数学建模和3d建模的区别范文篇1

本文旨在设计一款能在电脑或手机上使用的，可进行仪器仪表造型还原、人机交互、特性展示等功能的智能仪表展示平台。具体设计分为系统建模、图像处理、引擎编辑和产品这四个部分。通过这四个部分的构建，可在PC段和手机端实时观看仪器仪表的组装、拆分、特性参数等内容。

【P键词】仪器仪表unity3D手机PC组装拆分

目前，国内的仪器仪表主要采用多媒体的方式来进行展示。该方法只能单一的用图片进行讲解，而对于一些高精度仪器则无法清晰的展示其内部结构。而国外则全部采用虚拟技术来全方位的讲授仪表的构造和内容。

本文所阐述的智能仪表展示平台是在详细分析了国内外现状后，提出的一种仪表的智能展示和学习平台。本次设计的三维智能仪表平台将形形的仪表搬到了手机上，并能360°的展示其外部及内部结构。除此以外，在该平台上还可以智能的显示仪器仪表的使用拼装过程，让用户可以足不出户的学习到仪表的组装。最后，我们还将仪表的介绍及参数也融入到该平台上，这让该平台成为了一个可以随时移动“活字典”。

1设计思路

本项目主要研究工业生产过程中使用的仪表在手机和PC端上的展示、介绍和组装等功能。仪表主要包括常用的电学仪表。

本项目设计思路如图1所示。

2具体实施过程

2.1系统建模

根据照片在3Dmax中构建模型并真实还原。

关于场景建模方法有两种，一种是利用Unity3D自身所带的功能组件建模，通常用到地形系统，而另一种是从外部导入模型，通过3dsMax软件将模型直接导出为FBX格式文件，然后再导入到Unity3D中，被导入的信息包括：物体的空间坐标、名称材质、动画等。

目前已经搭建完成了三种仪器的3D模型，包括：电烙铁、洛氏硬度计，分别如图2所示。

2.2图像处理

对3D模型进行材质指定以、贴图编辑及数据优化。本文综合使用了以下的数据优化方法：

（1）网格优化；

（2）材质优化；

（3）贴图优化；

（4）脚本优化；

（5）界面优化；

（6）Atlas优化。

导入3D模型到Unity中，进行布光、材质编辑、动画设置

2.4产品

通过Unity打包3D场景，到Windows平台和Android移动端（图3和图4所示），移动端的展示如图5所示。

参考文献

[1]吕萌萌，郭新宇，陆声链，吴建伟.基于Unity3D果树交互虚拟修剪技术及其实现[J].农机化研究，2015（04）.

[2]梁惠娥，张守用.虚拟三维服装展示技术的现状与发展趋势[J].纺织导报，2015（03）.

[3]王磊，高珏，金野，许华虎.基于Web3D无插件的三维模型展示的研究[J].计算机技术与发展，2015（04）.

[4]师翊，刘桂阳，刘金明.基于Unity3D的撒肥机虚拟仿真[J].农机化研究，2014（07）.

数学建模和3d建模的区别范文篇2

“微软研究院的创新愿景是：不仅要将基础研究成果创造性地融入微软产品，支持微软公司战略的实现，更要不断推进前沿技术领域的发展，实现科技界的美好未来构想。”微软研究院院长PeterLee说。我们从这些技术中看到了更多的人文关怀。

创新日上，微软亚洲研究院院长洪小文重点展示了“基于Kinect的手语翻译系统”。它以微软研究院在翻译和自然语言处理、语音和手势识别等领域的研究成果为基础，借助Kinect设备对手语进行识别和翻译，同时支持对汉语手语和英语手语的识别与翻译，并能将文本信息反向翻译为手语。“这项技术不仅打破了听障人士与健听人士之间的沟通障碍，更可帮助不同文化和语言背景的听障人士实现无障碍交流。将有望改善全球3.6亿听障人士的生活质量，并让聋哑患者实现‘发声’的梦想。”洪小文说。

云计算与移动技术一直是微软的发展重点，在创新日上，基于WindowsAzure的“eHeritage计划”吸引了不少眼球。该计划旨在为亚太地区学术界的合作研究项目提供支持，应用先进技术对文化遗产进行数字化，以便更好地对其进行保护和传播。微软与东京大学合作开发了一个3D远程协作框架，利用WindowsAzure实现文化遗产的虚拟保护。这项研究成果包含用于展示巨型文化遗产3D模型的高效显示系统，以及供远程用户与这些3D模型之间进行互动的通信框架。虽然已有的建模技术已经能够建立大型的3D模型，但由于硬件性能的制约，这些大尺寸模型无法被实时分享并呈现。该项目中，微软研发了一个在WindowsAzure平台上的大尺寸3D模型显示系统，来处理模型和图像的数据，有效平衡服务器和客户端的负载。

数学建模和3d建模的区别范文篇3

关键词：3D打印；著作权；作品；复制权；合理使用

一、3D打印：技术与法律

近期，在全球范围内迅速崛起的3D打印技术引起人们广泛关注。3D打印技术是指根据与普通打印机类似的工作原理，将纸张和墨粉等传统打印耗材替换成金属、塑料、树脂等实物粉末，通过计算机控制将实物一层层打印、叠加、粘合，最终将计算机中的3D数字模型变为三维物体的新兴制造技术。该技术的工作原理并不复杂：首先，计算机会将3D数字模型“切片”，将其分割成可供打印的若干薄层；然后，3D打印机会使用金属、塑料、树脂等原材料将薄层逐层打印出来；最后，通过对薄层进行叠加并粘合，最终形成一个三维物体。相比于传统“减材制造技术”，3D打印技术不仅可以提高生产效率，而且能够降低生产成本：一方面，利用该技术进行生产无需制造模具，产品的制造从3D数字模型到最终的产品仅仅需要花费几个小时，大大节约了生产时间、提高了生产效率；另一方面，该技术使用的生产原料是成本相对低廉的粉末状金属、塑料、树脂等，从而降低了生产成本。目前，3D打印技术在工业制造、医疗卫生、文化创意、建筑工程、个性化定制等领域得到了初步应用，出现了诸如3D打印玩具、3D打印人体器官、3D打印房屋等一系列使用该技术制造的产品。然而，3D打印技术犹如一柄“双刃剑”，其在促进人类生产力迅速发展的同时，也挑战着现行法律秩序，尤其是以著作权法为代表的知识产权法律制度。最近，国外频频出现3D打印因为著作权问题而被叫停的事件，引发了人们对于3D打印时代完善著作权制度的思考。同样，3D打印对我国现行著作权制度也带来诸多挑战，需要引起研究者和立法者的关注。

二、3D打印给我国现行著作权制度带来的挑战

1.关于权利客体

3D打印技术给现行著作权制度带来的第一个挑战关于著作权客体，即3D数字模型是否属于作品。独创性是作品区别于其他智力劳动成果的关键，只有具备独创性的外在表达才能被称为“作品”。①在3D打印技术中，存在两种不同格式的数字模型：CAD（ComputerAidedDesign）格式文档和STL（StereoLithography）格式文档；CAD文档可以被人们识别和修改，但是3D打印设备只能够识别STL文档；因此，无论是通过直接扫描还是网络下载获取的CAD文档，都要事先转化为能够被3D打印机识别的STL文档。正如计算机软件的源代码和目标代码之间的关系一样，CAD文档与STL文档应当被视为同一作品。②直接设计、创作的3D数字模型具备《著作权法》所要求的作品独创性是毋庸置疑的；通过扫描获取的3D数字模型则反映了被扫描物的独创性，3D数字模型只是改变了作品的载体。因此，当3D数字模型所反映的作品符合独创性要求时，该3D数字模型也应该属于作品并受到《著作权法》保护。值得注意的是，3D打印的复制对象是三维物体，不同于传统的二维复制；要将3D数字模型纳入《著作权法》保护范围，除了要对其独创性做出合理化解释外，还要能够将其艺术性与功能性区分开来；只有当其艺术性与功能性能够明确区分时，才能对其艺术性部分给予独立的著作权保护。在3D打印对象当中，存在大量艺术性与功能性相结合的3D数字模型，我们可以将其称为“实用艺术品”；对于实用艺术品的可版权性问题，理论界基本持积极态度；遗憾的是，现行《著作权法》并没有明确将实用艺术品列入法定的作品类型。这种状况容易诱发3D打印设备使用者对实用艺术品著作权的侵犯，从而使得现行《著作权法》在面对3D打印技术带来的挑战时陷入困境。

2.关于权利内容

3D打印技术给现行著作权制度带来的第二个挑战关于著作权内容，其核心在于3D打印是否会侵犯复制权。在著作财产权体系中，复制权是最为重要的一种权利，因为作品只有透过复制才有可能大量散布或利用，并实现其财产价值。③根据《著作权法》第10条第1款之规定，复制是以印刷、复印、拓印、录音、录像、翻录、翻拍等方式将作品制作一份或多份的行为。从该定义可以看出，3D打印并不属于《著作权法》明确列举的“复制”；值得注意的是，该定义对于复制方式的列举并非完全列举；因此，3D打印是否属于复制值得探讨。根据著作权法理论，复制有广狭之分，狭义复制仅指从二维到二维、从三维到三维的同维复制；广义复制除包括狭义复制之外，还包括从二维到三维、从三维到二维的异维复制。对于异维复制的态度，我国《著作权法》经历了从否定到默示肯定的过程：1991年《著作权法》第52条第2款明确指出：“按照工程设计、产品设计图纸及其说明进行施工、生产工业品，不属于本法所称的复制。”该条款明确将异维复制排除在复制范畴之外，主要是考虑我国当时工业基础薄弱，如果对工程设计、产品设计图给予较强的著作权保护，将会阻碍我国工业生产的发展。随着我国工业化的逐步推进，为适应加入WTO的需要，2001年《著作权法》第10条第1款第5项将上述条款予以删除，2010年《著作权法》继续沿用这种作法。从文义解释角度理解，现行《著作权法》删除了“异维复制不属于复制”的条款是否就意味着著作权法已经肯定了异维复制呢？从已有司法案例中，我们似乎可以找到答案。例如在“上海迪比特实业有限公司与摩托罗拉（中国）电子有限公司等著作权侵权纠纷上诉案”中，法院就提出“按照设计图生产印刷线路板不属于复制”的观点。又如在“叶庆球诉香洲船舶修造厂著作权纠纷案”中，法院也认为“按照设计图建造船舶不属于著作权法意义上的复制”。我们可以从上述案例看出，异维复制在司法实践中经常不被认定为复制。3D打印时代最常见的就是将二维的设计图打印成三维的立体物，即3D打印涉及最多的就是异维复制；这就使得现行《著作权法》在面对3D打印技术带来的挑战中又陷入困境。

3.关于权利限制

3D打印时代现行著作权制度面临的最大挑战就是权利限制的问题，其核心是3D打印对合理使用制度的冲击。众所周知，《著作权法》的立法目的是通过保护著作权人利益以促进文学、艺术和科学事业的繁荣与发展；然而，著作权人利益与社会公众利益之间具有一种此消彼长的关系，过分强调著作权人利益又会损害社会公众的利益；为了实现两者平衡，以合理使用为代表的著作权限制与例外制度应运而生。在传统技术条件下，为个人学习、研究或欣赏而使用他人已经发表的作品，由于数量极其有限且成本较高，并不会对著作权人的利益造成实质损害。《著作权法》将此类行为规定为合理使用，作品使用者既无需征得著作权人许可，也无需向著作权人支付报酬。由于存在这样的制度，3D打印终端使用者一旦被诉侵权，理论上都会以合理使用抗辩作为回应。司法实践中的3D打印通常都是为了个人使用并且属于少量复制，法院没有理由驳回3D打印使用者的合理使用抗辩，著作权人的损失难以获得有效的救济。随着3D打印技术的成熟和简化，设备及材料成本的逐步降低，3D打印设备作为日常家用电器进入千家万户将不再是幻想；3D打印设备的使用者将由纯粹的消费者蜕变为兼具消费者和自助生产者双重身份的新人类，其对享有著作权的产品的制造将不再受到生产时间和生产成本的限制。由于使用3D打印设备制造版权产品的人员数量庞大且分布广泛，著作权人的维权将变得十分困难；3D打印给著作权人带来的损害很可能比传统技术条件下少数厂家集中制造侵权产品造成的损害更为严重。因此，《著作权法》若不及时完善以合理使用为代表的著作权限制与例外制度，很可能会随着3D打印技术的推广和普及而逐步陷入困境。

三、3D打印时代我国著作权制度的出路

1.合理解释作品范畴

3D数字模型的设计与应用是3D打印技术的关键，能否将其纳入著作权保护范围将对该技术的发展前景产生深远影响。如前文所述，当3D数字模型具备独创性，并且其艺术性与功能性能够明确区分时，其就能够被纳入作品范畴而受到《著作权法》的保护。然而根据2010年《著作权法》第3条的规定，并不存在可以让3D数字模型直接套用的作品类型，这就需要我们通过对现行法进行合理解释以应对3D打印技术带来的挑战。众所周知，3D打印名为“打印”，实为“制造”；利用3D打印设备，人们可以制造艺术品、构造建筑物、生产实用艺术品。当根据3D数字模型制造的实物为艺术品时，其在本质上就属于美术作品；当根据3D数字模型构造出富于美感的建筑物时，其在本质上就可以归入建筑作品；以上两种3D数字模型属于作品而受到《著作权法》保护并不存在任何争议。但根据3D数字模型生产出实用艺术品时，现行法似乎无法通过合理解释对其进行有效规制，因为现行《著作权法》并没有将实用艺术作品纳入作品范畴之内。值得庆幸的是，《著作权法》正处于第三次大规模修改过程当中，著作权的客体也属于本次修改的范围；根据《著作权法（修改草案送审稿）》第5条第2款第9项的规定，实用艺术作品被明确纳入了《送审稿》保护范围之内，今后根据3D数字模型生产实用艺术品同样要受到《著作权法》的规制。值得注意的是，只有当3D数字模型的艺术性和功能性能够加以区分时，其才能构成实用艺术作品而受到《著作权法》保护；反之，当艺术性与功能性紧密结合、难以区分时，其很可能作为外观设计专利而受到《专利法》保护。总之，作品并没有固定的外在表达形式，3D数字模型本质上属于作品并享有数字版权。无论根据3D数字模型制造出何种三维立体物，只要其具备独创性，并且艺术性与功能性相分离，都能被合理解释为作品而受到《著作权法》的保护。

2.适当拓宽复制内涵

既然3D数字模型属于受《著作权法》保护的作品，那么3D打印是否就是“复制”呢？这一问题直接涉及我们对“异维复制”的态度。在理论上，我国著名学者郑成思教授认为版权法上的“复制”应当包括异维复制。在立法上，著作权领域最重要的《伯尔尼公约》第9条第1款规定“复制”可以“任何方式”、“任何形式”。据此，将3D打印定性为“复制”不仅有理论基础，而且有可供借鉴的立法经验。值得注意的是，由于3D打印对象存在差异，对于3D打印的性质还需要作进一步分析。美术设计的3D打印，只是作品载体发生了改变，其思想的表达依然能够传递相同的艺术美感，并未发生实质性变化；因此，3D打印美术设计当然属于“复制”。建筑设计的3D打印与美术设计极为相似，由于著作权保护的是建筑外形的艺术美感，将建筑设计图构造成建筑物，只是载体发生了改变，其表达传递的美感并无变化；因此，3D打印建筑设计同样属于“复制”。实用艺术设计3D打印行为的定性需要分析其艺术性与功能性的关系：当艺术性与功能性能够明确区分时，3D打印就属于对实用艺术作品具有审美意义部分的“复制”行为。④最具争议的3D打印当属产品设计图的打印；如前文案例所述，司法实践都将根据产品设计图制造产品的行为排除在复制权规制范围之外，这在传统技术条件下并无不妥。随着3D打印技术的发展，根据产品设计图打印产品的行为将呈“井喷式”增长，产品设计者的利益将遭受前所未有的打击。或许有人认为，产品设计可以获得专利的保护而不会发生大规模侵权。其实不然，由于专利权是依申请而取得，产品设计者若没有及时申请到专利，使用者会肆无忌惮地使用其产品设计图打印自己所需要的产品。倘若将根据产品设计图制造产品的行为定性为《著作权法》意义上的“复制”，3D打印带来的问题将迎刃而解：一方面，著作权自作品完成即产生，产品设计图一经完成，设计者便享有复制权，任何未经许可而制造产品的行为都将视为对复制权的侵犯；另一方面，产品设计图的价值在于制造，3D打印时代人们更多是依据产品设计图制造产品，而不仅仅是复制图纸。因此，随着3D打印时代的到来，有必要通过司法解释拓宽复制内涵，将“异维复制”纳入复制权规制的范畴。

3.调整完善合理使用

3D打印技术给合理使用制度带来的挑战是现行《著作权法》面临的最大困境；为适应3D打印产业发展的需要，合理使用制度可从如下两个方面调整完善：

增设合理性判断标准。现行《著作权法》采用“列举式”立法模式规定合理使用制度，内容过于僵化；随着3D打印技术的发展，其弊端将逐渐凸显。因此，有必要引进美国法中的“合理性判断标准”以认定合理使用；“合理性判断标准”主要考虑如下因素：⑤（1）使用目的和性质，主要考虑使用行为是否为商业性使用；使用者实施3D打印行为几乎不会直接涉及商业目的，但是其后即可免于商业性购买，因此，3D打印的间接目的具有商业性质而不能笼统地归为合理使用。（2）作品性质，纯粹传递艺术美感的美术设计的3D打印，多半是为个人学习、研究、欣赏之用，但是实用艺术设计、产品设计图、工程设计图的3D打印则主要是为了利用其功能价值，不再属于合理使用。（3）使用数量及其在作品整体中所占比例，个人进行3D打印虽然影响微弱，但是随着技术的发展和3D打印设备的普及，整个社会进行3D打印的绝对数量将会十分庞大而难以继续被认定为合理使用。（4）使用结果对作品潜在市场价值的影响，3D打印技术的推广与普及将导致更多人选择直接打印而不是购买，作品的潜在市场价值将难以实现，继续将其认定为合理使用将打击作者的创造积极性，违背《著作权法》保护著作权人利益的立法目的。

引入版权补偿金制度。自印刷术催生了版权制度后，每一时期的技术发展总会影响到版权制度的创新，版权补偿金制度的出现就与复制技术的进步有着紧密的联系。所谓“版权补偿金制度”，是指对于容易侵犯复制权的设备制造商或销售商征收一定数额的补偿金以弥补私人复制对著作权人利益的不合理侵害。我国《著作权法》引入该制度后，可以通过著作权集体管理组织对3D打印设备制造商或销售商征收补偿金，制造商或销售商又可以通过3D打印设备的销售将补偿金的负担转嫁给3D打印设备的使用者，最终能够实现“谁使用，谁付费”的制度目标。随着3D打印技术的推广与普及，引入版权补偿金制度将具有积极的现实意义：（1）该制度能使3D数字模型设计者从私人复制中获得一定的经济补偿，有利于激发设计者的创作积极性；（2）该制度可以使社会公众放心地使用3D打印设备制造自己所需要的产品而无需担心存在著作权侵权风险；（3）该制度也摘除了3D打印设备“盗版机器”的帽子，有利于设备制造商安心开展3D打印设备的研究和生产。值得注意的是，现阶段的版权补偿金征收额度不宜过高，否则可能增加3D打印设备的成本而阻碍刚刚起步的3D打印产业的可持续发展。

（黄亮，上海交通大学凯原法学院知识产权研究中心研究人员）

*本文系国家社会科学基金项目“3D打印知识产权法律问题研究”（批准号14BFX087）；赢创德固赛（中国）投资有限公司赢创知识产权研究基金项目阶段性研究成果。

注释：

①王迁.著作权法学[M].北京：北京大学出版社，2007：7.

②韦之.试论3D打印核心著作权问题[J].华中科技大学学报（社会科学版），2014（5）：75.

③谢铭洋.著作权法解读[M].台北：元照出版有限公司，2005：25.

数学建模和3d建模的区别范文1篇4

[关键词]3D虚拟旅游；PE投资；可行性分析

[中图分类号]F590.7[文献标识码]B

十召开以后，中央为未来经济的发展指明了方向，“生态文明”上升至国家高度，“低碳环保”成为施政重点，经济发展仍需要依托内销，第三产业将进一步发展完善。旅游业是第三产业的支柱行业，是市场上一块大蛋糕，当今风云变幻的背景下，怎么去挖掘这块大蛋糕呢？这需要看到社会的发展趋势，互联网全面嵌入人们的日常生活，大数据、移动终端、电子商务、新媒体不绝于耳，将互联网与旅游相结合，就是分配这块蛋糕的途径之一。早在20世纪就有了虚拟旅游的概念，现在的互联网技术让线上旅游成为可能，此时虚拟旅游应运而生。

一、何为虚拟旅游

上世纪90年代的中后期，在JaronLanier提出的“VirtualReality”概念的基础上，WilliamsandHobson提出虚拟现实技术必然会对人类的社会生活产生影响，旅游业将步入一个新的信息时代，即虚拟旅游时代。

3D虚拟旅游（VirtualTourism）的概念正因此而来，国内目前关于虚拟旅游的研究时间较短，发展还不成熟，大家对于虚拟旅游的定义还未形成共识。但随着研究的深入，其概念范围的界定、基本理念等越来越清晰。其中于萍（2008）年提出虚拟旅游有广义和狭义之分，广义虚拟旅游指任何以非身临其境的方式获得旅游景点相关知识和信息的过程，狭义虚拟旅游则缘于虚拟现实，指以包括虚拟现实在内的多种可视化方式，形成逼真的虚拟现实景区，让使用者获得感性、理性等多种有关旅游景点知识和信息的过程。

总结来说，虚拟旅游是区别真实旅游的，利用现代网络信息技术，让操作者在虚拟的三维立体环境中，体验千里之外真实或超现实风景的一种新型旅游体验方式。

二、3D虚拟旅游的技术基础

21世纪是信息技术时代，电脑技术的应用与发展逐步渗透到人们生产、生活的各个领域，为人类开辟了另一维超现实的空间——cyberspace即虚拟空间。经济高速发展使人们物质生活日益丰富，对精神生活有更高的要求，此时网络和旅游契合大众的精神诉求，逐步成为人们生活必不可少的两个元素。而3D虚拟旅游正好结合了网络和旅游，两者是如何实现结合的呢？

3D虚拟旅游主要是因为GIS（GeographicInformationSystem）、三维可视化、虚拟现实、3D互联网等技术的不断发展和深入，人们不但可以利用计算机去处理图形、图象、视频、声音、动画等，而且能将三维实体、三维环境等以虚拟现实的形式表现出来，产生交互式的三维动画、动态仿真。目前根据这个原理，出现了大量的虚拟现实系统相，如虚拟城市、虚拟交通、虚拟学校、虚拟银行、虚拟商务等。同时也出现很多虚拟技术提供商、3D技术提供商。3D虚拟旅游在实景虚拟现实技术的基础上，可以联合SNS社交（互动、社区、交流）和游戏等功能，使之具有在线交易、拟真商业活动、形象展示和体验营销等功能，增加其商业价值。

另外，目前网络技术正向多业务、高性能、大容量的方向发展，IP业务呈爆炸式增长态势，宽带综合业务数字网（B-ISDN）、超高速因特网将成为未来网络技术发展的重点。第二代融合数据、语音和影像的多元Internet网络即将取代第一代Internet单一数据网络，采用密集波分多路复用技术（DWDM）的光通信网络技术将极大降低网络传输成本，向用户提供无限带宽，实现多媒体实时通信成为可能。新世纪网络的发达使3D虚拟旅游成为可能。加上三维技术在大量的网络游戏和电影制作中的应用已趋成熟，如此3D虚拟旅游项目的实施更为可行。

刚不久的Google眼镜令人惊叹，一副眼镜也能实现信息流发送与接收、视频聊天、拍照摄影、音乐播放、Google搜索、地图指路、位置签到等等功能，而苹果公司推出的苹果手表，能进行短信沟通、视频电话、App软件运用等，这些目前尚未普及的新产品，引发了我们对3D虚拟旅游的无限遐想，也许将来只要戴一副眼镜，下载一个3D虚拟旅游的App，就能在任何时间任何地点，畅游全世界，甚至与全球的人零距离沟通。

三、3D虚拟旅游的市场前景分析

3D虚拟旅游作为一种新型旅游方式，究竟是否会被消费者接受，笔者深入各个阶层，通过走访和线上调查，访问了大量在校大学生、刚入职或开始创业的青年人、办公室白领或公司的中高层管理者，他们主要是35岁以下的青年群体，对新鲜事物较易理解接受，也是本次调研的主要对象。

汇总分析问卷和线上反馈发现，只有11%的人对3D虚拟旅游比较了解，60%的人只是了解一点，而29%的人表示完全没听过。当问起是否愿意在网上体验3D虚拟旅游时，仅有17%的说不愿意，有31%的人明确表示愿意尝试，还有52%的人要看情况。而当游完某个景点后，若有遗憾，42%的人表示愿意再去该景区弥补，但52%的人愿意体验3D虚拟旅游、56%的人愿意通过观看该景区的3D视频来弥补遗憾。从中可知，目前对3D虚拟旅游在社会中的普及率还不高，但人们心里对它还是比较认可接受的，并且大多数人愿意去体验虚拟旅游。

综合以上统计分析，3D虚拟旅游的市场需求是巨大的。从个人出发，足不出户，饱览群山，这对喜欢旅游但时间不允许的工作一族或经济条件不允许的人，有非常大的吸引力。赏景观人，博闻强识，遍览人间景色，这是非常美好人们非常愿意参与的事情，但因为时间、空间、经济等原因限制，多数人难以完成旅游计划。而3D虚拟旅游正好可以帮助这群人实现愿望，人们在3D虚拟旅游所打造的虚拟立体环境直接进行旅游体验，不必大费周章费时费力费钱去到实地，同时虚拟效果可以假乱真或身临其境，甚至比真实还更吸引人，另外虚拟旅游还可以设计出过去的场景，让喜欢怀旧的人回到过去，而这是现实旅游无法做到的。基于目前3D虚拟旅游在我国仍为新鲜名词，不为大多数人知晓，同时经济发展下人们的生活节奏越来越快，积累的闲置资金越来越多，但也越来越追求生活质量，并且呈现对高质量生活的诉求向旅游体验方面倾斜，此背景催生了3D虚拟旅游，让3D虚拟旅游有了巨大的研究价值和应用空间。

对企业而言，3D虚拟旅游的兴起，也是宣传营销的创新之地，企业可以在3D虚拟场景或虚拟旅游社区内，宣传自己的产品或品牌，也可以在虚拟社区组织网上漫游体验或网上互动，帮助企业提高国内外的知名度和影响力，低成本的扩大品牌辐射范围。

就行业角度来看，我国一直在努力推动发展第三产业，而旅游业是第三产业的一个新兴领域，在国内外发展的势头十分强劲。据福瑞斯调查表明，去年底全球旅游网上交易共达130亿美元，而且其增长速度高于IT行业。同时，因为旅游产生的环境污染问题和旅游资源负荷过重问题日益凸显，此时融合旅游和软件开发的虚拟旅游项目，正好可以分解现实旅游压力，而且发展此项目契合国家发展需要，同时紧随时代步伐，3D虚拟旅游将在未来几年将得到迅猛发展。

更有甚者，3D虚拟旅游通过B2B、B2C、OTO等模式与互联网和物联网的结合建立联系，实现与现实的完美对接，做到超现实的体验，今后除旅游之外的日常生活，都将迎来3D时代！

四、3D虚拟旅游的商业模式

3D虚拟旅游及其相关行业中存在的盈利模式，主要有以下几种：一是旅游景区营销。虚拟旅游景观，对当地的景区进行有形展示，给旅游者提供一个获取旅游信息的平台，另外给旅游风景区一个宣传平台，当然不知名的景区的需求更大。这种商业模式中，虚拟旅游网站向景区收取大量的广告费用，而这也是目前虚拟旅游网站的主要利润点。二是商业广告。虚拟旅游网站也同其他商业网站一样，当知名度较高或注册人数和流量够大时，就可以与除旅游景区之外的其他相关企业接洽，将其商业广告内置，以获取广告收入。三是类网络游戏收入。虚拟旅游可与网络游戏相结合，在游戏环节中通过出售电子货币、虚拟物品等方式来盈利。四是虚拟社区盈利。虚拟旅游网站可衍生打造成以旅游、交友为主题的虚拟社区，社区功能有旅游如真实景区线上体验、虚拟景区线上体验，娱乐如赛车、唱歌、游泳等功能，交友如聊天、寻找沙发、寻找旅伴等功能，可以收取会员费、维护费等。五是旅游收入比例分成。虚拟旅游网站通过旅游信息查询与旅行线路规划的功能，一方面可以帮助旅游者设计和实施旅游计划，另一方面可以向景区、酒店、旅行社、航空公司、汽车租赁公司等旅游企业推荐顾客，从而与这些旅游企业对旅游收入进行比例分成而获得收益。六是入场费。虚拟旅游网站可以向长期参与者定期收取会费，并开发出某些只针对会员的高级服务，比如用户将虚拟财富兑换为现实货币的时候，可设定只有会员才能享受这项服务等。

3D虚拟旅游融合了互联网、电子商务，其盈利模式与目前电子商务联系紧密，诸如现在较为成为游戏、社交在线社区。

五、PE投资与3D虚拟旅游公司的联系

3D虚拟旅游行业属于互联网高科技行业，也是新兴的朝阳信息产业，风险大回报高。而投资于非上市股权的私募股权投资（PrivateEquity，简称PE），投资期限长、金额大，偏好风险大潜在收益高的行业，两者正好互为需求，较为匹配，容易达成合作。PE有效进入后，在资金上给予公司极大支持，同时也帮助公司完善结构管理，为公司提供系统化增值服务。如分众传媒等户外媒体项目在获得PE投资后迅速成长，蒙牛引入外资PE后快速扩张。虚拟旅游公司可借助PE机构所擅长的管理、协调和资源整合能力，帮助公司快速发展和实现标准化、正规化，两者相辅相成，实现双赢。

虚拟旅游公司可在创业前期做出商业计划，然后寻找合适的PE投资资本，融到创业资金后，开始筹建公司，组建运营团队，开发自己的核心业务。核心业务稳定后，开始拓展其他相关业务和市场，同时进行第二轮融资，提高公司竞争力，调整公司战略，设计产业结构，形成集团化企业，最后借壳上市或者买壳上市，实现公司的股权化运作，保证原始PE投资的股本退出，后面维持公司业务，稳定市场。

六、小结

以上研究分析表明，普通消费者对虚拟旅游的认知度不高，但经过介绍后，消费者比较认可而愿意尝试的心理需求较高，可见3D虚拟旅游对旅游者有实际的需求，潜在庞大的消费群体，商业前景需求巨大，同时虚拟旅游有较清晰而且可行的盈利模式，技术上也有支撑，PE的有效介入可以促使该市场成熟，加速起发展，同时也让投资方尝到虚拟旅游的大蛋糕。

[参考文献]

[1]徐素宁.虚拟现实技术在虚拟旅游中的应用[J].地理学与国土研究，2001（3）：92-94

[2]王璐.赛博空间技术及其在虚拟旅游规划中的应用前景初探[J].湖北大学学报，2003（3）：278

数学建模和3d建模的区别范文篇5

作为第三次工业革命的代表性技术，3D打印技术目前已经步入了飞速发展的时代，3D打印技术被广泛应用于航天、建筑、医疗、军工、教学、科研、文化创意的多个领域，以3D打印技术为代表的快速成型技术被看作是引发新一轮工业革命的关键要素[1]。据计算机世界杂志报道，美国消费者技术协会（CTA）与联合包裹速递服务公司（UPS）近日联合名为《3D打印：工业生产下一场革命》的报告，报告指出3D打印是个颠覆性市场，技术采用者将从使用3D打印技术制作原型到支持和简化生产，以实现新的制造效率，预计未来4年该市场的营收将增长2倍达到210亿美元[2]。3D打印技术凭借其“用户创作”的特点，在用户基于项目学习应用中独具潜力和吸引力，不仅能够大幅提升研究型实验室的效率和能力，更能通过定制化产品来满足多元的个体需求。由此可见，3D打印技术在推动教育变革、经济发展、工业革命方面具有巨大的发展潜能和良好的应用前景。在此背景下，如何推进3D打印服务成为包括图书馆在内的众多社会服务机构关注的重点内容。

1图书馆3D打印政策规范产生背景

自2011年起，美国图书馆界引入3D打印技术，随后越来越多的图书馆以开设创客空间、推动创客教育的途径开展3D打印服务。在2013年美国图书馆协会（AmericanLibraryAssociation，ALA）仲冬年会上，3D打印成为业内最热门的话题，在ALA等众多专业机构的推进下，3D打印技术在美国图书馆日渐普及，仅2015年初，3DSystems公司与美国青少年图书馆服务协会就宣布向100多家图书馆和博物馆提供3D打印机。根据ALA与马里兰大学共同开展的一项调查显示，截至2015年年底，约有428所公共图书馆提供3D打印服务，且该数据仍持续快速增长[3]。随着越来越多的图书馆开展3D打印服务，该项服务也逐步成为图书馆的“标配内容”。在此背景下，如何协调服务过程中产生的问题、如何规范服务流程和质量、如何推动图书馆3D打印应用的标准化进程，成为图书馆人不得不思考的课题，于是有关图书馆3D打印服务的标准化管理、政策规范和指导文件等制定和出台被提上日程，ALA数次文件、报告以引导图书馆3D打印的有序发展。[JP]

2图书馆3D打印政策规范简介

技术是一把双刃剑，在3D打印技术与创客教育、教学变革、大规模制造结合的同时，也引发了诸如知识产权、产品安全、安全打印管理等问题。为促进图书馆3D打印服务的有序发展，ALA知识产权办公室（OfficeofIntellectualFreedom，OIF）与信息技术政策办公室（OfficeforInformationTechnologyPolicy，OITP）最早提出了图书馆3D打印服务的规范化管理概念。

（1）2014年9月，OITP、OIF联合图书馆联盟（UnitedforLibraries，图书馆基金会、受托方、倡导者等利益相关方同盟，ALA分支机构）、公共图书馆协会（PublicLibraryAssociation，PLA）共同《创客发展的进步――对3D打印及公共政策的介绍》（ProgressintheMaking：AnIntroductionto3DPrintingandPublicPolicy）报告，报告从“3D打印机是如何被用在图书馆”“我们能利用3D打印机做些什么”“3D打印涉及的法律内涵”“3D打印技术引发的其他问题”“蓝图规划：图书馆推动3D打印发展的立足点、最佳实践”“给图书馆专业人员的技巧提示”六个方面入手，向所有计划或已经开展3D打印服务的图书馆提供了一份入门规范化指南[4]。

（2）2015年1月，OITP再次ProgressintheMaking文件，副标题为“图书馆视角下的3D打印政策思索”（3DPrintingPolicyConsiderationsthroughtheLibraryLens）。比起前一文件的简单Q&A格式，该份文件更多是通过论文文献的形式深入剖析了在图书馆开展3D打印服务的必要性，3D打印技术沿革，3D打印技术对经济发展及正式非正式化学习的促进作用，3D打印与自由表达、知识资源、图书馆价值思辨以及由3D打印引发的知识产权、产品可靠性的深邃性思考及建议[5]。

（3）2016年5月，OITP第三次ProgressintheMaking系列文件――《图书馆员3D打印服务实践问题解答》（LibrariansPractical3DPrintingQuestionsAnswered），比起前两封文件，该文件更多意义上是图书馆3D打印服务的实用建议报告，报告就资源投入、运行机制、操作使用中的各明细事项，为图书馆3D打印服务给出实践层面的明确指导和建议[3]。上述政策规范产生于3D打印服务在美国图书馆界发展的不同阶段，反映了ALA政策引导的不同侧重面，从图书馆开展3D打印服务的必要性、服务前景及存在风险等理论性探讨发展为推动馆员全面了解3D打印并落实服务的应用性研究。

3基于政策规范的图书馆3D打印服务策略

31[JP3]优化3D打印服务，提升用户数字素养及创新素养[JP]

将互联网和信息技术新成果转化为教育创新发展的动力，以信息化推动教育的创新发展是当前教育改革的必然趋势。3D打印创新教育作为创客教育的一种重要实现手段，为创新能力的培养提供了一个抓手，它可以让枯燥的理论变得生动起来，它是一种同时拥有视觉和触觉的学习方式，在通过自主的数字化模型设计和想象力发挥将创意变为现实的过程中，用户思维的缜密性和知识的连贯性将不断得到强化。图书馆3D打印服务应确立三个重点：1）立足用户接触、了解新科技、新理念的需求，为所有用户提供平等的接触前沿科技成果、掌握新的学习实践方法的机会，切实提升民众的科技素养和数字素养。2）聚焦人类教育和学习方式的演变和发展，利用3D打印技术开发设计参与式的学习项目，重塑创新教育模式，拓展创新学习空间，形成混合、多元的学习格局，实现正式学习方式和非正式学习方式之间的相互补充与密切互动，促进用户创新意识、创新精神和创新能力的培育。3）在社会上普及对3D打印技术内涵及外延的理解，内涵包括3D打印技术概念、特点，3D?呙枰羌?3D打印机软硬件使用方法，后处理模块等；外延包括3D打印所牵涉的社会性、经济性、技术性、法律性问题，如3D打印对经济发展、社会创新、创新教育的推动，3D打印所代表的技术发展新趋势及可应用的新领域，3D打印应遵循的政策规范、存在的政策风险以及如何合理规避这些潜在的政策、法律风险等。

32参与共建3D打印公共政策，促进3D打印产业健康发展

公共政策是政府等公共组织管理社会公共事务的指导原则，决定着管理活动的方向和目标。2012年，致力于推动3D打印行业资源整合、标准建立以及国际间对话交流的中国3D打印技术产业联盟成立，同年，3D打印行业被纳入“国家高技术研究发展计划（863计划）、国家科技支撑计划制造领域2014年度备选项目征集指南”，成为国家重点支持科技领域[6]。这表明，3D打印已被提升至国家战略层面，国家必须对整个3D打印产业做出整体规划，制定标准化的行动路线及行业规范，规整未来3D打印产业发展方向和技术发展方向。产业发展的多元化及复杂性使得3D打印行业标准在一些发达国家（如欧盟3D打印标准化路线图）已经被分成了不同类别，如设计、特殊工业需要、制造部件的质量、安全性规章制度和教育。由此可见，3D打印公共政策制定和标准化的发展不仅需要国家政府部门的领导和指引，更需要各行业群策群力，发挥标准化建设中的集合效应。作为促进社区经济文化发展及协助社会可持续目标实现的高效合作伙伴，图书馆应从“参与制定3D打印公共政策和标准，促进3D打印产业健康发展”的更高层面规划和设计自身的服务，包括：1）积极探索创新教育领域3D打印资源的有效整合模式，通过推动发展3D打印行业间的合作关系以及3D打印用户间的对话与协作，全面提升和巩固图书馆在3D打印创新教育应用领域的地位和作用；2）发挥3D打印教育应用领域内的行业智库作用，研究和探讨发展过程中遇到的热点和难点问题；3）组织制定图书馆界3D打印使用标准，为国家3D打印教育、安全性规章制度的标准化发展建言献策，维护行业整体利益。

33强化馆员政策培训，规范图书馆3D打印服务体系

由于3D打印技术固有的内在风险，图书馆提供3D打印服务必须考虑如何将存在的政策风险和法律风险降低在可控范围内，如何建立利用3D打印服务促进人类表达自由、智识自由与保护知识产权、限制危险品的设计与制造、维护人类伦理规范之间的平衡[7]。这就要求图书馆员不仅能够掌握3D建模与3D打印的知识和技能，具备3D打印技术应用能力，教授用户简单的三维模型制作、三维扫描仪逆向造型、3D打印设备操作，以及开展日常的设备维护及管理，更重要的是能够在掌握3D打印技术内在风险和相关法律规范基础上，科学引导用户的创意表达。对国内图书馆而言，3D打印服务是一项新兴而具有挑战性的工作，为使以3D打印技术为依托的创客教育得到有益开展，图书馆界应整合社区3D打印资源，建立示范型服务网点，提供馆员培训，协助各馆构建规范完善的3D打印服务体系。首先，图书馆3D打印服务体系是功能完备的创意孵化体系，以馆藏文献、3D打印数字技术、创新工具、知识化服务为支撑，激发读者智慧，营造创新氛围，实现创新灵感与设计的对接，营造一个学习交流、信息共享的复合型新空间，为创新者提供孵化空间，让创新更容易[8]；其次，图书馆3D打印服务体系是与国际政策、标准相接轨，制度完善、规范明晰的服务体系，这些制度包括对3D打印使用范围的严格限制、对3D打印图纸设计者知识产权的保护等；再次，图书馆3D打印服务体系是多层次的创新人才支撑体系，通过建立与政府机构、科研院校、商业机构的合作关系，强化馆员培训力度，从而奠定3D打印社区培育基地的技术支撑和发展基础；最后，图书馆3D打印服务体系是一种可持续的发展体系，这种可持续性体现在经济、技术、社会价值的不同层面。以经济性为例，由于3D打印成本高昂，图书馆不仅需要考虑如何提升打印成功率，更重要的是实行一套可持续的运作模式，建立材料收费制或会员制，拓展3D打印服务融资渠道。

数学建模和3d建模的区别范文

随着3D技术的不断完善，特别是3D电影《阿凡达》的全球热映，中国掀起了3D热潮，数字银幕数从2007年的82块迅速增加到2010年底的2000块。但3D电影票房的增长主要是由美国3D电影大规模的引入而带来的。

3D电影投资成本高、风险大，并不是每部3D(无论是国内还是国外生产的)都能收回成本或者得到观众的认可。因此，有必要了解3D电影在中国的现状、观众的认可程度以及3D电影的票房影响因素。我国学者也在关注3D电影的发展变化。郭燕婷、张辉(2010)通过建立数学模型研究了3D电影观众选择的影响因素。金悦(2011)探讨了3D电影的技术类型和发展现状。田长乐、廖祥忠(2011)通过对3D电影的发展历史与3D电影技术更新进程的研究，对其未来的发展模式与发展趋势做出了展望。陈凡、陈栩祥(2012)则讨论了如何获得高质量3D影像和立体效果的问题以及如何更好地欣赏3D影片。3D电影出现较晚，国内学者对其研究还比较少，本文在各位学者研究的基础上，利用多元统计方法研究3D电影票房的影响因素和观众的观影态度。

一、中国3D电影现状分析

2002年至2008年我国电影票房稳步上升，平均每年增长率为32.86%。2010年首次突破了百亿大关，增幅达到63.9%。2008年我国内地引入两部3D电影，取得1.08亿元人民币的票房收入，占当年电影总票房收入的1/40。2009年之后，3D电影票房快速增长，特别是2011年，中国内地一共上映13部3D电影，取得40.054亿元人民币的票房收入，占据了当年票房总收入的近1/3。从国家广电总局网站的资料获知，美国制作的3D电影占据了2008－2011年中国市场的92%。

二、3D电影票房影响因素分析

3D电影的票房成功取决于多方因素。例如，投资预算、剧本、导演、演员、3D后期制作、制片方以及出品方、媒体宣传、电影口碑的好坏等。那么这些因素是以怎样一种数量关系影响3D电影票房呢?本文选取2008年至2011年上映的31部3D电影的相关数据建立多元线性回归模型进行定量分析，来研究这些因素对我国3D电影票房的影响程度。

1.数据来源

这31部3D电影的相关数据，主要包括:在中国内地的票房成绩、制作成本(投资)、评分等级、电影类型、电影时长、制片国家与地区、电影是否续集等。其中，电影票房、投资、时长、评分为定量数据，而电影类型、制作国家与地区以及是否续集的数据为定性数据分类变量。

2.模型建立

引入的作为解释变量的影响因素既有定量变量，又有定性变量。为了能够在同一模型中反映这些因素的影响，提高模型的精度，需要将这些定性变量进行量化，本文是通过“虚拟变量”来完成的。在虚拟变量的设置中，基础类型和肯定类型取值为1;比较类型和否定类型取值为0。

在本文中，引入的虚拟变量为电影类型、电影制作国家以及电影是否续集。其中，电影类型分为三类:真人3D剧情、动画3D剧情以及纪录片，故引入两个虚拟变量;发行国家分为美国以及美国以外的国家，故引入一个变量;是否续集引入一个虚拟变量。

建立多元线性回归模型，Y=C+β1X1+β2X2+β3X3+β4X4+β5X5+β6X6+β7X73.模型分析在建立的多元线性回归模型中，Y，X1，X2，X3为定量变量;X4，X5，X6，X7为定性变量。

利用EVIEWS软件，对模型(1)进行最小二乘法估计。结果如下(见表1)。

由表1可以看出，方程通过了显著性检验，拟合优度接近70%表示拟合良好。但是方程中X1，X4，X5，X6，X7均没有通过T检验，并且，根据对电影行业的了解，这几个变量都是对因变量Y有相当大影响的因素。因此模型存在问题，需要改进。

在反复调试之后，剔除了电影类型以及是否为美国制作这两个因素。引入变量票房(万元)、投资(万元)、电影时长(分钟)、评价等级(分)、是否为续集这五个变量进行回归模型的模拟，采用加权最小二乘法进行估计，结果如下(见表2)。

从表2可知，回归方程以及所有的变量均已通过假设检验，并且模型拟合优度较好。因此我们可以得到影响票房因素的回归方程，如下:Y=－215138．3－0．101X1+1187．666X2+16032．50X3－3965．337X7由上述结果，在显著性0.05水平下，电影投资的估计参数系数通过假设检验，P值为0.0000小于0.05。这说明，电影投资额对于3D票房的影响是显著的，其系数绝对值为0.101小于1，可以得知，一味地增加电影的制作成本并不能达到与投资相匹配的票房回报，即投资并非越大越好，需要考虑的因素仍有很多。

影片时长X2的估计参数对应的P值为0.0000小于0.05，估计参数系数为1187.666大于0。这说明，电影时长越长，对于电影票房是越有利的。

第三个因素X3是电影口碑，其估计参数对应的P值为0.0000小于0.05，估计参数系数为16032.50大于0。这说明，观众对于电影的评价越高，越会吸引更多的观众观看。

最后的变量X7是虚拟变量，它描述了电影是否为续集，在模型中此变量也通过了检验。这说明，此变量对3D电影票房起到了较为重要的影响作用。其实，我们知道系列电影能取得成功的原因在于，它已经建立了一个品牌，在观众心中也留下了深刻的印象。如果即将上映的一部电影是曾经获得成功的电影的续集，可以说已经赢在了起跑线上。因此，我们在反复调试变量的过程中发现是否续集对于票房有着相当显著的影响，因此，作为解释变量引入了模型。

在表2中，去掉了X4，X5，X6这三个解释变量，但是这三个变量在表1的结果可以看出，它们对3D电影票房具有一定的影响作用。X4代表真人3D，X5代表动画3D，可以看出，真人3D电影比动画3D电影更加受欢迎，因为去电影院观看3D电影的大多是中青年观众，他们更加追求视觉的刺激，而真人版的3D电影更能够使观众享受这样的感受。变量X6代表是否美国制作，我们无法从数据上得到美国制作对电影票房是否有影响，但直观上看，美产电影对票房应是有积极作用的。

三、结论

数学建模和3d建模的区别范文篇7

3D打印机与传统打印机的工作原理相似，但外观和采用的打印介质却有很大区别。同时，3D打印机并非为在办公室内使用而设计，但几乎各行各业都可以从3D打印技术中受益。

喷墨打印与3D打印的工作原理较为类似，都是利用喷头来完成工作。不同的是，3D打印机的喷头运动方向更多，而且采用的打印介质不是墨水，是具有一定粘度的物质，包括热塑性塑料、填料型树脂、低熔点合金，甚至巧克力和奶油等等。以目前已经商业化的MakerBotTheReplicator3D打印机为例：打印时，喷头可以沿着X、Y和Z轴方向移动，打印介质（通常是热塑性塑料丝）经过加热仓的加热，变成熔融体并从喷头中喷射出来，并冷却凝固成型。按照这样的工作方式，打印一个3D物体通常需要数十分钟到数小时不等，物体的数码原型可以自行设计和复制，也可以从专业网站中下载。

3D打印机的工作模式一般是“逐层打印”，也就是把一个物体按照某一方向，如Z轴方向，分解为许多平行的层，打印机的喷头按照顺序把这些层逐步打印和叠加，最后整个物体就可以被打印出来。打印机的精度可以调节，目前一些商用型号的层精度已经可以达到0.01mm/层左右。

3D打印机的用途

我们常见的打印机唯一的功能就是打印图片或文档，特殊的打印机还可以打印印刷电路、光罩等。3D打印机的用途就更广泛了，可以说，只要是能够设计出来的物件，3D打印机都可以做出来，甚至很多令人难以想象的工作，3D打印机也能够胜任。

微纳米打印

用于精细加工的3D打印机可以用相当高的速度打印出只有数百微米尺寸的房屋、桥梁模型和小结构件，精细度可以达到纳米级别，无论是效率还是精度都远超传统的微雕工艺师。想要达到这样高的加工精度，最大的难点在于控制树脂的固化速度。如果树脂固化速度太快，就会堵塞微喷头；树脂固化速度太慢，就无法保持设计的形态。为了解决这一问题，科学家们开发了“双光子印刷”技术。该技术利用激光照射使光敏型树脂快速固化，使得已经打印的部分不会因各类微纳米尺寸效应发生变化。同时，利用可调节的聚焦透镜，还可以进一步加快打印速度。双光子印刷技术发明之初，打印速度为每秒钟数毫米，而2012年3月份，维也纳技术大学的科学家们将这一纪录提高到了每秒大约5m——这是其他微纳米加工技术难以企及的速度，当然，它能够加工图案的复杂程度同样也是其他技术难以企及的。这一技术还可以用于制造光子晶体等功能性材料。

在某些特殊表面上进行微纳米尺度的3D打印还可获得纳米尺寸效应的帮助，今年6月份，瑞士苏黎世联邦工学院的科学家们报道了使用3D喷墨打印机在具有毛细现象的表面上，通过外加微电场可以形成小于100nm尺寸结构的3D打印技术，这或许会为3D晶体管的制造开创崭新的途径。

医用领域

医用材料或许是目前3D打印最能够显示其技术优势的领域，由于每个人的身体条件各不相同，因此人工骨骼、人工牙齿和人造血管并不适合大规模批量生产，最好的方法是单独定制。通常在医院中，订做一颗与原来牙齿一模一样的假牙所需费用要达到数千元，而定制下颚骨、人工关节和整套假肢等组件就更贵得出奇了。如果利用3D打印技术，就可以先用全息摄影术拍摄要替换的牙齿和骨骼，形成相应的数字化模型，再用3D打印机打印出来，使用的材质可以是塑料、陶瓷或者金属合金等等，比起传统的模具制造技术，3D打印速度不但更快，还能节约诊疗费用。

除了这些人体中坚硬的部分，细胞等物质也可以作为3D打印机的“墨水”。此前不久，有科学家“打印”出了人造肾脏——尽管它并不能像真正的肾脏那样工作，但还是引起了一场不大不小的科学伦理学讨论：假如有一天，真的能够使用蛋白质、血浆、脂肪和羟基磷灰石（骨骼的主要成分）等人体物质打印出一个大美女来，是不是算是“复制”了人类自身呢？即便仅仅能够打印人类大脑，都有可能会造成一场灾难。不过看起来，目前我们还不必杞人忧天。

时尚服饰

近年来的一些时装秀上，模特们经常穿着花样极为复杂的服饰登场亮相，效果令人惊叹，实际上，它们都是由3D打印机打印而成的。不但服装能够打印，鞋、帽子、首饰甚至内衣也都可以打印。对于服装设计师而言，3D打印机的最大好处是可以很快地把设计变为现实。特别是那些工艺相当复杂的时装或是鞋子，如果由专业的裁缝或制鞋师手工制作，那么可能要花费数星期的时间，甚至难以完成，而3D打印机只要数分钟就可以。如果没有达到希望的效果，设计师还可以即时修改设计，只要3D打印机再重新工作一次即可。伦敦皇家艺术学院的设计师LucFusaro还利用3D打印机制造了“全球最快的跑鞋”，它可以根据运动员双脚的形状定制，重量仅有96g，据称能够将跑百米的速度提升3.5%。任何人拥有一台3D打印机，都可以自己DIY这种跑鞋，还有其他服饰，比如一件镂空套头衫。不过，目前用于服饰的3D打印机仅能使用塑料等适合喷打的材质，还难以直接打印皮革、纤维等传统材料；同时，在色彩运用方面也存在过于单调的问题，这也使它的应用前景受到一定限制。

装饰设计

数学建模和3d建模的区别范文

关键词：3D虚拟校园；虚拟世界；第二人生

中图分类号：G434文献标识码：B文章编号：1673-8454(2012)09-0017-05

一、3D虚拟校园概念及其教育价值

3D虚拟校园的概念最初由虚拟世界发展而来，虚拟世界是用户以3D虚拟形象参与其中，进行创造、生产、交换、交流、娱乐与生活的桌面虚拟现实系统。[1]在这样的环境中，用户以3D化身的形式在虚拟空间中活动、操作虚拟物体、与其他用户交流。交流的方式通常是通过姿势和基于文本的交流工具，有时也可以用语音进行交流。比较典型的虚拟世界如SecondLife和ActiveWorlds，国内有HiPiHi、Novoking等。[2][3]

虚拟世界因其能提供更真实的交流和现场参与感，越来越多地受到教育研究者的关注。如今，虚拟世界已延伸至大学校园和课堂。在互联网上已有成百上千所高校的3D虚拟校园投入实际应用。本文重点关注这种教育型虚拟世界——3D虚拟校园。

3D虚拟校园是用校园的隐喻给用户提供各种学习工具的学习环境。[4]它还能用来在协作化的教学环境中传递与共享教育内容，支持教学模拟与教学演示。3D虚拟校园还在于它能支持开放的、分布式的终身学习。MaryL.M.认为3D虚拟校园主要用来：（1）通过在线交流和网上资料来拓展以说教为主的教学模式；（2）支持面对面学习要求高的项目工作；（3）为远程学习提供互动性和网上材料。[5]

其实，基于Web的学习材料、电子邮件和电子公告板组合已完全可以提供这些功能，但是，目前绝大多数在线课程都容易让学生有沉闷乏味的感觉，主要原因在于课程的全部重点和时间几乎都放在内容本身的制作与呈现上，却忽略了给学习者提供过程的趣味性、主动思考意识、动手做和体验等机会。

美国在线多媒体教材界的一位专家也曾指出，现在绝大部分在线课程教育方式偏重在内容记忆上，学习过程里缺少有创意的互动，或能让学生亲自参与的活动，以致学生感觉无聊，造成中途辍学率高达七成。

3D虚拟校园的优势主要在于探究性和体验性。虚拟校园中可以通过3D的方式传播诸如宇宙飞船如何发射之类的科普知识等。也可通过自由或虚拟导航开展自己的教育旅程，可在“知识河”里通过虚拟潜水，收集所需文章和研究问卷的知识“宝石”。如果想要设计或展示个人创意性作品，可到“沙箱”里去展示交流，给教学和创意表达方式注入无限生机和活力。

二、国外高校3D虚拟校园的发展

3D虚拟校园是最近二十多年才开始发展起来的。3D虚拟校园的技术基础是Web3D技术。第一个Web3D的ISO标准是虚拟现实的建模语言（VRML97）。VRML是人们一直追求的将平面Internet发展成为一个交互的3D虚拟生存空间的结果。它是一种能提供更自然的体验方式，包括临场感、交互性、动态效果、延续性以及用户参与探索的语言。这个语言现在仍在使用，不过正在被X3D取代，它是一个开放的标准XML3D文件格式能在网络的3D数据中文本进行实时交互，Java3D和其他的技术如Macromedia的Flash也是属于Web3D技术。

现有3D虚拟校园基于不同的技术与平台发展起来的。如新加坡南洋理工大学的虚拟校园是基于blaxxun技术。[6]这个虚拟校园提供了现实校园的模拟，如办公室、教室等，还提供学生交流的各种工具以及讲座、练习等。还有很多高校在ActiveWorlds上建立了虚拟校园如iUni（http:／／iuni.slis.indiana.edu）。然而，当前应用最多的平台是SecondLife（以下简称SL）。自从2003年SL创建以来，目前全球已有数千万的居民。林登实验室为方便教育机构创建虚拟校园，在SL上提供了各种信息资源，增加了邮件列表的功能。在SL上创建虚拟校园的早期探索包括：美国的伊利诺斯州创建的图书馆系统联盟，这是SL上的第一个图书馆系统，可以对SL上各个岛屿的信息进行搜索。[7]2006年，美国印第安那州的球州立大学的英语教员SarahRobbins利用SL教学生的科研与写作，开创了把SL用于教学活动的先河。[8]哈佛大学是第一家在SL开课的教育单位，在SL中提供远程教学课程主要的大学包括加利福尼亚州立大学、哈佛大学、圣何塞州立大学、俄亥俄州州立大学、英国的苏塞克斯大学等700多所高校。[1]北伊利诺斯州立大学在SL中支持一系列的课程如：艺术、计算机科学、教育及传播等。[9]哈佛大学法学院提供在SL中提供一个课程叫：“虚拟空间——民意法庭中的法律”。[10]老师和几十名哈佛学生都化身计算机的虚拟人物，在SL的教室上课，感觉很像是在现实的教室中上课，令学生有一种群体上课的感觉，更能互相交流，学生学完课程还会获得学分。

三、国外高校3D虚拟校园设计与开发

3D虚拟校园的设计起初就是基于虚拟世界的理念。虚拟世界看起来像真实世界的网络环境，它创造了一个供人沟通和做事的地方。这为3D虚拟校园提供了一个设计的基础，还开辟了可能性。

主要设计思路有两种：一种是模拟实体校园，实现实体校园所具有的各种功能；另一种是以活动理论为基础设计3D虚拟校园。

1.模拟实体校园的3D虚拟校园设计

（1）功能设计

这种设计思路的一个共同点是试图给学生创造一个熟悉的氛围，提供一个非常清晰的现实校园的联想。包括校园风景、人物造型、信息资源与教育机构等。按这种思路设计的3D虚拟校园除了在外观上模拟现实校园建筑、风景外，还普遍具有以下两个方面的功能：

1）虚拟教室功能

3D虚拟校园中的虚拟教室主要用作虚拟讲座和虚拟研讨会。教学模式类似于传统的课堂。尽管教育专家关于课堂这种教育平台的效率方面的看法有所不同，然而，一个可以鼓舞人心的演讲，仍然是学习最需要的，是3D虚拟校园所要实现的功能之一。虚拟研讨会相对课堂来说是一个讨论特定主题的在线会议。讲座和研讨会的主要差异表现在教师和学生的角色预期。在讲座中，学生主要是听讲，记笔记，偶尔发问。在一个研讨会上，学生们将有备而来讨论特定的主题，其参与程度可能同教师是一样的。

虚拟教室中的幻灯片播放器可以在进行远程实时讲座时播放幻灯和非实时讲座时提供相关信息。如由AndreaDLucia等人创建的虚拟教室及教室中的幻灯片播放器如图1、图2所示。[11]

幻灯片的可读性很强，而且可以用按钮控制。教师具有控制幻灯片播放的权限。

2）支持合作化的团队学习功能

虚拟校园需提供参与网络交流的工具，可以创建或加入团队，团队的交流功能一般有：获得在线帮助，接收群组通知，把陌生人加入好友列表等。

对于合作学习而言，一般可把学习分为几个阶段：给学生分发材料，角色分配，参与讨论等。参与者要能够表达自己的观点和进行决策，他们应能获取相应材料如文件会议时间、相关的材料等，在虚拟校园中创建合作区域，提供化身自动参与的活动、会议及实时交流。

（2）设计实例

英国开放大学在SL中创建了一个虚拟校园主要就是这种设计思想的典型。[12]该虚拟校园的功能结构如图3所示。

欢迎区：提供了虚拟校园三维地图，相关的介绍性信息，点到点的跳转，浏览向导等。

学习区：包括虚拟教室、展览工具、会客区等。学习区中有召开大型会议的空间，最多可容纳140个虚拟化身，可以播放视频流、支持幻灯片的演示；还有一些比较小的空间用可作小型会议、讨论及休闲场所。3D虚拟校园真正的价值在于能给用户提供交流工具包括文本、音频、现场信息。可以让学生重新设计虚拟场景的外形、创建新的物体（土地的主人可以设定控制权限）。在学生设计的过程中可以收到一些范例以供参考。还有一些交互性的对象如海报栏。可以让师生用来宣传项目，可以让用户上传视频、幻灯片、图片等。

图书馆：为支持师生利用图书馆的资源，把图书馆设计成了一个开放的公园，包括搜索与重放两个区，每个区都支持浏览各种材料。为支持这两项功能创建了两个对象：资源选择器和回放屏幕。通过搜索引擎与数据库提供各种信息资源。当然，SL与其他3D环境一样，支持文档存储的能力较弱。图书馆中还有“免费商店”，用户可以收到免费电子礼物如衣服、车子、工具箱、桌子椅子、时钟等。

沙箱：师生可以在“沙箱”区域设计展示自己的创意作品。

休闲场所：建了一个沙滩，供师生用来进行休闲和娱乐活动。在这里可以聊天、听音乐、跳舞、游泳等。

2.基于活动理论的3D虚拟校园设计

活动理论源于前苏联心理学的文化历史学派，它关注的是人们参与的活动及他们在活动中使用工具的本质，活动中合作者的社会关系和情境化的关系，活动的目的意图以及活动的客体和结果。[13]

最初，维果斯基的活动理论关注中介概念，将文化制品和人类行动关联起来，从而将个体与社会关联起来；列昂节夫增加了目的和对象两个要素并提出了活动的层级结构，即活动的三个水平模式：活动、行为和操作；恩格斯托姆则在以上基础上增加了规则、共同体和分工三个社会要素，将个体和共同体的互动凸显出来，强调矛盾的存在以及它对活动系统变化和发展的推动作用，从而能够在集体和共同体的宏观层面上分析活动，即任何活动的产生均需要主体、目标、工具、规则、共同体和分工六要素，这六个构成要素并非稳定且互相独立，而是动态且持续不断地与其他构成要素互动。

活动是由人来执行的，而人又是通过物品作为媒介的。人与物品都要地方放置。地点属性则包括：外观，结构与角色。Ekaterina等人从活动理论得到的灵感提出了按活动理论3D虚拟校园的设计理论。[14]

该理论分别从活动理论的几个要素出发，提出设计思路。

（1）关于人：

1）需要一个3D虚拟化身，映射用户的身份如（学生还是教师）性别、种族、身体的特征（如肤色、头发的样式及颜色等）及衣服等。

2）学习者能以各种方式与别人交流。探索虚拟空间和已有的物品以文本、图片或3D对象的形式创建自己的物品，及与别人分享这些物品。

3）提供学习者社会网络。

（2）关于地点：

虚拟校园必须清楚地表现有管理的、科学的、教育的特征和大学的结构，如果有可能可以提供不同的场景以适合不同的学生与社会机构的要求，如可以有一些二维良好结构的大学和一个3D的有多链接与相互联系的两个系统，不同的场景同样适合信息的展示与交流模式。

虚拟校园的外观及主要结构至少部分类似于真实的校园。如果需要，在报告厅或教室可以设计一些虚拟的物品供相关的教育实验用。

导航：快捷方式/快速跳转。地图、菜单。

通常虚拟校园可以让本地和远程的用户使用，在一起学习。所以系统应当包括资源、工具支持现实校园可以开展的各种活动（教育的、社会的同步的、异步的）。

（3）关于物品:

应当包括各种物品，能提供合作学习、交流及各种特殊任务及课程需要的物品集（如文本文件、图片与3D物品）。应能方便创建、操作、共享、定制物品。

四、国外高校3D虚拟校园的应用情况分析

1.国外高校使用3D虚拟校园类型

目前，英美高校使用3D虚拟校园还处于起步阶段，使用的类型也不尽相同。主要有以下五种类型。

（1）用于展示校园景致

这种类型的3D虚拟校园仅仅有一些类似真实校园的建筑，可以让用户从任意角度对校园进行观察，从而产生身临其境的感觉。同时也能操作和规划，满足用户一般性的游览需求。不过此类虚拟校园还没有正常在其中开展学习活动。如英国的赫尔大学就属于此类。

（2）作为研究工具或环境

3D虚拟校园被许多高校和研究机构作为研究的工具或环境。如西英格兰大学在3D虚拟校园中为学生创建了一个天文台。鼓励学生参与设计，给学生布置一些任务，开展一些创新活动。

（3）用于举办展览

对于艺术与设计方面的人员，他们总想把3D虚拟校园用来展示作品的空间。例如伦敦艺术大学时装学院应用虚拟校园举办了多次展览会。吸引了几万名来访者。

（4）支持课程或课程的某些单元

对于绝大部分高校而言，它们创建3D虚拟校园的目的是运行课程或准备用它来支持课程。德比大学有一个第二人生实验室项目，项目中应用虚拟校园组织心理学的研究生学习基本的心理学技能。人数是30人，学习的技能包括：实验设计、论文写作、陈述准备、批判思维的技能等。

（5）支持学校之间或部门之间的交流

一些大学发展虚拟校园是为了支持校际的学术交流或协作建设课程。由佩斯利大学为主建设的虚拟校园（VIRTUALBA）由几个大学合作建设，设有“大学信息中心”用于举办各种展览及学术活动。虚拟校园还用来教授一系列的课程。[15]

五、3D虚拟校园的设计与应用建议

1.对3D虚拟校园设计的建议

（1）关于3D虚拟校园建筑的设计

虚拟校园的校园建筑应当具有实体校园的主要特征。当然建筑的整体布局可以更加紧凑，以方便用户的浏览。在符合虚拟校园建设总体方针的前提下可以允许学生自行建一些个性化的建筑。

（2）3D虚拟校园的结构设计

与真实校园类似的是大多数虚拟校园都有高效的导航工具，实验室及私人空间，在一定的条件下允许用户扩展及开发相应功能的机会。当前虚拟校园现有的导航是通过有相关目的地信息的地图，通过快速跳转到相应的目标地点，这种导航比较费时费力，需要加以简化。如：可以建一个导航条把校园内的相关机构、会议室、研究机构、图书馆及相关资料做一个收集；建一个公共汽车路线，把用户送到相应的地方等。

（3）3D虚拟校园的角色设计

提供一些个性化的服务，如与系科相关的主题教室，定期开展相关的活动，学生在教室中可以得到相关课程的辅导，提供相应的共享资源、白板等。

2.3D虚拟校园的应用建议

（1）关于内容选择

最近的研究表明，不是所有的内容都适合放在3D虚拟校园中，如关于以抽象概念和文本文件为主的内容。[16]要选择那些在3D空间中比传统环境有明显优势的内容如：计算机图像、艺术、建模、模拟化学反应、生物的生长过程等。这样才能充分发挥3D虚拟环境的优势和特色。

（2）虚拟化身、交流与合作的运用

每一位进入3D虚拟校园的用户，都有一个虚拟化身，虚拟化身不仅仅能体现用户的身份、性别还能体现用户的文化、性格、爱好等，使用户更容易进入自己的角色，更方便与别人交流。所以用户需要尽量定制个性化的虚拟化身。

交流与合作学习是3D虚拟校园重要的学习方式之一。用户需充分运用身体的、口头的方式进行交流。充分运用3D虚拟校园的语音交流功能。

（3）社会与组织因素

一个能适应特定教育目的成功的3D虚拟校园，往往不完全取决于它的设计，还取决于它的组织与社会环境。如果一个3D虚拟校园中没有什么人气，学生也就没有兴趣在其中活动了。所以3D虚拟校园中应设置一些课程、组织定期的活动。这对于虚拟校园尤其重要。与实体校园一样，一个成功的虚拟校园也需要开展大量的活动、不断有新的东西出现，以激发学生每天都来使用虚拟校园。

（4）技术因素

由于3D虚拟校园对硬件条件的要求较高，目前高校学生计算机的配置普遍低于系统要求。使得学生使用虚拟校园的效果受到不同程度的影响，特别是图像的显示质量及效率上。所以，需要在计算机的价格与使用效果之间做一个平衡。

六、结论及展望

随着对3D虚拟校园研究的进一步深入，将会有越来越多的高校加入其中。3D虚拟校园的设计将更能适应学生各种需求。如AndreaDeLucia等人正试图把Moodle插件加入到虚拟校园中，以加强3D虚拟校园对学习过程的管理。[11]

移动技术开始介入到3D虚拟校园中，学生使用手机等移动设备就可以访问3D虚拟校园。这就需要3D虚拟校园要适应手机等移动设备的技术特点，简化图形和导航、交流工具及交互形式等。

参考文献：

[1]A.J.Kelton,SecondLife:ReachingintotheVirtualWorldforReal-WorldLearning,ECARResearchBulletin,2007(17).

[2]SecondLife,省略,2010(12).

[3]ActiveWorlds,省略,2010(12).

[4]AllianceLibrarySyste[OL].省略/secondlife.htm2011(1).

[5]MaryLouMath,Desinningthevirtualcampus,Designstudies,VirtualReality:Research,DevelopmentandApplication3(1):25-33.

[6]省略,2010(12).

[7]B.Read,(2006,August29),SecondLifekeepschuggingalong.TheChronicleofHigherEducation[OL].省略/wiredcampus/article/1529/second-life-keepschugging-along.

[8]G.M.Lamb,(2006,October5),Atcolleges,reallearninginavirtualworld.USAToday[OL].省略/tech/gaming/2006-10-05-second-lifeclass_x.htm

[9]N.Jennings&C.Collins,VirtualorVirtuallyU:EducationalInstitutionsinSecondLife,InternationalJournalofSocialSciences,2(3),2008.

[10]AndreaDeLucia，DevelopmentandevaluationofavirtualcampusonSecondLife:ThecaseofSecondDMI，Computers&Education52(2009)220-233.

[11]LuciaRapanotti，ASecondLifecampusforpart-timeresearchstudentsatadistance，Computers&Education35(2008)26-29.

[12]JonathanLondon，TheoreticalprincipleofLearningEvirement，EastChinaNormalUniversityPress，2002(68)(InChinese).

[13]Bonnie,A.Nardi,AComparisonofActivityTheory,SituatedActionModels,andDistributedCognition[A].ContextandConsciousness:Ac-tivityTheoryandHuman-computerInteraction[M].Cambridge,MA:MITPress,1996.

[14]EkaterinaPrasolova-FlandAnalyzingplacemetaphorsin3Deducationalcollaborativevirtualenvironments,ComputersinHumanBehavior24(2008):185-204.

数学建模和3d建模的区别范文篇9

关键词：多媒体；视频智能编辑；视频感兴趣区；图像视频场景分析

中图分类号：TP37文献标识码：A文章编号：1007-9599(2012)01-0000-02

MultimediaTechnologyStudy

DuPengxiang,HuangShanshi

(ChinaTelecomCo.,Ltd.,WenzhouBranch,Wenzhou325000,China)

Abstract:Thisarticleisfromthemacrosummarizesthedevelopmentandapplicationpointofthecurrentimagevideooftheunderlyingtechnologyfromtheperspectiveofanimageofvideoalgorithmsresearcherstalkabouttheunderstandingofthisarea.Thefieldofimageandvideobusinessapplications,multimediaentertainment,theInternet,intelligentmonitoring,industrialmachinevision,OCR,biometrics,medicalimageprocessing,aswellasmilitarydefenseinseveralareas,multimediaareasisanimportantbranchofalotofimagefieldofvideothenewalgorithmsandnewtheoriesareoftenthefirstapplicationinthemultimediafield.

Keywords:Multimedia;Videointelligentediting;Videointerestregion;Imagevideosceneanalysis

多媒体领域主要集中了MicroSoft、Adobe、MITSUBISHI、Cyberlink、Muvee、Autodesk、Corel、Sony、2D3、MotionDSP等一批公司，以及与之相关的PAMI、IJCV、CVPR、ICCV、ECCV、SIGRAPH等众多多高水平的学术期刊和学术会议。多媒体领域的研究方向比较杂，包括但不限于下面几类，视频智能编辑、视频感兴趣区、图像视频场景分析、图像视频修复及后处理、人脸系列技术、非真实感渲染（NPL）系列技术、3D系列技术、人机交互技术等。

主要包括视频镜头边界检测以及在此基础上的视频自动故事片生成、视频广告检测、视频废镜头检测等。视频镜头边界检测在经历了一段时间的发展之后，检测率也达到一定的程度，目前基本上不再有新的文章出现。视频自动故事片生成往往需要音视频技术的结合，并且由于缺乏有效的评级机制，最近几年已经不是研究的热点，但是相信各个视频编辑领域的公司仍在研究或者开发过程之中。视频中的广告检测作为其中的一个小的分支，可能因为没有很大的商业价值，研究的并不多，但想要真正实现高的检测率，仍然有很多值得研究的地方。视频废镜头检测其实是视频修复的一部分，包括检测视频中的抖动片段、模糊片段、过曝过暗片段等，从而达到视频修复的目的。

（一）视频感兴趣区的研究

最近是一个热点方向，感兴趣区提取和跟踪可以用来做视频智能缩放，可以用来指导视频编辑中的精彩视频片段选择，还可以在片源采集时就用来指导摄像机捕捉精彩片段。人脸、人物、车辆、小动物、房屋、花草树木等在特定的场景下等都可以作为感兴趣区，感兴趣区提取的方式方法也比较多，但除了人脸、人物检测技术上还比较成熟之外，其他目标的检测很难达到满意的准确度。人物检测基础上的精细分割抠像技术，也是图像领域的一个基础研究方向，准确的抠像，是换背景等智能化效果的基础。

（二）图像视频场景分析

主要用在视频管理和视频按场景选择和编辑。通过对不同的场景的特征进行分析设计分类器进行分类，对于视频管理这种不要求很高精度的应用点可以满足要求。照片和视频按场景内容管理，跟基于人脸识别技术的照片管理，是基于内容管理的两个方式，相信今后的多媒体编辑和管理软件都会逐步增加这个功能。

（三）图像视频的修复及后处理

主要包括视频抖动修复、图像视频去模糊、视频过曝过暗修复、视频去雾化、老电影旧照片修复、马赛克修复、视频图像超分辨率、视频图像智能变比例缩放、视频帧插值、图像视频去噪等。

视频抖动修复关键是摄像机轨迹的检测，确定了摄像机的移动轨迹，视频修复就有了基础的指导。通过寻找视频中的特征点，然后对特征点进行跟踪，通过分析每个特征点的轨迹，确定摄像机的整体轨迹。如果假定视频中的内容都是一个平面上，只考虑摄像机在2D平面的轨迹，事情要容易的多，但事实上摄像机的轨迹应该是3D的，这就变成了一个“StructurefromMotion”的问题，处理起来就比较复杂，但如果想得到理想的稳像效果，得出摄像机3D轨迹是必须的。另外，摄像机3D轨迹的求取，也是其他基于3D的视频应用的基础，这个后面再讲。

图像视频去模糊，这个的关键是寻找模糊核，也就是拍摄的瞬间摄像机或相机的运动轨迹，在这个运动轨迹上反卷积，就可以恢复摄像机不动情况下拍摄的视频、图像，也就是不模糊的视频、图像了。所以，对视频的去模糊，比起对图像的去模糊，手段要多一些，因为视频去模糊可以通过视频序列的信息来得到摄像机的运动轨迹。而图像的去模糊，这个运动轨迹只能是通过对图像内部结构的分析进行估计。考虑到轨迹估计和反卷积的运算量，不管是图像去模糊还是视频去模糊，目前都不算很成熟，但是成熟的产品应该会在短期内出现。

视频过曝过暗修复，如果视频质量不是太差，直方图被挤压的不是太厉害，还可以通过直方图均衡化的方式进行简单修复，但是如果直方图被挤压的很严重，那就只能删除了。

视频、图像去雾化，简单点说，就是把被雾化的图像建模为一个正常的无雾的图像与纯雾的图像的合成，因为拍摄得到图像中雾的灰度值与景深有关，所以好的去雾算法，应该是以准确的景深估计为基础的，3D景深估计也是一个很热的方向。

老电影旧照片修复，大概包括色彩的修复和一些划痕修复，色彩修复，可以以类似去雾的建模方式，也可以简单的做色调调节，问题都不大。划痕修复就比较复杂，除了要把划痕检测到，还要用周围的像素来填充划痕的像素，比较典型的全变分方法可以用来处理这类问题。

马赛克修复，马赛克修复基本上还是要从产生的原因入手，如果是编解码层的问题，可以对编解码的数据尝试修复。如果到了解码后的图像数据，想要修复就是一个无中生有的问题了，只能是依靠边缘纹理来去掉马赛克的效果，但是想要恢复图像内容，除非后台有一个强大的针对特定目标的数据库来支持虚构类似的内容，否则毫无办法。

视频、图像超分辨率，超分辨率的方法，总体来说两种思路，一种是挖掘图像的边缘信息，在图像放大的时候，尽量保边缘，这类方法以NEDI方法为典型，缺点是速度比较慢。另一类是基于Patch的方法，首先建立一个低分辨率Patch对应高分辨率Patch的映射表，前期先把这个映射关系建立好，然后就只需要通过查找映射表来进行超分辨率操作了。如果建立的映射表足够大，那就可以得到比较理想的超分辨率结果，理论上讲不论速度还是质量都比前一种方法要好。

视频图像智能变比例缩放，是指通过分析图像视频中的内容，在图像、视频缩放的过程中，保留有内容的关键区域比例不变，而压缩、扩展不重要的区域，这样看起来缩放后的图像、视频主要内容不会变形。基于图像的智能缩放算法比较成熟，基于视频的由于要考虑视频序列的前后帧的连续性，必须加入时间轴的约束，因此效果不如图像理想，做的不好会引出视频的抖动问题。

视频帧插值，可以用来解决帧率变化的情况下，出现的视频抖动问题，主要是一个视频的全局运动，类似于视频抖动检测，应该说技术上不复杂，但是视频中的局部运动会干扰全局的运动估计，这样插值出来的帧就会存在一定的瑕疵。

图像视频去噪，方法很多，简单点通过滤波高频信号的方法如高斯滤波，或者简单的中值滤波都可以有一定的效果，但是目前看来，最理想的方法还是非局部均值（NLM）方法。其他的一些例如偏微分方程的方法也可以尝试。

五、人脸系列技术

包括人脸检测、跟踪，人脸特征点定位，人脸识别，人脸的表情识别，人的年龄、性别识别，人脸的美化，人脸卡通效果，人脸的变形效果，人脸的3D重建等以及与此相关的眼睛检测和红眼修复等。

六、非真实感渲染（NPL）系列技术

包括水墨画、水彩画、油画、漫画效果等人工画效果，风、雪、雨、烟、雾、火焰、海浪等一些自然环境的模拟效果。

人工画效果的实现主要是基于Stroke的方式，难点在于图像的解析，一个好的人工画效果，需要正确的将图像分解为不同的区域，并分析不同区域的结构特点来确定用笔方式、Stroke的精细度等参数。

对自然环境的模拟，主要是一些粒子的模拟，可以采用基于物理模型的方式研究粒子的受力及运动方式，流体力学的相关方法是这个领域的核心。

NPL技术，除了用于对图像、视频的特效上，另外像一些烟雾效果和水墨画效果用于艺术字的特效也是不错的选择。

七、3D系列技术

3D技术在视频中的应用点，可以看到的有3D稳像、3D对象嵌入等等，这里的关键是获取摄像机的3D轨迹与视频中的特征点的3D深度信息，通过视频序列分析摄像机的3D轨迹的技术叫“StructurefromMotion”，大量的文章可以参考。有了摄像机的3D轨迹与视频中的特征点的3D深度信息，2维的图像信息就一定程度扩展到了3维。全景图的拼接技术，本质上也利用了基于双目视觉3维重构的一部分技术。得到了3D摄像头轨迹，可以利用这个信息进行3D插帧，借此虚拟重构双目视觉画面，通过3D眼镜，就可以看到比较理想的3D场景了。3D的应用，可以想象的空间比较大，多了一维信息，总可以做出一些新的东西。

八、人机交互技术

人机交互是指通过摄像头捕捉人的手势、身体的姿态、面部表情、眼睛的移动等信息，代替传统的鼠标键盘来指导计算机做出相应的处理。技术层面主要涉及目标的检测、跟踪以及姿态的识别。相比之前提到的多媒体的各种方向，人机交互应该是最有市场前景的方向，应用点也非常多。

数学建模和3d建模的区别范文篇10

关键词：CT图像；肾脏；Mimics软件；三维重建

中图分类号：TP391.41

医学图像的三维成像技术是运用计算机图形学和图像处理技术，把由多排螺旋CT获取的断层图像进行计算机处理，获得原来器官的三维重建图像。利用人机交互的方式，在计算机的屏幕上可以模拟临床的外科手术，完成手术的解剖和仿真等。医学图像的三维建模有利于医生对病灶的性质以及与周围组织三维结构关系有精确的认识，能够为医生做出准确的诊断和制定合理的手术方案提供保障[1]。

Mimics软件是由比利时Materialise公司开发的医学图像的三维模型重建软件，它是一个交互式的医学图像控制系。Mimics由RPSlice、STL+、MedCAD、Simulation和FEA5个模块组成[2]，能够将CT、MRI图像和三维渲染对象进行可视化，它可以将二维断层序列图像如CT图像、MRI图像等利用自身的三维重建功能来建立3D模型并可以进行编辑处理，结果输出CAD、FEA和RP等通用的文件格式。通过Mimics建立的三维重建模型可以使人们在虚拟的三维空间上对人体中感兴趣的对象进行放大、旋转和平移，从而近距离地观察人体内部复杂的空间关系，从而为提高医疗诊断水平和治疗规划的准确性与科学性打下基础。本文以多排螺旋CT扫描图像数据基础，应用Mimics10.01软件的三维重建功能详细介绍了医学图像的三维模型的重建方法，并以此为依据建立了较为精确的人体肾脏组织的三维模型。

1建立肾脏组织的三维模型

1.1材料及方法。（1）计算机硬件：Tntel（R）Core（Tm）i5-3570CPU@3.40GHz，32G内存，500G硬盘；（2）应用软件：Mimics10.01；（3）扫描对象：从吉林医药学院附属医院影像科，应用6排螺旋CT机对健康志愿者的腹腔进行扫描。扫描范围包含完整的肾脏图像，共获得断层图像序列85张，以Dicom3.0标准刻盘保存，获得肾脏CT的Dicom格式数据集。

1.2CT图像的识别定位。将获得肾脏的CT扫描图像以DICOM格式存储并导入到Mimics软件中，在软件界面的右侧区域导入的是原始的CT断层扫描图像，界面左侧上半部是由原始CT断层图像生成的冠状面图像，左侧下部是根据右侧原始CT图像所生成的矢状面图像。可以通过设置图像的方向来进行定位，再设置相应视图的方向。视图方向设置完成后，在Mimics软件中生成三个不同的视图以及三维模型的显示区域（右下方区域），如图1所示.

1.3图像阈值的界定。在CT断层图像中，由于不同的组织的密度不同，因此对应的灰度值不同。在提取相应组织结构时，可以通过设置较为准确的阈值来对不同组织进行区分，因此阈值设定是否准确是提取组织结构的关键，阈值设置的过高或过低都有可能出现组织丢失或者噪点过多等情况，因此需要根据实际情况设置相应组织的阈值范围。Mimics软件将阈值范围内的像素放入蒙罩中，通过修改蒙罩可添加或删除相应的组织。通过查询相关文献，本文定义的灰度范-21―51HU，此阈值可使得大部分肾脏组织通过热区选取出来。

1.4区域生长。区域生长是将类型相似的像素集合起来进行三维建模，通过区域增长，可以帮助自动分割与所感兴趣的部位不相连的区域，从而将需要建立三维模型的热区分离出来。通过区域生长可以将肾脏同其他部位分离，排除干扰因素和噪声，后续的操作只需在分隔所得的部位中进行即可。

1.5空洞处理。在CT扫描的过程中，噪声是无法避免的，有可能使肾脏组织的信息丢失，这样就会形成空洞。因此需要将每一张CT图片中有空洞的地方进行填补使其完整，使得模型更加平滑。填补空洞后会更加接近实际的计算结果，所以对于空洞的处理是建模前的一个必要的过程。如图3所示，蓝色区域即为经过区域生长和空洞处理后的肾脏图像。

1.6三维建模（Calculate3DModels）。Mimics软件通过直接读取CT图像进行建模，并利用自身功能对模型进行优化处理。因此，通过Mimics建模的方式更加简单快捷，且可避免在操作过程中复杂性对数据产生的影响与信息的丢失。在选取肾脏组织的热区后，通过在三维实体（3DObject）菜单栏中导入新生成的Mask并进行运算，就可以获取肾脏组织的三维模型，如图3所示。三维实体模型质量的提高可以通过选择表面光滑处理、减少矩阵、三角形的减少、边减少等处理方式来处理。建立的三维模型可以自由缩放与组合，并且可以多角度进行观察。

2结束语

本文应用腹部多层螺旋CT的断层扫描图像数据，利用Mimics软件对二维的断层扫描数据进行图像的识别定义、阈值分割、区域生长、空洞处理等操作，建立了人体肾脏组织的3D模型。建模的结果表明利用Mimics软件的三维重建功能可以快速建立生成人体组织的三维模型，并可以对所创建的3D模型进行多角度的观察、测量、手术模拟和仿真等操作，为临床医生诊断的准确性和手术治疗方案的合理性提供了依据。

参考文献：

[1]黎弘，蔡元龙，姜航毅.基于微机的医学图像三维重建[J].中国生物医学工程学报，1995（03）：226-234.

[2]付淼，李莉，何叶松.Mimics与医学图像三维重建[J].中国现代医学杂志，2010（10）：3030-3031.

作者简介：赵晓磊（1984-），女，吉林长春人，助教，硕士研究生，研究方向：模式识别、中医工程学；郭春超（1986-），男，吉林长春人，本科；齐秋菊（1979-），女，吉林长春人，讲师，硕士研究生；通讯作者：霍旭阳（1977-），男，博士，副教授。

数学建模和3d建模的区别范文篇11

英国《经济学人》杂志认为，这项技术将与数字化生产模式一起推动实现新的工业革命，将3D打印技术列为第三次技术革命范畴；美国《时代》周刊已将3D打印产业列为“美国十大增长最快的工业”。目前，很多国家已经在工业设计、智能制造（航天航空、军工生产、机械制造、模具加工等）高等教育、艺术设计、医疗卫生（外科、骨科、牙科等）、建筑装饰、儿童玩具等领域应用了3D打印技术，从事3D打印技术研发的科研单位和企业也正在将这一重要发明运用到生产实践中，并改变着人类的生产方式。

一、国内及南京现状。近年来，在国家科学技术部的支持下，我国已经在深圳、天津、上海、西安、南京、重庆等地建立一批向企业提供3D打印技术的服务机构，使我国3D打印技术的发展走上了专业化、市场化的轨道。在国内，目前已有华中科技大学、北京航空航天大学、西北工业大学开始在这方面进行了较多的研发，并在产业化方面迈出了一定的步伐。华中科技大学成功研制工业级的1.2米×1.2米快速制造装备，这是世界上最大成形空间的此类装备，超过德国EOS公司最大成形空间0.73米×0.38米和美国3D系统公司0.55米×0.55米的同类产品，使我国在快速制造领域达到世界领先水平。北京航空航天大学同我国主要飞机设计研究所等单位“产学研”紧密合作，瞄准大型飞机、航空发动机等国家重大战略需求，历经17年研究，在国际上首次全面突破了钛合金、超高强度钢等难加工大型复杂整体关键构件激光成形工艺、成套装备和应用关键技术，使我国成为迄今世界上唯一掌握大型整体钛合金关键构件激光成形技术并成功实现装机工程应用的国家。国内的家电行业在3D打印技术的应用方面，走在了国内制造型企业前列。如广东美的、科龙、江苏的春兰、小天鹅，青岛的海尔等，都先后采用3D打印技术开发新产品。一些国内通讯巨头企业例如华为、中兴等公司也逐渐将3D打印技术引入到产品设计开发环节，使得公司对市场的响应效率、产品的竞争力提升了一个等级。

南京市目前已有两家企业在3D打印技术的研发、推广、应用方面处于国内外领先地位。位于南京经济技术开发区的南京紫金立德公司与以色列的SolidoModelLtd公司合作，于2010年01月正式投产，在短短两年时间里，已拥有专利技术11项，自主专利技术7项。其所采用的LOM（分层叠加实体制造）技术在国内外处于领先地位，公司生产的三维立体打印机等产品全球垄断，已经销往：美国、德国、法国、英国、意大利、澳大利亚、日本、韩国、以色列、香港、台湾、中国等30多个国家和地区。宝岩公司的杨继全博士从1996年开始做3D打印机的理论与技术研究，他研发的3D打印机曾经获得过2008年度江苏省科技进步二等奖。目前，该公司已经攻克了彩色3D打印机有多项关键技术，他们研发的彩色3D打印机只需要传统加工方法10%到30%的工时以及20%到35%的成本，成型材料完全国产化并且无污染，但价格只有美国Z—Corp公司同类产品的一半左右。仅这一项技术，就拥有国家专利20项，其中发明专利5项，实用新型专利15项。

二、3D打印技术要成长为支柱新兴产业所面临的难题

总体上看，国内的政策环境利于3D打印产业的发展。中国正在遭遇人口红利的逐渐退出但是贫富差距仍然较大的变革时代，经济保持较快增长和提高生产力仍然是我国宏观经济发展的命题，制造业仍然是中国就业、财富创造的巨大经济部门。而智能信息化、数字化制造、节能环保制造、创新创意产业将成就一批未来新兴产业，这些产业将推动中国的经济结构转型升级，3D打印技术将在转型升级中取到重要的关键技术作用。在制造业日趋国际化的情形下，“低创新产业+重大工程+巨资投入+资源消耗”的发展模式逐渐要被“创新+消费导向+节能减排”的发展模式替代，因此，创新创意、个性化、节约成本这些理念将会用于中国新产品、新项目的投资决策参考要素。3D打印技术作为一次重大的技术革命，已经成为共识，而3D打印技术的产业化无疑为我国新型工业化建设和促进传统产业的升级将发挥十分重要的引领作用。可以预见，3D打印技术将会助力中国当下较为弱势的工业设计、工业装备领域，在医疗技术、数码娱乐、农业机械等关系民生的领域进一步快速发展。

对于一项新技术来所，10年或者20年是一个分水岭，一般新技术就会变得非常成熟并被广泛应用。未来的模具制造行业、机床行业、玩具行业、轻工产品行业或许都可能被淘汰出局，而取代他们的就是3D打印。当然，这需要一个过程，主要是人们适应和接受新事物的过程，也有产业自身完善成长的过程。目前，3D打印技术在国内的应用还不十分广泛，设备安装台数不多，仅限于大型企业，要成长为新兴支柱产业还有很长的路要走。主要的制约因素有以下几方面：

（一）价格的制约。很多国内企业对新产品模型快速更新的需求还不是很迫切，有些还在不断压低设计成本。而3D打印技术是综合计算机、激光、新材料、CAD/CAM集成等技术而形成的一种全新的制造技术，是高科技的产物，技术含量较高，所以，目前快设备的价格较贵，限制了3D打印技术的推广应用。

（二）材料问题。目前市场上，3D打印的实物造型基本都是以朔料、橡胶类为主，因为这类材料容易被光固化技术所利用。由于材料技术开发的专门性，一般价格都比较贵，造成生产成本提高。因此，3D打印要进一步发展首先必须解决打印材料问题。

（三）功能单一。现有3D打印机的成型系统都只能进行一种工艺成型，而且大多数只能用一种或少数几种材料成型。这主要是因为快速成型技术的专利保护问题，各厂家只能生产自己开发的快速成型工艺成型设备，随着技术的进步，这种保护体制已成为快速成型技术集成的障碍。

（四）成型精度和质量问题。由于3D打印软件技术的研究还不成熟，目前生产的产品精度及表面质量大多不能满足工程直接使用的需要，不能作为功能性零件，只能作原型使用。为提高成型件的精度和表面质量，必须改进成型工艺和快速成型软件。

（五）软件问题。随着3D打印技术的不断发展，软件问题越来越突出，快速成型软件系统不但是实现离散/堆积成型的重要环节，对成型速度，成型精度，零件表面质量等方面都有很大影响，软件问题已成为3D打印技术发展的关键问题。

三、南京市培育3D打印产业的对策建议

党的十报告明确提出要“推动战略性新兴产业、先进制造业健康发展”。江苏历来走在技术创新的前列，省委罗志军书记在今年10月份视察南京的紫金立德公司时指出，3D打印技术将在未来的制造业、服务业领域发挥很好的推动作用，罗书记要求从创新驱动和科技进步方面考虑，给予相关的政策、资金和其他条件支持，使这个产业尽快发展起来。南京作为江苏的省会、全国唯一的国家科技体制改革试点城市的省会，正面临以创新驱动为核心战略，以创新型经济和服务型经济为主攻方向的第三次重大历史机遇。发展和培育3D打印产业，改造传统制造业，提升产业结构，是南京坚持创新驱动道路、打造新兴产业名城的重要突破口，有助于南京进一步发挥现有优势，抢占新一轮发展先机。近两年，南京市出台了“1+8”政策文件、科技九条、321人才计划等一系列突破性的政策，也为发展和培育3D产业营造了良好的环境。今后，可以从以下几个方面着手进行探索：

（一）成立3D打印技术研发联盟。2011年6月，美国总统奥巴马宣布一项新政策，并向3D打印产业支出5亿美元以提升美国在制造业上的领先地位。不久前，又投资4500万美元用以建造一所新型制造业研究院，帮助新兴创新行业发展，将其带入主流行业。亚洲制造业协会联合华中科技大学、北京航空航天大学、清华大学等权威科研机构和3D行业领先企业共同发起的中国3D打印技术产业联盟正式宣告成立。南京市可以尽早考虑将3D打印技术纳入新兴产业发展规划，在政策引导、资金支持方面给予扶持；组织成立政产学研联盟，发挥南京师范大学、南京紫金立德、南京宝岩等走在3D技术研发、应用前列的高校、院所和企业的优势，在该技术领域进行深入的研究推广。鼓励从事材料研究和生产的科研院所、企业参与该技术的研发过程，有针对性地从源头上解决发展瓶颈问题。

（二）统筹发展与3D打印相关的产业。南京的软件产业一直走在了全国前列，有条件在这方面探索如何有效地利用软件产业发展优势为3D打印提供软件技术服务，从而提高3D打印的速度，成型精度、零件表面质量，解决制约该技术发展的关键问题，形成3D打印技术与软件产业共赢发展的良好局面。美国3D打印服务企业Shapeways已拥有15万个会员及超过6000个用户，已为顾客打印过上百万件产品。杭州的铭展公司也已经率先成为中国第一家3D打印服务公司，只要用户提供3D数据，选择建造材料，就可以将其设计变成实体。南京市目前还没有企业开展此类业务，3D打印要发展成为成熟的产业，就需要培育一批提供配套服务的企业，为该产业发展增强动力。

（三）重视人才引进和技术的推广应用。重视3D打印技术方面的人才储备和培养，依托南京的321人才引进计划，吸引海内外在3D打印技术方面有领先优势的人才和项目落户南京。对本土企业研发的3D打印产品，加大宣传力度，提供首购首用等政策支持，允许在科技园区、科技创业特别社区等全市创新创业基地先行先试，拓展产业发展空间。

数学建模和3d建模的区别范文1篇12

关键词：3D打印；数字模型；作品；独创性

中图分类号：TB文献标识码：Adoi：10.19311/ki.16723198.2016.24.100

1引言

随着3D打印技术的大众化，任何个人都可以按照自己设计的模型，在家就能打印出现实所需的物品。Gartner研究公司预测：到2023年左右，几乎所有人都会采用3D打印技术。3D打印技术的普及被英国《经济学人》杂志誉为即将到来的“第三次产业革命”。然而3D打印就像一把双刃剑，技术革新在给我们带来便利的同时，也会给制造业带来巨大冲击并涉及到严重的知识产权侵权问题（几乎涉及版权、商标、专利等类型的知识产权侵权，侵权的规模和范围以及侵权人的数量前所未有的广泛。）。要实现3D打印，首先必须要设计出符合格式要求的数字模型，然后根据数字模型通过3D打印机打印出相应产品。3D打印数字模型是指利用CAD（ComputerAidedDesign）软件设计或扫描已有的产品并加工制作而成的虚拟三维立体造型。作为3D打印的核心要素，3D打印数字模型既是打印物理实体的前提和蓝本，也是连接创意和现实的桥梁，其价值日益凸显。因而数字模型也随着3D打印技术的普及而价值大增，大有“一人得道鸡犬升天”之势。一个名为DefenseDistributed的组织在其网站公布了3D打印数字模型，引起了广泛关注。可以预见，未来数字模型也会像市场上其他商品一样被人们所售卖。

然而，由于3D打印数字模型是数字技术与扫描技术相结合的产物，因此对其是否构成作品以及其独创性认定增加了很多不确定性因素，立法与司法审判实践并未在短时间内做出回应。本文主要对3D打印数字模型上述问题进行探讨。

23D打印数字模型属于著作权法保护范围

学界对于3D打印数字模型是适用著作权法还是专利法有不同观点。但是，从数字模型这一智力成果的本质出发，将其纳入到著作权法的保护范畴更具有合理性。理由在于：著作权注重表达而非思想，带给人的更多是精神享受，只要满足一定的独创性，自作品完成时起自动获得著作权；而专利权注重思想内容而非外在形式，更多的给社会创造物质财富，而且需要满足“专利三性”的要求（“专利三性”包括：实用性、创造性与新颖性），以国家机构审核授予的形式获得。3D打印数字模型一般具有特定的数字表达形式，是创意的一种外在表现，具有一定的艺术性。然而，尽管数字模型可能被用于3D打印而具有潜在的实用可能性，但是其本身为一种三维的虚拟画面，并非实际物品。按专利法对外观设计的定义，要将数字模型作为一种技术方案进行保护必须要以特定产品为载体，对产品具有依附性，而数字模型则可以以数字形式独立存在。根据《著作权法实施条例》第4条对作品的进一步解释，3D打印数字模型应该属于图形作品或模型作品。所以，应当将3D打印数字模型纳入著作权保护的范畴。

3独创性认定的一般理论

独创性认定需要将“独”与“创”两个方面拆分开来，“独”主要是指“独立创作、源于本人”，由作者独立完成，并非抄袭他人的作品。“创”是指作品必须具备一定程度的创造性。不同国家或地区，独创性认定标准不同。英国独创性标准是“独立完成+足够的创作投入”，而美国独创性标准为：“独立完成+最低限度的创造性”。1992年《法国知识产权法典》将独创性解释为：表现在作者所创作作品上的反映作者个性的标记。而在德国，不同的作品类型对创作高度的要求不同，不同类型的作品只要求适度的创作水准。而我国著作权法采大陆法系独创性标准，倾向于要求作品达到一定的创作高度。

4影响3D打印数字模型独创性认定的因素

4.1技术因素

技术的发展对著作权制度的影响具有两面性。一方面，技术的发展大大加快了信息的传播和分享速度，使得信息共享减少了时间、空间的限制，极大的方便和丰富了人们的日常生活。另一方面，技术的发展也对著作权的认定与保护产生了消极影响。在技术发展的早期，作品主要依靠手工创作，作者完全可以根据自己的设想来制作，其本质上是一种智力活动的过程。而随着技术的进步，尤其是数字技术的发展，技术取代了人的智力活动而逐渐实现了自动化，而自动化的结果就是“机进人退”，人们只要懂得简单的操作技术，就能制作出完美的数字模型，设计者不再是创作活动过程中的“主角”。因此，这一类数字模型多大程度上还保留了设计者的独创性元素，这是我们应该思考的问题。

4.23D打印数字模型的来源

3D打印数字模型的独创性认定与其来源密切相关。因为3D打印的数字模型多被打印出实际物品，因此除了独立设计以外，很多是设计者运用扫描技术在他人知识产权基础上演绎而成的3D打印数字模型。所以，根据其来源可以将其分为设计者独立设计完成与在他人知识产权基础上演绎完成的3D打印数字模型。独立设计的3D打印数字模型必须要达到一定的创作高度才具有独创性。而在他人知识产权基础上演绎完成的3D打印数字模型，不仅需要满足独立完成的要求，还需要对创造性进行比较认定，将在下文进一步论述。

5独立设计的3D打印数字模型

独立设计的3D打印数字模型是指设计者运用CAD软件，以公有领域的素材为对象，从无到有而创作的数字模型。CAD是工程技术人员以计算机为工具，对产品和工程进行设计、绘图、分析和编写技术文档等设计活动的总称。设计者运用共有领域的素材与CAD软件绘图工具进行数据建模，在这一过程中如果设计者对色彩、背景、灯光等元素的选择能够在数字模型外观中体现出来，达到一定的创作高度，则可以认定3D打印数字模型具有独创性。设计者还可以对处于公有领域的实用物品、自然生成之物进行扫描，并在后期的制作过程中加入设计者个性化元素，因此而设计的3D数字模型同样具有独创性。

6以他人知识产权为基础演绎的3D打印数字模型

作为3D打印数字模型演绎基础的知识产权主要包括处于有效期的商标（既可以是平面商标，也可以是立体商标）、外观专利、作品（既包括立体作品，也包括平面作品）。从演绎的方式来看，既可以是对三维物体的扫描，也可以是对平面图像的再创作，还可以是根据文字作品的描述。作品独创性认定需要综合考察作品本身与作品创作过程，而且依赖作者的创造性投入，而创造性投入与创作技巧、创作方法密切相关。所以，根据演绎方式的不同，将其分为：扫描三维物体而成的3D打印数字模型，根据平面图像演绎3D打印数字模型，根据文字作品而制作的3D打印数字模型。

6.1扫描三维物体而成的数字模型

扫描三维物体而成的3D打印数字模型需要经过两个阶段。第一，对三维物体进行扫描；第二，对扫描数据进行加工制作。要认定最终的3D打印模型是否具有独创性，两个阶段需要进行综合考察。

6.1.1第一阶段

受知识产权法保护三维物体包括：外观专利、立体商标、立体作品。依当前的技术水平，扫描仪分为自动扫描仪与非自动扫描仪。与自动扫描仪相比，非自动扫描仪赋予了设计者更大的主动权，像theD-Sculptor和iModellerPro型号的扫描仪，允许设计者使用数码相机从不同角度全方位的对三维物体拍照，设计者在拍照过程中可以对角度、背景、光线、位置、姿势等因素进行调整，进而拍摄的效果会有很大不同。与摄影原理一样，对上述因素的选择与判断体现了设计者的独创性。如果是使用自动扫描仪，整个扫描过程，设计者只需要轻轻按下按钮即可完成扫描过程，所以如果采用自动扫描仪，设计者无需更多智力投入，这一过程并未体现设计者的独创性。以Meshwerks，Inc.v.ToyotaMotorSalesU.S.A.，Inc.案为例，丰田公司委托G&W来制作所有丰田汽车的数字模型用于电视广告宣传，而Meshwerks公司又受G&W委托对丰田公司的所有车型进行扫描并制作最基础的数字模型。Meshwerks公司所使用的扫描设备就类似于非自动扫描仪，需要Meshwerks公司员工手动扫描，而且由于受到技术限制，车型的很多细节部位（车轮、灯光、门把手、丰田标识）不能准确扫描。严格说，这一过程需要设计者一定的智力投入，能够加入设计者个性化元素。

6.1.2第二阶段

第二阶段主要是将扫描的数据上传到计算机，运用CAD软件对数据进行加工处理。这一阶段要达到独创性要求，设计者不能仅仅满足三维实物本身所体现的独创性或创造性，而要在其基础上进行再创作进而达到一定的创作高度，具体来说分三步：（1）对三维物体的独创性或创造性进行判断；（2）与之进行对比，3D打印数字模型是否具有某种程度的“改变”；（3）“改变”是非琐碎的并具有可识别性。这种“改变”一般表现为对数字模型色调、背景、光线、角度等因素的个性化选择。同样以Meshwerks，Inc.v.ToyotaMotorSalesU.S.A.，Inc.案为例，法院支持被告的主张，认为根据委托协议G&W仅仅委托原告制作丰田汽车最基本的线性框架模型，根据思想表达两分法理论，通过采用“事实过滤”的方法，将该数字模型中的未加修饰的汽车框架过滤掉以后，未留下任何能够获得著作权法保护的表达存在。而根据委托协议，第二个阶段的加工制作留给G&W公司自己完成，在颜色、背景、线条搭配以及结构调试方面由G&W自己选择。所以，Merhworks公司设计的数字框架模型是对汽车造型的复制，并不具有与原作品相区别的非琐碎的“改变”，不能满足最低限度创造性要求。

对两个阶段的独创性认定应当综合考虑，本案中Meshwerks公司虽然在扫描阶段具备一定的独创性，但是并没有最终呈现在数字模型的外观之中；而第二阶段加工制作过程Meshwerks公司又未参与。所以，法院最终认定Meshwerks公司制作的汽车数字框架模型不具有独创性是正确的。

6.2根据平面图像演绎的数字模型

根据平面图像演绎的3D打印数字模型是指将单面视觉效果的二维图像塑造为具有正视、侧视、后视、俯视等立体视觉效果的数字模型。平面图像既包括受著作权法保护美术作品、摄影作品以及图形作品，也包括受商标法保护的商标图案。此种演绎方式的特征在于，从平面到立体的转换。然而，由平面到立体的转换也构成我国著作权法意义上的复制，如何在复制与演绎之间做出区分，是我们认定3D打印数字模型独创性的关键。我国著作权法采取权利列举与行为规制并行的立法模式。《著作权法》第十条第一款第（五）项和第（十四）项对复制权和改编权分别作出了规定。复制权是将作品制成有形复制件的权利，所控制的行为包括不加任何改变地使用行为和在原作表述基础上进行非实质性改动的使用行为两种情形。改编权则是在保留原作品基本表达的情况下创作出新作品的权利，所控制的行为是在原作基础上使用另一种独创性表达、形成新作品并加以后续利用的行为。由此可见，复制权和改编权所控制行为的区别在于对原作品的使用行为是否具有一定的独创性。所以，根据平面图像演绎的3D打印数字模型，只有具备一定的独创性才能够构成改编作品，否则属于对平面图像的复制。

一般来说，以平面图形为蓝本创作3D打印数字模型具有相当程度的主动性，而并非被动的复制，需要设计者创造性的智力投入，而不仅仅是技艺性劳动。比如：单纯的一幅人物肖像画，平面效果只有其正面、部分侧视的画面效果，而其俯视、后视效果以及颜色、线条等元素的搭配则留给了设计者很大的想象空间，其设计过程必然会融入设计者的个性化的选择，所以能够满足最低程度创造性。然而，如果平面二维图像构成元素较为复杂精细，抑或图像配有完整的说明，从而缩小了设计者的创作空间，数字模型不能凸显设计者的个性选择，那么数字模型则不能满足独创性要求。

6.3根据文字作品而制作的数字模型

能够作为3D打印数字模型制作参考的文字作品，具有一个共同特征：都是对某一作品或者产品构成特征的描述。大致可以分为两种情形：一是对美术作品、图形作品等平面作品的描述；二是对产品、模型设计参数的描述。依据两种不同的描述而制作的数字模型独创性判断有一定差异。第一种情形，类似于以平面图像为基础而演绎的数字模型，其独创性认定前面已经论述。第二种情形，严格按照参数来设计的数字模型属于复制，几乎没有独创性可言。

7结语

3D打印数字模型本质上应该属于著作权法保护的范畴，其独创性认定需综合考虑设计者所使用的技术因素与创作来源等因素。设计者独立设计的3D打印数字模型，无论是利用公有领域的素材独立制作，还是对公有领域的客观事物扫描，要具有独创性必须能够体现出设计者对于颜色、背景、灯光、角度等元素的个性选择，否则不具有独创性。以他人知识产权为基础演绎的数字模型，则要具备区别于原智力成果的独创性，并体现出设计者在布局、结构、颜色、背景、角度的选择上需要有区别于原智力成果的特征，从而达到一定的创作高度，才能认定3D打印模型具有独创性。

参考文献

[1]JohnHornick.3DPrintingandIPRights：TheElephantintheRoom[J].SantaClaraLawReview，2015，55（4）：802.

[2]Theprintedworld，Economist（2011210）[Z].

[3]DARRELLG.MOTTLEY：IntellectualPropertyIssuesintheNetworkCloud：VirtualModelsandDigitalThreeDimensionalPrinters[J].JournalofBusiness&TechnologyLaw，2014，9（15）：51.

[4]黄玉烨，张惠瑶.3D数字模型的复制权保护探析[J].中南大学学报（社会科学版），2015，（5）：46.

[5]苏志甫.参照他人摄影作品绘制油画行为的司法认定[J].中国版权，2012，（6）：34.

[6]马忠法.3D打印中的知识产权问题[J].电子知识产权，2014，（5）.

[7]GayToys，Inc.v.BuddyLCorporation.703F.2d970，218U.S.P.Q.13（6thCir.1983）[Z].

[8]王迁.知识产权法教程[M].北京：中国人民大学出版社，2014：28.

[9]关晓海.浅析作品独创性判定要素[J].国家知识产权战略网：http：///onews.asp？id=19362（20160114）.

[10]蔡明诚.论著作权之原创性与创作性要件[J].台大法学论丛，（26）：1.

[11]HarithaDasari.Assessingcopyrightprotectionandinfringementissueinvolvedwith3Dprintingandscanning[J].AIPLAQuarterlyJournal，2013，41（2）：301.