康奈爾大學(xué)的研究人員推出了EndlessForms，一個(gè)讓用戶創(chuàng)建虛擬雕塑并以實(shí)體形式渲染它們。該網(wǎng)站展示了一項(xiàng)能夠讓設(shè)計(jì)師用來(lái)創(chuàng)造新產(chǎn)品并推動(dòng)3D打印更廣泛地應(yīng)用的技術(shù)。
/ Q7 _+ b7 _6 [. t0 _4 M5 `7 {& T![]() 3D打印：由EndlessForms網(wǎng)站逐步進(jìn)化并以3D形式打印的物體示例。
0 e R, V* d) M! |% c4 j& g8 V來(lái)源：康奈爾大學(xué)
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R" P. U3 B" C, p4 |/ q/ X0 {) k人們可以在先前沒(méi)有任何3D設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的情況下使用EndlessForms。用戶開(kāi)始要從一個(gè)隨機(jī)產(chǎn)生的圖庫(kù)中選取一個(gè)物體。該網(wǎng)站會(huì)建立一個(gè)選中物體變形體的新圖庫(kù)，而用戶則需從這些變形體中再選擇一個(gè)。通過(guò)重復(fù)這一過(guò)程，逐漸將該圖形優(yōu)化成用戶所需的形狀。用戶可以將該模型與其他用戶分享，而且如果他們?cè)敢獾脑挘€可以把該物體發(fā)送給3D打印服務(wù)商并以多種材料渲染輸出，其中包括塑料、銀以及鍍金鋼材。一個(gè)5至7厘米的塑料模型通常需要花費(fèi)不到10美元。
% X x. y5 B( [/ e康奈爾大學(xué)博士后、該項(xiàng)目領(lǐng)導(dǎo)者杰夫•科隆（Jeff Clune）相信，相比以往通過(guò)數(shù)字演變和選擇來(lái)產(chǎn)生物體和模型的嘗試，該方法是一個(gè)關(guān)鍵性的進(jìn)步。那些產(chǎn)生物體的嘗試“看起來(lái)就是不自然，”科隆說(shuō)。“所以我們開(kāi)始動(dòng)手并盜取了用了千萬(wàn)年才發(fā)現(xiàn)的生物進(jìn)化的秘密。”科隆表示，以這種方法創(chuàng)造物體讓他們自然而然地得到了一些有用的特性，比如對(duì)稱性，而且當(dāng)這些物體以3D形式輸出時(shí)，它們基本都是結(jié)構(gòu)合理的。% j( c; m: F7 L
EndlessForms用于產(chǎn)生物體及其變體的規(guī)則類似于發(fā)育生物學(xué)——研究DNA結(jié)構(gòu)是如何打開(kāi)以創(chuàng)造一個(gè)完整的生命體。“胚胎是以梯度化學(xué)的形式創(chuàng)造模型的，”科隆說(shuō)。梯度化學(xué)（改變某些分子的濃度）控制了一個(gè)有機(jī)體胚胎某部分的表達(dá)。“可能是一種簡(jiǎn)單的線性梯度，像從頭到尾，或者可能是一種循環(huán)梯度，就像控制毛蟲(chóng)身體每段的產(chǎn)生，”科隆說(shuō)到。例如，將頭到尾、前到后以及循環(huán)梯度結(jié)合起來(lái)，就形成了基本的脊柱剖面圖。
4 |% ~' R8 m6 e( V& bEndlessForms并沒(méi)有模擬梯度化學(xué)，而是為每個(gè)物體存儲(chǔ)了一個(gè)“基因”，描述了一組類似這些梯度的簡(jiǎn)單數(shù)學(xué)函數(shù)，例如，一個(gè)正弦函數(shù)代替了一個(gè)循環(huán)化學(xué)梯度。網(wǎng)站通過(guò)改變這一數(shù)學(xué)DNA來(lái)生成物體的變形體。通過(guò)統(tǒng)計(jì)來(lái)自所有這些由基因描述的函數(shù)的影響，并檢測(cè)結(jié)果是否以及超過(guò)某閾值，EndlessForms會(huì)判斷被稱為三維像素（voxel）的3D空間元素是否已被填充到物體中或是仍然留空。
, s* S: `2 `5 e$ _現(xiàn)在，EndlessForms僅能生產(chǎn)一些有限的模型。考慮到計(jì)算成本，該系統(tǒng)為每個(gè)物體使用了相對(duì)較少的三維像素。而且由于每個(gè)物體最初都是隨機(jī)生成的，需要某特定模型的用戶可能要進(jìn)行相當(dāng)多的選擇和進(jìn)化以產(chǎn)生形狀接近的模型。然而，康奈爾小組與合作者們計(jì)劃改進(jìn)該系統(tǒng)，讓用戶能夠輸入某物品的3D掃描圖并從它開(kāi)始進(jìn)化出變形體。
3 I" N C. y; U7 t這一技術(shù)“令人印象非常深刻，”MIT媒體實(shí)驗(yàn)室Mediated Matter研究小組總監(jiān)奈麗•奧克斯曼（Neri Oxman）說(shuō)到。她相信進(jìn)化方法的用戶友好性將有助于推動(dòng)3D打印技術(shù)更廣泛的應(yīng)用，類似于易于使用的圖像編輯器為數(shù)碼攝影和圖形操作起到的助燃作用。“人們能夠掃描他們自己的牙刷或者其他物品并為他們的家庭成員進(jìn)化出該物品的多種變形體，”奧克斯曼說(shuō)到。她指出這最終可能對(duì)設(shè)計(jì)行業(yè)產(chǎn)生影響，就像是博客和社交媒體對(duì)新聞業(yè)已經(jīng)產(chǎn)生的影響——使這一領(lǐng)域?yàn)楣婇_(kāi)放。! T6 S6 y, h0 w) a8 L% p+ ?
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發(fā)表于 2011-9-1 19:26:50
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