全新計算水轉印刷技術 實現個性化的三維打印

      導讀：一個剛剛三維打印成型的白色獵豹模型，緩緩浸入漂著彩色薄膜的水池，當它再次浮出水面，身上便“長”出色彩逼真的皮毛、眼睛、耳朵、尾巴，處處栩栩如生。這是真的么？

      近，一段酷炫視頻在國外視頻網站上火了：一個剛剛三維打印成型的白色獵豹模型，緩緩浸入漂著彩色薄膜的水池，當它再次浮出水面，身上便“長”出色彩逼真的皮毛、眼睛、耳朵、尾巴，處處栩栩如生。視頻至今點擊量已超過50萬次，眾多科技媒體稱贊：這是一項“*的”“不可思議”的發明。

      這段視頻展示的，是浙江大學計算機輔助設計與圖形學國家重點實驗室周昆教授團隊新成果：在一項和美國哥倫比亞大學合作的課題中，該團隊對傳統水轉印技術進行了革新，提出了全新的計算水轉印刷技術，解決了為三維物體進行上色的難題。這項研究成果的相關論文已被計算機圖形學界的會議錄用。

      簡單地說，這是一種新型印刷術——點對點“瞄準”三維物體上色。主持該項研究的浙江大學長江學者周昆說，三維打印技術要打印生產出具有復雜圖案的全彩色三維物體仍然相當困難。這使得本來面向個性化定制的三維打印，在花紋、顏色實現方面始終“個性”不起來，十分單調。這一直是工業界，也是科學界的一個難題。

      盡管目前一些工業級三維打印機能夠支持彩色打印，但打印成本高、速度慢，而且只限于塑料和石膏等極少的材料。“我們希望能通過計算的手段，去解決三維打印生產環節中的瓶頸問題。讓原來很困難的事情，變得簡單。”

      “水轉印是當前在工業上被廣泛應用的曲面上色技術，但只能用于對性沒有要求的上色任務，比如迷彩、大理石等紋理。”周昆說，“我們通過計算機圖形學和計算機視覺技術，讓水轉印能夠‘瞄準’，為三維物體穿上任意設計的彩色‘外衣’”。

      課題組利用軟件，將三維設計稿“降維”成一個二維的“展開圖”，在上對水轉印過程中水轉印薄膜的形變進行了物理建模，模擬計算水轉印膜的形變。之后，課題組用普通噴墨打印機打印出印有“展開圖”的水轉印薄膜，將薄膜放在靜止的水面上，薄膜在水中包裹住模型并著色。“通俗地說，這像是一種的自動‘貼膜’。”周昆說。