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3D技术产业化的践行者

发布时间:2019-11-24 19:25:51 人气:545

 

关颖健博士毕业于天津大学精密仪器与光电工程研究所,从事三维数字化已有十多年。他是这个行业的资深专家。他在三维扫描仪的软硬件开发和三维扫描算法领域做出了突出贡献,在设备开发方面有丰富的经验。他在国内外期刊上发表了许多高水平的论文,拥有10多项专利。

关颖健博士提出了一种加权纹理信息融合算法,为三维扫描中纹理信息的恢复做出了突出贡献。传统的三维扫描仪只能获取物体的三维数据。技术术语叫做白色胶片(white film),意思是只有3D信息而没有颜色信息的模型。如果将该模型应用于工业领域,没有问题,因为工业领域只关注模型的准确性,但如果应用于其他领域,仅3D信息是不够的,还需要色彩纹理信息。然而,纹理信息的获取比三维信息的获取更复杂。扫描仪必须配备彩色照相机来获取纹理信息。纹理信息的真实性将受到光照环境的极大影响。在同一个位置,可以从不同的角度看到不同的颜色,这涉及复杂照明模型的物理建模。三维扫描本身需要从不同角度拍摄物体,给物体表面纹理信息的恢复带来很大困难。因为在两个相邻的三维数据中必须有重叠区域,并且这种重叠区域不可避免地会由于两次拍摄中不同的观察角度而带来色差问题,但是在一个点上只能找到一种颜色,如何从不同的颜色信息中准确地恢复真彩色已经成为最关键的问题。关颖健博士通过对物体光照模型的研究,提出了一种复合权重的纹理融合算法。通过综合方向权重、深度权重和边缘权重获得最终纹理信息,有效消除了色差的影响。该技术已应用于关颖健博士领导开发的多种3d扫描仪,如彩色桌面3d扫描仪、彩色人体3d扫描仪、彩色文物3d扫描仪等。

彩色人体三维扫描仪已被杜莎夫人蜡像馆购买并使用。它负责扫描人体的三维数据。彩色人体的扫描三维数据直接输入彩色3d打印机,制成3D纪念品出售给来访顾客。使用效果超出顾客的想象,受到高度赞扬。

越来越多的博物馆开始关注文物的三维数字领域。关颖健博士领导开发的彩色文物三维扫描仪为数十家博物馆提供了文物扫描服务,并为数千件文物建立了三维数字档案。这些档案为更好地研究、保护和修复文物提供了数字支持。扫描文物的三维模型效果已经得到博物馆专家的一致认可。同时,这些三维数字模型也可以用于三维数字博物馆的建设,让广大公众不用去博物馆现场就能享受到文物的风采。

关颖健博士领导开发的彩色桌面3d扫描仪在运动鞋设计、工艺制造、教育等领域有着广泛的应用。国际知名运动鞋品牌SKECH在其设计过程中使用了这一设备。由于该装置的扫描效果非常真实,可以还原真实的鞋子,为SKECH美国设计师和中国工厂之间的设计信息交流提供了一种快速有效的方式。受到速写及其代表工厂的高度赞扬,并向沃尔玛和ugg推荐了这种方法。目前,这两家公司也开始使用这种设备,而国内品牌李宁也使用这种设备来打造自己的运动鞋。

关颖健博士不仅在科学研究领域做出了重要贡献,还密切关注三维技术在许多其他领域的应用。他曾在汕尾人民医院参加过一次疑难杂症手术。当时,一名骨肉瘤患者需要手术切除肿瘤和被肿瘤侵蚀的肋骨。然而,如果肋骨被切除,病人将没有骨头来保护内脏。传统的治疗方法是用骨水泥制作肋骨并植入病人体内。然而,由于骨水泥的毒性,如果骨水泥在体内保存时间过长,将会影响患者的健康。为了病人的健康,医生和关医生讨论后提出了一个大胆的想法。采用3d打印技术为患者制作钛合金肋骨。由于人体对钛合金没有排斥反应,钛合金无毒,非常适合作为植入物。关博士利用ct图像重建了病人胸骨的三维模型,并设计了一个三维钛合金肋骨模型。钛合金肋骨是通过3d金属打印机为病人定制的。手术后病人已经康复。病人和他的家人非常感谢医生和关医生的努力。这种手术在世界上也非常罕见,是一项具有重大意义的创新医学研究。

资料来源:中国经济网

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