最近，一段酷炫視頻在國外著名視頻網(wǎng)站上火了：一個剛剛?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”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“瘋狂的”“不可思議”的發(fā)明。
這段視頻展示的，是浙江大學(xué)計算機輔助設(shè)計與圖形學(xué)國家重點實驗室周昆教授團(tuán)隊最新成果：在一項和美國哥倫比亞大學(xué)合作的課題中，該團(tuán)隊對傳統(tǒng)水轉(zhuǎn)印技術(shù)進(jìn)行了革新，提出了全新的計算水轉(zhuǎn)印刷技術(shù)，解決了為三維物體進(jìn)行精確上色的難題。這項研究成果的相關(guān)論文已被國際計算機圖形學(xué)界的頂級會議錄用。
簡單地說，這是一種新型印刷術(shù)——點對點“瞄準(zhǔn)”三維物體精確上色。主持該項研究的浙江大學(xué)長江學(xué)者周昆說，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。這使得本來面向個性化定制的三維打印，在花紋、顏色實現(xiàn)方面始終“個性”不起來，十分單調(diào)。這一直是工業(yè)界，也是科學(xué)界的一個難題。
盡管目前一些工業(yè)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(chǎn)環(huán)節(jié)中的瓶頸問題。讓原來很困難的事情，變得簡單。”
“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，“我們通過計算機圖形學(xué)和計算機視覺技術(shù)，讓水轉(zhuǎn)印能夠‘瞄準(zhǔn)’，為三維物體穿上任意設(shè)計的彩色‘外衣’”。
課題組利用軟件，將三維設(shè)計稿“降維”成一個二維的“展開圖”，在國際上首次對水轉(zhuǎn)印過程中水轉(zhuǎn)印薄膜的形變進(jìn)行了物理建模，精確模擬計算水轉(zhuǎn)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(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，這像是一種精確的自動‘貼膜’。”周昆說。
