3D技术银幕外更有用

本报驻日本、加拿大特约记者 林 浩 陶短房 本报特约记者 伍沽河 陈宗伦

3D电影《阿凡达》一举获得9项奥斯卡提名，2010年南非世界杯将实现3D转播——随着在影音娱乐领域的成功应用，3D技术成为了2010年开年最耀眼的科技亮点。实际上，不仅是在影音娱乐产业，3D技术在军事、工业、医学、生活等方面的应用也在迅猛前进。在不久的将来，《阿凡达》制片人乔恩·兰道“让3D无处不在”的愿景，也许将成为现实。

最早起源于军事

和互联网一样，3D技术也可以在军事领域追溯到最初来源。在3D技术远未成熟的上世纪50-60年代，发达国家已开始尝试在军事领域使用3D立体成像技术，采用激光3D扫描仪等工具，进行战场侦察和导弹制导。

上世纪80年代后，3D虚拟现实场景技术开始进入实用化阶段， 3D应用变得越来越便宜，被普遍应用于武器设计验证和战场重现。以往军工科研人员在设计武器装备时，需要绘制上万张的图纸，某一环节出错，全部需要推倒重来，而今武器设计和建模完全可以通过3D技术完成，并可以在计算机上对3D模型的材料强度和结构进行准确测试，随时进行修正，以往在设计战机时昂贵的风洞模拟试验，已经可以通过构建3D虚拟场景进行。3D技术出现前，军队进行兵棋推演时，沙盘、模型、地图、小旗一大堆，大批参谋手忙脚乱，关键节点的胜负还要用老掉牙的掷色子方法判定，如今则可以通过3D模型，让一切仿佛置身于真正的战场，地形地貌，枪林弹雨，甚至风雨雷电，都可以模拟得惟妙惟肖。

此外，3D技术在军事情报和指挥方面正发挥更大作用。据美国《连线》杂志报道，美国军方正在构建虚拟现实控制室，将无人侦察机拍摄的画面全部转化为3D图像。指挥员可以在控制室内看到3D场景，了解战场的详细情况，身临其境一般遥控无人机作战。英国军方还试图将实战型空中3D传感器“落地”，用携带3D摄像机和控制系统的“机械战警”去对付塔利班。

此外，3D模拟技术还被用于治疗有战场心理障碍症的士兵，通过战场场景还原，解开士兵心中的“死结”。

生活中处处可见

除了军事领域外，3D技术已经在地理测绘、工业、医学、甚至救灾方面获得相当大的成功。1月12日海地大地震发生后，美国宇航局使用雷达孔径卫星绘制了海地的3D地图，将地图数据与之前的观测数据进行比对，以便发现断层带两侧移动的相对速度，供研究人员研判灾情。

不仅下地救灾，3D技术应用还上了天。近日日本科研人员根据“月亮女神”绕月探测卫星通过3D测绘仪器拍摄的月球画面，发现月球表面存在一个直径60到70米、直通地下的巨大熔岩洞穴。洞穴能够挡住各种对人体有害的宇宙射线，今后人类修建月球基地时，这里将是一个不错的选择。

医疗手术关乎病人生死，如何通过3D技术让手术更加安全？日前，德国、法国以及挪威科研小组历经44个月，耗资７００万欧元，终于完成一个“三维肝脏手术模拟系统”， 在开刀前通过合成处理核磁共振成像以及CT扫描图像，制作出患者肝脏以及肿瘤的3D模型。医生们可以在这个3D模型上先“练练手”，熟悉情况后再开刀。而日本目前也在开展一个3D手术远程教育项目，通过直播3D手术，让年轻医生获得更直观的手术培训。

3D技术在医学其他领域也有不错的表现。胚胎干细胞极易在培养过程中受到污染，而受污染的干细胞如果在手术过程中被植入人体内，将会引起受体免疫系统的排斥。最近，一种由美国华盛顿大学医学材料研究人员研究的干细胞再生3D支架问世。该支架用纯天然材料制成，通过模仿干细胞内部结构，可以使细胞在一个“干净无污染、可生物降解”的仿真结构上安全生长。

如果说上述应用距离我们的生活还比较远，那么在买衣服和房屋装修上的3D应用就更平易近人了。在欧美国家，许多大卖场开始安装３D虚拟试衣间。在试衣间内，摄像头拍摄下顾客的身材、相貌等细节后，制作成个性3D模特展示在屏幕上，顾客可以给这个3D版的自己试穿各种虚拟衣服，而当顾客站在试衣间内移动时，摄像头会对他的影像进行动态捕捉，3D模特也会做出一模一样的动作，顾客能看到自己穿上这件衣服后的真实效果。与此同时，中国纺织工业协会也在推进一项名为“面向三维虚拟服装试穿的个性化拟实数字人建模技术研究”的项目，使人体3D建模系统更匹配中国人的体貌特征。在网络购物时代，这一技术无疑有更广阔的发展前景，短短几分钟，顾客就能从数万衣服中依据自身数据筛选出合身的衣服进行试穿，形成一种传统购物所无法尝试的试衣体验，大大提高网上购衣的成功率和乐趣。

一款名为“3D甜蜜之家 ”的法国软件极受家装爱好者的青睐。这是一个免费的室内装潢设计专用软件，有英语、法语、中文等16种语言版本。非装潢专业的人士通过二维的家居平面图来设计和布置自己的房屋，软件立即会呈现出更直观的3D效果图，预览装修布局的全貌。

未来应用更神奇

未来最具科幻色彩的也许就是“3D人体打印机”。平面打印机的发明将人类从繁重的文牍抄写工作中解放了出来，而3D打印机开启的新世界更加神奇。

3D打印机是一种全新的粉末成型制造设备，可以根据设计打印出塑料或金属材质的3D物体。3D打印技术的最新应用领域是“人体器官工程”，牙科医生已经可以通过该技术打印出牙齿，但是科研人员的追求不会止步于此。日本国立富山大学理工学研究部教授中村真人近日发明出“喷墨生物打印机”，细胞取代墨水成为“打印”原料，每秒喷射数千个细胞，细胞相互叠加，从而构成人体器官。经过3年研究，中村真人已成功利用活细胞制成一条直径1毫米、含两种不同细胞的双壁管道，这类似人体血管的3层管壁结构。他还曾造出只有头发丝粗细的单壁水凝胶管。这种用来“打印”细胞的三维喷墨生物打印机可细致分辨细胞排列位置，每分钟可“制造”1.5厘米管道。中村真人表示：“最终我希望能造出人体心脏。”▲