小土刀

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SIGGRAGH论文阅读

这周基本上每天都在上课,所以没有特别多时间去实验室进行比较系统的学习和研究,于是这周主要是做一些零碎的小工作和阅读论文。诸如NAS系统、3D打印已经和师弟们开会基本上都完成,下周基本上可以启动,具体情况将随时发邮件和老师沟通;之前老师给的论文大致阅读了一遍,这次的周报就主要集中于看完论文之后的一些感想吧。

  • Make It Stand: Balancing Shapes for 3D Fabrication

这篇论文要解决的问题并不仅仅是图形学上的,更多是涉及力学计算,其实这就是跟之前周报中提到的力学分析是一个道理。他们的方法是根据物体的形状,利用接触点与物体重心的相对位置,运用力矩的方式计算出当前的模型能否不借助任何辅助就直立起来。

假如一个模型重心偏移,他们的做法是直接改变模型的形状和不同部分的大小以达到调整重心的目的,这样会带来一个问题,比方说我要打印出来的是一个模型动态动作的某一帧,这一帧动作具有很强的表现力,但是假如调整了模型的形状或者大小,一来动作可能就和原来预想的不一样,失去了那种灵性;二来根据力矩分析的过程可能导致模型有的各个部件之间重叠(例如人物的手和脚)。这样都会导致打印出来的成品不漂亮。

文中提到的站立模式有两种,一种就是普通的站立于平面上,另一种就是能够悬挂于线上,我觉得这种悬挂在线上的方式,其实是很有意思的一种想法,根据这样的思路来发散,我觉得这个研究还可以向着以下这几个方面努力:

  1. 1.能不能换一个思路,不改变模型而是加一个底座?这个底座不一定是平面,可以根据不同的受力情况,按照不同的角度倾斜,这样可以最大程度保留模型的原汁原味。

  2. 假如不加入底座,那么我们可不可能针对不同的模型,计算出所需要的额外支撑点,然后利用与模型题材相关的其他模型与原模型结合到一起,这样同样可以保持模型的原本形态。

因为3D打印毕竟是一个生产过程,产品是要摆出来看的,所以我觉得这个方向应该还是挺重要的,并且这个仅仅涉及力学分析,可能也比较容易开始。

  • InfraStructs: Fabricating Information InsidePysical Objects for Imaging in the Terahertz Region

说实话这篇论文按照之前提到的3-pass方法阅读,经过第一个pass就能大致知道其内容是不大符合之前预期的研究方向的,这里就大致介绍一下。

我们知道超市里几乎每一件商品后面都有条形码,而对于一个3D打印出来的物体,要怎么样才能给它加上这样的一个标识符呢?总不能打印一个二维码上去吧。所以这篇论文就提出了一个方法,利用不同结构的光学属性不同,实际上由结构产生了类似条形码的编码,并用这样的方式来进行3D打印制品的标识。

他们这样做的好处在于这样的一个标识模块可以直接在打印的时候生成到3D制品的内部。因为实际上就是另一种形式的编码,所以不但可以标识种类,更可以嵌入不同的信息,这样看来有点类似于现在二维码的常见使用形式。

但是这个似乎我们暂时还用不到,所以具体的实现方法就暂且不表。

  • Worst-case Structural Analysis

这篇论文在我看来也是非常有前途的一个研究方向,因为使用3D打印技术,实际上对于创造的物体来说少了诸多限制,我们可以打印生成几乎任意结构的物体,这也就产生了一个问题:我们可能不会去专门关心物体的受力,这也就可能导致模型里的某几个点受力不均很容易断裂。

他们的工作就是对模型进行力学分析,找出最容易断裂的点,然后给出修改或者增加强度的建议。具体的工作流程大致如下:

输入模型-》模型分析-》受力点分析-》受力集中点图-》压力分布优化

我觉得下一步我们也可以重复一次他们的工作,并把这个弄成一个插件或者是工具的一部分,确保在每次打印之前都进行过力学分析和优化。

  • OpenFab: A Programmable Pipeline for Multi-Material Fabrication

这篇和Spec2Fab都比较接近于3D打印的实验室解决方案,暂时来说对于我们的研究没有特别大的帮助,所以也就没有特别仔细看。

  • 总结

通过大致浏览SIGGRAGPH的论文,可以发现国内外研究基本上集中于这几个方面:

  1. 实验室中的工作流程解决方案

  2. 结合力学分析的模型调整

  3. 为节省材料而进行的内部结构优化。

我想我们可以考虑从第二个方面入手,开始3D打印的研究工作

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