浙江大學(xué)發(fā)明全新計(jì)算水轉(zhuǎn)印刷技術(shù)

最近，一段酷炫視頻在國(guó)外著名視頻網(wǎng)站上火了：一個(gè)剛剛?cè)S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(dāng)它再次浮出水面，身上便“長(zhǎng)”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(diǎn)擊量已超過(guò)50萬(wàn)次，眾多科技媒體稱贊：這是一項(xiàng)“瘋狂的”“不可思議”的發(fā)明。

　　這段視頻展示的，是浙江大學(xué)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與圖形學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室周昆教授團(tuán)隊(duì)最新成果：在一項(xiàng)和美國(guó)哥倫比亞大學(xué)合作的課題中，該團(tuán)隊(duì)對(duì)傳統(tǒng)水轉(zhuǎn)印技術(shù)進(jìn)行了革新，提出了全新的計(jì)算水轉(zhuǎn)印刷技術(shù)，解決了為三維物體進(jìn)行精確上色的難題。這項(xiàng)研究成果的相關(guān)論文已被國(guó)際計(jì)算機(jī)圖形學(xué)界的頂級(jí)會(huì)議錄用。

　　簡(jiǎn)單地說(shuō)，這是一種新型印刷術(shù)——點(diǎn)對(duì)點(diǎn)“瞄準(zhǔn)”三維物體精確上色。主持該項(xiàng)研究的浙江大學(xué)長(zhǎng)江學(xué)者周昆說(shuō)，三維打印技術(shù)要打印生產(chǎn)出具有復(fù)雜圖案的全彩色三維物體仍然相當(dāng)困難。這使得本來(lái)面向個(gè)性化定制的三維打印，在花紋、顏色實(shí)現(xiàn)方面始終“個(gè)性”不起來(lái)，十分單調(diào)。這一直是工業(yè)界，也是科學(xué)界的一個(gè)難題。

　　盡管目前一些工業(yè)級(jí)三維打印機(jī)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(guò)計(jì)算的手段，去解決三維打印生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的瓶頸問題。讓原來(lái)很困難的事情，變得簡(jiǎn)單。”

　　“水轉(zhuǎn)印是當(dāng)前在工業(yè)上被廣泛應(yīng)用的曲面上色技術(shù)，但只能用于對(duì)精確性沒有要求的上色任務(wù)，比如迷彩、大理石等紋理。”周昆說(shuō)，“我們通過(guò)計(jì)算機(jī)圖形學(xué)和計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)，讓水轉(zhuǎn)印能夠‘瞄準(zhǔn)’，為三維物體穿上任意設(shè)計(jì)的彩色‘外衣’”。

　　課題組利用軟件，將三維設(shè)計(jì)稿“降維”成一個(gè)二維的“展開圖”，在國(guó)際上首次對(duì)水轉(zhuǎn)印過(guò)程中水轉(zhuǎn)印薄膜的形變進(jìn)行了物理建模，精確模擬計(jì)算水轉(zhuǎn)印膜的形變。之后，課題組用普通噴墨打印機(jī)打印出印有“展開圖”的水轉(zhuǎn)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(shuō)，這像是一種精確的自動(dòng)‘貼膜’。”周昆說(shuō)。