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如何结合3D打印与三维逆向成型技术?

时间:2019-04-20 18:56 来源:贝勒何、知乎专栏 作者:中国3D打印网 阅读:
极光尔沃

          国内青少年3D打印教育专家贝勒老师在“知乎专栏-超级贝勒何” 中发布了系列文章《如何教会孩子玩转3D打印100讲》,本文为其中最新一期的第九讲。在前面的两讲中,贝勒老师介绍了“如何选择三维设计软件”与“教学中三维切片软件有什么用”,在这一讲中贝勒老师谈到了如何在中小学的课堂上将3D打印技术和三维逆向成型技术相结合,给学生们带来一系列更为精彩的内容。以下为第九讲的内容。

PS:这是对于有能力和有需求的学校、机构、家庭可以尝试进行此类课程,千万别因为学技术而添置设备,以防止造成不必要的“心塞”。

首先我们来解释一下三维逆向成型技术的基本原理和三维扫描仪的类型。

三维逆向成型技术又被称为三维扫描,就是已经在物理世界真实存在的东西转化成为三维虚拟的数据,实际上就是“点阵云”,可以通过一些三维修复软件再度转化成为基础的带颜色(材质和贴图)的三维模型。

贝勒何1
    上图右上角中的“小朱朱老师”三维人像扫描成型对比图就很说明问题,注意偏左边的就是刚刚扫描完成的点阵图,偏右的图是上了材质的模型显示。左上角是从三维扫描到最后成为三维模型所需要经历的几个步骤(只是过程演示),左下角的图则是一款手持三维扫描仪的扫描过程。

      并非这里提到的三维扫描仪就都是手持类型的,毕竟三维扫描仪属于高精密数据采集仪器,手持扫描过程会存在很大程度上的不稳定因素,所以很多高精密的三维扫描仪是固定型设备,而我们现在看到的特效影视作品中那些逼真的CG形象,则是用到单反相机矩阵进行的三维扫描数据采集。这里多提一嘴,医院里现在流行使用的核磁共振也是使用的相同原理来收集人体内部数据的,而所谓出现的报告则是其中一款切片图像而已。

贝勒何2三维扫描仪的三种类型

      这里可能讲的技术有点多了,为减少更多专业术语给你造成不必要的烦恼,还是用贝勒老师的扫描成像结果给你来说明,尽管当时我的形象还是有点那个。这里特别要说的是,30秒左右的扫描结果就是下图这样,注意看我身体边缘(头顶,手心)部分蓝色和白色标亮部分,这就是确实信息造成的模型不完整。也是希望通过这部分来说明,三维扫描技术的应用还需要操作人员的经验。

贝勒何3

第二,下面我们探讨一下在中小学生的课堂中如何说明白这种复杂的技术。

     再好的科技放在中小学的课堂都会非常难以控制,毕竟教师不是工程师,学生也不是技术通,要想做好科普甚至是项目式教学(PBL),最关键的就是要打破技术思维,用教学的视角来观察。

这样,我们来尝试用SWOT分析解析一下:

 贝勒何4

中小学课堂如何使用三维扫描技术与3D打印分析

      经过简单的粗线条分析,你会发现贝勒老师是一个理想的乐观派,尽管会技术、成本和成果是这两项技术融合后在青少年学习过程中遇见的最大障碍,但是也并非不可破,通过软性的探究性学习,以教学目的为导向就能够简单入手。

第三,如何落实一学期三维设计与三维逆向成型的课程。这第三点就是来回答上一个部分的答案,首先我先给出我们教学团队的案例,在北京市第九十六中学,我们如何用一个学期将传统的文物保护与三维逆向设计与3D打印结合的。

贝勒何5

      在图中我们基本上展示出来一个学期如何带领学生完成以“文物修复”与“创新设计”相结合的课程,并且将简单的教学设计思路列出了提纲,可供教育工作者们参考与拍砖。实际上三维设计和3D打印的技术在青少年的课堂上远远不止文物修复这一种方向延伸,这完全可以被列为一种叫做“衍生式创新”的教育提供更广阔的的空间,毕竟技术是工具,我们要发展更先进的教育理念,而不要做工具的仆人。

(责任编辑:中国3D打印网)

weixin
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