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3d数字化技术范文1
现代社会的高速发展,使人们的接受能力得以不断地提升。人们要求广告形式多元化发展、广告展示效果不断提升,3d数字化广告能够满足人们的要求,能够用逼真的视觉效果、动态的视觉形象展现吸
引消费者。3D数字化广告能够将产品更好的展示给受众,促使受众的购买欲望。3D数字化广告是3D技术在广告领域中的发展和运用,在广告产业中,3D的广告具有较强的市场占有趋势。3D数字化广告包
括静态和动态两个部分,静态的3D数字化广告是运用三维的手段使平面的二维形象转变为三维的立体广告形象。这种静态的3D数字化广告,是动态3D数字化广告的基础,和动态3D数字化广告具有思维特
点上的一致性。成功的静态3D数字化广告是用静态形象使动态思维外化。德国某一广告公司利用折叠贺卡的原理,将立体的纸塑花朵设置在洗手间门的转角处,关上门时原本平面的画面就呈现出一朵盛
开的鲜花般的立体效果。印度尼西亚的“幻影快递员”广告运用装置艺术的原理,塑造出如风般正在快速奔跑的快递员的形象。德国的“变身折叠椅”广告中,为了向客户展示最新款笔记本电脑所拥有
的坚实的特点,在广告设计中,设计师让笔记本电脑成为公交车上的折叠座椅,将这种折叠座椅安置在中心车站、飞机场等候的巴士、有轨电车等地方。让客户体验笔记本电脑的金属外壳、防冲击硬盘
保护、防水键盘等安全特性。还有一些静态的3D数字化广告,并不推介产品,只是成为人们日常生活的点缀。例如,将公交候车站台的背景设置为爆炸头的图案,人们在候车时坐在相应的位置,就会成
为爆炸头的主人。地铁广告的背景设计图案与月台上的座椅结合而成一部缆车。坐在椅子上的受众仿佛就能感觉到身后吹来的阵阵寒风……这种3D数字化广告让人和广告成为一种全新的表现形式和完美
的视觉组合。动态的3D数字化广告是由影像合成技术与光纤材料的完美结合,通过能够将普通平面图片转换成立体影像,从而给人们带来强烈的视觉冲击力性而达到一种宣传推广方式。2010年比利时《
最后一点钟报》被人们称为“欧洲第一张3D报纸”,这份报纸的头版文章标题就是“2010,和3D再次起飞。”随着份报纸附赠的还有一副3D眼镜,读者戴上眼镜之后,能看到报纸上的图片都呈现出立体
效果,就连新闻图片中的人物也仿佛立起来。但是,这张报纸只是一次市场实验,没有再印刷生产过,3D数字化广告并不适合被用作报纸广告。动态的3D数字化广告被广泛地应用于电影和电视广告,3D
数字化的广告视觉传达在现代广告设计中起到了重要的作用。
2、3D数字化广告视觉在现代广告中的作用
2.1强烈的视觉冲击效果
3D视觉传达的效果展示,最初来自于3D电影,但是,经典的电影即使没有3D效果也依然好看。例如《,阿凡达》《冰雪奇缘》等等,电影是对于人性的拓展,人很容易在电影中获得情感上的共鸣。3D数
字化视觉传达用在广告中,主要依靠强烈的视觉冲击力获得较好的视觉效果,让受众很容易记住所宣传的商品特点或者信息。广告在本质上是广告商对自己的产品和服务的劝服性、宣传性传播。在3D数
字化广告中,设计师重视对于产品效果的表达,在一些具有丰富的外部结构和细腻的质感的商品广告中,3D数字化广告能够产生较深的景深和宽阔的空间效果,使视觉画面的层次关系丰富,能够使受众
产生身临其中的体验效果,激发起受众对商品的亲近体验,最大程度上唤起受众的消费欲望。
2.2深入的信息传达作用
在具有强烈的视觉冲击效果的基础上,3D数字化广告还能够深入的传达信息。如今的3D电视广告具有逼真的画面,震撼的视觉冲击力,给人前所未有的体验。一些汽车生产商家,喜欢用3D效果展现车速
,喜欢用3D技术为受众展示御风而行的车速体验,用生动的效果传达给受众相关的信息。还有一些户外广告,也用3D的形式打破了以往户外广告呆板、沉闷、单一的缺点,使广告更具有亮点、更突出特
点,引人入胜。例如,三星的3D液晶电视广告,在阿姆斯特丹的一幢老建筑上投射了一段经典3D影片。用三星3D液晶电视展现这段广告的时候,呈现出犹如爱丽丝梦游仙境般的梦幻效果氛围。3D的视觉
画面效果真实生动,让人宛如置身境内,在亦真亦幻间游离。广告是实用与审美的统一,广告的目的是为人们推销产品,给商家带来市场利润。3D视觉广告,是以高科技为基础的现代科技艺术与艺术审
3d数字化技术范文2
[关键词] 1,25-(OH)2-D3;巨噬细胞趋化抑制因子;核转录因子κB/P65;肾小管间质炎症反应
[中图分类号] R692.3 [文献标识码] A [文章编号] 1674-4721(2014)09(b)-0008-05
Effects of 1,25-dihydroxyvitamin D3 on the expression of macrophage chemotaxis inhibitory factor and nuclear factor-κB/P65 of tubulointerstitial cells in unilateral ureteral ligation operation model rats
LONG Yan-jun1 YANG Xiao-cui2 YANG Xia1 DA Jing-jing1 YUAN Jing1 TIAN Mao-lu1 ZHA Yan1
1.Department of Nephrology,People′s Hospital of Guizhou Province,Guiyang 550002,China;2.The Fourth People′s Hospital of Zunyi City in Guizhou Province,Zunyi 563000,China
[Abstract] Objective To investigate the expression of macrophage migration inhibitory factor(MIF)and nuclear factor-κB/P65(NF-κB/P65)in the kidneys of unilateral ureteral obstruction(UUO)model rats and the effect of 1,25-dihydroxyvitamin D3 on the xpression. Methods Thirty healthymale SD rats were randomly divided into 3 groups:sham operation group(n=10),model group(n=10)and VD group[n=10,UUO rats treated with 6 ng/(100 g・d) 1,25-dihydroxyvitamin D3].The rats in sham group and model group were treated with equal normal saline by lavage for 8 weeks.Serum creatinine,histopatho1ogical change,renal tubulointerstitial macrophage marker antigen(ED-1),NF-κB/P65 and MIF in rats at 8 weeks was measured by immunohistochemistry respectively. Results Serum creatinine,renal interstitial area/statistical field area,the expression of MIF,the amount of NF-κB/P65 nuclear positive cell and ED-1 positive cell in model group was significantly increased compared with that in sham group respectively(P
[Key words] 1,25-dihydroxyvitamin D3;Macrophage chemotaxis inhibitory factor;Nuclear factor-κB/P65;Renal tubulointerstitial inflammation
慢性肾脏病(chronic kidney disease,CKD)正成为一个全球范围内的公共卫生问题[1]。肾小管间质炎症可促进CKD患者肾脏纤维化的进程,导致终末期肾衰竭。巨噬细胞移动抑制因子(MIF)是一种强有力的炎症前细胞因子[2],可引起核转录因子-κB(NF-κB)的活化。在鼠的抗肾小球基底膜肾炎、系膜增生性肾炎、MRL/lpr狼疮性肾炎等均发现MIF表达增加[3],与肾脏组织学损害(间质纤维化等)、蛋白尿程度及肾功能衰退密切相关[4-5]。本研究在单侧输尿管梗阻(unilateral ureteral obstruction,UUO)大鼠模型中观察肾小管间质炎症反应和肾小管间质细胞MIF、NF-κB的表达情况及给予1,25-(OH)2-D3干预后MIF、NF-κB在肾小管间质细胞中表达的变化,探讨1,25-(OH)2-D3是否通过MIF影响NF-κB活性来改善肾小管间质的炎症反应,为肾纤维化药物治疗提供更广泛的循证医学依据。
1 材料与方法
1.1 动物及分组
6周左右雄性SD大鼠30只,体重170~220 g,许可合格证号scxk(渝)2007-0005,由重庆试验动物中心提供。按随机数字表法分为假手术组(n=10)、模型组(n=10,行单侧输尿管结扎手术)和1,25-(OH)2-D3干预组(VD组)(n=10,行单侧输尿管结扎手术加1,25-(OH)2-D3 6 ng/(100 g・d)入饮水中灌胃8周)。假手术组和模型组予等量生理盐水灌胃。
1.2 动物处理
在UUO术后8周麻醉大鼠从颈总动脉采血,4℃、3000 r/min离心15 min分离血清,用于测定血肌酐。脱髓处死所有大鼠,剖取左侧肾脏,剥离包膜,部分肾组织10%中性甲醛溶液固定,行组织病理学、免疫组织化学检测,部分肾组织存放于-80℃,行Real-time PCR和Western blot检测。
1.3 组织病理学检测
石蜡切片行常规HE、PAS和Masson染色,光镜下双盲法观察肾小管间质的变化情况。每只大鼠选取3张切片,每张切片随机选取10个肾小管间质视野(避开肾小球和大血管),肾间质面积测量在200倍光镜下,每个视野分别测量肾间质面积与统计场面积的比值。采用显微图像分析系统(Olympus C3040.ADU)对各组染色结果进行积分吸光度(A)测定,每张切片随机选取10个高倍视野(200倍),每个视野代表0.13 mm2的区域面积,计算其A值,取平均值。
1.4 免疫组织化学检测
切片脱蜡复水;抗原修复采用微波热修复,室温冷却;经3%双氧水封闭内源性酶;正常羊血清封闭15~20 min;加入一抗ED-1(Santa Cruz)1∶50、NF-κB/P65(Cell Signaling Technology)1∶400、MIF(Santa Cruz)1∶50,4℃孵育过夜;滴加HRP Polymer(酶标二抗),在室温下孵育30 min;DAB显色,苏木素复染,脱水,透明。实验同时以磷酸盐缓冲液代替一抗作阴性对照。
1.5 统计学处理
采用SPSS 18.0统计软件对数据进行分析和处理,计量资料以x±s表示,采用单因素方差分析或q检验,以P
2 结果
2.1 3组大鼠血肌酐及肾间质面积/统计场面积的比较
术后8周,模型组的血肌酐及肾间质面积/统计场面积明显高于假手术组及VD组(P
表1 3组大鼠血肌酐及肾间质面积/统计场面积的比较(x±s,n=10)
与假手术组比较,*P
2.2 3组大鼠肾组织病理检查结果
假手术组肾小管间质形态正常;模型组可见肾小管管腔增大,小管上皮细胞空泡状变性、萎缩、脱落,肾间质结构紊乱、炎症细胞浸润及纤维化;VD组肾小管间质病变较模型组明显改善(图1)。
2.3 3组大鼠肾小管间质ED-1的表达情况
免疫组化显示假手术组ED-1表达极少;与假手术组比较,模型组ED-1表达明显升高(P
图2 3组大鼠肾小管间质ED-1的表达情况(×200)
A.假手术组;B.模型组;C.VD组;与假手术组比较,*P
2.4 3组大鼠肾小管间质MIF的表达情况
免疫组化显示假手术组MIF表达极少;与假手术组比较,模型组MIF明显升高(P
2.5 3组大鼠肾小管间质NF-κB/P65的表达情况
免疫组化显示假手术组NF-κB/P65在肾小管上皮细胞中主要表达于细胞质,未见明显核阳性细胞;模型组肾小管NF-κB/P65核阳性细胞较假手术组明显升高(P
3 讨论
肾脏纤维化,尤其是肾小管间质纤维化,几乎是所有CKD的最终结果[6]。肾小管间质炎症是肾小管间质纤维化的重用病理生理机制之一。MIF是免疫和炎症反应中的关键成分[2],是一种含有115个氨基酸的蛋白质,相对分子质量约为12.5 kD[7]。MIF的活化状态是由含2个反向平行α螺旋和6个β片层的三个单体组成的同源三聚体,形成一末端开放的中空结构。MIF主要由巨噬细胞产生,其他细胞如淋巴细胞、树突状细胞、中性粒细胞、内皮细胞、平滑肌细胞、上皮细胞、成纤维细胞、心肌细胞、神经细胞、生殖组织、脂肪细胞和激素分泌细胞也可表达MIF[8]。MIF主要通过抑制巨噬细胞游走移动,促进巨噬细胞在炎症局部的聚集、增生及分泌多种细胞因子如白介素-1(IL-1)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)等发挥其增强炎症反应程度的生物学效应。在正常人、大鼠的肾组织中,MIF主要在肾小球脏层和壁层上皮细胞表达,在肾小管上皮细胞弱表达[9]。在人类各种原发和继发肾小球疾病中,肾脏MIF表达均增加[3]。有研究发现,在系统性红斑狼疮小鼠模型中给予MIF拮抗剂处理可改善肾脏的功能及组织学指标[10]。本研究发现,UUO大鼠肾小管间质ED-1阳性细胞明显升高,MIF的表达明显增加,结果提示MIF可能参与UUO大鼠肾小管间质的炎症反应,与既往在进展性肾炎模型大鼠上的相关研究一致[11]。
NF-κB属于NF-κB/Rel家族,由NF-κB1(p50/p105)、NF-κB2(p52/p100)、RelA(p65)、RelB及c-Rel五个成员组成,是调控诸多基因的重要转录因子,参与炎症反应、免疫应答、细胞增生及转化和凋亡等重要的生理病理过程[12-13]。许多与肾脏损伤相关的刺激(如高糖、蛋白尿、糖基化终产物等)均可引起NF-κB的活化[14-15],其中起主要作用的是NF-κB1/P65异源二聚体。有研究发现,MIF可以通过作用于一种转录因子ETS家族成员PU1来上调TCL-R4的表达,引起NF-κB过度激活,导致炎症反应的级联放大效应[16-17]。另有研究发现,MIF在IgA大鼠肾损伤中的作用机制可能与活化NF-κB/P65有关[18]。本研究发现,在正常大鼠肾小管间质中NF-κB/P65核阳性细胞极少,而在UUO大鼠肾小管间质的NF-κB/P65核阳性细胞明显增加,结果提示在UUO大鼠中,MIF可能通过诱导NF-κB/P65活化,参与肾小管间质炎症反应。
研究发现,1,25-(OH)2-D3通过减轻梗阻性肾病模型中肾小球硬化的损伤而发挥抗肾脏纤维化的作用[19],已被证实可以延缓肾小球硬化及肾间质纤维化的进展[20],但具体机制尚不明确。本研究发现,在UUO大鼠肾脏,MIF表达明显升高(P
本研究结果证实,应用1,25-(OH)2-D3干预可减轻UUO大鼠肾小管间质的炎症反应,缓解肾小管间质纤维化。1,25-(OH)2-D3可能通过抑制MIF在肾小管间质的表达,减少NF-κB/P65的活化,改善炎症反应,减轻肾脏损伤。
[参考文献]
[1] McClellan AC,Plantinga L,McClellan WM.Epidemiology,geography and chronic kidney disease[J].Curr Opin Nephrol Hypertens,2012,21(3):323-328.
[2] Matsumoto K,Maruyama T.Elevated macrophage migration inhibitiory factor(MIF)levels in the urine of patients with focal glomerular sclerosis[J].Clin Exp Immunol,2005,139(2):338-347.
[3] Sanchez-Ni?o MD,Sanz AB,Ruiz-Andres O,et al.MIF,CD74 and other partners in kidney disease:tales of a promiscuous couple[J].Cytokine Growth Factor Rev,2013, 24(1):23-40.
[4] Nakima K,Tanaka Y,Nomiyama T,et al.RANTES promoter genotype is associated with diabetic nephropathy in type 2 diabetic subjects[J].Diabetes Care,2003,26(3):892.
[5] 孔耀中,黄英伟.巨噬细胞移动抑制因子在原发性肾小球肾炎组织中的表达和意义[J].中华肾脏病杂志,2000, 12(16):383.
[6] Lan A,Du J.Potential role of Akt signaling in chronic kidney disease[J].Nephrol Dial Transplant,2014.[Epub ahead of print]
[7] Mitchell R,Bacher M,Bernhagen J,et al.Cloning and characterization of the gene for mouse macrophage migration inhibitory factor(MIF)[J].J Immunol,1995,154(8):3863-3870.
[8] Asare Y,Schmitt M,Bernhagen J.The vascular biology of macrophage migration inhibitory factor(MIF).Expression and effects in inflammation,atherogenesis and angiogenesis[J].Thromb Haemost,2013,109(3):391-398.
[9] Bruchfeld A,Carrero JJ,Qureshi AR,et al.Elevated serum macrophage migration inhibitoryfactor(MIF)concentrations in chronic kidney disease(CKD)are associated with markers of oxidative stress and endothelial activation[J].Mol Med,2009,15(3-4):70-75.
[10] Leng L,Chen L,Fan J,et al.A small-molecule macrophage migration inhibitory factor antagonist protects against glomerulonephritis in lupus-prone NZB/NZW F1 and MRL/lpr mice[J].J Immunol,2011,186(1):527-538.
[11] 艳,赵盈亭,杨霞,等.氯沙坦对进展性肾炎模型大鼠肾小管-间质细胞巨噬细胞移动抑制因子的影响研究[J].中国药房,2011,22(33):3098-3100.
[12] Wan F,Lenardo MJ.Specification of DNA binding activity of NF-kappaB proteins[J].Cold Spring Harb Perspect Biol,2009,1(4):a000067.
[13] Hayden MS,Ghosh S.Shared principles in NF-kappaB signaling[J].Cell,2008,132(3):344-362.
[14] Sanz AB,Sanchez-Ni?o MD,Ramos AM,et al.NF-kappaB in renal inflammation[J].J Am Soc Nephrol,2010,21(8):1254-1262.
[15] Okabe C,Borges RL,de Almeida DC,et al.NF-κB activation mediates crystal translocation and interstitial inflammation in adenine overload nephropathy[J].Am J Physiol Renal Physiol,2013,305(2):F155-F163.
[16] Daun JM,Cannon JG.Macroghage migration inhibitory factor antagonizes hydrocortisone- induced increase in cytosolic IκB[J].Am J Physiol,2000,279(2):1045-1049.
[17] Salminen A,Kaarniranta K.Control of p53 and NF-κB signaling by WIP1 and MIF:role in cellular senescence and organismal aging[J].Cell Signal,2011,23(5):747-752.
[18] 刘延霞.巨噬细胞移动抑制因子在IgA肾病大鼠模型肾损伤中的作用[J].温州:温州医学院,2008.
[19] Li Y,Spataro BC,Yang J,et al.1,25-dihydroxyvitamin D inhibits renal interstitial myofibroblast activation by inducing hepatocyte growth factor expression[J].Kidney Int,2005,68(4):1500-1510.
3d数字化技术范文3
关键词:高职;数字媒体;影视后期技术
在数字媒体技术快速发展的今天,传统影视作品素材的剪辑和制作方式已经无法满足新时期实际工作需求,同时也无法满足新课标度高职教育提出的各项新要求。为了实现高职教育的突破发展,就必须要顺应数字媒体技术的发展趋势,加快改进和创新影视后期技术,提升其应用有效性。因此,对于数字媒体下常见影视后期技术及其应用进行探究具有重要意义。
1 数字媒体下常见影视后期技术的应用
1.1 3D技术在影视后期制作中的应用
在高职教育影视专业人员的教学中,后期制作是重要的教学组成部分。实际上,影视后期制作就是指影大片中的特技效果等各种包装效果。而在众多影视后期制作的特效技术中,3D技术的应用无疑是吸引观众眼球最多的一种技术,同时也是当前高职影视专业教育的重点内容。3D技术实际上就是通过靠人眼的视觉差来使人感受到3D立体感觉。通过在影视后期制作中引入3D技术,可以创作出生动、形象的虚拟角色形象。例如,在《侏罗纪世界》这部史诗级影片中,所创设出的各种“恐龙”形象,使人感觉到非常真实的感觉,其真实复原了现实生活中不存在的形象;又如,借助3D技术的应用,可以模拟灾难影片中的气流冲击、大爆炸以及宇宙洪荒,比如影视作品《后天》中的大海啸场景、《地球末日》中的大爆炸场景、《指环王》中的各种人物打斗场景等均是3D技术在影视作品中应用的具体体现。实际上,特技镜头自其诞生以来就备受关注,并被广泛应用于各类影片制作中来。传统影视制作过程中所涉及的光效或者模型等特效制作均主要放置在前期影视制作中,但是3D技术则主要应用于影视后期制作中来,同时其所创作的模型除了兼具奇幻效果之外,也更加便于修改。
1.2 合成技术在影视后期制作中的应用
3D技术在影视后期制作中的应用可以创设一个虚幻的情境,增强受众视觉震撼感,但是却无法有效地增强虚幻形象和真实人物的对接,而合成技术则是在此背景下所诞生的一种影视后期技术。合成技术可以应用各种专业的软件来有效地拼接组合和修饰美化各类影视素材,是影视后期制作过程中有机统筹各种制作技术的重要辅助技术。比如,在《神雕侠侣》中杨过和神雕之间默契的配合;《还珠格格》中香妃和一群五彩斑斓蝴蝶之间共同翩翩起舞;《阿甘正传》中阿甘和肯尼迪总统之间的握手;《哈利波特》中火焰杯上同巨龙搏斗场景等均是数字合成技术在影视剧后期制作中应用的具体体现。通过在影视后期制作中应用数字合成技术,有效地提升了各种后期制作技术配合准确率,增强了后期影视制作的整体效果。
1.3 其他影视后期制作中常用数字技术的应用
在高职影视专业教育过程中,除了3D技术和合成技术等常用数字媒体下的影视后期技术之外,还可以将数字化处理技术、数字化剪辑和调色技术、数字化存储技术等几种数字技术及其应用方法传授给学生,具体的内容如下所述:
(1)数字化处理技术。数字技术在影视后期制作中的合理应用,有助于实现对影视素材的数字化处理,借助数字化非线性编辑的合理应用,可以自行组合各种影视基础元素来增加影视创作空间,形成全新的影视画面。考虑到实地拍摄是影视制作的基础素材,后期制作过程则是将这些源素材通过数字设备来转化为数字素材后再进行处理的过程。在传统影视后期制作过程中,视频的处理技术水平比较低,此时如果引入数字化视频处理技术,可以增加影视视频素材二次创作空间,增强影视视频制作的质量。
(2)数字化剪辑和调色技术。在影视后期制作过程中,一般主要采用数字技术来调整画面的色彩和光影来增强画面美感,从而为受众营造生动的影视画面。其中的数字化调色技术主要是采用调色软件中的各种配套插件来剪辑影视素材,相应的独立性比较强,调色操作也比较简单,具体流程主要为:粗剪―调色―特技―字幕―声音―输出。而如果借助独立的数字调色软件来对影视后期素材进行数字化调色处理,确保其和粗剪同步进行,但是无论采用何种数字调色方式,均必须要在调色的过程中,合理编辑字幕、声音和特技,确保影视制作的质量。
(3)数字化存储技术。理论上来讲,传统影视素材的主要存储形式包括磁带和胶片,其大都需要比较大的存储空间,且会因时间的变化而引发诸多不可预期变化,或者也可能会因人为原因而对这些存储介质造成损坏,无法长久确保这些影视素材的安全性。而通过数字化存储技术的应用,则可以有效地压缩这些影视素材,使其存储在光盘、硬盘以及互联网云盘中,这不仅提升了影视素材的存储量,也大大节省了实际存储空间。特别是随着云存储技术的快速发展,虚拟空间的存储方式极大地提升了影视素材存储的效率。另外,数字技术在数字化存储中的具体体现主要包括视频压缩技术、数字存储技术、视频压缩技术和云存储技术等,这比计算机硬盘存储效率更高,数据传输速率也更高。因此,为了全面增强影视后期技术应用的质量,高职教师也必须要重视将数字化存储技术进行合理应用。
2 数字技术在影视后期制作中的运用方式
在数字媒体技术快速发展的背景下,可以合理应用三维影像、画面合成、特效表现和实景拍摄等多方面的技术和特效处理来创作影视作品,但是为了确保影视后期制作质量,高职教师还必须要注意将这些影视后期制作方式传授给学生,引导他们积极发挥自身的创作思维,以更好地胜任新时期编辑功能和特效设计工作。而就影视后期制作中数字技术的具体运用形式而言,其主要包括如下几个方面:
第一,动画制作。动画片是现代影视剧类中一种重要的影视艺术方式,其主要是借助数字技术来丰富人物造型。比如,通过三维技术的合理应用,可以确保动画人物形象创作的立体化,同时也可以为设计人员创设一个更加自由的设计空间,增强创作的趣味性。比如,《花千骨》中的糖宝和《捉妖记》中的胡巴动画形象均为影视剧本身增添了吸引力。
第二,数字特效。在经济或者拍摄技术受限的情况下,为了追求视觉特效,需要合理采用数字特效来解决场景制作难题。
第三,实景拍摄。主要是通过借助一些现实生活中的一些真实场景来作为影视剧制作素材,这也是当前影视后期制作过程中常用的一种数字技术。
总之,随着数字媒体技术的快速发展,数字艺术和技术在影视行业中得到了广泛推广和应用。为了满足社会对于影视专业人才的需求,高职教育影视专业教师除了需要将传统人工剪辑和整合影视素材方面知识传授给学生之外,同样要将3D技术、合成技术等数字媒体下的影视后期技术传授给学生,从而不断增强学生的影视后期制作能力,确保我国影视业健康发展。
参考文献:
[1] 何娜佳.对数字媒体下的影视后期技术的研究[J].科学大众,2016(3):182-183.
3d数字化技术范文4
关键词:复杂表面;藏族工艺品;3D打印;数据采集
DOIDOI:10.11907/rjdk.171640
中图分类号:TP392
文献标识码:A 文章编号:1672-7800(2017)006-0155-04
0 引言
以数字模型为基础,不用大规模投入生产线就可快速生成3D物品外形的3D打印技术逐渐被人们重视,典型代表是1995年美国ZCorp公司从麻省理工学院获得唯一授权开发的3D打印机。在过去的20多年时间里,3D打印技术出现了质的飞跃,其应用领域已从普通的工业生产领域逐渐推广到医疗、军事、航空、文化遗产、旅游产品开发等应用领域,其特征体现为少量生产、个性定制和样品研发等,特别是对一些特征鲜明、举世稀缺的复杂珍贵物品进行高精度复制有着独特的技术优势。
目前已有将3D打印技术应用于表面相对光滑、结果简单的工艺品事例[1-4]。三维数字化设备主要以非接触式光学扫描为主,其基本原理是向目标发射特定光线,然后通过其传感器接收反射光进行数字化处理,具体体现为以普通光学为主的结构光学数字化、以激光+照相为主的复合光学数字化技术,前者可自动进行对齐和配准完成数字化过程,后者往往需要人工进行对齐和配准。从数字化效果来看,采用激光进行数字化精度相对较高,但两者在数字化过程中均是通过反射光进行数字化,对那些表面相对复杂、具有明显遮挡的物品难以进行高精度数字化。图1为表面复杂藏族工艺品,利用Artec M型结构光扫描仪扫描后出现图2所示的数据严重缺损现象。在表面相对光滑且发生镜面反射或透射情形时,由于仪器接收传感器均在同侧而无法获取任何反射光,结果出现数字化失败。图3是实验采用的一个镀铜香炉,图4是利用Artec M型结构光扫描仪数据获取失败的案例。目前对表面发生镜面反射或透射现象进行数字化时,往往通过给其表面撒上微小粉末状物质使其发生漫反射,此类方法显然对珍贵物品不适合,而对那些表面结构相对复杂,具有明显遮挡的物品,目前还没有专门设备来实现数字化。
医用X射线CT设备是利用不同物质对X射线的衰减率不同,通过特定算法实现人体指定器官或部位的断层数据形成图像数据,然后以该图像数据作为输入基础,根据不同应用目标来设计算法进行三维数字建模与可视化的技术,广泛应用于医学辅助诊疗等领域。从理论上来看,X射线CT设备对于一般物品的数字化仅仅与其所构成的材质有关,与物体表面复杂程度无关,因此,可用其解决普通光学仪器数据采集遮挡和透射问题。材质与密度直接相关,本文在考虑材质差异时,主要以密度作为衡量标准。
医用X射线CT设备空间精度可达到亚毫米级,完全可以满足3D打印技术要求。由于知识版权保护等因素,通过医用X射线CT设备虽然在视角上可以三维重建和可视化,但却无法导出3D三角化后的模型数据;有时虽然实现了视角的三维可视化,但数据本身没有进行三角化处理,无法被3D打印机使用。本文针对表面相对复杂的物品,给出扫描参数设计策略和原则,通过在Visual C++6.0环境下编译好的visualization toolkit (VTK)5.8开源包[7]来编程,解决上述问题。
1 表面复杂物品扫描参数设计
扫描参数的设计直接关系着数据空间精度和数据处理难度,需要考虑诸多因素。普通的医学X射线CT检查,需要针对病人患病部位详细设计,考虑扫描类型、曝光条件、视野、图像矩阵大小、准直参数、层厚、层距、重建间隔、螺距以及重建算法等因素[5]。对于表面复杂、具有明显遮挡关系物品的X射线CT扫描设计,基本原则是尽可能实现高精度的空间数字化,同时要考虑CT机球管的瞬时电压、电流等因素。扫描参数可简化为采集层厚、层距和图像矩阵3个。扫描方式一般采用螺旋扫描,扫描视野为使被扫描物体尽可能占满视区;球管电压一般采用120KV;图像矩阵一般为512×512大小,颜色深度有效位为12位。X射线剂量一般与采集对象密度成正比,根据经验设置。为了降低图像分割难度,在采集对象四周不要有其它物品。如果不得不与其它物品接触,也尽量采用密度差异明显的材料。例如,对于图1所示的藏族工艺品,其材质均匀,密度接近于骨质,设计一组扫描参数如表1所示,或者在医用CT机上采用人体头部模版参数,在固定时采用轻质尼龙材质。
2 数据采集
数据采集参数设定后即可设定数据采集参数模版。CT机控制移动时需要将物品固定在扫描架上快速进行数据采集处理,利用CT机进行图像数据重建,使其空间精度尽可能高,目前可以达到的空间精度为0.5mm;然后通过医学影像工作站进行dicom 3.0格式图像数据导出,或者烧录光盘以备程序使用。图5是将图1所示的工艺品在表格1参数下,在GE 64排螺旋CT设备上扫描后的部分数据截图。
3 数据模型文件生成
使用dicom 3.0数据进行表面重建,通过Marching Cubes(MC)算法实现[6]。MC算法是将CT切片数据堆积成一个三维空间的数据场,逐个处理数据场中的立方体,找出与等值面相交的立方体,采用线性插值计算出等值面与立方体边的交点。根据立方体每一顶点与等值面的相对位置,将等值面与立方体边上的交点按一定方式连接生成等值面,作为等值面在该立方体内的一个逼近表示。从工程设计和数据处理效率来看,VTK集成的Marching Cubes算法效率较高,可以根据重建效果灵活调整相关参数。它是一个开源的免费软件开发包,借助于自身所支持的CMake跨平台编译器,比较容易地生成支持多种编程语言环境的开发包,目前32位稳定版本为VTK5.8。本文就是在Windows 7 32位中文专业版操作系统下,基于VTK5.8开发包在Visual C++ 6.0环境下译生成3D打印机使用的STL格式文件。
3.1 定x数据读取
3.4 生成模型文件
利用上述代码,在电脑上配置好VTK5.8所必需的开发环境,将CT机所导出的符合dicom 3.0规范的数据存放在指定磁盘路径上。本文所列的主要代码存放于F盘的SE0目录下,同时设定好输出的stl文件名称,如本文代码设置的文件名为printed3d.stl;然后编译运行上述代码即可完成数据生成。图6是在上述环境下生成的三维数据几个视角截图。在程序设计时,需要多次根据显示效果调整其对应的光滑参数和面显示参数。
4 3D打印机分层软件转化和打印输出
考虑到后期制作的经济性,本文使用PLA材料在makerbot Z18型 3D打印机上完成数据最终的打印工作。首先将数据导入到该打印机所带的分层软件MakerBot Desktop 2.1中,如图7所示,设置好尺寸和填充百分比。本文打印与原品大小一致,填充比率为20%,经过分层转化成该打印机可以直接使用的数据后打印输出。图8是去掉支持材料后的3D打印成品。
5 人工绘制彩色
为了更好地显示效果,需要给打印的成品参照工艺品原件进行人工涂色。由于采用PLA材质,普通水性颜料很难附着上色和长久保存,因此给彩色颜料适当加入粘性液体,使其能快速附着到打印件上。图9是人工上色后的效果图。
6 结语
针对普通光学难以实现表面复杂藏族工艺品数字化模型的问题,从理论上分析了获取数据缺损或失败的原因,提出了以医用CT设备对此类物品进行数字化的策略、方法和原则。以VTK5.8为主要开发包,以Visual C++ 6.0为程序开发语言,实现了利用CT切片进行重构的模型数据,给出主要的程序代码并利用3D打印机进行了验证,最后经过人工着色得到了很好的效果。实验证明本文方法可行。由于从CT数据重建得到的是物品的几何信息,颜色信息完全丢失,因此今后的工作首先应设法获取或生成物品表面彩色纹理信息,然后与CT建模数据进行配准融合,这样可大大减少人工参与量,在全彩色3D打印工程中应用。
参考文献:
[1]张盼盼,蒋正清.基于3D 打印云平台的旅游纪念品开发设计[J].设计,2015(4):20-21.
[2]王忠宏,李,张曼茵.中国3D 打印产业的现状及发展思路[J].经济纵横,2013(1):90-93.
[3]李小丽,马剑雄,李萍,等.3D 打印技术及应用趋势[J].自动化仪表,2014(1):1-5.
[4]卢秉恒.激光快速原型制造技术的发展与应用[J].航空制造工程,1997(7):15-18.
[5]于兹喜.医学影像检查技术学[M].北京:人民卫生出版社,2010.
[6]LORENSEN W E,CLINE H E.Marching cubes:a high-resoulution 3D suface construction algorithm[J].Computer Graphics,1987,21(4):163-169.
[7]张晓东,罗火灵.VTK图形图像开发进阶[M].北京:机械工业出版社,2015.
3d数字化技术范文5
关键词:3D印刷;数字资产;平台构建
中图分类号:F272 文献标志码:A 文章编号:1673-291X(2013)13-0029-02
在印刷领域,平面印刷图像上再现物体立体三维图像的印刷形式,称为3D印刷。3D印刷,将三维立体成像技术与印刷工艺特点融为一体,使平面印刷图像呈现出立体动画和异变图的奇特视觉感受,从根本上打破了传统印刷品平面、静态、单一的局面,给印刷工艺带来了新的内涵与活力[1~2]。
一、3D印刷发展趋势
近年来,随着计算机图像处理技术、印前制版技术、印刷技术、光栅制作技术的迅猛发展,3D印刷得到了迅速发展,在3D印刷理论、设备、软件平台和制作工艺技术的研究、市场开拓等方面均取得了显著成果,在印前图像制作、数据输出、印刷成图工艺和光栅材料等方面均有所突破 [3~4]。在立体印刷技术及设备开发商和立体印刷企业的共同培育下,立体印刷萌发出新的生机,将进入一个崭新的发展阶段 [5]。3D印刷,现已在工艺美术、文化用品零售批发、户外广告、摄影领域逐渐崭露头角。
与传统印刷相比,3D印刷优势明显:(1)立体感强。3D印刷品,色彩丰富、如同实物的立体感,对人眼产生强烈的吸引力,有身临其境的感觉。(2)附加值高。在竞争日益加剧的印刷市场,印刷微利化时代已经到来。3D印刷能扩展印刷服务产业链,是企业增值印刷的重要着力点。(3)防伪性强。3D印刷工艺复杂,所需要的特殊设备投资大、技术含量高,仿造者对原创产品难以直接通过拍照扫描和一般印刷设备等技术进行复制,同时消费者也能一目了然地看出效果,能实现较好的防伪功能。(4)创意性强。3D印刷独特的表现方式能够实现多种多样的艺术效果,能体现商品设计更加多样的创意,能实现包装设计的创新。
二、3D印刷企业存在的问题
在3D印刷中,将图像在计算机环境下,利用软件平台进行印前制作,生成立体光栅图像是个复杂过程。光栅3D印前图像处理,要完成对原稿图像的颜色与阶调层次处理、视差图的生成、多像合成等复杂作业 [6]。首先将原稿中的景物按凹凸视觉效果勾画等高线,然后选定主体中心,将前后景物进行一定量的位移,最后形成不同视差角度的图像序列[7]。3D印刷在印前图像设计中存在以下问题:(1)3D图像素材杂乱。随着企业累积的素材数量的越来越多,设计人员只能凭记忆查找素材,这样给查找、制作都带来巨大的困难。(2)3D印刷图像数据量大。3D印刷图像精度高,图层多,对设备性能要求很多,即使采用高档设备,数据处理速度也很慢,而且文件较大,存储空间不够时,容易被删除。(3)偏差匹配精度要求高。光栅与多视图的位置匹配关系要求非常准确,但由于光栅线数、图像分辨率、加网线数、网点形状、输出设备分辨率、印刷时纸张(光栅片)的变形等因素会造成匹配时出现误差。要通过手工或软件辅助等手段实现这种关系匹配,十分烦琐。(4)设计人员经验水平要求高。目前的工作过程中,大多数3D印刷企业采用的是一人全程负责式,不能多人协同工作。从图片的查找、扫描到图片的编辑再到排版、打印等一系列环节全部由一个设计师来完成。这就对设计师的能力要求非常高,设计师不仅要具备高素质设计、策划能力,还要具备熟练掌握各种编辑、制作类软件的能力。(5)沟通协调困难。设计制作人员之间由于对文件格式及使用方法上不能有效地沟通,而采用了不一致、不正确的使用方法,会影响产品质量。
三、数字资产管理平台构建
数字资产管理(DAM),是以数字资产文件获取、存储与重复利用为目标的新技术,主要应用于新闻媒体、图书出版、印刷包装等行业。如果将数字资产管理(DAM)应用到3D印刷企业中,可以较好应对3D印刷图像制作和处理问题。
数字资产管理系统(DAMS,D1g1ta1 AssetsManagement System)是对数字资产进行组织与管理的系统,它由数据录入、管理、整合和四个主要的功能模块组成,完成从多媒体信息的输入、存储管理、检索查询,到编辑整合、出版物制作等,再到印刷出版、电子出版、网上等一系列工作。
数字资产管理的基本思路是:多媒体信息经过数据录入模块加工后,被纳入到数据管理的范畴,存储在数据管理模块控制的存储体中;在需要时,数据管理模块将内容从存储体中提取出来,经由数据模块加工或合成后,进行多方位的。数据录入是指通过数字化和必要的加工过程将文字、图像、视频以及音频等多媒体信息转换为数字化内容,如文字录入、图片扫描、视频信息的数字化以及辅助查询的关键帧的提取等。各种多媒体信息经过录入进入到内容管理平台,在这里,数字化信息被分类、标引,并连同其标引信息将被存储到数据库或其他存储体(如磁盘、光盘等)中。
内容管理是数字资产管理系统的核心,可实现对多媒体信息的存储、查询以及系统控制、用户权限设置等功能,具体来说包括:对各种类型的数字化信息进行分类、索引以及存储等;对数字化信息本身及其索引信息进行增加、删除以及修改等;实现多级查询和多次查询功能,既支持简单的查询,也支持复杂的条件查询;针对不同的用户进行权限分配管理,保证系统的安全性,以及日志生成、数据备份等。
数据模块通过有效的查询手段提取数字内容,依据不同的媒体进行出版前的整合加工,生成新的数字内容,并以各种形式进行。文字和图像可以用于报纸和书刊印刷,也可制作成电子书,刻成光盘,生成网页等;视频内容可以进入到编辑程序,进而进行数字播出、网上视频点播等多渠道。
3D印刷企业应用数字资产管理(DAM)可以解决的问题:(1)提高生产效率,方便电子文档的管理,减少文件查询、调用时间,加快生产速度;印刷生产本身就是一个不断产生数据的过程,这个过程使印刷企业所需要管理的数据日积月累,数据量十分巨大,随着生产规模的不断扩大,海量数据的存储管理工作将会变得十分烦琐。目前大部分的印刷企业采用的数据存储方式基本上都是文件直接存储,这种方式给将来的检索、查询以及数据的再利用带来了许多的不便。利用信息管理技术实现数据存储、管理、查询,可实现数据的有效组织和管理。(2)提升印刷质量。3D印刷要求印刷更精细,生产环节更加多变,其印刷出来的效果优秀与否牵涉到设计、印前、制版、印刷各个生产环节。数字资产管理可以对以上生产因素进行很好控制。(3)数字资产管理,可以对数字图像图层及操作参数进行集中,为客户提供额外的数字内容服务。(4)升级管理,解决生产数据规模不断扩大所带来的管理问题。(5)降低设计人员的操作要求,由于对数字图像进行了分类,给类似的图像处理提供了参考参数。另外,可以将一个活件处理过程,分解成若干个流水线环节,可以分布合作方式来处理图像,避免了所有环节都需要一个设计人员来完成的困难。(6)数字资产管理系统中提供了盒型结构图,可以方便3D印刷盒型设计。
四、总结
总之,利用数字资产管理(DAM),能改变3D印刷印前设计中存在的印刷企业中印前设计存在“数字素材烦杂、图像处理繁琐、协同操作困难、预视效果较差”的现状,根据项目前期预研和市场调查,开发3D印刷数字资产管理系统能较大提高3D印刷设计效率,降低对设计人员经验水平的要求,能提高3D印刷质量,优化3D印刷工艺流程,降低印刷废品率,扩展3D印刷产业链,为用户提供更多的数字服务。
参考文献:
[1] 王璐.立体印刷工艺在包装设计中应用[J].艺术探索,2010,(1):149.
[2] 王小京.光栅立体印刷的制作原理与未来发展[J].今日印刷,2006,(7):37-38.
[3] 张昌印.光栅立体印刷工艺详解[J].今日印刷,2010,(10):67-69.
[4] 史瑞芝,安敬,汶建龙,等.一种适用于柱镜光栅立体印刷图的柱形网点模型[J].中国印刷与包装研究,2009,(2):52-53.
[5] 彭爱华,朱化凤.应用于立体印刷的矩阵式透镜光栅的原理[J].燕山大学学报,2010,(3):262-264.
3d数字化技术范文6
一、3D打印的简介
(一)3D打印的定义
3D打印技术,学术上又称“添加制造”(additve manufacturing)技术,也称为增材制造或增量制造。3D打印技术是以计算机三维设计模型为蓝本,通过软件分层离散和数控成型系统,利用激光束、热熔喷嘴等方式将塑料、金属粉末、陶瓷粉末、细胞组织等特殊材料进行逐层堆积黏结,最终叠加成型,制造出实体产品的制造方法[1]。这种数字化制造模式不需要复杂的工艺,不需要庞大的机床,也不需要众多的人力,直接由数字化文件生成任何形状的零件,使生产制造得以向更广的生产人群范围延伸。
(二)3D打印的过程
对于大多数人来说,提到“打印”,首先想到的是能打印文稿或照片等平面内容的普通打印机,事实上传统的喷墨打印机和某些工艺类型的3D打印在技术上确实比较接近。3D打印使用特制的设备将材料一层层地喷涂或熔结到三维空间中,最后形成所需的实体,所用设备即3D打印机。一般来说,通过3D打印获得实体需要经历建模、分层、打印和后期处理四个主要阶段。
1.三维建模
三维模型通常有两种途径获取,一是通过3D扫描仪获取对象的三维数据,并且以数字化方式生成三维模型;二是使用三维建模软件从零开始建立三维数字化模型。
2.分层切割
由于描述方式的差异,3D打印机并不能直接操作3D模型。当3D模型输入电脑中后,需要通过打印机配备的专业软件进一步处理,即将模型切分为一层层薄片,每个薄片的厚度由喷涂材料的属性和打印机的精度决定。
3.打印喷涂
由打印机将打印耗材逐层喷涂或熔结到三维空间中,根据工作原理的不同,有多种实现方法。常见的有光固化方法(SLA)、熔融沉积制造(FDM)、选择性激光烧结法(SLS)等。
4.后期处理
模型打印完成后一般都会有毛刺或粗糙的截面。这时需要对模型进行后期加工,如固化处理、剥离、修整、上色等,才能最终完成所需要的模型的制造。
(三)3D打印的特点
数字制造:借助CAD等软件将产品结构数字化,驱动机器设备加工制造成器件;数字化文件还可借助网络进行传递,实现异地分散化制造的生产模式。
降维制造:把三维结构的物体先分解成二维层状结构,逐层累加形成三维物品。因此,原理上3D打印技术可以制造出任何复杂的结构,而且制造过程更柔性化。
堆积制造:采用分层制造的堆积方式对实现非匀致材料、功能梯度的器件更具优势。
直接制造:任何高性能难成型的部件均可通过打印方式一次性直接制造出来,不需要通过组装拼接等过程实现。
快速制造:3D打印制造工艺流程短、全自动、可实现现场制造,因此,制造更快速、更高效。
绿色制造:3D打印技术是增材制造技术,与传统减材制造相比具有较高的材料利用率,同时可以采用复杂的结构减少材料使用量,降低能源消耗,从而实现制造的绿色可持续发展。
二、3D打印常见成型工艺
现在常见的3D打印工艺有SLS、SLA、FDM。
(一)SLS(Selective Laser Sintering,选择性激光烧结)
选择性激光烧结是采用激光有选择地分层烧结固体粉末,并使烧结成型的固化层一层层叠加生成所需形状的零件。工艺原理(见图1)。该工艺通常采用金属、石蜡、陶瓷粉末等作为成型材料。成型件强度高、无须设计支撑结构,但是成型后的工件表面比较粗糙,后期处理工艺比较复杂。
(二)SLA(Stereo lithography Appearance 立体光固化成型法)
立体光固化成型法是最早商用的3D打印技术,它采用的成型材料是液态光敏树脂,当特定波长与强度的激光照射到液态材料表面时,光敏树脂则会凝固为固体。激光由点到线再由线到面的依次扫描就形成一层面的成型作业,然后工作台升降一个层片的高度,在成型下一个层面,通过这种方式制造三维实体(见图2)
光固化成型法技术成熟度高、成型速度较快、表面精度较高,但是系统造价昂贵,成型件强度较低,所以还无法大范围使用。
(三)FDM(Fused Deposition Modeling,熔融沉积制造)
熔融沉积制造是采用低熔点的丝状材料作为成型材料,通过热喷嘴把熔融的材料涂覆在工作台上,喷头作X-Y平面运动,工作台做Z向运动,然后逐层叠加成型(见图3)。这种成型工艺虽然需要设计辅助支撑结构,但是因为不需要复杂的能量束,使用维护简单,成本低,同时耗材种类相对丰富,所以该工艺使用较广泛,目前FDM系统在全球已安装快速成型系统中的份额大约为30%。
当然还有其他3D打印成型工艺,例如,分层实体制造(Laminated Object Manufactuing,LOM)、电子束选区熔化(Electron Beam Melting,EBM)、激光选区熔化(Selective Laser Melting,SLM)。每种技术都有各自的优缺点,应根据使用场景、材料、成本等因素选择合适的成型工艺。
三、3D打印的应用及其意义