让3D打印“有声有色” 体素建模软件成市场新贵

　　医疗、工业、影视等领域对3D打印模型的精细度有着极高要求，层累的传统成型方式难以满足，体素级3D打印应运而生。这项技术虽然未必能取代传统3D打印，但未来会在增材制造产业中占据重要席位，这一点当是无疑的了。

让3D打印“有声有色” 体素建模软件成市场新贵

　　2D打印经历了从黑白到彩色打印的技术进步，而当前的3D打印设备虽然也已实现彩色打印，但业者们似乎还并不满足于此——传统的层层累积成型很难生成十分细腻生动的彩色视觉效果，是时候改变3D打印设备的构造方式了。近几年惊艳市场的体素建模软件就是业内人士为此努力的结果。

　　就像我们常以像素来衡量二维影像的分辨率一样，体素(可以将其想象为立体的像素)作为三维空间分割上的最小单位，是评价三维物体视效的重要标准。而体素建模软件就是将3D打印的层层积累变成了“点滴积累”，在单个体素的级别上对物体的颜色、质地、纹理进行精细控制。如此一来，3D打印产品的外观将变得非常逼真，甚至可以挑战渐变色等高难度效果。

　　虽然体素建模软件当前的数量还不太多，但涉及的应用领域已比较广泛。对此类软件的早期需求来自于医疗行业。毕竟，3D打印医疗模型可能关乎病人的生命安危，对细节还原度的要求远高于普通模型。为此，波兰3D打印设备制造商ZMorph于2014年研发了基于体素模型的3D打印管理软件。该产品的最大亮点是可以兼容医学数字成像和通信技术，因而能把医学扫描数据直接用于体素级打印，让3D打印机用“一手资料”做出组织器官的复制品。

　　美国的3D打印巨头Stratasys也在关注这项技术，近日，该公司震撼发布体素控制软件GrabCAD，可操控数千种材料的体素级打印过程。材料浓度、颜色分布的点滴改变，将给物体的外观和内部属性带来无穷变化。Stratasys的这一新品很快被动画公司看上。在动画业者看来，定格动画的复兴需要生动的人物形象，而这些形象能否立得起来，与细节设计密切相关。这方面，Stratasys的软件可以提供有力帮助。

　　除了企业，高校的研究机构也在体素级3D打印领域取得不小成就。2015年，哈佛大学为高品质工业级3D打印机开发了一款免费的体素建模软件Monolith，它可以与其他类型的建模软件一起工作，弥补其他软件的不足。

　　同年，德国弗劳恩霍夫计算机图形研究所在借鉴2D印刷以及普通彩色成像等技术的基础上，也找到了为3D打印物品精确上色的体素级解决方案，由此制成的3D打印苹果模型已经达到真假莫辨的程度。该项目的负责人认为，体素级彩色3D打印会像彩色电视淘汰黑白电视一样让当下流行的普通3D打印机成为明日黄花。

　　更为神奇的是，体素级的控制技术不仅能让3D打印有色，还能“有声”。2016年，来自美国哥伦比亚大学、麻省理工学院与迪士尼研究中心的科研人员设计出了“声体素”，一种尺寸极小的立方形空心腔体。由它制成的3D打印物体可以对进入其中的声波作出不同处理，进而传出不同声音，换言之，这些3D打印产品变成了个性化的声音过滤器。据研发者介绍，这项技术有望在制作声学防伪标签、水下通信等方面大展身手。

　　体素级3D打印会否完胜传统3D打印，现在还不好说。不过，从该项技术已经取得的成果来看，它们无不直击行业痛点，且表现出色。未来，体素级3D打印的影响力将继续扩大，在增材制造产业中占据重要席位，这一点应是无疑的了。