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多材料体素3D打印,数字艺术的新玩法

星之球科技 来源:老臣说信息2021-01-18 我要评论(0 )   

应用3D打印技术,探索数字艺术的新形势,或许可以称之为“3D打印物化的艺术”,已露出了端倪。2018年,麻省理工学院和哈佛大学的研究小组研发出了一种多材料体素打印技...

应用3D打印技术,探索数字艺术的新形势,或许可以称之为“3D打印物化的艺术”,已露出了端倪。2018年,麻省理工学院和哈佛大学的研究小组研发出了一种多材料体素打印技术,可以更大程度上实现3D打印数据向实物的直接转换。这种新技术,可以将需要打印的材料数据集直接转化为物理模型,这一成果极大地降低了预处理的需求,创建了更加直接的数据到实物转换过程,架起了连接物理数据和数字信息的桥梁。使用其最新的多材料体素3D打印技术,研究人员可以实现将数字化图像转换为体素级的3D打印数据,可实现更高精度的3D打印。同时,该技术也为跨学科领域的潜在应用提供了可能性。

目前,新西兰惠灵顿的维多利亚大学的硕士生约瑟夫·科丁顿(Joseph Coddington)进行了一个课题研究,着眼于如何将体素3D打印用于具有设计重点和创意输出的研究方法,而不是仅仅从技术角度单一研究新技术的进步。科丁顿使用体素3D打印技术复制了艺术家克劳德·莫奈(Claude Monet)的Waterlillies收藏品中的一幅画,该作品集是莫奈在1914-26年间创作的一系列画作。科丁顿选择Stratasys的J750 3D打印机来生产照片,首先使用Adobe的Photoshop软件对绘画进行数字化处理。

什么是体素3D打印?

简而言之,体素打印使用户可以在模型的整个体积中为每个点(称为体素)定义颜色。体素是像素的3D版本,是3D对象的最小可区分元素。在体素打印过程中,将对像素进行全彩色3D打印并具有选定的材料硬度功能。

科丁顿之前曾进行过另一个涉及体素3D打印的项目,那个项目旨在将该技术确立为胶片捕捉的新手段,并提出.stl文件的替代方案。通过实验,科丁顿意识到,通过使用体素3D打印打印胶卷素材,他可以使胶卷存储过程全面重生。正如他当时所描述的,该项目旨在“展示体素印刷可以提供的新应用”,同时展示该技术的艺术品质。

体素打印莫奈画作

当新的3D打印技术出现时,科丁顿发现了一种趋势,即研究更多地集中在开发的技术方面,而忽视了许多创造性因素。他解释了他的体素3D打印方法背后的理论基础,将其作为一种技术,不仅可以用来促进数字世界和物理世界之间的联系,还可以用来促进视觉素养和基于工艺的数据之间的联系。

他继续解释道:“以设计为重点的研究让我能够产生新的想法,适用于新技术的独特性和能力,在这种情况下,3D打印图像,如绘画和使用绘画技术生成3D打印图像。”

为了实施他的项目,科丁顿使用了一台Stratasys J750 3D打印机。获奖的J750最初于2016年推出,具有混合和匹配全色域渐变的能力,用于不需要后处理的逼真的3D打印。自那以后,J750已经进行了几次更新,包括2019年的医疗升级,以及去年年底扩展的功能,包括生物力学精确的矫形应用。

科丁顿选择3D打印这幅莫奈的 Waterlillies的画作,因为他认为这比通过2D平面能更好地显示光线在图像中的移动方式。通过在3D打印图像中照亮光线,科丁顿可以显示莫奈在2D绘画中无法捕获的图像的深度。

他在项目解释中说:“池塘里的水往往漂浮着漂浮的物质碎片。” 当光透过水体时,这些碎片会出现在不同的深度。莫奈通过分层绘画来捕捉这种感觉。但是,他的图像仍然仅限于2D平面。体素打印可以使该2D平面显现,并提供了要散布在整个制作对象中的材料碎片。

科丁顿使用了编辑软件Adobe Photoshop,以数字方式复制了Monets的分层画法。根据对莫奈作品的观察,科丁顿构建了15层,每层都以数字即兴的方式涂上颜色,然后再将它们层叠起来。最后,科丁顿使用J750对数字图像进行3D打印。

“这项研究突出了体素打印方法,并提供了一系列体素打印,可以物理地渲染原始数字图像,从而构造其材料输出,并具有在数字领域内工作的优势。”他总结说: “因此,体素打印的设计可以展示原始图像的肉眼或视觉数据,并在不破坏其视觉特征的情况下,以物理方式呈现该对象,提供了这个对象的裸眼质量。”


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