英语教学效率首要的是提高英语课堂教学效率。作为一名新世纪的英语教师,应该在思想上改变对教育手段的认识,从根本上转变思想,在实践中转变教学方式,在课堂教学中,合理运用多媒体技术,而且时刻牢记教学中师生与多媒体的关系,让多媒体真正起到辅助教学的作用,而不是取代师生交流。在教学中,以人为本是绝对不可动摇的。如果在教学前忽视了对课文内容和教学对象的研究,在教学中忽视了教师的主导作用与学生的主体地位, 无论采用何等先进技术,都不可能取得好的教学效果。

参考文献

[1]谢银燕.巧用多媒体技术,构建英语有效课堂[J].教育管理与艺术,2014(5):141-141.

3D构建技术 篇8

CATIAV5是Dassault Systemes公司的CAX一体化软件,在多专业领域内拥有众多用户群。CATIAV5平台下自带的只有国际(ISO),美国(US),英国(EN)和日本(JIS)的商业3D标准件库,其中,国际标准件(ISO)库包含74种标准,8900个标准件[1]。快速准确地建立符合国家标准的大容量通用3D标准件库,是避免大量重复工作、降低产品开发成本、应用纯三维设计数据快速开发工程项目的必备基础。如何把海量的二维国标数据快速、准确的转化、开发成CATIAV5平台内置、无缝集成,高可靠性的3D标准件库是课题研究开发的核心问题。

2 大容量国家(GB)标准零件库构建方法研究

2.1 构建方法的基本策略

根据应用需求,拟定了3D标准件库的总体规模、标件种类、数据范围后,应用CATIAV5平台的知识工程顾问模块进行标件模板的参数化设计,Excel数据库调用,由库编辑器Catalog进行3D库的数据管理。开发过程直接面向二维数据的三维转化,所建标库与CATIAV5平台无缝集成,鲁棒性易于保证。通过小规模项目开发实验,完善构建方法的基本策略:创立端到端的插件式开发框架模式;优化出标准化的并行二次开发流程。

2.2 建立端到端的插件式开发框架

主流CAX软件标准件库采用主模型+数据的技术形式。其数据文件有二类形式存储:(1)标准件模型库文件(主模型库);(2)模型的参数库文件(参数库)。主模型连接参数库文件,读取某条选用记录,动态参数驱动,完成实例化,形成3D标准件。依据CATIAV5平台商业3D标库的二类文件内部安装规范,建立起端到端的插件式开发框架来规划分类管理国家标准数据对象,见图1。

集成后的GB_Standards目录文件包,能以插件形式安装到CATIAV5平台的Mechanical Standard Parts子目录下,通过库浏览器调用3D标准件库的标准件,不用再编程调用外部数据库。

2.3 标准化的并行二次开发流程解析

开发框架确立了分类管理的并行约束机制。随着CAX软件在工程项目中的逐年深入运用,专业化、标准化的设计(开发)流程日益重要。在CATIAV5平台上:“设计人员在进行型架设计时CATIA缺乏设计流程导航机制对其进行有效合理的引导,从而制约了设计效率的提高。”[2]科学合理的开发流程是对开发进程反复优化、凝练的结果(见图2)。

2.3.1 第一阶段流程

(1)并行进入分类开发框架工作目录。

(2)获取国标数据及零件二维图。

(3)提取零件外形控制特征参数,建立国标和基本特征驱动变量(参数)对照表。

参数数据库Excel文件,是标准件模板零件外形特征驱动变量数据载体,其记录随着标准件的调用而更新到新生成的标准件中去。Excel有严格的数据内容和格式规则定义,要按国家标准中的标准件命名规则来规范化Excel文件名,字段名,标准件驱动变量符号同国标符号名称尽量统一,同类标准件的驱动变量参数名称尽量统一。变量符号命名系列化、规范化、标准化,简单明确,见文达意。见表1。

(4)建立三维标准件模板,建立驱动变量,对模型参数化约束。

提取一组零件基本特征驱动变量参数,用工具f(x)建立用户参数,表达基

本零件特征参数,建立起驱动变量(参数)特征树,应用该树变量约束模型几何特征尺寸,建立参数化三维标准件模板。点击工具条f(x),新建类型参数选择“长度”,输入驱动变量符号和数值,点击确定,再输入下一个变量,完成后,按确定键。在特征树上显示出变量参数。点选图中要施加约束的尺寸值,用右键级联菜单选择公式编辑器,再点击特征树中参数名称,确定,完成尺寸驱动变量的参数约束(见图3)。

(5)依据建模需要,建立国标和附加特征驱动变量名称和公式关系表,建立驱动变量,对模型二次参数化约束。

参数化建模的驱动变量(参数)有两类:基本变量,来源于手册标准;附加变量,是由基础参数按专用公式计算出数值的参数。公式输入到参数化模型文件中,计算出因变参数值,驱动控制模型的几何要素。公式要准确、可靠、规范。考虑非直接驱动变量控制几何特征的需要,建立“附加特征驱动变量名称和公式关系表”,用基本特征驱动参数来公式化表示附加特征驱动参数,通过工具f(x)建立用户参数,表达附加特征驱动参数,按(4)中方法在特征树中输入附加变量,然后点选待驱动尺寸,用右键级联菜单调出公式编辑器完成附加特征驱动变量的几何尺寸约束(见表2)。

(6)模型特征树中输入3个列变量名称,用于数据库管理。

输入3个参数到特征树中:Part Number、Part Name、Designation。Excel数据表的每行代表一组区别于同一类不同零件的标识和尺寸规格,各列代表CATIAV5文档的各种属性。Excel表的前三列的字段名称是Part Number、Part Name、Designation,首行的其他列是与国标各参数数据相关的变量名称。

首列零件编号Part Number字段是关键字,用来在设计特征树中显示标准件的名称规格标识,是唯一识别一条记录的属性;第二列零件名称Part Name字段,是实例化文件的自动存储名称和规格;第三列牌号指示Designation字段,在设计特征树中指示零件实体规格。在参数化建模和Excel数据库文件编制中,设计特征树上标准件的名称规格标识显示、实例化自动存储文件名称命名要符合国标命名规范(见表3)。

(7)建立只含变量名称的Excel空记录库文件,存到规定目录下。

使用当前参数值创建设计表,并筛选出用于建立插入Excel数据表的用户自定义参数变量,要按Excel表的字段排列顺序依次从左到右筛选出列字段参数,建立Excel空文件(见图4)。

(8)输入Excel库多组、大跨度国标数据记录,重新逆向建立Excel表文件的驱动,CATIAV5智能激发设计表与主模型文件同步。

在模板文件文件中重新建立Excel表驱动,选择从预先存在的文件中创建设计表,Excel列字段驱动变量与特征树中驱动变量智能自动连接,即“智能激发设计表与文件同步”(见图5)。

(9)模型鲁棒性验证。

通过实例化,验证参数化三维标准件模板的建模鲁棒性,如有问题,要返回到(3),重新修改,补充模型。CATIA V5的参数化模型设计功能,必须抓住主要几何特征,尽量在二维变量驱动图集中表达驱动信息,然后模拟零件的实际加工方法和工序进行三维特征建模,尽量减少、优化步骤,以保证参数驱动可靠。高可靠性的参数化模型必须进行多次测试和修正(见图6)。

(10)输入该国标全部数据记录到Excel文件,CATIAV5自动进行文件数据更新的读取认证。

紧固件国家标准数据一般呈阶梯状排列,对于相同数据段,在Excel中通过拷贝粘贴实现父类数据继承式录入,键盘输入子类新数据,可实现数据重载,减轻了海量数据录入工作量,增强了数据的准确性。一个标准号下的全部数据录入Excel后,重新保存Excel文件,CATIAV5自动进行文件数据更新的读取认证(见图7)。

(11)向CATIAV5标库插件集成目录中提交模型文件和Excel库文件。

把并行开发框架下的两类库文件转存到插件集成目录中,六类文件重新按主模型库和参数库文件分两类集中存储。第一阶段流程,开发以并行框架为基础,类内与类间的并行协同作业,提高了开发效率;同时有利于类间模型的几何特征,参数驱动方法的继承和重载。

2.3.2 第二阶段流程

(1)集成目录下,打开模型文件,CATIAV5自动进行数据库相对路径读取认证,重新保存模型文件。

CATIAV5能够智能识别拥有相同相对路径的模型文件和Excel文件连接路径,打开模板文件,自动识别更新的路径,重新保存模板文件。

(2)生成Cataloag索引文件和预览图片,打包插件。

建立GB.catalog文件,在目录管理器左侧树状目录中建立“章”,输入六类的名称,如:螺栓类(Boult),再点击“添加零部件系列”工具键,找到库模板文件,选用,同时可以加入二维国标参数预览图片。每个国标作为一“节”输入,通过右键菜单可以对章节进行录入、删除、添加和修改,见图8。用目录管理器集中生成分类目录并生成标件预览图片,也可以自制预览图片,用以显示国家标准数据表和驱动变量尺寸位置和三维标件图片,完成GB_Standards目录文件的打包。在CATIAV5平台上,用库浏览器进行3D标准件的浏览并动态调用。

3 开发实践

应用紧固件的机械连接数量最大、品种多,应用广泛。选用文献[3]的第三卷中“连接与紧固”篇中所选列出的全部常用国家标准件作为国家标准数据源[3],成功开发了包含109种国家(GB)标准、12000个标准件的CATIAV5平台内置大容量三维国家(GB)标准零件库。该库的特点是:(1)采用国家标准,规格齐全,命名规范。(2)插件式安装,与CATIA V5无缝集成。(3)全参数化驱动,数据库记录分类、添加、删除、修改,更新和升级方便。(4)人机界面中的标件分类清晰,操作直观,运行可靠,检索调用方便快捷(见图9)。

4 结语

通过研究基于CATIAV5的标准件库常用二次开发方法,创立了端到端的插件式开发框架模式,系统层次结构清晰,阐明了标准化的并行二次开发流程,可靠、高效,易于分工协作和任务的划分,可操作性强,注重方法的可重用性,同时增强了系统的可扩展性、维护性。3D国标库数据源采用行业经典手册,数据格式与CATIAV5平台兼容,满足了虚拟样机的快速设计需要。

参考文献

[1]DASSAULT SYSTEMS.CATIA V5R16Documentation[Z].2006.

[2]马光浩,廖文和,李迎光.飞机型架设计中流程导航技术的研究与应用[J].中国制造业信息化,2009(5):15-18.

用3D打印技术建造房屋 篇9

现在，3D打印技术甚至可以用于建造房屋。美国南加利福尼亚大学的工业与系统工程教授贝洛克·霍什内维斯，一直在研究快速成型工艺在建筑上的应用，也就是，如何像造模型那样建造房屋。英国拉夫堡大学的索尔教授也在进行类似的研究。而意大利米兰设计周的Hacked lab实验室，则展示了一幢打印组装的房屋。

“打印”房屋

从原理上来看，“打印”房屋和打印其他的东西并无二致，只不过材料不同，尺度变大了。按照贝洛克·霍什内维斯的说法：现在衣服、鞋子和汽车都已经可以自动生产了，房屋如果仍旧需要人们按照之前的方法去建造，未免太落后了。

用传统的方法完整地建造一栋房屋，需要众多步骤，而使用 3D 打印技术就容易得多。

霍什内维斯教授将他的研究项目称为“轮廓建筑工艺”。据他介绍，房屋是这样被“打印”出来的：首先在要建造房子的空地上，安装巨大的“打印”设备，而这一过程只需要两三位工人花费几个小时。这个设备的外观，有点像建筑行业中使用的两边有滑轨的巨大行车，只不过行车横梁上通常用来装吊货物的部分，装有巨大的给料器。将事先设计好的立体模型载入3D打印系统，装载在行车上的“打印”设备通过一个可移动的喷嘴喷射出特殊的水泥，在建筑场地上勾画出一个整体轮廓，接着一层一层地叠加建筑墙体，打印机会根据规划图自动留出门窗的位置。然后，盖上第一层天花板，在顶上浇灌出第二层的地面，直到完成屋顶和外部结构的细节。和传统的建造过程类似，墙体建设完成后添加电气、管道和通信等基础设施。搭建完成后，剩下的只是安装门窗和内部装修了。

不需要砖瓦、木材、脚手架和施工队，20小时内，利用 3D 打印机就能建造出几幢简单的毛坯房。据专家预测，最多需要一天时间，它就可以建成一座 185 平方米的房屋，速度是人工建房的几百倍。而且用这种方式建造房屋，不会发生任何安全事故。

霍什内维斯教授研发这项技术的最初动力，来自1994年发生的一次地震。他在修复自家受损房屋的过程中，感受到种种人力所不及：速度慢、不安全、成本高。他想，这样危险、辛苦的工作，为什么不能完全由机器来完成呢？

通过多年的潜心研究，霍什内维斯教授研发出了“轮廓建筑工艺”技术，2004年，该项技术就已经能够“打印”出5英尺（约合1.52米）长、3英尺（约合0.91米）高、6英寸（0.15米）厚的建筑部件。随着近年来的技术改进，该技术不仅能够“打印”方形、圆形、环形甚至不规则形状的房屋部件，也有能力“打印”一整栋房屋，还能够建起一整片房屋群落，而且能够使得同一个群落内的房屋呈现不同的样貌。

“轮廓建筑工艺”技术能够建造不同功能的房子

霍什内维斯教授的研究项目，大致分为以下两类：

第一类是紧急用房，即给遭受自然灾害的灾民或者被迫逃离家园的难民居住的房屋。“轮廓建筑工艺”技术建造出来的是真正的房屋，还能安装各种设施，强度和功能性都要优于现有的救灾帐篷或者活动板房，而且速度更快。

第二类是低成本住房，用于给贫困群体居住，以改善他们的居住条件。这类房屋的强度要比第一类更高，工序更多，所需要的建造时间也更长一些。

在一次演讲中，霍什内维斯教授认为，这项技术将比所有传统的建造方式都更高效、便宜而且节能。它几乎能打印出人们设计的任何方案，不论是坚硬的直角，柔软的曲线，古怪的造型，都不是施工难题。霍什内维斯称，3D打印机的可贵之处在于它可以听从电脑程序，打印完一层自动爬上另一层，非常有次序，甚至比人工的更加准确，一砖一瓦都不会遗漏，这样就保证了它的稳定性；而且会依据精确的几何计算，采用坚固的材料，来保证几年到更多的时间内，房屋不会有质量问题。

霍什内维斯教授表示，该项技术将比现在的建筑技术更加安全。在美国每年有数千名建筑工人死亡，数万名建筑工人受伤，使用3D打印机建造房屋将会终结这个历史并大幅度减少建成一栋房屋的时间。

据霍什内维斯教授介绍，除了更加安全和节约时间外，“轮廓建筑工艺”还有一个主要的优点，就是可以大幅度降低建筑成本。

霍什内维斯教授打了这样一个比方：就像用机器来制鞋和纯手工制鞋子一样，当然是机器制造的鞋子比手工制的鞋子便宜。在美国目前的建筑成本中，45%～55%是人力成本，25%～30%是材料成本，而如果使用“轮廓建筑工艺”来建造房子，那么人力成本几乎为零。成本的降低并不等于质量的下降，根据测算，“轮廓建筑工艺”建造出来的建筑的最高强度能达到10000PSI（约合69.0MPa），而人工建成的建筑强度一般只有3000PSI（约合20.7MPa）。

霍什内维斯教授说，这种技术十分适合于灾后应急建筑和临时性住房，也很有希望走向太空，它能建造安全、可靠、成本低廉的月亮和火星建筑，为人类移民太空铺平道路。

霍什内维斯教授领导的“轮廓建筑工艺”项目组一位成员表示：据先前一项估算，如果该项技术能够普及，机器的造价大约在10万到15万美元左右，一般的小型建筑公司完全能够负担得起。

英国拉夫堡大学的索尔教授也在进行类似的研究，不过他的打印机器更加细致，除了能够打印出毛坯房的基本结构，还能打印出整体浴室的结构、壁炉和简单的装潢设施，甚至能直接绘制出精美的壁画。他的灵感来源于撒哈拉南部地区的一种白蚁，它们能将巢穴筑成2至3米高的“大型建筑”，在建造巢穴时，用自己的排泄物和唾液构建框架，并填充进去。

下载房屋

和3D打印技术连接在一起的是社会化生产模式。原先，制造业在大工厂里进行，需要将大量人力、资金、设备集中到一起，通过物流和分销，辗转到达消费者手中。现在，随着3D打印技术的不断普及，制造业转变为更加灵活、投入更少的生产方式，甚至变得有条件按需生产。一切都可以用数据传输，虚拟的数字传送和实体经济结合在一起。

意大利米兰设计周的Hacked lab 实验室里，展示了一幢可以下载的房屋。这是一个名为 wikihouse 项目的产品。这座房屋采用 3D 技术打印，不需要正规的建筑技能，只需要经过简单的培训，就可以组装构件。

Wikihouse项目是由英国建筑师阿拉斯泰尔·帕尔文设计的。电脑系统里面有多种固定结构和尺寸的房屋构件，设计师可以利用这些构件进行设计。如果想建造一幢房屋，可以从电脑里下载需要的构件，打印出来组装就行了。帕尔文希望能在灾后重建领域推广这样的建筑理念，以便快速、高效、低成本地建造房屋。

需要指出的是，到目前为止，所有和建造房屋相关的3D打印技术，都处于试验阶段。不过可以肯定的是，随着科学技术的快速发展，人们不久就可以住上采用3D打印技术建造的房屋了。

3D构建技术 篇10

传统的3D Web GIS的客户端实现技术主要有Flash、Silverlight、Java Applet、VRML、X3D等。Flash和Silverlight技术具有结构良好, 交互性强等优点, 得到了行业的广泛关注, 但是二者都属于相对封闭的私有技术, 与其它开放的标准之间缺乏有效的融合。Java Applet三维动画渲染性能较差, 未能得到广泛使用。早期基于VRML建立的3D Web GIS, 需要在客户端浏览器安装额外的插件, 而且VRML可移植性差, 很难与其他系统进行整合。X3D是VRML标准的最新升级版, 但是由于制作工具与开发环境相对落后, X3D未能发展壮大[1]。如何构建一种开放的、跨平台的、免插件的3D Web GIS一直未得到较好的解决。

HTML5与Web GL的出现为3D Web GIS创造了新的发展机遇。HTML5是由W3C和WHATWG合作创建的下一代HTML的主要版本, 旨在取代十几年前发布的HTML4.01和XHTML1.0[2]。HTML5的canvas元素为网页中二维和三维图形绘制环境提供支持。Web GL是由Khronos发布的, 基于Open GL ES2.0的一个开放免费、跨平台的三维图形API[3]。通过Web GL可以完美的解决三维动画对插件的依赖以及利用底层图形硬件加速的问题[4]。Web GL已得到了Google Chrome、Safari、Firefox、Opera等浏览器的支持。

为有效的克服传统3D Web GIS存在的不足, 满足开放性、跨平台性、无插件等需求, 本文基于Web GL和HTML5技术设计了3D Web GIS的构建方案, 并对其进行了实现, 该方案相对传统的解决方案更具开放性、通用性和高效性。

二、基于HTML5和Web GL技术的系统结构设计

系统采用BS结构, 其体系结构如图1所示, 空间数据库端负责空间数据的存储;GIS服务器负责从空间数据库中提取相关的空间数据, 并将所提取的数据输出成JSON格式的文件, 存储在Web服务器的工作目录中以备客户端访问;Web服务器主要负责接收与响应客户端浏览器所发出的Ajax请求, 将客户请求的数据文件发送到客户端;客户端由HTML和Java Script建立, 负责解析服务器端发送的JSON文件并将其绘制到网页上, 通过调用Web GL API实现图形硬件加速。

三、系统实现

3.1数据组织与传输

本系统主要采用JSON对数据进行组织。JSON是一种基于文本的、公开的、易扩展的数据交换格式, 可以用来取代XML格式以减少数据冗余, 增加网络传输效率。作为Java Script对象字面量的一个子集, JSON可以用来表达Java Script对象, JSON对象可以被不同语言编写的多种解析器读取与解析。

系统利用AJAX技术进行数据的传输。AJAX即异步Java Script和XML, 它可以实现web客户端与服务器端的异步数据传输, 避免整个页面的刷新, 减少了从服务器端请求的数据量。对于一些简单的几何对象可以直接声明成Java Script对象, 但对于一些复杂的对象, 通常需将对象保存成JSON格式的文件以保证程序本身的通用性。web客户端向服务器端发送数据请求, web服务器接收到请求后进行文件检索, 并做出响应。采用Ajax机制进行文件请求代码如下:

3.2 Web GL渲染

在网页中使用Web GL渲染首先需要创建canvas元素并获取webgl上下文, 然后创建着色器, 初始化视口、缓冲区以及纹理等, 最后执行绘制。Web客户端首先通过Ajax机制获取存储在服务器端工作目录下的JSON文件, 然后对这些文件进行解析, 解析后的属性值将以属性变量的形式传入到顶点着色器中, 最后通过渲染管线将数据送给GPU处理并将处理结果绘制在canvas元素上。渲染流程部分代码如下:

3.3交互设计

交互式漫游是一种重要的观测手段, 它可以使人们从不同角度和详细程度观察场景中的可视化对象[5]。根据系统的需求, 利用Java Script为键盘与鼠标的操作设置多种响应函数, 当用户在场景中进行鼠标拖动、敲击键盘等操作时, 会触发相关的事件响应函数对用户的操作做出反馈, 实现用户与场景之间的交互。事件处理部分代码如下:

3.4系统演示

在火狐浏览器中进行系统演示, 效果如图2所示。在浏览器中用户可以通过拖动鼠标实现场景的平移, 滚动鼠标滚轮或者单击页面的放大与缩小图标实现场景的放大缩小, 也可以通过键盘控制移动的方向与场景旋转的角度, 体验在场景中漫游的效果。

四、总结

本文介绍了一种基于HTML5和Web GL的3D Web GIS构建方案, 并构建了试验系统进行实现。在实验系统中仅通过Web浏览器无需安装插件即可流畅的浏览三维景观, 并且能够进行交互操作, 具有良好的用户体验。实验表明该方案有效的克服了传统3D Web GIS存在的插件支持、私有性等问题, 是一种新型有效的3D Web GIS实现方案。

摘要：提出了一套基于HTML5与网络图形库WebGL的三维WebGIS构建方案, 该方案采用JSON格式对数据进行组织, 通过AJAX技术进行数据传输, 利用HTML5、WebGL技术进行三维数据展现, 并构建了演示系统进行实现。结果表明:该方案具有免插件、跨平台、开放性、基于硬件加速等优点, 能够在Web页面中提供良好的可交互的三维体验。

关键词：HTML5,WebGL,3D WebGIS,交互设计

参考文献

[1]Ming W.A 3D WebGIS system based on VRML andX3D[C]//Genetic and Evolutionary Computing, 2008.WGEC'08.Second International Conference on.IEEE, 2008:197-200.

[2]Lubbers P, Salim F, Albers B.Pro HTML5 programming[M].Apress, 2011.

[3]Khronos Group.WebGL Specification[EB/OL].https://www.khronos.org/registry/webgl/specs/latest.2013-7.

[4]曾珣.基于WebGL的机载激光雷达点云数据可视化[J].湖南科技大学学报:自然科学版, 2012, 27 (4) :60-64.