如何結(jié)合3D打印與三維逆向成型技術(shù)？
國內(nèi)青少年3D打印教育專家貝勒老師在“知乎專欄-超級貝勒何” 中發(fā)布了系列文章《如何教會孩子玩轉(zhuǎn)3D打印100講》，本文為其中最新一期的第九講。在前面的兩講中，貝勒老師介紹了“如何選擇三維設(shè)計軟件”與“教學(xué)中三維切片軟件有什么用”，在這一講中貝勒老師談到了如何在中小學(xué)的課堂上將3D打印技術(shù)和三維逆向成型技術(shù)相結(jié)合，給學(xué)生們帶來一系列更為精彩的內(nèi)容。以下為第九講的內(nèi)容。
PS：這是對于有能力和有需求的學(xué)校、機構(gòu)、家庭可以嘗試進行此類課程，千萬別因為學(xué)技術(shù)而添置設(shè)備，以防止造成不必要的“心塞”。
首先我們來解釋一下三維逆向成型技術(shù)的基本原理和三維掃描儀的類型。
三維逆向成型技術(shù)又被稱為三維掃描，就是已經(jīng)在物理世界真實存在的東西轉(zhuǎn)化成為三維虛擬的數(shù)據(jù)，實際上就是“點陣云”，可以通過一些三維修復(fù)軟件再度轉(zhuǎn)化成為基礎(chǔ)的帶顏色（材質(zhì)和貼圖）的三維模型。
上圖右上角中的“小朱朱老師”三維人像掃描成型對比圖就很說明問題，注意偏左邊的就是剛剛掃描完成的點陣圖，偏右的圖是上了材質(zhì)的模型顯示。左上角是從三維掃描到最后成為三維模型所需要經(jīng)歷的幾個步驟（只是過程演示），左下角的圖則是一款手持三維掃描儀的掃描過程。
并非這里提到的三維掃描儀就都是手持類型的，畢竟三維掃描儀屬于高精密數(shù)據(jù)采集儀器，手持掃描過程會存在很大程度上的不穩(wěn)定因素，所以很多高精密的三維掃描儀是固定型設(shè)備，而我們現(xiàn)在看到的特效影視作品中那些逼真的CG形象，則是用到單反相機矩陣進行的三維掃描數(shù)據(jù)采集。這里多提一嘴，醫(yī)院里現(xiàn)在流行使用的核磁共振也是使用的相同原理來收集人體內(nèi)部數(shù)據(jù)的，而所謂出現(xiàn)的報告則是其中一款切片圖像而已。
三維掃描儀的三種類型
這里可能講的技術(shù)有點多了，為減少更多專業(yè)術(shù)語給你造成不必要的煩惱，還是用貝勒老師的掃描成像結(jié)果給你來說明，盡管當(dāng)時我的形象還是有點那個。這里特別要說的是，30秒左右的掃描結(jié)果就是下圖這樣，注意看我身體邊緣（頭頂，手心）部分藍(lán)色和白色標(biāo)亮部分，這就是確實信息造成的模型不完整。也是希望通過這部分來說明，三維掃描技術(shù)的應(yīng)用還需要操作人員的經(jīng)驗。
第二，下面我們探討一下在中小學(xué)生的課堂中如何說明白這種復(fù)雜的技術(shù)。
再好的科技放在中小學(xué)的課堂都會非常難以控制，畢竟教師不是工程師，學(xué)生也不是技術(shù)通，要想做好科普甚至是項目式教學(xué)（PBL），最關(guān)鍵的就是要打破技術(shù)思維，用教學(xué)的視角來觀察。
這樣，我們來嘗試用SWOT分析解析一下：
中小學(xué)課堂如何使用三維掃描技術(shù)與3D打印分析
經(jīng)過簡單的粗線條分析，你會發(fā)現(xiàn)貝勒老師是一個理想的樂觀派，盡管會技術(shù)、成本和成果是這兩項技術(shù)融合后在青少年學(xué)習(xí)過程中遇見的最大障礙，但是也并非不可破，通過軟性的探究性學(xué)習(xí)，以教學(xué)目的為導(dǎo)向就能夠簡單入手。
第三，如何落實一學(xué)期三維設(shè)計與三維逆向成型的課程。這第三點就是來回答上一個部分的答案，首先我先給出我們教學(xué)團隊的案例，在北京市第九十六中學(xué)，我們?nèi)绾斡靡粋�學(xué)期將傳統(tǒng)的文物保護與三維逆向設(shè)計與3D打印結(jié)合的。
在圖中我們基本上展示出來一個學(xué)期如何帶領(lǐng)學(xué)生完成以“文物修復(fù)”與“創(chuàng)新設(shè)計”相結(jié)合的課程，并且將簡單的教學(xué)設(shè)計思路列出了提綱，可供教育工作者們參考與拍磚。實際上三維設(shè)計和3D打印的技術(shù)在青少年的課堂上遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止文物修復(fù)這一種方向延伸，這完全可以被列為一種叫做“衍生式創(chuàng)新”的教育提供更廣闊的的空間，畢竟技術(shù)是工具，我們要發(fā)展更先進的教育理念，而不要做工具的仆人。
(責(zé)任編輯：admin)
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