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3d投影研究论文

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3d投影研究论文

智能投影行业主要相关上市公司:极米科技(688696)、兆驰股份(002429)等。

本文核心数据:智能投影销量、市场规模、竞争格局

中国智能投影销量增长

随着消费者对于观影体验的要求越来越高,智能投影等产品逐渐进入大众视野。2020年中国智能投影销量超过370万台,较2019年增长约14.66%。根据洛图科技预测,2021年智能投影的销量将持续增长,达到479万台,较2020年增长29%。

智能投影行业规模随销量增长而增长

2020年中国智能投影市场规模达到87.8亿元,较2019年增长12.42%。2021年预期市场规模将进一步扩大,达到110.2亿元。

极米位居行业第一

2020年中国智能投影仪市场中,极米以67.6万台的出货量位居行业第一,其次是爱普生和坚果,出货量分别为51.1万台和37.3万台。

3000元以下档位产品关注度最高

智能投影拥有更高的清晰度、更好的互动体验,价格比普通投影高出不少。从消费者价格偏好看,2021年消费者对于3000元以下的产品关注度最高,其次是3000-4000元价位的产品。

DLP为主流技术

目前,DLP(数码光处理)技术依然是智能投影的主流显示方式,在2020年智能投影市场中占比超过65%。但是由于芯片短缺,DLP技术产品面临市场份额下降的风险。智能投影的另一类关键技术是LCD(液晶显示)技术,2020年占比约为34%。LCOS(硅基液晶显示)技术刚刚进入市场,目前应用率较低,根据洛图科技预测其市场占有率仅为0.1%左右。

综上所述,中国智能投影行业不断发展,智能投影产品销量增长,市场规模扩大。从品牌竞争看,极米位居行业第一。从价格看,3000元以下档位产品关注度最高。从技术看,DLP依然是主流技术。

以上数据参考前瞻产业研究院《中国投影机行业市场研究及投资预测分析报告》。

《2021-2027中国3D投影仪市场现状及未来发展趋势》分析全球3D投影仪主要厂商有Sony、Optoma、Epson和NEC等。目前美国是全球最大的3D投影仪市场,占有大约30%的市场份额,之后是中国和欧洲市场,二者共占有接近40%的份额。报告研究中国市场3D投影仪的生产、消费及进出口情况,重点关注在中国市场扮演重要角色的全球及本土3D投影仪生产商,呈现这些厂商在中国市场的3D投影仪销量、收入、价格、毛利率、市场份额等关键指标。本文也同时研究中国本土生产企业的3D投影仪产能、销量、收入及市场份额。此外,针对3D投影仪产品本身的细分增长情况,如不同3D投影仪产品类型、价格、销量、收入,不同应用3D投影仪的市场销量等,本文也做了深入分析。历史数据为2016至2021年,预测数据为2021至2027年。

投影技术的发展,全息投影技术也在不断的发展,它是真正呈现立体的影像。下面是我为大家整理的全息投影技术论文,欢迎大家阅读。全息投影技术论文篇一:《试谈全息投影技术应用研究》 【摘 要】目前,全息成像工艺复杂,制作成本高,暂不能普遍应用到生活娱乐中,而消费者对新的视觉体验形式的需求越来越急迫,因此我们以一种可以方便实现,视觉效果与全息成像相近的的技术来满足消费者的需求,这就是全息投影技术。本文从全息投影技术构成、视觉效果、应用例举等方面论述了全息投影技术应用的可行性。 【关键词】全息投影;展示;应用;全息投影照片 科幻影片中常常出现全息技术,人或物体以及图形文字以三维的形式在空气中显示,就像电影《星球大战》中的全息通讯、《钢铁侠》中的全息电脑、《普罗米修斯》中全息沙盘等等。科幻电影中的技术多数是虚构的,而往往这些虚构的、幻想的技术却表达社会的需求,指引着科研的方向,全息也是一样。 目前,全息成像工艺相当复杂,制作成本高,还不能普遍地应用到在社会生活和娱乐中,因此全息投影有了其生长和发展的空间。全息投影技术不同于平面银幕投影仅仅在二维表面通过透视、阴影等效果实现立体感,它是真正呈现立体的影像,理论上可以360°观看影像。[1]这种全息投影技术可以呈现出图像浮现在空中的效果,但是所投射出的影像需要依靠透明的介质作为载体,并且对空间的光环境要求相对较高。虽然这样,但这种全息投影技术的优点在于实现成本底、制作方便、趣味性高、视觉效果逼近全息等等,在无介质全息技术应用到我们的生活中之前,全息投影技术有较高的应用空间。看似简单的产品只要能够满足人们的需求,那就会有较高的应用价值。 一、全息投影主要构成 全息投影显示设备是多块透明的 显示器 ,通过多块透明显示器的围合,形成的一个锥体,椎体的每一面对应显示影像内容的每一个面,形成了全息投影的两个视觉特点,一是可以全方位的显示立体影像,二是可以使虚拟影像与周围的现实环境融合到一起,形成虚拟与现实的互动。形成“全息”的视觉效果。 全息投影其简单的构成和实现方式是其能够普及应用的优势之一。全息投影的技术构成分两部分,一是硬件,二是软件。硬件部分包括成像、显示、控制、电源等设备,软件部分为内置控制软件和分屏影像。成像设备、显示设备、分屏影像为其核心构成。 成像设备,即可以生成影像的设备,如显示器、显示屏、投影仪、幻灯机等等,理论上来说可以自发光显示图像的设备都可以用作全息投影,但成像设备的优劣会直接影响全息投影影像的视觉效果。成像设备起到将数字影像内容第一次成像的作用,为显示设备提供充足的光线。 显示设备,即前文中提到的“透明显示器”,这里的“透明显示器”其实是一种高反光的透明膜或者透明板,甚至是玻璃。我们不必在意它是由什么原料制成,我们只要求它具备两个特性,一是良好的通透性,二是尽量的高反光。这两点是全息投影能够实现虚拟与现实融合的核心。显示设备可以反射成像设备所投射出的画面和光线,并且由于其透明的特性,将虚拟影像与实体环境空间形成视觉上的融合,给人新的视觉感受。 分屏影像,全息投影所用的影像是在我们常见的平面影像的基础上进行了再设计,通过多个将物体的多视角画面先分别拍摄再组合拼接到一起,同时播放和控制,这样的影像配合全息投影特殊的多面锥体显示器就能呈现出一个多视角可视的影像,影像给观众一种体量感,并且能够清晰分辨其在空间中的位置。 二、全息投影应用举例 目前全息投影技术和批量生产条件相对成熟,但其应用范围还相对较窄,国内主要将全息投影技术应用到小型展柜、小型舞台中。 全息投影在展柜的商业运用中,多是用于展示企业标识、小型电子产品、珠宝首饰的360°展台和270°展台,内容多数是比较简单的旋转动画,当然也有用于展示游戏角色的,角色有比较简单的动作。在舞台的商业运用中,为满足舞台的观赏角度,以180°的单片全息幕居多。应用方式有虚拟表演、虚拟与真人互动、真人表演全息特效等。2011年3月,日本世嘉公司举办了一场名为“初音未来日感谢祭(Miku's Day)”的全息投影演唱会引起了社会的强烈反响和热烈追捧。 经过对全息投影的研究、试验以及调查,本人认为全息投影在如今这个社会经济条件下可以得到更大的应用空间,甚至达到普及的程度,下面笔者试举出一些领域和行业,探讨如果将全息投影应用到这些行业中去,全息投影所带来的作用及其意义。 1.房地产展示 房地产行业可以涉及到的有全息沙盘、全息样板间、三维全息平面图、三维全息结构图等。 目前我国房地产行业所使用的沙盘主要为电子沙盘,对于样板房,房地产行业的普遍是以三维效果图、样板间模型和实地参观考察来向客户展示样板房。而几乎所有的楼盘宣传资料上都配有房屋平面图以及一些效果图。综合来看,房地产行业高速发展,但其展示手段相对传统,将全息投影应用到其中将极大提升展示效果。 如沙盘,传统沙盘和电子沙盘都是以实体模型为主要展示方式,模型固定不可变,不能向客户展示细节。从环保和节能方面看,沙盘模型都是根据每个楼盘订制的,不可重复利用,一旦楼盘售馨就沦为废品,这是对资源的浪费和对环境的污染。再如样板间,有的开发商基于实际情况的考虑,将样板间直接建设在建筑工地中,客户需要看样板间就需要进入建筑工地,而普通客户对于建筑工地的安全常识和意识并不专业,相对增加了危险度。而样板间模型则和沙盘有同样的问题。 全息投影沙盘的模块化硬件可以实现重复使用,而且展示内容以数字影像方式存在,展示内容灵活可变,展示内容量巨大,还可以很好的完成客户与楼盘间的互动。全息投影沙盘可将传统的沙盘展示、建筑动画、样板间展示、房屋结构展示等融合到一起,只用一套全息投影沙盘即可满足整个楼盘的从外至内、从大环境到局部细节的展示。全息投影沙盘唯一的消耗就是电能,不但起到了很好的展示效果,也顺应环保节能的时代趋势。 2.全息投影照片 社会经济高速发展的今天,摄影摄像技术的简化和人们日益增长的审美需求加快了摄影摄像的普及,我们可以轻易的在身边找到摄影摄像设备,我们的生活被无数的影像所包围,有趣的是我们对于胶卷相机和纸制照片的需求越来越少,我们将数字形式的照片放在电脑、电子相框、手机等设备上来欣赏,这可以看出消费者对于新技术的认可和追捧。 在电子相框、MP4等设备的基础上,全息投影照片将传统的二维平面图像转变为动态的、有体感的、可全方位视角观看的图像,消费者可将自己、亲友甚至偶像的全息投影照片放置在全息投影相框中,操作方式同将电子照片放电子相框一样方便简单,但相对于电子照片,全息投影照片的视觉效果和感官体验是全新的、震撼的。 将全息投影应用到摄影中让消费者得到一种全新的视觉体验,给予消费者更高一级的美的享受。全息投影照片可以像站在巨人的肩膀上一样,在高度普及的平面摄影的基础上向社会进行推广,让更多的人得到全息投影带来的视觉享受与体验乐趣。 其实,全息投影的应用还有很多方式,如全息投影博物馆、全息投影伴舞、全息投影视频电话、全息投影智能引导员等,全息投影不光可以单独使用,也可以同 其它 多媒体设备一同配合使用,其应用的目的在于在真正的全息影像技术普及之前以一种方便的、低廉的、新颖的技术,使人们体验到一种有别于平面媒体的视觉享受。 【参考文献】 [1]许秀文,薄建业,杨铭,等.浅析3D、全息、虚拟现实技术[J].中国 教育 信息化高教职教,2011(7). 全息投影技术论文篇二:《试谈分析全息投影技术在演艺活动中的应用》 摘 要:科技的发展推动影视媒体、新媒体的产生和发展,虚拟艺术体验也应运而生。技术的进步,媒体艺术中的虚拟体验也呈现出多元化趋势,人们可以体验到身临其境的真实感。尤其是在演艺活动中开始逐渐应用全息投影技术,制造逼真立体的艺术情境,使观看者的视觉、听觉产生震撼感受。该文针对全息投影技术进行分析, 总结 出全息投影技术在演艺活动中的优势和发展前景。 关键词:虚拟世界;艺术体验;全息投影;三维立体;演艺活动 虚拟艺术体验广泛应用于影视艺术和多媒体艺术中,人们通过沉浸感和存在感强化了体验的真实感。科技的发展推动影视媒体、新媒体的产生和发展,虚拟艺术体验也应运而生。技术的进步,媒体艺术中的虚拟体验也呈现出多元化趋势,演艺活动中开始逐渐应用全息投影技术,许多演唱会晚会等大型演艺活动都运用了全息投影技术,营造虚拟幻象与表演者之间互动的效果,亦真亦假,惟妙惟肖,使表演产生震撼的效果。 1 全息投影技术的应用 全息投影技术创造的是一种以艺术美学标准营造虚拟世界的 方法 。全息投影技术实质是一种虚拟成像技术,主要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。目前一般通过两种方式实现虚拟成像,一种方式是直接用投影机背投在全息投影膜上,产生虚拟场景或者虚拟影像;另一种方式通过投影机、LED 屏折射光源至45度成像在幻影成像膜,产生全息投影,全息投影技术不仅可以产生立体的空中幻象,还可以营造连续动态的影像。全息投影构建的虚拟世界可以是基于现实的艺术场景,也可以是超现实的、任凭想象的场景,这种营造过程就是艺术场景实现的过程,技术人员通过计算机图形技术和动作捕捉和表情捕捉系统,最终展现出一个或逼真或梦幻或新奇的艺术世界,这种虚拟艺术体验给人们带来新奇有趣,逼真震撼的视听感受。 在媒体艺术中,全息投影产生的虚拟影像给观众带来的感官刺激最直接,这种艺术感官体验可以源自对现实世界的模拟再现,也可以是超现实的,艺术创造者想象中的各种新奇场景的创造,要实现这些场景或者影像的艺术体验是离不开技术支持的。艺术家可以通过全息投影技术构建或者营造各类艺术情境和场景,引导观众进入虚拟情境中,使人产生身临其境的逼真感觉,仿佛真的置身于营造的虚拟世界中。尤其是在演艺活动中,艺术家或者设计者,通过全息投影技术的营造,引导观众进入虚拟情境中,体验前所未有的虚拟艺术体验和感官刺激。 2 影像互动式虚拟体验在演艺活动中的运用 20世纪中期,互动式虚拟体验最早运用于美国军事模拟训练,尤其是空军飞行训练。美国军方为了降低飞行训练中的损失以及人员伤亡,发明了虚拟飞行驾驶系统。模拟出真实的飞行训练过程,进行飞行员训练。随着技术的发展,模拟训练已经延伸到了其他军事训练领域中,可以模拟出复杂的战斗情境,提高实战水平,同时也减少真实训练或者演习中的损失和伤亡。这种互动式虚拟技术的真实体验使得现实世界和虚拟世界之间的建立起了一座互相作用的桥梁。 随着技术的发展以及媒体艺术的发展,虚拟体验与媒体艺术擦出了绚丽的火花。虚拟感官体验创造的虚拟世界非常接近人类观察体验,在技术的推动下衍生出全新的媒体表现形式和艺术情境,这些新奇的艺术创作方式和艺术表达方式为观众营造了更加丰富多彩的实体体验和感受。虚拟艺术体验作为一种传播方式和手段,彻底颠覆了传统形式的影像体验,擦出了新的传播艺术的火花。 例如,2011年在某国际知名服装品牌的新品发布会上,设计者就把全息投影技术搬上了T台秀,模特表演秀中通过全息投影营造出虚拟模特和真人模特交替出现的场景,在灯光和特效技术的配合下,一场惟妙惟肖、亦真亦假的服装表演完美演绎。在T台上人物和艺术场景忽而产生、忽而消失,模特在虚拟和真实交替中完成瞬间换装的效果,给观看者的视觉和听觉产生了意想不到的震撼效果,观看者完全沉浸于这种逼真立体的影像和真人秀中,这场秀给观者带来了前所未有的魔幻效果,在整个艺术传播领域开创了一个全新的场景。 在我国国内演艺活动中,全息投影营造的互动式虚拟情境的舞台也给观众留下深刻印象。湖南卫视2011跨年演唱会中,有一首歌曲表演中就很成功地运用了全息投影技术,《再见我的爱人》这首歌是邓丽君早起经典作品之一,被观众熟知,许多观众都十分怀念邓丽君深情的演绎,湖南卫视的技术人员就通过全息投影技术把立体逼真的邓丽君演唱的场景搬上舞台,场景中看起来如同邓丽君与歌手的同台对唱,并且两人之间还有恰当的动作眼神交流。在舞台上实现了歌手与影像的完美互动,呈现在观众面前的就是真实的表演场景,给观看者的视觉、听觉带来极大的满足。同样,我们记忆深刻的还有2012龙年春晚就在LED的基础上加入全息投影的电视美术布景,晚会的多数歌舞都动用了全息技术。例如,萨顶顶在演唱《万物生》时,营造立体花朵飘落的艺术情境,演唱者和现场观看者就仿佛是置身花的世界一样,设计者将艺术情境完美结合歌曲的意境,完美演绎了万物生的艺术情境。但是,在演艺活动中全息投影技术只是作为亮点出现在演出的某个环节,并没有被用于制作整场演出的舞美效果,全息投影技术的使用是希望引起观众高潮达到最佳的表演效果。 3 全息投影虚拟互动体验的发展趋势 (1)渲染偶像,美化表演意境。虚拟体验从纯粹的感官体验到交互体验再延伸到情感体验,逐渐呈现出体验融合的趋势,虚拟艺术体验的逼真度和沉浸感也进一步提高和加强。艺术工作者可以在演唱会场景设计上营造多个偶像同时演绎的各种酷炫效果,对观看者的视觉、听觉造成震撼冲击,同时也满足观看者对自己偶像的崇拜心理。 (2)重塑经典,赋予艺术强大生命力。虚拟技术为艺术体验提供了新的机遇。在当下强大的科技条件支持下,可以为观众再现那些怀念的经典,虚拟世界的感官真实性,互动性,情感化,特性的逐渐体现。例如,“复活”历史上的巨星,令其完成与当代明星同台对唱等的现场表演,或是弥补某位不能到场的巨星给观众造成的遗憾,还可以把某个不可能再现的经典为观众重现,对其造成极大的视觉与心理震撼。 (3)打造虚拟偶像,衍生虚拟情感。虚拟艺术体验是调动了视觉、听觉、触觉、嗅觉及肢体行为互动等多种感知体验,也可以是意识心理的思维沉浸,意识和思维沉浸在虚拟世界之中,身体却处于现实之中,身体被虚拟世界中的意识驱动,虚拟和现实之间的界限模糊化,全身心投入到虚拟世界中并享受心醉神迷的沉浸体验,这便是虚拟偶像。越来越多的虚拟偶像会随着人们的不同需求而产生,并且延伸到情感体验的高度。 从感官虚拟体验、互动虚拟体验到情感虚拟体验,这些艺术体验和互动都是基于人们对虚拟世界的幻想和憧憬,引发人们感官和情感的存在感和代入感。从唯物的角度来说,虚拟体验和虚拟互动都是基于人们对真实世界中各种客观事物的反映,并且在人们丰富的想象中得到进一步的艺术升华,在演艺活动或者新媒体艺术中完美地展现出来,迸发出无比绚烂的艺术火花,给观看者带来前所未有的美妙体验和感官享受。因此,虚拟艺术体验是一种很好地表达艺术情感的手段。 参考文献: [1] 王燕鸣.论新媒体艺术在虚拟世界中的互动体验[J].大众文艺,2010(2). [2] 肖永生,赵明镜.飞行模拟器视景显示系统的研究与设计[J].科技广场,2009. 全息投影技术论文篇三:《全息投影的简易制作及探究》 摘 要 全息投影是近年来流行的高新技术,能够展示神奇的立体全息影像,给参观者全新的互动感受。全息投影设备价格较高,应用生活中常见的器材,制作一款具有全息效果的实验演示装备,揭示其中的科学原理。 关键词 全息投影;实验器材;虚拟成像 1 前言 2013年9月13日,去世18年的歌手邓丽君“穿越时空210秒”,与男歌手周杰伦同台对唱,别具一格的全息投影技术很快成为新闻媒体报道的 热点 ,引起人们极大的兴趣和关注。全息投影设备价格较高,一般应用于商业展览或影视特效中。对于广大中小学科学教师来说,只要应用生活中常见的实验器材,花费很低的经济成本,同样可以制作简易的全息投影演示实验,带给学生新奇的科学体验与乐趣。 2 全息投影原理 全息投影技术也称虚拟成像技术,利用光的干涉和衍射原理,记录并再现物体真实的三维图像。 第一步是利用干涉原理记录物体光波信息,被摄物体在激光辐照下形成漫射式的物光束;另一部分激光作为参考光束射到全息底片上,和物光束叠加产生干涉,把物体光波上各点的位相和振幅转换成在空间上变化的强度,利用干涉条纹间的反差和间隔,将物体光波的全部信息记录下来。记录干涉条纹的底片经过显影、定影等处理程序后,便成为一张全息图,或称全息照片。 第二步是利用衍射原理再现物体光波信息,这是成像过程。全息图的每一部分都记录物体各点的光信息,能够再现原物的整个图像,通过多次曝光可以在同一张底片上记录多个不同的图像,互不干扰地分别显示出来。 全息投影系统将三维立体画面悬浮在实景半空中,画面的对比度和清晰度高,有空间感和透视感,营造了亦幻亦真的神奇氛围。 依据实现技术手段与途径的不同,全息投影分为两类。 1)透射全息投影:通过向全息投影胶片照射激光,从另一个方向来观察重建的图像。透射全息投影可以使用白色光来照明,广泛应用于信用卡防伪和产品包装等领域,通常在一个塑料胶片形成表面 浮雕 图案,通过背面镀上铝膜,光线透过胶片得以重建图像。 2)反射全息投影。使用白色光源,从和观察者相同的方向照射胶片,通过反射重建彩色图像。镜面全息投影利用控制镜面在二维表面上的运动,制造三维图像。 3 简易全息投影设备制作 应用于商业展览或影视特技的全息投影需要复杂的制作技术与专业设备[1]。为了向青少年普及科学知识,介绍前沿科技新成就,教师利用身边的简易器材,同样可以制作出具有立体效果的全息图像。 实验原理 利用4个半透面对光线的折射和全反射,把屏幕上的视频源文件反射。由于视频源文件同时有图像的前、后、左、右4个面,4个面同时投影形成全息效果。原理图如图1所示。 制作材料与过程 能够形成单屏投影的设备(包括手机、平板电脑)、各种透明薄板(如亚克力板、塑料板、PVC板、手机贴膜等)。由于四棱椎体是最简单的制作,以下详细介绍全息投影制作过程以及注意事项。 1)确定四棱椎体的几何形状与大小。本实验制作的投影设备由透明塑料等材质构成棱锥、覆盖在上方的单屏投影源构成(图2)。光线由投影源发出,在棱锥侧面产生全反射,进入观察者眼睛。如果能够使每个侧面反射的光线恰好构成三维物体的不同侧面,观察者从不同方向观看,就可以看到三维物体的不同侧面[2]。为了保证反射光水平射入眼睛,需要使棱锥的侧面和底面所成的二面角为45°。 由于大家使用的各种手机或平板电脑的尺寸差异较大,给出的参考建议是:构成四棱椎体的等腰三角形底边约等于屏幕的宽度。如测量所用的iPad屏幕宽度为12 cm,则等腰三角形的底边就是12 cm,顶角固定为70.5°,腰长为10.4 cm,腰长=底边×0.865。如果要制作六棱锥投影,则等腰三角形各边的几何关系为腰长=底边×1.32。六棱锥的播放效果更佳,环六棱锥360°无死角观察到清晰逼真的投影图像;四棱锥在投影面交接角度处观察到轻微变形。 2)剪裁和粘贴投影用金字塔。把透明薄板依据上面的规格裁剪出4个等腰三角形,用透明胶条或不干胶依次粘好各三角形的边,做成一个投影金字塔。因为平板电脑的屏幕要放到金字塔的顶尖,设计一个支架把平板电脑架起来,不能挡住金字塔的四面。也可以用黑色纸盒做成暗箱型的支架,周围背景越黑,立体投影的显示效果越好。将平板电脑或手机屏幕朝下,倒扣在金字塔的塔尖上,确保金字塔尖正对视频4个切分画面的中心。 3)播放全息投影视频。利用MikuMikuDance(简称MMD)、会声会影X5与格式转换软件,先用MMD制作出所需图像的正面、背面、左右侧面,再将格式转换成为会声会影视频,便可做出全息视频源。专业高手也可以利用动画制作软件MAYA,设计出人物模型、动作,分出前、后、左、右4个视图,导出播放视频即可。现在网络上有不少3D全息影像素材,使用者可以根据需要下载和播放。 4 结语 由于器材简陋,该实验显示的并不是真正意义上的全息图像,可以看作“伪全息”,虽然视觉上看起来有全息的效果,但其本质还是2D成像。以图3所示美少女为例,视频中的四分屏分别是少女的正面、背面以及左右侧面,这四面分别对应金字塔形投影仪四面的塑料片。四个画面分别映射在4个塑料片上,从塑料片的4个角度来看,会产生“图像就在投影仪中央,能够360°无死角观看”的错觉。因此,制作全息投影时必须选择表面光滑、没有太多划痕的透明薄片,才能有更好一些的视觉效果。播放视频的清晰度也很重要,最好采用清晰度为720P及以上的视频图像。 参考文献 [1]于丽,杨宇.一种三维全息投影屏的制作方法[J].激光与光电子学进展,2013(2):115-118. [2]房若宇.多棱锥三维立体投影装置的制作[J].物理实验,2015(6):23-25. [3]杨毅.论全息投影技术中虚拟角色制作设计[J].科教文汇,2013(10):94. 猜你喜欢: 1. 计算机图像处理在全息学中的应用论文 2. vr技术论文2000字 3. 人工智能综述论文 4. 关于计算机多媒体技术研究专业毕业论文 5. 全息投影技术论文 6. vi设计毕业论文范文 7. texlive如何写论文

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3d网络电影毕业论文

这是我们的第一篇教学,好菜慢慢来,一切都从零开始,心急吃不了豆腐,我们先了解下3DS STUDIO MAX这个可爱又可恨的软件。另外,我们学习时可用东方快车来翻译这个软件。网上教学的中文翻译也是用东方快车。中英文对照,全面顾着你的感受。随着三维动画和视频特技在影视制作中的应用日益广泛,学习三维动画制作是2000年的热门行业,现在市面上流行的一大堆三维制作软作让人不知用何处学起,比喻Maya,Softimage 3D ,Alias,Houdini,Truespace.Poser.From Z 等等。不学又怕自已技术落后,学又不知从何学起,三维就是太难学了。哎!各位观众,看清楚了,留心点,出场了,明星来了,现在我强烈推荐一个强劲的三维软件给你们,学会它不会让你感到后悔。因为我就是学它使自已的工资狂涨,这就是著名的三维软件,由Autodesk公司出品的3DS STUDIO MAX 了。它广泛应用于广告、影视、工业设计、建筑设计、多媒体制作、游戏、辅助教学以及工程可视化等领域,可以说3DMAX是当今最流行的三维动画软件,相信在末来二三年,它将是国内动画制作的主流。3DS MAX运行于WINDOWS98,WINDOWS NT WINDOWS 2000平台。一个完全,多线程,可充分发挥对称多处理器和任意网络渲染能力的一个强大软件。目前在中国市场上有四个版本,分别是2.0版、2.5版、3.0版、3.1版。我们的教学就是教3.1版本的。这个软件自诞生以来,就以一体化、智能化界面著称。一体化是指所有工作,如:三维造型、二维放样、帧编辑、材质编辑、动画设置等都在统一的界面中完成,这样就避免了屏幕切换带来的麻烦。所谓的智能化是指那些条件具备,当前能够起作用的工具图标才能被激活,这有点难理解,通俗点说,就是能在当前符合你制作某动画时能被用上的命令它才被你所用,反之,某些命令就不能被你所用。3DMAX的NURBS 模块,可使动画,渲染,和造型更逼真,更准确,完美的渲染分辨率可达到电影胶片的质量。在3D的世界里,只要你想得到,3D高手就能帮你实现你的梦想,我就是一个梦想狂,我想着我的小车,我的恐龙,我的飞船,我的房间等等,它都可以帮我在电脑上画出来,还是会动的。可不是死物一个,哈哈。最最要紧的是它能帮我们创造财富(这就叫做现实)。我只接一个工程就有了一辆250CC的日本仔赛车。你们是否有点心动了,快快学习这个软件吧,包你不会后悔。刚才说了,这个软件是运行于WINDOWS的软件,但我觉得,它运行在WINDOWS 2000系统上是最好的。因为在别的系统上后期渲染的时候会因内存太少而减慢速度。我试过同一个动画在WINDOWS98上渲染要用240MB内存,而在WINDOWS2000上只用了145MB内存。硬件系统的配置和比较:我们不说名贵的图形工作站。这里只是说一般个人配置。中央处理器:有Intel公司的Pentium系列,和AMD的K7系列,这二种我选用AMD公司出的K7 600CPU,为此我用二台机进行了渲染比较,用奔腾600和K7 600同时泻渲染一个动画,K7 600比它快了2个小时,哈,爽。因为AMD的K7浮点快,缓存也比奔腾的大。这只是我个人感觉,纯属个人意见。显示卡:我用的是华硕V6800,不过,G400也不错,不是很多钱的朋友可以买一些玩游戏的卡来做三维动画,显存要在16MB以上。记得了,8MB显存是不行的了,快换了吧。 内存:能够有256MB内存最好,不要太多,因为我从来没有试过在WINDOWS2000上超过256MB内存的事发生。 显示器:一定要17寸以上。分辨率最好是1280 X 1024,这样才能全部显示出来。 硬盘:10G以上 主板:要支持4GP的显卡运送。我的电脑配置以下,可以给你们一个参考,记住,没达到这个配置也可以把三维软件学好的,不要因为机器问题而给自已借口,想当初我还是用K6 300来学习这个软件的。主板:硕泰克77KV。CPU :AMD K7 600 。显示卡:华硕V6800 。内存:256MB现代PC100。硬盘:IBM20G,7200转速 。 声卡:SBLIVE黄金版。显示器:KFC17寸,光驱:三星40X。总价是一万二千多元。不过,现在五千多元的电脑也可以做出很好的动画了。有个很生动的例子:有二个人,一个是电脑专家,一个是艺术专家,他们同时学三维软件,一个月后,电脑专家学会了很多三维命令,而艺术专家只学了简单的东西,但是,艺术家设计出来的作品比电脑专家设计出的作品不知好多少倍,这就说明,学三维软件,首先要学会画画,不用多,但不能不学,如果不是,永远也达不到大师级的水平,我就只能是小小师的水平了,因为我的艺术太差了,哈哈。一切从现在开始,钱途在前面,我们冲啊。以下是3DS STUDIO MAX总界面,下一篇将会简说下它的界面区域,以有有心者,请听下会分解。

基于3D MAX的建模方法〔 作者:Admin 来源:博景源 点击数:1 更新时间:2007-3-17 〕摘 要计算机动画在教学领域的应用是这几年开始的,主要用于辅助教学和辅助训练,可提高学生的感性认识,使枯燥乏味的教学寓于生动、有趣的动画之中。尤其在自学与教学领域的应用,由于现在的一些课程太复杂,抽象,无法向同学演示,这对于学习者还是教育者都是个问题,网络教学,计算机动画用于辅助教学和辅助训练适时解决了这个问题,应用三维建模,将无法带到课堂的训练,演示用计算机实现。在课上老师可以形象教学,将难以理解的课程变的简单,课下同学可以将自己理解不好的地方反复听,反复理解便于复习,牢固掌握,提高学习效率。本文详细的阐述三维在现在生活中的应用状况,发展前景和主要的实现手段。作者最终选择3D MAX作为实现方式,着重的讲述了3D MAX的优缺点和如何运用3D MAX制作自控元件的三维模型。关键词:3D MAX;建模;自控元件ABSTRACTThe application of computer moving pictures in education field has begun from recent years. The main use is to assistant teaching and training which can improve the students’ perceptual knowledge, making tedious teaching imply in the vivid and amusing moving pictures. The application in self-education and teaching is particularly important, for some current course are too intricate and abstract ,and can’t demonstrate to students, all that is a problem to either students or educators. The network-teaching ,computer moving pictures used for assistant teaching and training resolve this problem just in time. It uses three demons to set up the models, brings the training and demonstration which can’t be taken to the class, and makes it realize through the computer. In class, teachers can teach lively, making the puzzle course become simple. After class students can listen to where he hasn’t comprehended very well again and again, and doing that is good for revision, firm master, and can improve learning efficiency.This paper has elaborated in detail the application of the three demons in modern life , the development prosper and main means to carry out. The author eventually choose 3D max as the carrying out means, emphasized the advantages and disadvantages of 3D max, and how to use 3D max to make three demon models of automatic component.Key words: 3D max; model ; automatic component目 录第1章 绪论 1第2章 三维动画的应用 42.1 方案论证 42.2 3D MAX软件介绍 62.3 小结 9第3章 元件建模 103.1. 制作直流伺服电机的模型 103.1.1 支流力矩电动机 113.2. 制作交流伺服电动机的模型 223.3. 三相步进电动机模型的制作 293.4. 制作力矩式自整角机的模型 353.5. 制作旋转变压器的模型 363.6 小结 37第4章 模型的后期处理 384.1 标准渲染 384.2 灯光 424.3 摄影机 444.4 小结 44结论 45参考文献 46致谢 47第一章 绪论计算机在教学领域的应用是这几年开始的,计算机动画用于辅助教学和辅助训练,可提高学生的感性认识,使枯燥乏味的教学寓于生动、有趣的动画之中。三维计算机软件的制造的模型的表现能力越来越好,他可以帮助将复杂的课程,难以理解的问题变得简单,形象,易于理解,消化。尤其是在自学与教学领域的应用,由于现在的一些课程,如自动元件,电机拖动原理,自动控制原理等课程十分的难懂抽象,无法向同学演示,这对于无论是学习者还是教育者都是个问题。网络教学,计算机动画用于辅助教学和辅助训练适时解决了这个问题,应用三维建模,将无法带到课堂的训练,演示用计算机实现。在课上老师可以形象教学,将难以理解的课程变的简单,课下同学可以将自己理解不好的地方反复听,反复理解便于复习,牢固掌握,提高学习效率。计算机动画用于辅助教学真正的适合了课程发展改革的要求,让教的行为与学的行为可以发生在不同的空间,时间。为学生与老师都提供了便利。学校的实践层面引入网络,真正的多媒体制作涉及教学方案设计,文学脚本撰写,平面设计(美工)创意,2D 、3D的动画制作,视盲频素材采集和编辑编程方面等等,对人力资源的技术文化水平很高要求,对制作平台要求硬件很高。我们可以充分利用已有的公网资源,充分运用已有的权威机构专业网方面、个人特色网络、老师的饿精力更多地集中在探究学习活动方案的设计上,更多地集中在学习者学习活动的辅导上。本次毕业设计主要完成的是自动元件的网络教学系统,它包括教学部分,练习部分,考试部分,问答部分,留言部分等。为了更为形象的再现自动元器件的结构,工作情况,采用了三维软件建模。三维计算机动画是采用计算机模拟现实中的三维空间物体。在计算机中构造三维的几何造型,并赋予表面材料、颜色、纹理等特性,然后,设计造型的运动、变形,灯光的种类、位置、强度及摄像机的位置,焦距,移动路径等,最终生成一系列可动态播放的运动图象,并可以将制作的动画输出到其他硬件录制设备,三维计算机动画不仅可以模拟真实的三维空间,而且还可以产生现实世界不存在的特殊效果。市面在流行的三维设计软件很多,但是Autodesk公司的3D Studio 是继3D Studio 4.0之后的又一个可在微机上应用的具有突破性的造型、渲染和动画的套装软件,简称为MAX。它综合了低价格,易使用,功能更强大的特点,并带来了全新水平的生产率,工作能力和可配置性,因而倍受世界各地动画师的和艺术家的青睐,得到了迅速的推广和普及。我国很多字幕、动画机等公司推出的动画制作一统均为3D Studio MAX系统。3D Studio MAX 提供的造型工具包括基本造型工具和高级造型工具。基本造型工具提供立方体,球体,半球体,圆柱体、圆管、圆环,椎体和多边形。高级造型工具可制作出山、水、波纹、波浪、颗粒及非规则形体,如:人体、植物等。三维形体可进行扭曲,弯曲,缩放,摇摆,角度变形,雕刻和锥孔等,3D Studio MAX提供丰富的材质和质感,并可对整个实体或部分实体进行颜色、明暗、色裹、反射,凹凸和透明度等进行编辑,可通过设定物体、相机、光源和路径来制作动画。物体可进行变位、旋转、缩放、伸压等变形,光源可为环境光、泛光灯、聚光灯,并可设置任意多个相机的位置,方向和角度,也可进行灵活调整,具有动画实时预演功能,以便及时观察物体效果。此外,3D Studio MAX还支持很多特殊效果,如:淡入淡出,模糊,光晕,星光闪烁,雾雨,声等,利用这些特技处理,可产生超乎现实生产的变幻莫测的神奇效果。可以说3DS MAX是这次毕业设计中最理想的建模软件,它方便易学,建模效果优良,能够满足设计需要。所以本人将采用3D MAX软件制做自动元件的各种元件的模型。本文主要介绍自动元件的建模部分。他不同于传统的建模方法,它首先在3D MAX 制图软件中绘制自动元件的模型,这样做既易于建模,而且模型生动,逼真。更为重要的是在虚拟现实中导人,操作方便。要想将整个设计过程说得清楚,有条理,就必须知道设计的目的,内容,实现手段。本次设计的目的是为了响应国家教育系统改革的号召,建设网络教学系统,完善教学形式。开发自动元件远程教学系统,为了配合系统研制,更形象的再现自动控制元件结构,工作原理和工作状况。运用三维软件建模,制作动画场景演示。本文主要分为四部分:第一章,绪论。简单的称述毕业设计的目的,内容,要求,方法。通过设计的过程对大学四年所学的专业知识有一个整体的把握,更为深入理解所学的内容。与此同时掌握一种时下流行的技术,软件。作到学以至用,与时代同步。第二章,要介绍3D在现实生活中的应用,发展状况,作为建模实现手段3D MAX 当然有着与众不同的优点,功能和操作手段。要想熟练的使用3D MAX就必须了解它的特点,独到之处。所以在本章详尽的讲述了三维的发展应用,以及3D MAX的功能,优缺点。第三章,详细的介绍三维图形的建立,以实例来说明自动元件是如何建立模型的,并且配有图形以及操作时的技巧,注意事项。第四章,应用3D MAX建完模型后,要有一些后期处理才能得到理想的模型,所以在这章陈述了3D MAX的后期制作。至此本次设计完成。

3d打印研究现状分析论文

3D打印又称为增材制造,近年来得到了快速发展,应用领域不断增加。我整理了浅谈3d打印技术论文,欢迎阅读!

3D打印技术

摘 要:3D打印又称为增材制造,近年来得到了快速发展,应用领域不断增加。本文对3D打印的原理及应用现状进行了分析,对3D打印在教学领域的应用模式进行了探讨。

关键词:3D打印;应用现状;教学领域

1 引言

3D打印,又称为增材制造,是快速成型技术的一种,被誉为 “第三次工业革命的重要标志”,以其 “制造灵活”和“节约原材料”的特点在制造业掀起了一股浪潮。近年来,随着3D打印技术的逐步成熟、精确,打印材料种类的增加,打印价格的降低,3D打印得到了快速发展,应用领域不断增加,不仅在机械制造、国防军工、建筑等领域得到广泛应用,也逐渐进入了公众视野,走进学校、家庭、医院等大众熟悉的场所,在教育、生物医疗、玩具等行业也得到了广泛关注及应用,作为教育工作者,本文将在介绍3D打印的原理、优势、应用现状的基础上,重点探讨3D打印在教育领域的角色及应用模式。

2 3D打印概述

2.1 3D打印原理

3D打印(3D printing,又称三维打印),是利用设计好的3D模型,通过3D打印机逐层增加塑料、粉末状金属等材料来制造三维产品的技术[1]。一般来说,通过3D打印获得物品需要经历建模、分割、打印、后期处理等四个环节[2],其中3D虚拟模型,可以是利用扫描设备获取物品的三维数据,并以数字化方式生成三维模型,或者是利用AutoCAD等工程或设计软件创建的3D模型,有些应用程序甚至可以使用普通的数码照片来制作3D模型,比如123D Catch[3]。

2.2 3D打印的优势

与传统制造技术相比,3D打印不需事先制模,也不必铸造原型,大大缩短了产品的设计周期,减少了产品从研发到应用的时间,降低了企业因开模不当可能导致的高成本风险,使得特殊和复杂结构的模型的制作也变得相对简单,产品也更能凸显个性化。另外,3D打印是增材制造,使用金属粉或其他材料,使部件从无到有制造出来,大大减少了原材料和能源的消耗,生产上实行了结构优化。

2.3 3D打印的应用现状

近年来,3D打印得到了快速发展,几乎应用于各个领域。在模具加工和机械制造领域,使用3D打印相对快速地进行模具的设计与定制,打印复杂形状的各种零件,打印具有足够强度的个性化几何造型的物件。在航空航天、国防军工领域,3D打印应用于外形验证、关键零部件的原型制造、直接产品制造等方面。如空客公司从打印飞机小部件开始,逐步发展,计划在2050年左右打印出整架飞机。生物医疗领域,医学工作者利用3D打印技术打印出患者的心脏模型,缺损下颌骨模型,患者外伤性脑内血肿颅脑模型等,用于辅助诊断并制定术前手术方案,降低了手术难度,减少了手术时间,为患者带来了精准化的治疗。人工椎体和人体气管软骨的打印让人体器官的3D打印成为可能。3D打印的处方药产品SPRITAM(左乙拉西坦)片剂可用于各种癫痫疾病的治疗。建筑工程领域,3D打印建筑不需使用模板,打印的建筑物重量轻,强度大,时间短,产生的建筑垃圾及建筑粉尘少,且可以循环使用,绿色环保。3D打印在首饰、食品、玩具和日常用品的设计和生产中也有广泛应用,可以很好地彰显用户的个性化特点和需求。3D打印在太阳能电池板和特殊材料的制造方面的应用也有突破。

3 3D打印在教学领域的应用

3D打印在教学方面的探索性活动也已经展开,并应用在数学、航空、电子、设计、机电工程、生物医学、天文等大部分学科中,取得了良好的教学效果。基于3D打印的快速生成能力,使得数字化模型能快速转化为立体实物,借助立体实物的生成过程及使用可以提高教学效果,增强学生合作、设计、创新等能力。

3.1打印三维教具学具辅助教学

在课程教学中,借助于多媒体教学手段,一些抽象的图像可以相对直观的显示出来,但针对的是群体,形成的是暂时的视觉感受,印象并不是很深刻,也不易理解。借助3D打印,可以把数字化的图像转化成实物的教具和学具,每个同学都有机会亲手感受,而且还可以亲自设计、策划,无疑对知识点的理解,知识的掌握及应用有很大的促进作用。比如:数学课可以打印出几何曲面、剖面立体实物;动画设计可以打印出3D人物,动物角色模型,且可以根据实效及时修改;语文课可以把要讲解的地域打印出来,如北京的胡同,同学们可以拿着模型理解胡同的特点,体验胡同文化,讲述胡同的来龙去脉;机械制造课可以根据课程内容打印相关的零件、齿轮、连杆等。

3.2 实习实践过程中辅助创新设计

职业学校实习实践教学活动较多,钳工实习、数控机床实习、电子电工实习、动画设计、物联网设计等,都需要借助相应的模型,并设计出一定的模型。借助于3D打印,同学们对需要设计的模型有一个大体的认识,然后经过集体分组的讨论、设计、修改等过程,不仅能增加学生的学习兴趣,促进学生交互学习,协作学习,且能提高学生的设计水平、思维能力和实践能力。比如在模具设计实习中,采用项目式教学法,应用3D打印,学生分组设计、分组打印,学生在亲眼目睹自己的设计零件打印成型的过程及成品后,学习兴趣大增,多次讨论修改的过程也大大提升学生的设计水平。在CAD课程实践环节中,使用3D打印机,可以根据教学需要来设计教学内容,对学生的设计作品3D打印出来进行评比并组装,不仅使学生熟练掌握设计软件建模的基本思路和流程,而且对如何从设计作品到具体的实物的生成有一个明确的认识,有利于日后学生进一步的学习和发展。

3.3 就业创业指导

近年来,大学毕业生人数急剧增加,就业压力增大,国家大力提倡大学生创业,整个社会也兴起了一股自主创业的热潮。对于职业学校的学生来说,有一定的专业知识,有较强的动手操作能力,有创业的热情与激情。借助于3D打印设备,创业指导老师可以指导学生创办创意设计3D打印工作室,利用所学的专业知识,设计出相关产品并打印出来进行销售,同时也可为社会客户提供DIY服务,收取一定的培训费和制作费,也可以在校企合作的基础上为合作企业提供设计和3D打印服务。通过3D打印的上述创业实践活动,加深学生对专业知识的巩固、对设计过程的了解,并培养创新创业意识和能力。

3.4 图书馆应用

图书馆引入3D打印服务是图书馆从文献服务走向创新服务的途径。国外很多图书馆都开展3D打印服务,国内的综合图书馆,如上海图书馆、苏州图书馆也开展3D打印服务,高校中的上海交通大学图书馆也开展3D打印服务,并且通过举办3D打印设计大赛积极推广此项服务,通过比赛普及3D打印知识,让同学们了解3D打印前沿科技,启发学生们用创新思维发现问题、智慧解决问题。学校图书馆可以配备一两台3D打印机,并在保证健康和安全的基础上,充分考虑费用、提交步骤、等待和筛选时间等、制定详细的3D打印制度或政策,并鼓励学生打印原创作品,以发挥学生的专业特长,激发学生的创造力和想象力。

4 结束语

3D打印正从工业领域,走向各个应用领域。不久的将来,也会像电脑、手机、互联网一样进入我们的社会和每个家庭。教育工作者应积极利用这项新技术,促进教学模式和教学活动的创新,更好地提高教学质量和教学效果,提高学生的实践能力和创新水平。

参考文献

[1] 张飞相. 3D打印技术的发展现状及其商业模式研究[J]. 新闻传播, 2016(2): 51-53.

[2] 李青,王青. 3D打印―一种新兴的学习技术[J]. 远程教育杂志2013(4):29-35.

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3D打印技术在工业设计的应用论文

摘要 :3D打印技术是一项具有工业革命意义的先进制造技术,可推动工业设计模式发生变革,拓展工业设计的内涵,促使工业设计思维的解放,缩短设计周期,节省研发成本,降低企业风险。本文阐述了3D打印的技术体系,探讨了3D打印技术在工业设计上的应用,分析了3D打印技术对工业设计的影响。

关键词 :3D打印;工业设计;应用;影响

一、3D打印技术

(一)3D打印技术原理。3D打印技术最早称为快速成形技术或快速原型制造技术,是在当代CAD/CAM技术、机械工程、分层制造技术、激光技术、计算机数控技术、精密伺服驱动技术以及新材料技术的基础上集成发展起来的一种先进制造技术。它是以计算机三维数字模型为蓝本,用软件将其分解成若干层平面切片,然后由数控成型系统利用激光束、热熔喷嘴等方式将可粘合材料进行逐层堆积黏结,最终叠加成型,制造出产品。

(二)3D打印技术的常见细分类别及可使用材料。常见的3D打印技术根据成型技术的不同可以分为下表几个类别:

(三)3D打印的优势。3D打印技术是大批量生产形式向小批量、个性化生产形式发展的引领技术,其突出优势在于生产结构、外观复杂的物品而不增加成本、多样化不增加成本,在于无须组装、零时间交付、设计空间无限、零技能制造、不占空间、便携制、减少废弃副产品、材料无限组合及精确的实体复制。

二、3D打印在工业设计中的应用

(一)概念模型、功能原型的制作。在工业设计的流程中,需要反复制作不同作用和类型的零件、模型,传统的方法有着制作周期长、劳动强度高、精度差、成本高等诸多缺点,而使用3D打印技术可以快速、轻松、精准的得到所需的零件、模型。

(二)工业设计过程中所需工具的制作。工业设计是一个充满创造力活动,不同的产品、不同的设计师在设计过程中需要用到各种各样的器材和工具来辅助,这些工具大多数都是设计师根据需要自行制作。这时,可以通过3D打印机完成,而不是耗费大量的时间、精力通过各种加工方式去制作。3D打印设备在工具制作上不仅可以缩短时间,降低成本,还可以构造出结构更加精密、质量更加轻盈、更加符合人体工程学的产品,大幅度提高设计的效率。

(三)小批量产品生产。随着3D打印技术的发展,其打印成本和打印时间进一步下降,可以打印的材料、方式不断丰富,使其在小批量产品生产上与传统加工制造工艺相比,有着生产流程短、时间少、成本低等巨大优势,而且不受时间、空间、机床、模具的限制,只要有需要便可以随时暂停生产,对设计进行修改,解除了传统制造业的技术、成本、工期等限制,这样,设计的产品不但快速而且灵活的得以生产。

三、3D打印对工业设计的.影响

(一)解放束缚,改变设计理念。传统的设计造型受产品的生产、组装等工艺制约,使得设计师的创造力、想象力受到束缚。而随着3D打印技术的发展和成熟,结构、外观再复杂的产品都能通过3D打印机打印出来,且浑然一体。如此,设计师可以将精力集中在产品形态、外观创意和功能创新、改进上,使产品的造型设计多元化、结构设计一体化、使用人性化趋势逐渐显现,在其技术、经济、美学、环境、人机等属性因素中,人机属性和美学属性因素所占的比例得到提高。传统的工业设计是建立在传统的大批量生产方式之上的,这就要求设计是根据一个模型来进行的,即使是所谓的个性化设计也只是将模型的生成范围缩小了。这意味着使用者的心理、生理及使用时间、环境等差异性在设计过程中难以体现。如鼠标设计就是这种典型的设计方式:传统设计模式是让使用者手掌的大小、使用的习惯、个性需求等去适应有限的规格、型号,而3D打印技术则可根据使用者的手形、习惯、个性需求等设计、生产出与其完全匹配的产品。3D打印技术使产品的个性化设计与生产成为可能,利用3D打印技术可以实现产品的量身定做,真正实现以人为本。

(二)3D打印技术对工业设计流程及成本的影响。在设计过程中,顺畅而高效的设计交流是工业设计开发取得成功的重要保证。其中各种类型的模型是交流的重要手段之一,手工制作的模型在精度、质感、触感等方面与概念的设计预期都存在较大偏差,而3D打印能克服这些缺点,使设计团队中的每个成员及用户都能够直观地看到和触摸这些概念模型,比较它们之间的结构、外形和功能的差别与优劣。另外,工业设计过程中的模型如果用手工制作的话将耗费相当长的时间,是缩短产品上市时间的最大障碍,采用3D打印可大大缩短概念模型和产品原型的制作时间,从以往的几天乃至几个星期缩短到几小时。近年来,随着产品复杂化和个性化的发展趋势,设计过程中模型加工和制造的成本非常高,复杂模型甚至要求制作专用模具和加工工艺以保证模型的精度和真实效果,而3D打印技术可实现模型随时、随地制作,大幅度降低设计成本。

(三)3D打印技术对设计产业的影响。传统的工业设计模式受到固有减式生产方式所制约,由专业设计师主导。但随着3D打印技术的日趋成熟,独立设计师对于传统加工业的依赖性将越来越小。对于那些具有较强的创新意识,具备一定的设计、研发能力的消费者很可能变成设计师和生产商。随着3D打印技术所带来的社会化制造,独立设计师和品牌也将崛起。

四、3D打印在工业设计中所面临的问题

3D打印由设计师、设计软件、设备、材料等共同作用,相互影响。在工业设计领域,3D打印技术解放了设计束缚,激发了设计师的创作灵感,但用于3D打印技术的设计软件、模型输出格式等方面依然需要进一步发展与完善。目前,3D打印技术可以与设计完美地结合在一起已经在诸多产品上得以证实,并获得了广泛的认可,但是如何让其在更多的产品生产中发挥应有的作用,仍是一个需要不断探讨的问题。同时,3D打印技术其本身又存在先天性不足,例如:打印尺寸受技术和打印机的限制、产品打印时间过长及大批量生产时无成本优势等,这些原因使3D打印仍不能代替传统制造工艺。结论:3D打印技术在工业设计领域已经获得了重大的发展和应用。在工业设计领域,3D打印技术不仅可以满足当下人们对个性化、订制化产品的要求,还可以实现结构、外观复杂产品的制造,提高设计制造精度,大大缩短设计周期,降低设计成本,激发了设计师的创作灵感,为产品设计带来新的生命力,同时催生了大量独立设计师及设计品牌,有良好的发展前景。同时,3D打印技术也存在一些技术和推广上的缺点与不足,但随着3D打印技术的发展、成熟及设计人员的不懈努力,一定会在工业设计领域得到越发广泛的应用。

参考文献:

[1]蔺薛菲.3D打印技术对制造业产品设计的影响研究[J].艺术与设计(理论),2015,08:103-105.

[2]付航,李鹏.3D打印技术在产品设计中的应用概况[J].美与时代(城市版),2015,10:85-87.

现如今,3D打印机是民用市场出现的一个新词,在专业领域有另一个名称叫“快速成形技术”。我整理了3d打印技术2500字论文,希望能对大家有所帮助! 3d打印技术2500字论文篇一:《试谈3D打印技术及其应用发展》 【摘要】本文通过分析3D打印机的原理, 总结 了几种典型的3D打印技术,分析其市场应用和发展方向,得出3D打印技术的发展会引领第三次工业革命的发展。 【关键词】3D;打印机;3D打印技术 1.前言 近来,三维(3D)打印技术[1]在发达国家兴起,前不久在网上流传的3D打印手枪,引来许多网友围观。3D打印现在已不再只是概念产物,全球已有不少公司推出了个人3D打印机,它已在平常生活中开始普及。2012年4月,英国《经济学人》刊文认为,3D打印技术将与其他数字化生产模式一起,推动第三次工业革命的实现。传统制造技术是“减材制造技术”,3D打印则是“增材制造技术”,它具有制造成本低、生产周期短等明显优势。 2.3D打印机的原理及技术 2.1 3D打印机 3D打印机是近年来在民用市场出现的一个新词。在专业领域有另一个名称叫“快速成形技术”[2]。快速成形技术诞生于20世纪80年代后期,是基于材料堆积法的一种全新制造技术。它集分层制造技术、机械工程、数控技术、CAD、激光技术、逆向工程技术、材料科学于一体,可以直接、快速、自动、精确地将设计电子模型转变为具有一定功能的原型或直接制造零件,从而为零件原型制作、新设计思想的校验等方面提供了一种低成本而高效的实现手段。快速成形技术就是利用三维CAD的数据,通过快速成型机,将一层层的材料堆积成实体原型。 不同种类的快速成型系统因所用成形材料不同,成形原理和系统特点也各有不同。但是基本原理一样,那就是“分层制造,逐层叠加”[3],类似于数学上的积分过程。形象地讲,快速成形系统就像是一台“立体打印机”,因此得名。 2.2 3D打印机的原理 3D打印机根据零件的形状,每次制做一个具有一定微小厚度和特定形状的截面,然后再把它们逐层粘结起来,就得到了所需制造的立体的零件。 每个截面数据相当于医学上的一张CT像片;整个制造过程就像一个“积分”的过程。 整个过程是在电脑的控制下,由3D打印系统自动完成的。不同公司3D打印使用的成形材料不同,系统的工作原理也有所区别,但其基本原理都是一样的,那就是“分层制造、逐层叠加”。这种工艺可以形象地叫做“增长法”。 2.3 3D打印技术 2.3.1 SLA技术 光固化成型法(SLA)是用特定波长与强度的激光聚焦到光固化材料表面,使之由点到线,由线到面顺序凝固,完成一个层面的绘图作业,然后升降台在垂直方向移动一个层片的高度,再固化另一个层面。这样层层叠加构成一个三维实体。SLA是最早实用化的快速成形技术,采用液态光敏树脂原料。其工艺过程是,首先通过CAD设计出三维实体模型,利用离散程序将模型进行切片处理,设计扫描路径,产生的数据将精确控制激光扫描器和升降台的运动;激光光束通过数控装置控制的扫描器,按设计的扫描路径照射到液态光敏树脂表面,使表面特定区域内的一层树脂固化后,当一层加工完毕后,就生成零件的一个截面;然后升降台下降一定距离,固化层上覆盖另一层液态树脂,再进行第二层扫描,第二固化层牢固地粘结在前一固化层上,这样一层层叠加而成三维工件原型。将原型从树脂中取出后,进行最终固化,再经打光、电镀、喷漆或着色处理即得到要求的产品。 SLA技术主要用于制造多种模具、模型等;还可以在原料中通过加入 其它 成分,用SLA原型模代替熔模精密铸造中的蜡模。SLA技术成形速度较快,精度较高,但由于树脂固化过程中产生收缩,不可避免地会产生应力或引起形变。因此开发收缩小、固化快、强度高的光敏材料是其发展趋势。 2.3.2 SLS技术 选择性激光烧结技术(SLS)是采用激光有选择地分层烧结固体粉末,并使烧结成型的固化层,层层叠加生成所需形状的零件。其整个工艺过程包括CAD模型的建立及数据处理、铺粉、烧结以及后处理等。 整个工艺装置由粉末缸和成型缸组成,工作时粉末缸活塞(送粉活塞)上升,由铺粉辊将粉末在成型缸活塞(工作活塞)上均匀铺上一层,计算机根据原型的切片模型控制激光束的二维扫描轨迹,有选择地烧结固体粉末材料以形成零件的一个层面。粉末完成一层后,工作活塞下降一个层厚,铺粉系统铺上新粉。控制激光束再扫描烧结新层。如此循环往复,层层叠加,直到三维零件成型。最后,将未烧结的粉末回收到粉末缸中,并取出成型件。对于金属粉末激光烧结,在烧结之前,整个工作台被加热至一定温度,可减少成型中的热变形,并利于层与层之间的结合。 与其它3D打印机技术相比,SLS最突出的优点在于它所使用的成型材料十分广泛。从理论上说,任何加热后能够形成原子间粘结的粉末材料都可以作为SLS的成型材料。目前,可成功进行SLS成型加工的材料有石蜡、高分子、金属、陶瓷粉末和它们的复合粉末材料。由于SLS成型材料品种多、用料节省、成型件性能分布广泛、适合多种用途以及SLS无需设计和制造复杂的支撑系统,所以SLS的应用广泛。 2.3.3 PDM技术 熔积成型(FDM)法,该 方法 使用丝状材料(石蜡、金属、塑料、低熔点合金丝)为原料,利用电加热方式将丝材加热至略高于熔化温度(约比熔点高1℃),在计算机的控制下,喷头作x-y平面运动,将熔融的材料涂覆在工作台上,冷却后形成工件的一层截面,一层成形后,喷头上移一层高度,进行下一层涂覆,这样逐层堆积形成三维工件。 该技术污染小,材料可以回收,用于中、小型工件的成形。成形材料:固体丝状工程塑料;制件性能相当于工程塑料或蜡模;主要用于塑料件、铸造用蜡模、样件或模型。 2.3.4 LOM技术 分层实体制造法(LOM),又称层叠法成形,它以片材(如纸片、塑料薄膜或复合材料)为原材料,其成形原理如图所示,激光切割系统按照计算机提取的横截面轮廓线数据,将背面涂有热熔胶的纸用激光切割出工件的内外轮廓。切割完一层后,送料机构将新的一层纸叠加上去,利用热粘压装置将已切割层粘合在一起,然后再进行切割,这样一层层地切割、粘合,最终成为三维工件。LOM常用材料是纸、金属箔、塑料膜、陶瓷膜等,此方法除了可以制造模具、模型外,还可以直接制造结构件或功能件。 LOM技术的优点是工作可靠,模型支撑性好,成本低,效率高。缺点是前、后处理费时费力,且不能制造中空结构件。成形材料主要是涂敷有热敏胶的纤维纸;制件性能相当于高级木材;主要用途是快速制造新产品样件、模型或铸造用木模。 3.3D打印技术的市场应用及发展方向 3.1 建筑设计领域 建筑模型的传统制作方式,渐渐无法满足高端设计项目的要求。全数字还原不失真的立体展示和风洞及相关测试的标准,现如今众多设计机构的大型设施或场馆都利用3D打印技术先期构建精确建筑模型来进行效果展示与相关测试[4],3D打印技术所发挥的优势和无可比拟的逼真效果为设计师所认同。 3.2 磨具制造领域 玩具制作等传统的模具制造领域[5],往往模具生产时间长,成本高。将3D打印技术与传统的模具制造技术相结合,可以大大缩短模具的开发周期,提高生产率,是解决模具设计与制造薄弱环节的有效途径。3D打印技术在模具制造方面的应用可分为直接制模和间接制模两种,直接制模是指采用3D打印技术直接堆积制造出模具,间接制模是先制出快速成型零件,再由零件复制得到所需要的模具。 3.3 医学领域 在医学领域的应用近几年来,人们对3D打印技术在医学领域的应用研究较多。以医学影像数据为基础,利用3D打印技术制作人体器官模型,对外科手术有极大的应用价值,近年来许多医院推出3D打印胎儿服务。 3.4 航空航天领域 在航空航天领域中,空气动力学地面模拟实验(即风洞实验)是设计性能先进的天地往返系统(即航天飞机)所必不可少的重要环节。该实验中所用的模型形状复杂、精度要求高、又具有流线型特性,采用3D打印技术,根据CAD模型,由3D打印设备自动完成实体模型,能够很好的保证模型质量。 3.5 家电和食品领域 3D打印技术在国内的家电行业上得到了很大程度的普及与应用,使许多家电企业走在了国内前列。美的、华宝、小天鹅、海尔等都先后采用3D打印技术来开发新产品,收到了很好的效果。 3D打印在食品领域也有成功的应用。做成的鲜肉特别有弹性,而且烹饪后肉质松散有嚼头,丝毫不逊于真正的肉,就连肉里的微细血管都能打印出来。人们吃到“3D肉”的日子不会太远,因为美国泰尔基金会近日已投资成立了“鲜肉3D打印技术公司”,希望能够为大众提供安全放心的猪肉产品。这种利用糖、蛋白质、脂肪、肌肉细胞等原材料打印出的肉具有和真正的肉类相似的口感和纹理,就连肉里的微细血管都能打印出来。 4.总结 3D打印是产业界自主创新的过程,政府主要负责引导方向,要让民营企业有充分的自主发展空间,同时对一些敏感行业或者产品要加强监管。3D打印技术市场潜力巨大,势必成为引领未来制造业趋势的众多突破之一。这些突破将使工厂彻底告别车床、钻头、冲压机、制模机等传统工具,改由更加灵巧的电脑软件主宰,这便是第三次工业革命的到来的标志[6]。在这种势头下,传统的制造业将逐渐失去竞争力。 参考文献 [1]古丽萍.蓄势待发的3D打印机及其发展[J].北京:数码印刷,2011(10):64-67. [2]丁军涛.快速成形技术在企业实际生产中的应用[J].陕西:科技探索,2012(8). [3]郑利文.Objet Geometries公司推出多种复合材料3D打印机[J].北京:模具工业,2008(2):73. [4]梁晨光.3D打印技术纵览“印”出来的真实世界[J].北京:微型计算机,2008(6):106-109. [5]乔益民,王家民.3D打印技术在包装容器成型中的应用[J].重庆:包装工程,2012(11):68-72. [6]丁博强.3D打印推动第三次工业革命[J].上海:创意产业,2013(2). 3d打印技术2500字论文篇二:《浅谈3D打印的误差分析》 【摘 要】本文从理论上介绍3D打印的基本原理,并系统的分析了成型的前期数据处理、成型加工过程和后处理三个阶段各因素对成型精度的影响。同时,提出了改进成型制件精度的 措施 和方法,对快速成型技术的发展有一定的指导意义。 【关键词】快速成型;成型精度;工艺参数 0.引言 3D打印与传统的制造业去除材料加工技术不同,其遵循的是加法原则。首先设计出所需零件的三维模型,然后根据工艺要求,按照一定的规律将该模型离散为一系列有序的单元,通常在Z向将其按一定厚度进行离散(习惯称为分层),把原来的三维CAD模型变成一系列的层片;再根据每个层片的轮廓信息,输入加工参数,自动生成数控代码;最后由成形系统成形一系列层片并自动将它们联接起来,得到一个三维物理实体。 目前基于分层制造原理,将三维造型转化为二维轮廓信息叠加造型的快速加工方法,其成型制件的精度与很多因素有关。 1.前期数据处理误差 在成型制件建模完成之后,需要将其进行数据方面的转换,目前被应用最多的就是STL格式文件,主要是用小三角面片来近似的逼近任意曲面模型或实体模型,能够较好的简化CAD模型的数据格式,同时在之后的分层处理时,也能够较好的获取每层截面轮廓上的相对于模型实体上的点。 1.1 STL格式化引起的误差 STL格式文件的实质就是用许多细小的空间三角形面来逼近还原CAD实体模型,其主要的优势就在于表达清晰,文件中只包括相互衔接的小三角形面片的节点坐标和其外法向量。用来近似逼近的三角形数量将直接影响着实体的表面精度,数量越多,则精度越高,但是三角形数量太多即过高的精度要求,会造成文件内存过大,增加数据处理时间。所以应在精度范围内选择合理的离散三角形数量。当用建模软件输出STL格式文件时都需要确定精度,也就是模拟原模型的最大允许误差。当表面为平面时将不会产生误差,如果表面为曲面时,误差则将不可避免的存在。 目前,为了得到准确的实体截面轮廓线,应用较多的就是采用CAD直接切片法,该方法可以从根本上消除由STL格式而造成的截面轮廓误差,同时也能够有效的消除格式转换造成的精度误差。 1.2模型分层对成型精度的影响 对模型进行分层处理的过程中会产生一定的误差,这种误差属于原理性误差。分层处理是在STL格式转换之后,通过预先设定好成型的方向,设定好分层的厚度,就可以对模型进行分层切片处理了。分层后会得到一组垂直于成型方向的彼此平行的平面,这些平面将STL格式文件截成等层厚的截面,截面与模型表面的交线即形成了该截面的轮廓信息,此信息可作为成型扫描过程中的数据。因为每层之间有一定的距离,由于其破坏了模型表面的连续性,这样就可能丢失一部分的轮廓信息,造成模型的尺寸误差和表面精度。 2.成型加工误差 设备自身也存在着一定的误差,它造成的是成型件的原始误差。设备自身误差的改善应该从其系统的设计和制造过程中入手,提高成型设备的硬件系统,以便改进成型件精度。 2.1工作台Z方向上的运动误差 它主要在丝杠的控制下,通过上下移动完成最终的成型加工。所以工作台的运动误差将直接影响着成型件的层厚精度,从而导致成型件的Z向尺寸误差。同时,工作台的运动直线度误差也会造成成型件的位置、形状误差和较差的粗糙度。 2.2 X、Y方向同步带变形误差 X、Y扫描系统:步进电机控制并驱动同步齿形带,然后带动打印头进行每层的扫描运动,是一个二维的运动过程。在定位或者使用时间较长以后,同步齿形带可能会产生一定情况的变形,会严重影响扫描系统的定位精度,所以为了解决这个问题常采用位置补偿。 2.3 X-Y方向定位误差 成型机运动控制系统采用的是步进电机开环控制系统,电机自身和其各个结构都会对系统动态性能造成一定的影响。X、Y扫描系统在往复的扫描过程中存在着一定的惯性,使扫描镜头的扫描尺寸其实大于成型件的设计尺寸,造成尺寸误差,同时,由于扫描系统在扫描过程中是一个加减速的过程,边缘扫描速度会小于中间扫描速度,这样就会导致成型件边缘的固化程度高于中间部分,固化不均匀。 扫描机构在成型过程中,总是在进行连续的往复填充运动。驱动扫描机构的电机自身存在着一个固有频率,扫描不同线长的时候会出现各种频率,所以当整个机构发生谐振时,会给扫描机构带来很大的振动,严重影响成型的精度。 2.4挤料速度与扫描速度误差 在保证有足够加热功率和相同扫描速度的前提下,若挤料速度过高,在工件的表面及侧面就会出现材料溢出现象,导致表面粗糙,支撑结构与工件不易分离;若挤料速度过低,在扫描轨迹上就会出现材料缺失现象。因此,适当降低挤料速度,能提高工件的表面品质,轮廓线更清晰,支撑结构与工件易于分离。 综上所述,通过优化工艺参数可以有效地提高成型件的精度和质量。 3.后处理产生的误差 成型完成之后,需要将成型件取下并去除支撑,对于固化不完全的成型件,还需要进行二次固化。固化完成后还需对其进行抛光、打磨和表面处理等工序,将这些称之为后处理。后处理对成型精度的影响可分为下列三种: (1)支撑去除时,因为人为等因素有可能会刮伤成型表面或其精细的结构,严重影响成型质量。为了避免这点,在支撑设计时应该选择合理的支撑结构,既能起到支撑作用又方便去除,在允许范围内少设支撑,节省后处理时间。 (2)成型后,由于工艺和本身结构问题,零件的内部还会存在一定的残余应力,并且在外部条件如温度、湿度等环境的变化下,成型件会产生一定的翘曲变形,造成误差。应该设法减小成型过程中的残余应力,以提高零件的成型精度。 (3)成型后的零件在尺寸和粗糙度方面可能还不能完全满足用户的需求,例如表面存在阶梯纹、强度不够,尺寸不精确等,所以要对成型件进行进一步的打磨、修补、抛光和喷丸等处理。如果处理不好,可能会对成型件的尺寸和表面质量等造成破坏,产生后处理误差。 综上所述,通过减小分层厚度可以通过自适应的分层方法能很好的提高成型件的表面精度,降低因分层数量较多而引起的效率降低问题,或者通过优化成型加工方向的办法来提高成型件表面质量。其中优化成型加工方向在工艺上有一定的难度,对于成型加工方向的优化,不仅要考虑精度的因素,也要着重考虑成型效率和支撑设计等方面因素。 4.结论 自由成形件的精度是指加工后的成形件与原三维CAD模型之间的误差,主要有尺寸误差,形状误差和表面误差。因为自由成形的全过程包括前处理、自由成形和后处理三个阶段,所以每个阶段都可能存在影响成形件精度的因素。然而,成型件的精度不只与成型机本身精度有关,还与自由成形全过程中的其他因素有关,而(下转第156页)(上接第110页)且这些其他因素还更加难以控制。 [科] 【参考文献】 [1]胡庆夕,周克平,吴懋亮等.快速制造技术的发展与应用.机电一体化,2003,8(5). 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[5]勾吉华,彭颖红,阮雪榆.快速成型技术及其工艺分析.机械科学与技术,2000,2(19). 3d打印技术2500字论文篇三:《试谈中小学创新 教育 中3D打印的应用》 随着3D打印在产品设计、建筑设计、机械制造、医学领域、 文化 艺术等行业发挥越来越重要的作用,3D打印这一新兴科学技术也不断融入到人们的工作和生活中。而科技促进教育这一客观规律也决定了3D打印对教育的影响是必然的,3D打印技术与学校教育的结合必成为STEAM教育中对学生开拓创新能力培养的必要组成部分。 1 3D打印在学校教育中的应用现状 创客教育,政策先行,教育部于2015年发布《关于“十三五”期间全面深入推进教育信息化工作的指导意见(征求意见稿)》,其中提到了未来五年对教育信息化的规划,鼓励探索STEAM教育、创客教育等新教育模式,从政策层面将刺激3D打印教育市场的快速增长。国内3D打印在教育领域中的应用已然走在了前列,并逐渐步入了批量应用阶段。全国各地区都有学校加入到3D打印创客教育的潮流中来。3D打印在不少地区已经被列入普通学校教育的统筹范围内,而不仅仅是职业培训。 2 3D打印在中小学教育中的优势 传统教育特别是中小学教育是以教师为主导的填鸭式教学方式。因其理论性较强,且多数以死记硬背为主要方式,学生无法把学到的知识进行转化和应用,久而久之就会失去兴趣。而3D打印课程可以让枯燥的课程变得生动起来。在3D打印应用的教学中,学生不再是单纯地看文字或图形,而是根据相应理论知识通过电脑绘制其三维模型,并用3D打印机把模型打印出来。这是学生吸收和运用知识的过程,使学习过程变得生动有趣,同时极大地提高学生学习的主动性和分析、解决问题等方面的能力。 3 3D打印与各种学科的融合 3D打印与学科的融合既是对各传统学科教学的补充,又是开展STEAM教育的重要形式。 3.13D打印与语文课的结合 语文课中的 说明文 是难以描述和理解的,例如赵州桥课程中对桥梁结构的描述。而如果运用课文中描述的知识点用软件把模型绘制并打印出来,有了理论应用于实践的过程,学生对知识的掌握会更加深刻。 3.2与数学课的结合 通过三维模型设计软件,学生可以方便地从不同方位观察模型,任意组合、改变模型形状,学生的空间 想象力 得到很好的锻炼和培养。 3.3与美术、剪纸等艺术课的结合 通过三维设计软件很容易实现二维图形到三维模型的转化。艺术课中的剪纸或手绘图形便可以转化成三维模型,且应用于不同的作品中,并通过3D打印机打印出来,增加课程的趣味性。 3.4与历史、生物、地理、化学、物理等其它课程的结合 辅助教具直接通过3D打印制作出来,将抽象、难懂的教学变得更直观、形象化,更好地激发了学生的学习兴趣。 4 中小学3D打印课程的开展形式 目前很多学校把3DOne作为教学软件,通过软硬件结合,推出3D打印创意设计课程解决方案,以学生动手参与为主要学习方式,旨在全面提升、激发孩子们的潜能,学生在学习过程中潜移默化地提高动手能力和思考能力。3D打印创客教育通常包括如下形式: (1)兴趣班。兴趣班是3D打印在学校开展创客教育初期的主要形式。每个班级挑选数个学生组合成兴趣小团队,由学校老师或者校外的公司机构提供技术支持协助学校开展课程。 (2)校本课程。教师通过课程的开展,总结成果及 经验 完成学校的校本课程,打造校本特色的3D打印课程。 (3)教、科研项目。教、科研项目的方式使得3D打印课程的开展更有拓展性。例如学校以船作为项目题目,学生学习船的工作原理,以及如何优化船体、增加动力机构,然后自己设计船体造型、打印模型和试验航行,通过不断地试验以及改善,学生可以把课题内容掌握得非常牢固。并且学生会不断去思索、尝试各种各样的方式,极大地提高了学生的想象力和动手能力。 5 结语 以3DOne软件为教学的3D打印创客课程,给了STEAM教育一种新的方式,不管是从国家的支持,还是从提高学生的创新能力来说,3D打印都将作为一个重要的手段会得到极大的发展。通过与学科结合的方式,并借助于各地的3D打印比赛,3D打印教育将会有更好的发展。 猜你喜欢: 1. 3D打印技术学习心得体会 2. 3d打印技术论文3000字 3. 3d打印技术论文范文 4. 3d打印技术论文总结 5. 3d打印技术论文结论

研究机器人和3d打印论文

3d打印技术的发展,给我们的工作生活带来了很大的便利。下文是我整理了3d打印技术论文 总结 范文 ,欢迎大家阅读!3d打印技术论文总结范文篇一:《三维打印快速成形技术及其应用》 摘 要: 文章 对三维打印快速成形技术进行了分析,研究了三维打印快速成形技术的实现方案,并就其系统结构的运行方式做出了说明,最后对三维打印快速成形技术在多个行业领域中应用价值的实现进行了剖析,望能够引起各方人员的关注与重视,促进其进一步发展。 关键词:三维打印;快速成形技术;系统结构;应用 三维打印快速成形技术的核心是:建立在微喷射原理基础之上,通过喷射方式自喷嘴中喷出一定的液态微滴,在此基础之上根据预先设置的路径逐层打印并成形。相对于传统意义上的立体印刷技术或者是叠层实体制造技术而言,三维打印快速成形技术有着非常确切的优势,包括对激光系统要求较低,设备投入资金较少,运行性能可靠,维护工作量少,成本低廉等多个方面。同时,三维打印快速成形技术能够在常温环境下操作,运行安全可靠,可适用的成形材料类型众多,价格均衡,有实践价值。因此,三维打印快速成形技术已成为当前整个快速成形行业中最具综合发展潜力与空间的技术手段之一,有着非常广阔的应用前景。文章即围绕三维打印快速成形技术的实现及其应用要点展开分析,望引起重视。 1.三维打印快速成形技术的实现 从喷射材料上入手,可对三维打印快速成形技术的实现方案进行分类,主要有两种类型:第一是建立在粘结成形基础之上的三维打印快速成形技术,第二是建立在直接成形基础之上的三维打印快速成形技术。具体分析如下: 1.1 粘结成形下的三维打印快速成形技术 下图(如图1)为粘结成形下三维打印快速成形技术的基本工作原理。在本技术方案实施下,首先需要在工作台上均匀铺设一层粉末状材料,然后参照零件截面形态,将粘结材料有选择性的打印至粉末层上,使实体区域内的粉末材料完全粘结起来,形成截面对应的轮廓,打印完一层后将工作台向下移动,然后重复以上操作步骤,直至完成整个工件。 1.2 直接成形下的三维打印快速成形技术 下图(如图2)为直接成形下三维打印快速成形技术的基本工作原理。在本技术方案实施下,首先需要根据待打印的零件截面形状,控制打印头在截面有实体的区域内打印光固化实体材料,同时需要在可支撑区域内对固化支撑材料进行打印,然后利用紫外灯照射技术,在光固化材料的基础之上同步进行边固化打印工作。逐层进行固化处理直至完成对整个工件的打印工作,最后将支撑材料去除掉,以得到对应的成形工件。 2.三维打印快速成形系统结构 在三维打印快速成形技术实现的过程当中,主要的工作流程为:第一步,采集粉末原料;第二步,将粉末平铺至打印区域当中;第三步,在模型横截面上对打印机喷头进行定位,同时喷涂适当的黏结剂成分;第四步,送粉活塞上升同时实体模型下降,以继续打印;第五步,重复以上操作直至模型打印作业完成;第六步,将多余粉末去除掉,对模型进行固化。建立在该技术基础之上,整个三维打印快速成型系统运行需要完成的动作流程包括:打印喷头沿X轴向以及Y轴向的扫描运动,成型腔活塞沿Z轴向运动,储粉腔活塞沿Z轴向运动,铺粉辊筒转向运动以及平向运动等。其中,喷头X轴向运动采取的是传统喷墨打印机 操作系统 中的字车运动系统,引入光栅技术进行检测,X轴向打印精度可以达到5670dpi单位以上。同时,喷头Y轴向扫描运动能够带动打印机沿与X轴垂直的方向匀速动作,双侧驱动方式为步进电机驱动,光栅检测,闭环控制,三维打印成形中的定位精度可以达到10.0um级别。同时,整个三维打印快速成形系统还可以通过应用步进电机的方式为涡轮减速器提供驱动作用力,以驱动丝杆螺母运动,在半闭环条件下实现对铺粉厚度的合理控制(注:铺粉电机运动仅需要控制电机的启停状态,同时配合合理设置转动速度的方式完成工作任务,即应用常规直流电机就能够满足相应的工作要求)。 3.三维打印快速成形技术的实际应用 3.1 三维打印快速成形技术在生物工程领域中的应用 生物工程领域研究中对无生物活性支架以及假体的制作一直都是备受关注的工作内容之一,传统技术手段需要对生物活性材料进行激光加热或烧结,对材料的生物活性有不良影响。而通过对三维打印快速成形技术的应用,能够将参与生命体代谢行为且可降解的组织工程材料制成内部结构具有多孔疏松特性的人工骨材料,将活性因子填充于疏松孔内,起到代替人工骨骼的目的。 3.2 三维打印快速成形技术在制药工程领域中的应用 当前口服药物制剂的制造 方法 主要有粉末压片以及湿法颗粒这两种类型,无论是哪种制药方法,都存在分解速度过快,难以到达血液,或短时间内血液中药物浓度过高的问题,对人体有非常不良的影响。而通过对三维打印快速成形技术的应用,则能够为药物释放可控性功能的实现提供有力的技术性支持,相信随着单药、多药复合释药性口服可控释放药片以及药物梯度控释给药系统等技术的成功研制与应用,三维打印快速成形技术的应用潜力将得到更进一步的扩大与提升。 3.3 三维打印快速成形技术在元件制造领域中的应用 通过对三维打印快速成形技术的应用,能够为产品结构设计检查工作的开展提供非常好的支持,同时,依托该技术能够快速制造产品所对应的功能原型件,从而尽早的展开对产品设计性能的检测工作,缩短设计反馈周期,提高开发有效性,降低开发成本。 4.结束语 结合本文以上分析认为:三维打印快速成形技术作为当前快速成形领域中最具发展潜力的技术手段之一,对比其他快速成形技术而言,有着众多的应用优势,其应用空间也是非常广阔的。特别是在当前快速成形领域学科不断发展与优化的背景之下,三维打印快速成形技术也势必会逐步得到更为广泛与深入的应用。且由于此种技术手段可供选择的材料范围广阔,故而在多个行业的应用价值正逐步显现出来,值得引起重视。本文即围绕三维打印快速成形技术及其应用的相关问题进行分析与探讨,希望以上引起各方人员的高度关注与重视。 参考文献: [1]李晓燕,张曙,余灯广等.三维打印成形粉末配方的优化设计[J].机械科学与技术,2006,25(11):1343-1346. [2]晁艳普,白政民.金属微滴三维打印成形数据处理软件的设计开发[J].机械设计与制造,2014,(8):236-239. [3]庄佩,连芩,李涤尘等.仿生多材料复合增强骨软骨支架的制造及性能研究[J].机械工程学报,2014,(21):133-139. [4]刘厚才,莫健华,叶春生等.三维打印快速成形系统中的数据压缩方法[J].华中科技大学学报(自然科学版),2008,36(5):90-92. 3d打印技术论文总结范文篇二:《三维打印技术的应用与启示》 2013年数字南京 教育 装备工作目标:推进科技实践活动室或技能创造室的装备,全面实现每一所学校拥有一个以上主题鲜明、品质优良,与学校科技实践活动相适应、与学校科技艺体特色发展相适应的实验室;全市创新推进并累计装备建成100个高水平、高品质的机器人、三模科技、农业科技 种植 园等特色实验室,成为南京科技教育的核心与引领基地。评选100个优质科技实验室[1]。 为此,江苏省南京市教育装备与勤工俭学办公室主任后有为带队去山东省济南市历城区观摩三维打印技术培训,参观学校创新实验室,从而了解山东在创新实验室建设方面的一些做法,以及在创新大赛上获得佳绩和向高校输送人才的 经验 。 一、社会为什么需要创新设计和技术应用 《中国玩具制造业利润研究 报告 》显示:以玩具加工业为例,一个芭比娃娃在美国市场上的平均价格为9.9美元,而制作这个芭比娃娃的中国企业只能拿到 0.35美元加工费。中国企业所依赖的是相对低廉的劳动力和原材料成本,对外的竞争力也只是低成本带来的价格优势,所以只能依靠大批量生产,以薄利多销来赚取不多的加工费。我国很多行业产品生产的关键技术大部分来自进口,其中:工程机械高技术产品80%;数控机床70%;石油化工装备76%;集成电路芯片制造设备80%;光纤制造装备100%;通讯、半导体、生物、医药和计算机行业60%~90%;彩电、手机和微机的CPU都是掌握在别人手里[1]。 历史上,中国是人类创新和技术进步的摇篮,世界著名科技史学家李约瑟博士曾经列举了中国传入西方的26项技术,世界科技史上的前27项重要发明中18项来自中国。我国古代科技发明灿若星辰,对世界科技发展做出了巨大贡献。美国学者坦普尔在《中国:发明与发现的国度》一书中详细描述了“中国领先于世界”“西方受惠于中国”的中国古代100项技术发明。以史为鉴,古为今用,技术进步源于创新,创新设计源于服务现实,创造未来。大项目是创意,小改进也是创意,高科技是创意,简约明快也是创意。功能原理是创意,美化外观也是创意。灵感来源于生活,创意让世界更美好。 二、创新设计在初高中技术教学中的应用 我国“十二五”规划提出要深入实施科教兴国战略和人才强国战略,加快建设创新型国家,需要创新型人才,创新型人才培养,教育是基础和前提。同志强调:“要注重从青少年入手培养创新意识和实践能力,积极改革教育体制和改进 教学方法 。” 2011年,奥巴马总统推出的新版《美国创新战略》指出,美国未来的经济增长和国际竞争力取决于其创新能力。“创新教育运动”指引着公共和私营部门联合,以加强创新技术教育。 三维打印技术是专家预测的2013年十大技术革命之一,在打印过程中,打印机将根据计算机设计的模型从底部开始逐层堆积塑料、金属、合金等材料。凭借三维打印技术可以依据数字设计文件制造出固体结构,一旦物品能够在家或办公室远程打印出来,新技术将引发一场制造业革命[2]。三维打印技术在初高中技术教学中的应用,将对培养创新型人才产生重要作用。 1.提高教学效率,发展学生的 创新思维 三维设计软件、结构设计软件在三视图学习中针对学生学习时间少、没有基础等问题提供全新的教学手段,辅助三视图及其画法教学,快速识读技术图。学生进行创新设计时,设计软件提供简单易学的设计手段及完整的设计资源库。直观的三维模型系统教学手段,让设计像搭积木一样简单有趣,对立体模型进行平行移动、旋转、放大、多视窗等操作[3]。 2.降低学习坡度,突破教学难点 从三维设计到二维出图,学生在三维设计软件里轻松完成,快速工程图的生成能使学生做到设计与动手能力的完美结合,促进教育教学改革与学生学习方式的变革,是促进师生共同成长的研究与实践过程。 3.动手动脑结合,强调学生的动手创造 三维打印是一种快速成型技术,它以数字模型文件为基础,通过逐层打印的方式来构造物体,让动手与动脑相结合,让信息技术与通用技术相结合,让三维设计与二维设计相结合,让学生的设计和加工相结合。通过三维动画可以让学生更好地理解弹性碰撞,让机械机构运动的分析更加直观清晰。 三、创新设计帮助学生放飞创新的翅膀 创新设计软件平台在教育信息化中的精确定位是和探究实验室、通用技术实验室、综合实践实验室、信息技术实验室、动漫社相结合。创新软件系列产品及三维打印机将掀起一场教育创新运动。通过创新软件的运用,让我们的孩子和美国的孩子同步学习和发展,学有度、思无界、行无疆,创新设计软件平台及三维打印技术在教育中的促进作用有三: 一是可以引导中学生在生活中发现问题,去主动思考如何解决问题,而不是简单地去抱怨问题,培养学生的人文精神和社会责任感。 创意来源: 在高层楼房擦玻璃是很危险的,有没有既安全又方便的擦窗户方案?窗户有调节风、光的作用,如何利用窗户来改善室内的空气循环和光线照明? 设计原理:百叶窗的结构有可调节性,此类窗户也可以使用类似的结构,即将每扇窗分成若干扇小窗,每扇小窗可以绕轴旋转。这样可以实现调节风和光的作用,并且在雨天也可以开窗。尤其是高层楼房窗户玻璃的擦洗变得十分简便了。 二是可以帮助中学生固化自己生活的直接经验和亲身经历中的“小灵感”,并通过自己的设计―制作―评价,达到“创造”的教学效果。 案例2:可升降课桌椅 创意来源:学校普遍存在着课桌椅不符合学生身材的现象,总会让人觉得或高或低,影响学生的身体健康,于是便想到去设计一种可以升降且更具实用性的课桌椅。 设计原理:把思路定格在齿轮的传动上。在桌腿内部各安装两个齿轮和两条齿条,中间有一根传动轴连动,再在其中一个桌腿的一侧开孔,利用一个把手转动齿轮,这样便能使桌面水平升降 。 图6 利用三维打印技术制作出来的齿轮组 三是可以让中学生高度综合各学科、各方面的知识,并立足于实践,实现“做中学”和“学中做”。 案例3:自动上下楼梯的自助轮椅车 创意来源:家里有残疾人,上下楼梯不方便,有没有可以帮助残疾人自动上下楼梯的自助轮椅车呢? 设计原理:市面上有自动上下台阶的拖车,主要是依靠行星轮系的工作原理。如果把这个原理应用到轮椅上,不就是可以帮助残疾人自动上下楼梯的自助轮椅车吗? 案例4:物理学科中的成像原理 创意来源:来源于初中物理实验凸透镜成像实验。这个实验十分重要,但许多学生只知道概念而不清楚其中的原理与演示的过程。创意的意义在于把生活中的现象用自己的方式表现出来。 设计原理:运用新颖的视觉与动画,让大家耳目一新,将传统的枯燥教学转换为全新的模式,从而调动起大家的学习兴趣和热情。 四、创新设计大赛为学生提供创新实践的平台 为了丰富中小学生学习生活,激发创新精神,培养实践能力,全面推进素质教育,培养有国际竞争力的创新人才,2013年第十四届全国中小学电脑制作活动和第二届中国国际学生信息科技创意大赛专门设立了比赛项目(9)创新未来设计[4]。参赛者参考生活中的常见事物,通过计算机三维立体设计平台创作设计作品。要求首先完成设计 说明书 ,根据设计说明书,通过软件进行三维模型的设计、搭建和零件装配,并制作相关功能演示动画。 作品设计的事物尺寸不超过150 mm×200 mm×200 mm,薄厚不小于2 mm。 初中组设计命题为“未来桥梁”,在保证桥结构稳定的前提下,从功能、外观等方面进行创意设计。桥所应用的情境不做约束,可充分结合自己设定的场景进行设计。 高中组设计命题为“智慧汽车”,从外形、功能等方面加以创意设计。车辆的动力源和工作环境不做约束。 提交文件包括:设计作品,ICS或EXB文件;演示动画,SWF,3GP,MPG,AVI或MOV文件;设计说明书。 作品(含设计作品、演示动画、设计说明书)总大小不超过50 MB。 五、我们的思考 从山东省的创新办学标准来看,他们已经在如下方面做了尝试:创新设计软件和探究实验室相结合(初、高中),和通用技术实验室相结合(高中),和技术教室相结合(初中),和综合实践实验室相结合(小学),和信息技术实验室相结合(通用),和动漫室相结合(通用)。 南京市教育装备与勤工俭学办公室主任后有为说过:我们不一味追求最新的、豪华的、最先进的设备设施,而是选择科学的、实用的、适用的和优质的设备设施。这对于建设创新实验室提供了很好的思路,选择科学的、适用的、适度领先的物质技术及其承载信息,并通过恰当的、优化的、科学的形式整合成能促进教育与学校发展的,能促进教育教学改革与学生学习方式变革的,能促进师生共同成长的研究与实践过程。 组织相关人员调研三维打印应用 参考文献 [1] 张武城.创造创新方略[M] .北京:机械工业出版社,2011. [2] 维克托・巴雷拉.专家预测2013年十大技术革命 包括三维打印技术[EB/OL]. 3d打印技术论文总结范文篇三:《试谈3D打印技术在建筑业应用》 从20世纪80年代起,随着计算机技术、新材料技术的快速发展,3D打印技术不断进步,逐渐走向人们的视野。李晓梅(2014)认为自3D打印机发明30余年来,经历了迅猛发展已成为当今最有生命力的先进制造技术之一[1]。 本文采用文献研究的方法,针对3D打印在建筑行业的应用找出优点及不足,为3D技术在建筑行业的应用提供发展方向和理论参考。 一、3D打印技术在建筑业的应用 (一)3D打印技术概念 江洪(2013)认为3D打印技术是一种增加制造技术,采用分层制造,逐层叠加的方式形成三维实体的技术[2]。李小丽(2014)总结道,3D打印是包括CAD建模、测量、材料、数控等学科[3]。 (二)3D打印技术在建筑业应用优点 李福平(2013)认为3D打印建筑技术优势为速度快;不需要使用模板,可以大幅节约成本,并且具有低碳、绿色、环保的特点[4]。杨健江(2015)认为相较于传统建筑模式,3D打印不仅节约资源,利用废弃物进行制造[5]。丁烈云(2015)认为建筑3D打印数字建造技术满足日益增长的非线性、自由曲面等复杂建筑形式的设计建造要求,是全新的设计建造方法论的革新[6]。 本文将建筑3D打印技术的优点整理如下: 1.基于施工层面。根据图纸以及相关数据,就可制造出建筑墙体、楼板等,大大节约了建筑时间;从设计文件里获得各种指令并进行工作,要求操作业者掌握的操作技能水平要求很低,一方面大大降低了人力成本,另一方面将操作者对产品质量带来的影响因素降到了最低;避免了施工现场存在的安全隐患,保障作业人员的人身安全,减少事故和伤亡。 2.基于经济层面。所需要的材料多可以就地取材,极大节省建造的运输成本;零部件生产一体化成型,既缩短了制造时间,节约了人力成本,又减少了采购及运输成本;仅需更换设计文件和打印材料就可生产不同的零件。 3.基于材料层面。采用增材制造方法,材料利用率高;3D打印技术可打印出高成本曲线建筑;遵照计算机程序,比人工的更加准确,产品质量有保证;打印过程中依据精确的几何计算,采用坚固耐用的材料,质量有保证;墙体是空心的相比钢筋混凝土实心墙体,3D 打印建筑的墙体要轻许多。 4.基于环保层面。原材料可以来源于建筑垃圾、工业垃圾,达到了节能环保、资源再生和改善环境的目标;采用干法施工可避免施工粉尘和噪声影响,生产制造过程中产生的废气、液等有害物质低,减少材料浪费和排污;打印过程几乎不产生噪声和大振动。 (三) 目前建筑3D打印技术存在的问题 3D打印技术虽发展迅速,但仍存在弊端。 1.精度问题。3D 打印技术由于工艺问题导致两层材料之间不能光滑过度,且只能形成样式简单且单一的条纹。影响建筑外立面的美观性。而在一定微观尺度下,如果需要制造的对象表面是圆弧形,那么这种具有一定厚度的条纹,就会造成精度上的偏差。 2.行业规范问题。3D打印建筑在行业内还没有任何相关的规范条例。使用年限和房屋产权等一系列问题都没有权威部门的认可。 3.材料性能问题。3D打印建筑多数为低矮建筑,相较于传统方式,在强度、刚度和加工性上均有不足。且其打印是水平逐层打印,缺少纵向钢筋。 4.设备问题。受限于工作原理,目前3D打印机打印速度较慢,且设备和原材料的价格居高不下在一定程度上阻碍了3D打印技术的发展。 5.伦理安全性问题。伴随着3D打印技术的发展和进步,人体器官的3D打印技术面临着伦理上引起大众质疑的困境。3D打印技术引发的安全风险也收到相应的质疑。 二、结论与展望 本文通过对3D打印技术的相关知识及其在建筑业应用的优缺点、发展前景的梳理和归纳,得到如下结论: 首先,缺少关于适应多元材料的打印设备系统和工艺流程系统的研究,缺少交流和互相融合。 其次,国内外学者研究建筑3D打印研究的初步成果较多,但是缺乏系统、完善的方法体系。 最后,3D打印技术近期发展迅猛,但3D打印的相关专业规定及法律条文并没有得到良好的研究。为避免矛盾与事故的发生,解决由3D打印所造成的冲突,建立公平、公正、完善的相关规定必不可少。 猜你喜欢: 1. 3D打印技术学习心得体会 2. 3d打印必读的10本书 3. 3d打印调研报告 4. 3d打印技术调研报告 5. 3d打印技术学习心得

今天下午,涂老师组织我们六年级的部分同学去大学城参观3D打印机。由于以前参加创意机器人大赛时,我在同学李乐洋妈妈的实验室参观过、使用过3D打印机,所以这次就没去参观了。回到家里,我忍不住把之前用3D打印机打印出来的哆啦A梦翻出来把玩一番。 说真话,第一次知道、看到3D打印机的时候我真是震撼无比呢!什么是3D打印机?就是可以直接打印出一个真实的物体的打印机。只要你在电脑里画出这个物体的立体图,一按“打印”就可以打印出这个物体来,这是多么神奇啊!而我们现在使用的普通打印机则是只能打印出平面图形的。也就是说,用3D打印机可以直接制造各种形状的物体,而不用担心物体太复杂制造不出来,也就是说画得出,就打印得出!!! 3D打印技术是采用分层加工、迭加成形的方式逐层增加材料来生成3D物体的。其中每一层的打印过程分为两步,首先在需要成型的区域喷洒一层特殊胶水,然后再喷洒一层均匀的粉末状金属或塑料等可粘合材料,这些粉末材料遇到胶水会迅速固化黏结,而没有胶水的区域仍保持松散状态。这样在一层胶水一层粉末的交替下,实体模型将会被“打印”成型,打印完毕后只要扫除松散的粉末即可“刨”出模型,而剩余粉末还可循环利用。3D打印过程非常的精细和复杂,所以现在的3D打印速度还比较慢,价格也比较贵,但是我相信相对于3D打印机的发明,速度慢、价格贵的问题应该在不久的将来很快就会解决的。再过一段时间,我们就可以自己在家里设计玩具,设计各种只属于自己的独一无二的用品啦!我憧憬着。。。。。。我真是为人类日新月异的科技而自豪啊!

全息投影深度研究论文

全息投影技术论文是智能技术。全息投影属于人工智能的AI智能。全息投影技术(frontprojectedholographicdisplay)属于3D技术的一种,广义上的全息投影技术并不单指通过某种特定方法使物体成像的显像技术(包括一些伪全息投影技术),而是一类能记录并再现物体真实三维影像的技术的总称。

vr技术2000字论文篇二 【摘 要】VR技术是现今计算机技术领域中一项包含多种学科的一门综合科学技术,该技术已经被应用在现实中许多的领域中。 【关键词】VR技术;虚拟现实技术 1.虚拟现实技术的概念 VR技术就是虚拟现实技术,它是一种能够让现实中的人在计算机所创造的虚拟信息世界中体验与现实世界同样的事和物。它所具有多感知性、沉浸性、交互性和构想性的基本特征。这种虚拟技术集合了计算机图形图像技术、现实仿真技术、多媒体技术等等的多种科学技术。它能够模拟出人的视觉,听觉,触觉等的感官功能。使人在计算机所创造的虚拟世界中通过语言、动作等等的方式进行实时交流,可以说这种技术的发展前景是非常的广阔的。 2.虚拟现实技术的特征介绍 ①多感知性的特征,是指视、力、触、运动、味、嗅等感知系统,从人类理想的虚拟现实技术的发展来说,是希望能够给完全的模拟出现实中所有的感知,但因目前的技术掌握和传感技术的限制,仅仅只能模拟出以上视、力、触、运动、味、嗅等感知系统的。 ②沉浸性又称浸没感或临场感,存在感等,具体是指人以第一人称存在在虚拟世界中的真实体验。当然,以目前技术还没有达到最理想的程度。 ③交互性就是指人在虚拟世界中,能够像在现实当中一样,可以通过对一些物体的抓取、使用等动作,感觉到所触碰的物体的重量,形状,色泽等一些人与物体之间的互动信息。 ④构想性,即在虚拟的世界里面,将所想的物件所做的事情在虚拟世界呈现出来,这样做能达到什么样的效果,那样做又能达到什么样的效果,甚至还可以把在现实世界不可能存在的事和物都可以在虚拟世界中构想出来。 3. VR技术的应用范围 VR技术由诞生到现今已经历了几个年代,其应用范围也越来越广,如医学方面,可以提供给医生进行模拟手术,这样大大提供了现实中手术的成功几率,还有军事,科技,商业,建筑,娱乐,生活等等。 4. VR技术中涉及的相关技术 ①立体视觉现实技术:人通过视觉所获取到的信息是人本身所有感觉中最多的一种感官,所以虚拟现实技术中立体显示技术占有不可或缺的重要地位。 ②环境构建技术:在虚拟世界中,构件环境是一个重要的环节,要营造一个区域的环境,首先就要创造环境或建筑模块,然后在这个基础上再进行实时描绘、立体显示,从而形成一个虚拟的区域环境。 ③真实感实时描绘技术:要在虚拟世界中实现与现实世界相同的事物,仅靠立体显示技术还是远远不够的,虚拟世界中必须存在真实感和实时感,简单来说就是实现一个物体的重量,质量,色泽,相对位置,遮挡关系等的技术。 ④虚拟世界声音的实现技术:在虚拟世界中虽然视觉是获取信息的重要途径之一,除了视觉还有很多感官系统可以获取到周围的信息。如听觉,这种技术就是在虚拟世界中实现声音,这样人在虚拟世界里不仅能够看得到也能听得到。 5. VR技术中所涉及的硬件设备 ①输入设备 与虚拟现实技术相关的硬件输入设备分成两大类:一是基于自然的交互设备,用于虚拟世界的信息输入;另一种是三维定位跟踪设备,主要用于输入设备在虚拟世界中的位置进行判定,并输送到虚拟世界当中。 虚拟世界与人实现自然交互的形式有很多,例如有数据手套,数据衣服,三维控制器,三维扫描仪等。 数据手套是一种多模式的虚拟现实硬件,通过软件编程,可进行虚拟场景中物体的抓取、移动、旋转等动作,也可以利用它的多模式性,用作一种控制场景漫游的工具。数据手套的出现,为虚拟现实系统提供了一种全新的交互手段,目前的产品已经能够检测手指的弯曲,并利用磁定位传感器来精确地定位出手在三维空间中的位置。这种结合手指弯曲度测试和空间定位测试的数据手套被称为“真实手套”,可以为用户提供一种非常真实自然的三维交互手段。 数据衣是为了让VR系统识别全身运动而设计的输入装置。数据衣对人体大约50多个不同的关节进行测量,包括膝盖、手臂、躯干和脚。通过光电转换,身体的运动信息被计算机识别。通过BOOM 显示器 和数据手套与虚拟现实交互数据衣。 ②输出设备 人在虚拟世界中要体现沉浸的感觉,就必须实现现实世界中的多种感受,如是视、听、触、力、嗅、味等感官感觉,只不过以目前的虚拟技术只实现了视觉,听觉和触觉罢了。 ③VR构成设备 虚拟现实世界的构成,主要的设备就是计算机本身了,虚拟世界的所有景象都是靠一个个模型造成的,而这些模型则是由计算机制作出来的。一般计算机被划分成四个部分,第一:高配置的个人计算机,专门用于普通的图形配置加速卡,实现于VR技术中的桌面式特征;第二:高性能图形工作站,就是一台高配置的图形处理计算机;第三:高度并行系统计算机;第四:分布式虚拟实现计算机等四个分类。 6. VR技术上的难点探讨 随着计算机的不断发展,人与计算机的互动性得到了非常好的提现。而这种技术则成为了VR技术建立的主要手段。但是实时现实始终一直阻挡这VR技术前进的一大难点之一,即时在理论上能够分析得到高度逼真、实时漫游的虚拟世界,但至少以目前的状况来说还达不到理论上的要求。这种理论性的技术是需要强大的硬件配置要求支撑的,比如说速度极快的图形工作计算机和三维图形加速卡等等设备,但以目前的设备来看即时最快的图形处理计算机也不能达到十分逼真的同事又是实时互动的虚拟世界。根本的原因就在于,因为引入了人与虚拟世界的互动,需要即时生成新的动态模型时,就不能达到实时的效果了,所以就不得不降低图形模块的清晰度来减少处理的时间,这样直接导致了虚拟世界的逼真在某程度上的减少,这就是所谓的景物复杂度的问题了。 图形模块的生成是虚拟世界中的重要瓶颈,虚拟世界的重要特性随着人的位置、方向的不断变更状态下感受虚拟世界的动态特性,简单来说,就是你移动一下位置和方向后所看到的即时生成的图形模块景象。有两种指标可以衡量用户沉浸在虚拟世界中的效果和程度。其一就是之前所说的动态特性;其二就是互动的延迟特性。自然动态图形的形成的帧数是30帧,至少也不能低于10帧,否则整体画面就会出现严重的不连续和调动的感觉。互动延迟是影响用户的另一个重要指标,如人在飞机上飞行时,位置的变换和方向的控制,这时系统应当即时产生相对的图形画面,期间的时间延迟应不大于0.1秒,最多也不能大于1/4秒。否则在长期的工作中,人会容易产生疲劳、烦躁或者恶心的感觉,严重地影响了“真实”的感觉。以上两种指标都以来计算机图形处理的速度。对于动态的模块图形生成而言,每帧的图形生成时间在30~50毫秒之间为较好;而对于互动性的延迟,除互动式输入及其处理时间外,其图形的生成速度也是重要的因素。而以上所叙述的因素都与图形处理的硬件组成有直接的相互关系,除此之外还有赖于应用技术的因素,如虚拟场景的复杂程度和图形模块生成所需的真实感等等。 7. VR技术在各国的研究情况 ①VR技术在美国的研究现状 美国是虚拟现实技术研究的发源地,虚拟现实技术的诞生可以追溯到上世纪40年代。最初研究的虚拟现实技术只是用于美国军方对飞行驾驶员和宇航员的模拟训练。然而,随着冷战结束后美国军费大大的削减,虚拟现实技术就逐渐转为民用,目前美国在该领域的基础研究主要集中在感知、用户界面、后台软件和硬件四个方面。 上个世纪80年代,美国宇航局及美国国防部组织了一系列有关虚拟现实技术的研究,并取得了令人瞩目的研究成果,美国宇航局Ames实验室致力于一个叫“虚拟行星探索”的实验计划。现在美国宇航局已经建立了航空、卫星维护的模拟训练系统,空间站的模拟训练系统,并且已经建立了可供全国使用的模拟 教育 系统。北卡罗来纳大学的计算机专业就是进行虚拟显示技术研究最早最著名的大学。他们主要研究分子建模、航空驾驶、外科手术仿真、建筑仿真等。乔治梅森大学研制出一套在动态虚拟环境中的流体实时仿真系统。施乐公司研究中心在模拟现实技术领域中主要从事利用VRT建立未来办公室的研究,并努力设计一项基于模拟现实技术使得数据存取更容易的窗口系统。波音公司的波音777运输机采用全无纸化设计,利用所开发的虚拟现实系统将虚拟环境叠加于真实环境之上,把虚拟的模板显示在正在加工的工件上,工人根据此模板控制待加工尺寸,从而简化加工过程。 图形图像处理技术和传感器技术是以上VR项目的主要技术。就目前看,空间的动态性和时间的实时性是这项技术的最主要焦点。 ②VR技术在欧洲的研究现状 在欧洲,英国在VR开发的某些方面,特别是在分布并行处理、辅助设备(包括触觉反馈)设计和应用研究方面。在欧洲来说是领先的。英国Bristol公司发现,VR应用的交点应集中在整体综合技术上,他们在软件和硬件的某些领域处于领先地位。英国ARRL公司关于远地呈现的研究实验,主要包括VR重构问题。他们的产品还包括建筑和科学可视化计算。 欧洲其它一些较发达的国家如:荷兰、德国、瑞典等也积极进行了VR的研究与应用。 瑞典的DIVE分布式虚拟交互环境,是一个基于Unix的,不同节点上的多个进程可以在同一世界中工作的异质分布式系统。 荷兰海牙TNO研究所的物理电子实验室(TNO- PEL)开发的训练和模拟系统,通过改进人机界面来改善现有模拟系统,以使用户完全介入模拟环境。 德国在VR的应用方面取得了出乎意料的成果。在改造传统产业方面,一是用于产品设计、降低成本,避免新产品开发的风险;二是产品演示,吸引客户争取定单;三是用于培训,在新生产设备投入使用前用虚拟工厂来提高工人的操作水平。2008年10月27-29日在法国举行的ACM Symposi- um on Virtual Reality Software and Technoogy大会,整体上促进了虚拟现实技术的深入发展。 ③VR技术在日本的研究现状 日本的虚拟现实技术的发展在世界相关领域的研究中同样具有举足轻重的地位,它在建立大规模VR知识库和虚拟现实的游戏方面作出了很大的成就。 在东京技术学院精密和智能实验室研究了一个用于建立三维模型的人性化界面,称为SpmAR NEC公司开发了一种虚拟现实系统,用代用手来处理CAD中的三维形体模型。通过数据手套把对模型的处理与操作者的手联系起来;日本国际工业和商业部产品科学研究院开发了一种采用x、Y记录器的受力反馈装置;东京大学的高级科学研究中心的研究重点主要集中在远程控制方面,他们最近的研究项目是可以使用户控制远程摄像系统和一个模拟人手的随动机械人手臂的主从系统;东京大学广濑研究室重点研究虚拟现实的可视化问题。他们正在开发一种虚拟全息系统,用于克服当前显示和交互作用技术的局限性;日本奈良尖端技术研究生院大学教授千原国宏领导的研究小组于2004年开发出一种嗅觉模拟器,只要把虚拟空间里的水果放到鼻尖上一闻,装置就会在鼻尖处放出水果的香味,这是虚拟现实技术在嗅觉研究领域的一项突破。 ④国内虚拟现实技术研究现状 在我国虚拟现实技术的研究和一些发达国家相比还有很大的一段距离,随着计算机图形学、计算机系统工程等技术的高速发展,虚拟现实技术已经得到了相当的重视,引起我国各界人士的兴趣和关注,研究与应用VR,建立虚拟环境、虚拟场景模型分布式VR系统的开发正朝着深度和广度发展。国家科委国防科工委部已将虚拟现实技术的研究列为重点攻关项目,国内许多研究机构和高校也都在进行虚拟现实的研究和应用并取得了一些不错的研究成果。 北京航空航天大学计算机系也是国内最早进行VR研究、最有权威的单位之一,其虚拟实现与可视化新技术研究室集成了分布式虚拟环境,可以提供实时三维动态数据库、虚拟现实演示环境、用于飞行员训练的虚拟现实系统、虚拟现实应用系统的开发平台等,并在以下方面取得进展:着重研究了虚拟环境中物体物理特性的表示与处理;在虚拟现实中的视觉接口方面开发出部分硬件,并提出有关算法及实现方法。 清华大学国家光盘工程研究中心所作的“布达拉宫”,采用了QuickTime技术,实现大全景VR制;浙江大学CAD&CG国家重点实验室开发了一套桌面型虚拟建筑环境实时漫游系统;哈尔滨工业大学计算机系已经成功地合成了人的高级行为中的特定人脸图像,解决了表情的合成和唇动合成技术问题,并正在研究人说话时手势和头势的动作、语音和语调的同步等。 8.学习小结和心得 虚拟现实技术是一个极具潜力的研究项目,是未来的重要技术之一。它不论在理论,软件或者硬件的领域上都依赖着很多技术,当然其中也有较多的技术只实现了理论,硬件方面还是有待完善的。不过可以遇见,在未来虚拟现实技术绝对会被广泛应用。 本论文讲述了虚拟现实技术的概念,特征,应用范围,相关的技术,涉及的设备,技术上实现的难点,各国的研究现状等。最重要的就是,我们通过对这门技术项目的学习,了解到计算机更加多方面的知识,亦同时得知了更加多与计算机之间的硬件设备知识,让我们对虚拟现实技术产生了浓厚的兴趣,日后我们会继续留意虚拟现实技术的发展状况,如有机会定必会该项技术奉献绵薄之力。 猜你喜欢: 1. 科技哲学结课论文3000字 2. 触控技术论文 3. 全息投影技术论文 4. 3d打印技术论文3000字 5. 人工智能应用技术论文 6. 网络新技术论文

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