1.2 计算机3D图像的应用领域

在现代生活中，随处可见计算机设计的3D模型，例如每晚中央电视台《新闻联播》的片头等。3D软件应用于创建3D游戏、3D电影、建筑设计与表现、产品广告、工业设计；用于法庭辩论、事故模拟分析、科学可视化图解；用于医学、航空和运动领域的培训；用于学生教学等多个领域。在影视行业中也应用了大量的3D图像，完成了真人根本无法拍摄的镜头，比如爆破、灾难等场景。

对于不同的3D应用，产品的传输途径也完全不同。在影片中，即使是一个简单的枪击镜头，也是由成百上千个图片合成的高分辨率的图像。因此，在电影工业中，后期制作的工作也是主要的部分，如冯小刚导演的电影《唐山大地震》特效花费了3000万元，而3D电影《阿凡达》则花费了数亿美元进行后期制作，而且它们都非常耗时。对于实时和网上3D游戏，则要先对几何图形制作动画，并进行纹理贴图，然后就可以输出到游戏引擎或者嵌入网页中。很多3D打印爱好者发现，打印游戏模型时，模型在计算机中显示得很漂亮，但打印出来的效果不理想，这是因为游戏模型为适应与玩家的快速交互，一些效果主要是靠贴图来实现的，所以模型的实际精度较低。

图1-3 使用工程设计软件设计出来的模型

以上主要讲了3D图像在视觉方面的应用，离本书的主题有些远。接下来，转入正题，介绍一下3D打印在工业生产领域中的应用。

所有新技术的出现都是要满足人类的某种需求。3D设计在生产领域中的应用越来越广泛，数控加工（CNC）设备目前基本上已取代了传统的加工设备，其中计算机辅助设计（CAD）起到了决定性的作用。要生产某个零件，首先必须在计算机中构建出这个零件的3D数字模型。全部的数字模型可以装配到一起，进行运动模拟、应力分析等测试，如图1-3所示。这属于计算机辅助工程（CAE）的范畴。计算机辅助制造（CAM）是利用计算机进行生产设备的管理控制和操作过程。它的输入信息是零件的工艺路线和工序内容，输出信息是刀具加工时的运动轨迹（刀位文件）和数控程序。

实际上，工程设计软件设计出来的3D模型与艺术领域中软件设计出的3D模型有着本质的差别，这也是我为什么要写这一章的原因。