3d数字化技术范文
时间：2024-04-16 18:17:18
导语：如何才能写好一篇3d数字化技术，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。
篇1
关键词：髋臼骨折；3d打印；个性化
中图分类号：R445.3；R681.6 文献标志码：A 文章编号：1008-2409（2016）05-0146-05
随着社会快速发展，高能量创伤致髋臼骨折发病率明显上升，髋臼骨折占全身骨折的3%～8%。髋臼骨折常伴颅脑损伤、腹部损伤等并发症，严重影响患者生活质量，致残率及病死率高。髋臼骨折治疗是创伤骨科领域的一个难题，其难度在于髋臼骨折有较多的近、远期并发症。髋臼骨折是关节内骨折，复位要求达到解剖复位，内固定力学性能要求高。内固定作为治疗髋臼骨折的主要手段，其质量直接关系治疗疗效和预后。传统方案是术前进行X线照片及CT扫描，提供二维图像供手术医生了解病情并构建手术计划参考。手术计划只能凭医师的经验和想象能力，无法将手术全貌与成员组交流。近20多年来，“数字医学”概念的提出及在医疗领域的初步应用，信息科学目前在现代医学方面崭露头角。在外科领域，“数字医学”对外科手术产生了重要变革。通过现代计算机技术，建立解剖的人体结构模型、用于评估治疗效果的模型、用于术式评估的人路模型、用于手术练习的现场模型等。在数字化技术的指导下，数字化医学成像系统及计算机系统完成手术前的数字化规划，使得手术更加精准及个体化。如何将数字化设计的术前规划方案精准再现是一个难题，而3D打印技术在数字医学辅助下可以在髋臼骨折手术术前规划、精准实施手术之间搭起桥梁。然而，现有的数字化技术和3D打印技术在髋臼骨折的内固定治疗中仍存在一些局限，有待进一步完善。笔者就3D打印数字化技术在髋臼骨折内固定治疗中的应用进展作一综述。
1 3D打印数字化技术与传统手术的比较
1.1术前优化设计
髋臼骨折的传统手术方法是依据X线及CT横断面影像判断髋臼骨折的移位情况，并进行骨折类型分类，选定合适内固定器械及相对应的手术入路，然后完成手术。而数字化技术及3D打印技术的出现，对髋臼骨折的治疗起到划时代的作用。3D打印技术又称“快速成型技术”，是一种与传统“减材制造”技术相反、在三维数字模型的基础上采用逐层制造方式将材料堆积起来的新型“增材制造”技术。1986年，Chuck Hull发明了光固化立体印刷技术（SLA），并产生第一台3D打印机，1989年Deckard发明选择性激光烧结技术（SLS），1992年Crump发明熔融沉积成型技术（FDM），1993年Sachs发明了3D喷印技术（3DP）等，3D打印在医学中最先应用于牙科及颌面外科，近年来在骨科中的应用也日益得到重视。Wu等用3D打印技术制作了2例髋臼、1例跟骨和1例股骨内髁（Hoffa骨折）复杂骨折的骨骼模型，在模型上模拟手术，术前将钢板预弯，并明确螺钉的轨道和尺寸，使手术时间缩短，且增加了手术操作的精确度，术后X线片及CT检查显示骨折复位良好。Dai等采用3D打印技术为10例严重骨盆损伤需行半骨盆切除置换术的患者制备了骨盆模型，数字化设计手术方案，确定切除范围，设计并植入个体化假体，术中操作顺利，假体匹配良好，术后X线片示假置良好。Chen等利用该技术进行人工髋关节置换术，使手术时间明显缩短。Hurson等将3D技术应用于20例髋臼骨折患者，认为该技术可使医生对骨折类型更加清晰，有利于培训年轻医生。曾参军等将3D打印髋臼骨折仿真模型，体外模拟手术可使手术更加精准、安全、完美。
传统的手术设计对于复杂类型的髋臼骨折，CT提供的有限信息在手术设计方面作用有限，不能做出准确的方案。影像科提供的图像局限于几个截面的三维图像，骨科医生不能按照自己需要任意角度、方向观察骨折情况，这影响了骨科医生对骨折情况的全面了解和制定详细的术前计划。数字化设计则具有不可比拟的优势，诊断明确、通用性高，可重复和共享手术设计过程。术前运用Mimics软件利用髋臼骨折CT数据三维重建骨盆、股骨近端三维模型，运用三维编辑分离单一骨折块并去掉股骨头，能更加清晰地显示关节内的骨折块以及其方向和移位情况。在Mimics 3D界面，还能对三维模型进行任意方向和角度观察，从而能让临床医生更加细致、全面地了解患者的骨折情况，为确定髋臼骨折的治疗方案提供参考。
在内固定术前模拟演练手术操作步骤方面，数字化技术更有优势。通过虚拟复位对每个单一骨折块进行移位以恢复其解剖结构，运用复位骨折模型可以对钢板植入位置和植入螺钉方向和长度进行最优化的设计，为体外模拟内固定植入提供参考。陈宣煌等提出利用多平面三维测量设计髋臼骨折内固定植入物，能够精准定好重建钢板植入位置。宋军等应用三维重建技术虚拟模拟手术确定重建钢板位置并测量螺钉方向，对手术有一定帮助。
1.2 3D打印数字化技术可简化手术操作
3D打印骨折模型不仅能帮助医生了解骨折复位前、后情况，而且利用模型术前精确预弯钢板。在传统手术中，折弯钢板往往需要根据术中探查情况，决定钢板的安放位置，再借助铝板贴合骨面折弯出预弯雏形，然后依照铝板折弯钢板。这不仅在手术中消耗了大量时间，而且铝板折弯精确度低，位置也存在不确定性。而数字化设计结合3D打印技g能在术前折弯好钢板，提前折弯的钢板位置唯一、精确度高，术中操作简化，缩短了手术时间，减少术中软组织的剥离。
利用数字化设计确定螺钉方向和长度并在3D实物模型上进行模拟手术，省去了在术中测量螺钉长度的时间。避免术中多次透视的烦琐步骤，降低医生和患者的射线照射量，同时也减少了手术时间。张国栋等提出的基于多平面三维测量应用于髋臼骨折数字化设计的方法，通过三维切割的方式实现虚拟骨折快速复位，并预设重建钢板的植入位置，通过3D打印可以选择重建钢板进行预弯以适应复杂骨面。曾参军等提出3D打印与腹腔镜辅助的髋臼骨折手术可以显著减少透视时间和透视量。
1.3建立手术导向模板
骨盆和髋臼骨折的影像导航手术已被很多骨科医生所采用，但是导航系统耗材昂贵，且需要一定的技术，临床推广有一定难度。近年来，有学者将数字化三维重建技术、逆向工程技术和快速成形技术结合起来研究并设计出简便的导航模板，辅助拉力螺钉置入，降低了手术风险，缩短了手术时间，为现代化骨科提供了新的辅助手段和治疗理念。CT三维重建模型可以对手术区的结构进行数字化分析，在此基础上应用逆向工程技术针对螺钉进钉通道设计出导航模板模型，并利用快速成形技术将导航模板模型生成实体。术中应用导航模板进行导航，为准确进钉提供了确实的位置和方向，不仅提高了准确性，而且使内固定操作变得更加快捷、简便。陈鸿奋等将现代影像学、计算机三维重建、逆向工程技术及快速成形技术相结合，设计制作出髋臼后柱拉力螺钉进钉导航模板，实验结果表明，根据该导航模板可以准确地辅助拉力螺钉的置人。徐勇强等进行了髋臼后柱骨折顺行拉力螺钉置钉导向器的研究，通过CT数字化技术对髋臼后柱骨折顺行拉力螺钉进钉点和进钉方向的测量，为导向器的设计提供了解剖学基础，有助于提高髋臼后柱骨折顺行拉力螺钉置钉的成功率和准确性，降低手术风险和减轻手术损伤。佟矿等设计的骶髂关节骨折固定手术导向模板为骶髂关节拉力螺钉的顺利置入提供了良好的帮助。
2 3D打印数字化技术在髋臼骨折治疗中存在的问题
篇2
【关键词】引擎；动画；渲染
中图分类号：TP317 文献标志码：A 文章编号：1007-0125（2017）10-0122-01
在今天动画已经成为主流的艺术表达形式之一，孪生出许多风格迥异的表现手法。能够兼顾商业大卖和文化输出的好莱坞模式日渐成为主流。数字媒体技术的进步又不断地巩固着好莱坞动画模式的地位。
针对传统三维动画电影的制作需投入大量人力财力和时间。数字引擎技术则进行了大量的优化：一、建立了保存初级项目的开发预设从而减短了制作周期；二、精简优化了模型，提高了重复利用率；三、能够建立动画运动数据原型；四、无需耗费大量工作长时间渲染，实时渲染功能大量减少渲染时间。本文着重通过U3D引擎技术探索动画电影的创作过程。
计算机图形技术的成熟是数字动画能够发展迅速的主要原因。与之齐头并进的是该成果在电子类游戏中的大量普及和推广，优秀的电子游戏不断推动着数字动画技术的革新。我们所接触到的cg动画大量是通过数字引擎来制作。
一、数字引擎与影视动画的融合
数字引擎可以提供三维虚拟环境的视频录制应用，是一个实时演示过程，可以用动画镜头语言来表达艺术家的想法和理念，类似于电影。中国的影视动画技术虽然在进步，但引擎技术在动画中的普及与欧美还相距甚远，影视动画在制作的过程中还是普遍采用传统的制作流程。随着这些年的不断发展，许多人开始对这种更优的制作方法有了深入了解。如近些年火爆的《守望先锋》和《英雄联盟》等，玩家更加注重的是游戏带来的体验，而无所谓制作者所用的技术方法。
二、数字引擎动画的物理架构
数字引擎自有一套物理体系结构。前期的构架中应表明数据应该如何产生、模拟、计算、然后演算出一个结果，篮球会按照怎样的弧线进篮、火车能跑多快等，我们生活中常见的现象就是物理系统所研究的范围，保证观看者所体验的感觉像在真实世界中那样运动，这样特定的规律就是物体运动要遵循的规律。物理引擎能够控制模型的运动，碰撞检测是将物体在动画中建立一个对象，因为事物的不同、原理的特征，来检测数字引擎的工作理念和相互制约相互发展的原理，连续的碰撞系统检测对物理性会有很大的影响。
数字引擎使动画创作的过程更便捷、更有效率。在动画的创作中数字动画引擎提升效率主要在实时渲染和调节动作两个方面。程序语言是引擎动画实时渲染的实现媒介，运行中的工作指令由数字信号程序接口转变为形状图形，“实时渲染”所呈现出的图形折射到人的眼睛，实时的画面渲染对镜头提供了很多的可能，不需要经过漫长的渲染等待时间而直接把画面中的颜色、空间、特效叠加成像，可实时改动，打破了固定机位的局限。但实时渲染所呈现出的画面精度还有待进一步提高，随着技术的不断革新，新的程序或编码都是可以实现的，呈现的视觉效果与人真实看到的景物也会越来越接近，正如《使命召唤》的实时渲染的宣传片，那令人惊叹的效果背后是一代新技术的崛起，接近真实的材质质感、光影变化，人物面部的细节处处展现在我们眼前，这一技术最繁杂的地方是如何向观影人展示出最高的画面质量，数字引擎的输出即为关键。引擎技术可以理解为动画得以运行的底架基础，有了这个基础框架就可以填充内容了，但这仅仅是一个平台基础，优秀的影片始终是取决于优质的内容。
随着引擎技术的不断发展，在短时间内普通人制作出动画成为可能，与欧美相比我们在这一领域的研究有明显的滞后，可参考的经验和和资料也多为舶来品，行业内还没有形成标准化的生产流程，创作者按自己想法去摸索，导致后期工作量的陡增。引擎动画承接了传统动画制作的理念，分为了设计、制作、合成。设计阶段即为设计人物、道具场景，与传统的设计概念并无不同；制作阶段着重解决模型、camera摄像机和材质球；合成阶段是执行文件导出传统视频文件。
从开始的实验性摸索到最后的成片过程中充斥着困难，但通过不断地完备已有方案，寻找现阶段引擎技术的优势和不足。就像面部的细微表情、动物身体的毛发等细节地方很难达到传统动画的自然随意，但随着数字技术的不断革新，动画与引擎的结合必将更加密切、完美，新的动画引擎一定可以更加高效、快速、简洁地模拟出真实的质感，更加逼真的视觉效果，从而为动画人提供一个更加广阔的平台。
参考文献：
[1]汪代明.引擎电影――电子游戏与电影的融合[J]电影艺术，2007（03）.
[2]John Haddon，Carsten Kolve，Roberto Hradec，et al.An open Source Framework For Visual Effects Software Development[EB/OL].http：///files/an open source frame-work for visual effects software development.pdf.
[3]吴帅.实时3D游戏引擎角色动画组件的设计实现[D].北京大学，2014.
篇3
【关键词】 3D GIS技术 虚拟化校园系统 数字化
随着社会不断进步信息化、数字化开始融入到人们的生活二维的校园地理信息系统也逐渐开始转变为三维的校园地理信息系统3D GIS技术开始逐渐在校园中得到应用。而虚拟化校园的提出则始于上个世纪80年代Jaron Lanier 提出的“虚拟现实”（Virtual Reality）这一概念他认为利用计算机可以模拟出一个虚拟的世界可以让用户产生一种身临其境的感觉[1]。因此随着虚拟地理环境技术、数字库等信息技术的不断发展以此为基础选择Visual C++或者Map Objects作为技术的开发平台建立起一个可视化的虚拟的平台能有效够帮助学校的相关人员进行校园的布局和管理工作的开展具有非常大的使用价值。为此本研究主要在分析虚拟数字校园系统功能的基础上深入探究3D GIS技术对于虚拟化数字校园发展的影响旨在探究虚拟数字校园的技术实现为今后数字化校园的发展与建设提供参考和借鉴的资料。
一、虚拟校园系统的功能
1.1图层管理
通过连接Arc GIS 中数据库，在系统中的图形模块功能能够实现加载或者卸载图层，通过缩放或者平移能够将校园内的建筑院，校道，甚至是花坛，水体都能够具体反映出来，同时，该系统还能支持图形的输出。
1.2虚拟校园场景的驱动
虚拟校园场景的驱动是实现虚拟数字化校园的重要环节。在建设完成3D 模型后，只有将其放置在房在相应的漫游环境中，才能真正实现让观察者身临其境的目标。
1.3属性查询
该系统对于校园内的建筑物，或者系统内的信息检测，定位和查询都能够以快速、准确地的姿态进行。同样，在对系统信息进行统计分析也是非常准确、快速的，使其能够准确地提供相应的信息数据，有助于建筑物的管理和设计。同时，这种检索和查询是一种双向的结构，用户既可以根据图形查看属性，同时也可以根据属性查看图形。
二、虚拟校园技术实现
2.1建模
在建模的过程中，如果在3D MAX中利用布尔进行运算，那么物体则存在产生变化的可能性，甚至会出现计算错误的现象，进而影响到了正常的工作[2]。但是，此时如果选择的是利用矩形―编辑样条线―附加―挤出这种形式来进行运算，那么所得到的的效果将会大大优于前者。
2.2 Arc Scene中模型信息缺失的解决
模型导入到Arc Scene时必须以3DS格式进行导入，在导入后，客户通过系统进行观察时可能存在出现部分损失的现象（例如无法显示透明玻璃，以至于显示窗体没有玻璃）。此时，通过3D MAX复制或在阵列时通过选择“复制”操作，就能够将在Arc Scene中无法显示的模型信息。但是，如果是通过选择“实例”或者“参考”而得到的模型，那么就不能够在Arc Scene中完全显示出来。
2.3材质损失或其他损失的解决
在将模型导入到Art scene之后后，存在轮廓完整但纹理材质丢失的可能性，这对系统的效果也会有大大的影响。因此，为了解决这一问题，操作者可以将模型及其纹理贴图通过同一路径进行保存，这种方式在导入后虽然颜色、亮度等方面会出现一定程度的失真，但这种失真却是可以通过3D Effects上的工具进行调节的，调节后将不会相应模型的效果[3]。
三、结语
在信息化、数字化的社会背景下信息数字化在实际的应用中得到了良好的发展。而在此背景下校园中使用3D GIS技术构建虚拟化校园系统不仅可以建立起一个有效的校园管理系统为学校的科学管理提供技术支持还能为师生的信息查询提供便利。对学校的发展而言有着非常大的影响。而同时完善的数字校园信息系统不仅仅有效促进学校的发展在其他领域也能做出巨大的贡献。因此在未来的发展过程中还需要不断重视虚拟数字校园系统的建设促进虚拟数字校园的发展。
参 考 文 献
[1]陈旭，何原荣，岳秋霞.基于MAPGISK9的三维虚拟校园系统设计[J].赤峰学院学报（自然科学版），2014，v.30；No.19612：17-19.
篇4
关键词：建筑结构；数字化建造；3D打印；拓扑优化
纵观建筑结构历史的发展，变革往往来自背后的设计方法与建造工具，如透视法对文艺复兴的影响，切石法对巴洛克的推动，轴侧画法对现代主义的作用，而现如今，随着建造的操作主体经历手工、传统机械、数控机械乃至3D打印机的转化，建造的操作对象从传统砖混材料向先进复合材料发展，同时结合由计算机技术孕育而生的参数化设计、算法化设计，毫无疑问地，建筑结构的数字化设计与建造时代已经到来。
1 3D打印
作为建筑结构数字化建造中极其重要的组成部分，3D打印是以设计模型的三维数据为基础，采用材料逐渐累加的方法生成三维实体的技术，因此又被称为增材制造。作为第三次工业革命的重要标志，3D打印目前已广泛应用于航空航天、汽车、医疗、珠宝、玩具等行业领域，对传统社会生产造成巨大冲击，成为公认的将改变人类未来的创造性技术。
与传统的建筑结构建造方式相比，3D打印方式具有可实现高度复杂结构的自由生长成形、极大地减少施工工序、缩短施工周期、降低施工成本、环保节能等突出优点，并且可以极大地拓宽建筑结构的设计空间，使建筑师更多的灵感与创意成为真实。
目前，轮廓工艺、D-Shape、自由形式建造是国际上建筑结构领域最被寄予厚望的三大3D打印技术。
美国南加州大学的Khoshnevis教授所提出的轮廓工艺研究项目已获得美国宇航局NASA的资助，用于测试并评估采用轮廓工艺在月球上快速就地取材，批量建造住所、实验室以及其它设施的可能性。Khoshnevis教授指出，在2050年左右，建筑结构的3D打印将会成为一种成熟的技术。
由意大利发明家Enrico Dini发明的D-Shape打印机使用的原料主要是砂与镁基胶而非混凝土，建造出来的建筑结构质地类似于大理石，这种新型材料由于其坚固的微结晶结构而表现出良好的密实度和抗拉强度。
自由形式建造工艺是由英国拉夫堡大学创新和建筑研究中心提出的，并得到英国工程和自然科学研究委员会、福斯特建筑设计事务所等的资助与合作。
2014年，上海青浦张江工业园，我国的盈创建筑科技有限公司（以下简称盈创）采用自主研发的全球最大建筑3D打印机在24小时内打印了10栋房屋。2015年初，盈创又宣布打印出一栋15米高的六层住宅，以及作为上海浦东汤臣一品售楼处的1100平方米三层别墅。该别墅的建筑成本约100万元人民币，3D打印所用材料为回收的建筑垃圾、玻璃纤维以及高强混凝土。
2014年，奥雅纳工程顾问（以下简称奥雅纳）为荷兰海牙的某项目设计张拉整体结构，但由于整个结构和电缆构成的网络过于错综复杂，导致结构中处处存在着不规则连接与特殊结构角度，即1200个钢节点各不相同。奥雅纳的工程师们尝试解放受传统机械加工工艺束缚的设计思路，通过对钢节点进行纯力学意义上的优化设计，得到相比传统设计节省约75%材料的异形钢节点，并利用选择性激光烧结3D打印技术生产出了这些复杂的异形钢节点。
2 拓扑优化
正如奥雅纳的工程师将3D打印技术与结构优化结合起来从而充分享受到了自由设计的巨大优势，哈佛大学设计研究院的帕纳约蒂斯教授也指出，数字化建造技术最重要的贡献并不在于让人类更易于建造复杂的建筑结构，而在于脱离建筑结构的拼装体系、连接建构体系从而达到材料柔性分布体系。帕纳约蒂斯教授认为，3D打印技术允许材料在空间中更加连续地复合在一起，同时建造出具有材料层级的结构，尤其是在多重材料打印技术的辅助下，将可以制造出各点材料属性不一的结构。
帕纳约蒂斯.米哈拉托斯教授基于连续体拓扑优化等结构优化方法，在参数化设计工具Grasshopper中开发出插件Millipede，允许建筑师在方案设计阶段融入结构性能优化的概念，使结构性能分析工具与建筑形态生成工具一体化。
作为数字化结构性能生形工具Millipede的算法原理之一，连续体拓扑优化是过去二十多年里结构多学科优化领域最热门的研究方向。连续体拓扑优化是指在指定的设计区域内，给定荷载与边界条件，在一定的约束条件下，通过改变结构的拓扑形式或者说材料布局，使结构的某种性能指标达到最优。目前最常见的连续体拓扑优化方法有SIMP法、水平集法、ESO/BESO法等。连续体拓扑优化方法在航空航天、汽车、机械等行业早已成为概念设计的有力工具，而对于采用3D打印技术建造的建筑结构，作为其数字化结构性能生形工具更是极具发展潜力。
2004年，大森博司等在日本的芥川河畔办公楼项目中使用扩展ESO算法对该楼的西、南、北三个立面进行拓扑优化设计。2005年，矶崎新和佐佐木睦郎使用BESO算法对卡塔尔国际会议中心长达250m的入口进行拓扑优化设计。谢亿民等与澳大利亚BKK建筑事务所使用BESO算法对澳大利亚某城际高速公路净跨72m的步行桥进行概念设计，同时还采用壳体单元优化得到穿孔壳管设计，通过引入不同的周期性几何约束调整出精彩各异的设计方案。2014年，Lauren等采用变密度法并考虑对称约束与模式重复约束，实现超高层建筑的斜撑布局优化。
3 结语
在建筑结构的数字化设计与建造时代中，人类将告别传统的梁板柱构件拼装体系，利用3D打印技术等数字化建造技术实现性能更优更可控的材料柔性分布体系，使更多的灵感与创意成为真实。同时，以拓扑优化方法为核心的建筑结构数字化设计工具将极大地拓宽建筑结构的设计空间，使结构性能化设计与建筑美学设计进一步融合。
参考文献
[1] Lim S，Buswell R A，Le T T，et al.Developments in construction-scale additive manufacturing processes[J].Automation in Construction，2011，21（01）：262-268.
[2] 帕纳约蒂斯・米哈拉托斯，闫超.柔度渐变在设计过程与教学中重新引入结构思考[J].时代建筑，2014（05）：26-33.
篇5
关键词:数字化测绘技术；建筑工程；测量
随着城市化建设的推进，建筑工程得到了很大的发展机遇。建筑施工中，提高了测量技术的重视度，考虑到测量的需求，推行数字化测绘技术，保障测绘的合理性及科学性。数字化测绘技术，实践性强，全面参与到建筑工程测量内，提供数字化的测绘服务。数字化测绘技术中，具备多样化的技术内容，满足了建筑工程测量上的基本需求。
1建筑工程测量中的数字化测绘技术分析
建筑工程测量内的数字化测绘技术，主要有信息化、数字化的特征，此项技术具备图形处理的条件。数字化测绘技术的发展逐渐成熟，根据建筑工程测量的需求，配置好软件及设备，规范好测量的信息，实现了数字化成图。数字化测绘技术的一体化，完善了工程测量的环境，一来维护工程测量的精确性，二来提高测量的效率，避免建筑测量中出现误差，更是体现数字化测绘技术的实践性，确保建筑工程测量的合理性及科学性，预防测量问题。
2数字化测绘技术在建筑工程测量中的优势
2．1存储简单
建筑工程测量方面，数字化测绘技术，直接把测量结果，存储到计算机系统内，不会改变测绘数据的信息性质，数字化的信息，其在存储上，表现出了简单的优势，节约了测量数据的存储空间。
2．2精确度高
建筑工程测量对精确度的要求很高，数字化测绘技术，降低了人为参与量，由此预防了人为方面的误差，保障工程测量的精确度［1］。误差对工程测量的影响最大，数字化测绘技术，能够消除工程中的误差，利用信息化的手段，提升测量精度。
2．3测绘自动化
数字化测绘技术在建筑工程测量中，表现出了自动化的优势，测绘技术与软件、计算机相互结合，实现了全方位的测绘自动化。测绘自动化优势，可以降低测量误差的发生机率，获取精确、准确的工程地图。
3数字化测绘技术在建筑工程测量中的应用
结合建筑工程测量案例，分析数字化测绘技术的几点应用，表明此类技术在测绘测量方面的作用。
3．1数据采集
建筑工程的复杂化、多样化，增加了测量的难度。数字化测绘技术，应用到工程数据的采集方面，建筑测量内，涉及到大量的数据，采集时，通过数字化测绘技术，保障各项信息采集的准确性和真实性［2］。分析数字化测绘技术在采集方面的应用，如:(1)建筑主体结构的数据采集方面，通过数字化测绘技术，构建立体化的模型，通过模型，预测出建筑主体的信息并采集，方便后期各项数据的使用;(2)墙面结构的数据采集，数字化测绘技术，要对建筑的每个墙体，都实行测绘分析，包括墙体的承重数据，详细记录收集的数据;(3)建筑的天花板方面，数字化测绘技术的采集，主要是测量吊板的数据，测绘出吊板的高度，深入研究吊板的信息，方便后期天花板的具体施工。
3．2地面测绘
建筑工程地面测绘的传统方法，很容易出现数据误差，无法保障建筑的安全度，降低了测量的效率。为了提高地面测绘的准确性，引入数字化测绘技术，提供高效的测图手段，构成大比例尺的地形图［3］。数字化测绘技术在地面测量中，不会受到地面构筑物、地形等因素的影响，消除了地面测量内的误差数据，还可以提供自动化的分析方法，确保地面测量的合理性。数字化测绘技术在地面数据测量中，其误差控制在3cm以内，属于地面测量中，最为有效的测绘技术方法。
3．3土质测绘
土质测绘，是指对建筑的原土，实行地质测绘。传统测绘方法消耗的成本较多，以往建筑工程测量中，减少了土质测绘的工程量，导致地质测绘方面，失去了很多有用的数据。数字化测绘技术的应用，改善了原土测绘的环境，其不需要耗费过量的成本，配置数字化仪器、软件、计算机系统等，构建土质测绘的体系。例如:数字化测绘在土质测量上，利用矢量化的扫描方法，完善测绘的过程，测绘技术上，考虑到土质测绘中的误差，分析测绘的原图，及时发现测绘原图中的缺陷、误差，采用数字化测绘技术，改进土质的测绘数据，标注到技术方案内，预防技术失控。
3．4定位测量
定位测量有利于维护建筑施工的准确性，数字化测绘技术参与了定位测量，确保后期建筑施工的顺利进行。数字化测绘中的GPS技术，其在定位测量中，发挥着重要的作用。GPS技术能够应用到复杂的环境中，不需要人为测量行为，在建筑工程测量内，提供全天24小时的定位测量，而且连续的测量出建筑工程的定位数据。GPS定位测量的准确度非常高，降低了定位信息的偏差。GPS技术能够在静态、动态的条件下，连续接收卫星传输的测量信息，体现了定位测量在效率、精度方面的优势。数字化测绘技术，准确的定位了建筑工程中的构筑物，能够为建筑施工，提供可靠的定位数据，促使建筑工程在施工时，能够把控好施工技术，避免引起定位上的缺陷。
3．5变形监测
变形监测关系到了建筑工程的安全性，有利于提升建筑的稳定性水平。数字化测绘技术的变形监测，直接把二维成像的信息，输入到计算机系统内，全面分析建筑工程的变形数据［4］。数字化测绘技术得出了变形监测的数据，促使施工人员，能够掌握建筑工程的变形信息，尤其是建筑基础沉降、位置点的具体变化以及主体倾斜度，变形监测在客观的角度上，评估了建筑工程的变形状态，充分了解了建筑工程的实际状态。变形监测渗透到建筑施工中，一旦发现了建筑变形问题，就要立即调整参数，防止建筑工程出现倾倒、裂缝的问题，维护建筑主体的安全性。数字化测绘技术下的变形监测，可以全面应用到建筑项目上，而且计算机系统发展速度快，辅助提高了变形监测的准确性和操作水平，施工人员掌握好变形监测后，控制建筑工程的体系结构。
3．63D模型
3D模型是数字化测绘中最常用的软件，利用3D模型，模拟建筑工程，明确建筑工程测量的实际情况，在3D模型中，获取测绘的数据。数字化测绘技术中的3D模型，经常采用CAD制图软件，测量人员根据工程的特征点，连接并构成建筑的基本轴线。CAD软件内，在测绘的基础上，灵活的修改建筑的轴线数据，同时补充相关的参数信息，保障特征点的准确性，规划出建筑的主线条结构。3D模型软件的使用，还要在数字化测绘技术中，实行细节性的设计和加工，以便构建出3D立体的建筑工程项目。数字化测绘技术利用3D模型，规划了建筑工程的主体模型，对比建筑工程的现场，评估3D模型中的工程是否合理，利用数字化测绘，提高建筑工程测量的准确性。
4结束语
建筑工程测量技术，朝向信息化、自动化的方向发展。数字化测绘技术，是建筑工程测量中的必然产物，数字化测绘技术具有一定的优势，其根据建筑工程的测量实况，分配好数字化测绘技术的应用，确保数字化测绘技术，能够准确的应用到建筑测量的各个环节内，充分体现出数字化测绘技术的实践价值。
参考文献
［1］韩剑，王旭．数字化测绘技术在建筑工程测量中的应用［J］．民营科技，2016(12):42．
［2］关朝旭．数字化测绘技术在建筑工程测量中的应用［J］．山东工业技术，2014(16):89．
［3］韦忠刚．数字化测绘技术在建筑工程测量中的应用探究［J］．山东工业技术，2016(08):103．
篇6
关键词？演天津滨海新区；3D打印；政策建议
中图分类号？演F407 ？眼文献标识码？演A ？眼文章编号？演1673-0461（2013）12-0068-05
一、引 言
2012年4月，英国《经济学人》杂志刊载封面文章《第三次工业革命》，将 3D 打印作为第三次工业革命的重要标志。同一时期，美国《时代》周刊将3D打印列为“美国十大增长最快的工业”。这一系列标志性事件，将3D打印技术推上前台，引发了世人的广泛关注。
二、3D打印技术概况及产业特点
（一）3D打印技术概况
3D打印技术是指通过连续的物理层叠加，逐层增加材料来生成三维实体的技术，综合了数字建模技术、机电控制技术、信息技术、材料科学与化学等诸多方面的前沿技术知识，具有很高的科技含量。与切削等材料“去除法”不同，3D打印技术的主要流程是应用计算机软件设计出立体的加工样式，运用特定的成型设备，将粉末、液体、片状等离散材料逐层堆积，“打印”出产品（如图1所示）， 因此又称为添加制造（AM，Additive Manufacturing）。
3D打印技术常在模具制造、工业设计等领域用于制造模型，现在正逐渐用于一些产品的直接制造，已经有使用该技术打印而成的零部件。在汽车，航空航天、医疗产业、工业设计、建筑、教育、地理信息系统、土木工程以及其他领域都有所应用。
（二）3D打印产业特点
虽然3D打印技术出现已有十几年的历史，但3D打印产业仍处于发展阶段的初期，业态尚不丰富，行业成熟度低，但未来的成长性非常好，从整个产业来看具有以下两个特点。
产业链长，辐射带动效应显著。3D打印产业涉及材料技术、信息技术、装备制造、生产业等诸多领域。仅耗材一项，就包括7个大类30余种工艺设备、几百种打印材料。产业应用辐射面极广，是制造业与服务业融合的典型产业，能够催生大批新兴产业。无论是从技术还是应用角度来看，3D打印相关技术及设备都属于机械工程、自动控制、激光、计算机、新材料等多个领域的交叉融合。从产业链角度来看，3D打印技术领域与上下游相关行业领域关联十分紧密，带动作用很强。
科技含量高，带动制造业数字化变革。3D打印技术的应用大大缩短了新产品研制周期，能够迅速提升复杂零件的制造能力，使复杂模型的简单直接制造成为可能。3D打印技术显著提高了新产品投产的成功率，大大降低了新产品的研发成本。目前，一个预测观点在产业界广为流传，观点认为：未来的制造业，人力、资金、设备等生产要素大规模集中化的工厂式生产方式将被摒弃，替代的将是更加灵活、所需要投入更少的3D打印生产方式。英国《经济学人》杂志将这种趋势称之为“社会化制造”，认为它将“与其他数字化生产模式一起推动实现第三次工业革命”。
三、3D打印产业发展现状与发展趋势
（一）国外3D打印产业发展现状
当前，全球正兴起新一轮数字化制造浪潮。发达国家为解决其制造业竞争力下降的难题，倡导“再工业化、再制造化”战略，提出智能机器人、人工智能、3D 打印技术是实现数字化制造的关键技术，希望通过这三项数字化制造技术的突破，巩固和提升其制造业主导权。3D打印技术随着工艺、材料与装备的逐渐成熟，引起了世界范围的广泛重视。美国是全球3D打印技术和应用的领导者。2012年3月，美国在“全美制造业创新网络”计划中对3D打印产业作出重点部署。据美国权威3D打印行业咨询机构Wohlers提供的数据，截至2011年底，全球3D打印机累计装机台数超过5万台，其中美国累计装机台数约占全球总量的50%，美国制造商所占全球市场份额超过70%。美国3D打印服务提供商Shapeways表示，他们已经“打印”了75万种产品，材料已经涵盖塑料、不锈钢、银、陶瓷和玻璃等。
除美国外，其他国家也在不断加强3D打印技术的研发及应用。澳大利亚在2013年制定了金属3D打印技术路线；南非正在扶持基于激光的大型3D打印机器的开发；日本着力推动3D打印技术的推广应用。表1为2011年各国和地区3D打印技术应用的市场份额。
（二）我国3D打印产业发展现状
我国3D打印技术研究起步较早，20世纪90年代初就开始对快速成形技术及设备进行研发，初具产业发展基础。已有西安交通大学、华中科技大学、清华大学、北京航空航天大学等多家研究单位自主开发了成形设备并实现产业化，拥有自主知识产权。其中，部分便携式桌面3D打印机已具备国际竞争力，进入了欧美市场。我国是继美国、日本、德国之后第四个拥有3D打印设备的国家。但总体看来，国内缺乏能够制造工业级3D打印机的企业；一些核心部件，如激光器、光路系统等仍依赖国外技术；打印材料单一，与国外材料的品种和性能等方面有差距；缺少原创性的3D打印新技术及装备；应用宽度和深度不够，与量大面广的产品制造进程相比，还不具备价格优势。
2012年10月，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行业领先企业成立了中国3D打印技术产业联盟。鉴于3D打印技术的战略意义，工信部、科技部也正在组织专家对我国3D打印技术的发展开展专项研究，制定规划，在全国进行重点布局。
国内部分地区正积极绘制3D打印产业的发展蓝图。2013年3月，江苏省《江苏省三维打印技术发展及产业化推进方案（2013-2015年）》，并组建三维打印产业技术创新联盟，推进3D打印产业发展。南京市与中国3D产业联盟签署中国3D打印技术产业总部基地和中国3D打印技术产业创新中心合作协议，建设3D打印应用中心、示范中心以及科普、教育、培训、加工等中心。武汉市抢先成立了“中国首个3D打印工业园”。东莞市将3D打印作为战略性新兴产业写入了2013年的《政府工作报告》。此外，成都、重庆、长沙、青岛等地正在建设或筹建3D打印产业园。
（三）3D打印产业发展趋势
虽然3D 打印等数字化制造的核心技术仍处在发展的初级阶段，产业还不成熟，但在产品设计、复杂和特殊产品生产、个性化服务等方面已显示其独特优势，产业链已初具出行，整体产业发展迅速，其发展趋势具有以下两个特点。
市场前景广阔，未来发展潜力巨大。3D打印技术以操作简单、成形精准、高效低耗等特点著称，拥有广泛的市场前景。据美国消费者电子协会最新的年度报告显示，随着汽车、航空航天、工业和医疗保健等领域市场需求的增加，3D打印服务的社会需求量将逐年增长，到2017年有望增长至50亿美元。近20年来，3D打印产业市场规模正以每年超过17%的速率递增（如图2所示），沃勒斯（Wohlers）最新报告显示，2012年3D打印全球市场规模为22亿美元，同比增长了29%；其中3D打印机的销售量同比上升了25%，其中有38%产自美国，8.5%来自中国。
产业集中度不断提升，垄断形势正在形成。美国上市公司3D Systems和Stratasys，Z Corpration公司、Solidscape公司以及德国的EOS公司、以色列 OBJET Geometries等公司，是目前全球3D打印产业的领军企业。近几年，3D打印设备制造企业正在一轮洗牌。美国Stratasys公司收购了OBJECT Geometries公司；3D Systems公司在2012年初收购了Z Corporation 公司和Vidar Systems公司。目前，Stratasys公司和3D Systems公司成为行业内两大巨头，Stratasys公司2011年拥有41.5%的市场份额。表2为国际最主要的5个3D打印企业或研发团队以及它们的技术优势。
四、天津滨海新区3D打印产业发展基础
天津滨海新区是新世纪我国改革开放的最前沿，近年来凭借区位、政策优势，发展势头迅猛，滨海新区具备发展3D打印产业的良好基础：
一是具有相应的研发基础。天津市拥有“天津快速成形技术工程中心”和“天津市激光技术工程中心”等快速成形技术研发单位。其中天津快速成形技术工程中心是国内最早开始此项业务的科研单位之一，在激光快速成形、快速制模、快速铸造、快速测量、液压及光机电产品开发、内燃机工作过程仿真、强度和流场计算、光弹应力分析、CAD/CFD /CAE/ CAM技术集成及产品优化设计等方面拥有较强研发实力。同时河北区的快速模具创新研发基地、塘沽海洋高新区滨海国际工业设计园等产业园区等也提出聚集一批3D打印企业。
二是拥有一定市场规模。目前天津市电子信息、装备制造、汽车、医疗器械、新能源、模具等行业对3D打印技术有一定的认知。全市已有超过200家企业应用了3D打印技术。滨海新区在3D打印技术应用方面的企业，主要有霍尼韦尔、富士通、亚安科技、新巨升电子等企业。在3D打印技术研发方面的企业，有滨海高新区天津微深科技公司、天津滨海雷克斯激光等企业。
三是具备产业链向下延伸优势。随着技术的不断发展，3D打印已经逐步应用于制造业的各个领域。从近十年3D打印设备下游应用行业分布来看，个人消费品（以电子行业为主）和交通运输设备占据主要份额；同时，医疗方面的占比在持续提升。而3D打印设备在航空航天领域的应用也稳中有升。而上述几类产业正是滨海新区大力推进的优势产业，3D打印技术服务相关产业在新区发展，拥有广阔的潜在目标客户群，前景十分看好。
五、天津滨海新区发展3D打印产业的政策建议
根据3D打印产业的特点和未来发展趋势，结合滨海新区的实际情况，滨海新区推进3D打印技术及产业的发展，需要从以下几个方面入手：
一是做好3D打印技术与产业发展的顶层设计。通过深入调研区域内医疗行业、食品业、汽车制造业、航空航天制造业等相关行业未来对3D打印应用的市场需求，明确滨海新区3D打印产业发展思路，找出突破口，制定3D打印产业发展规划，编制滨海新区3D打印技术发展及产业化推进方案，制定新区3D打印产业发展路线图。
二是加强技术攻关，促进产业化。设立3D打印技术攻关和产业化专项，开展相关软件、工艺、材料、装备、应用、标准及产业化的系统性攻关。推进建设3D打印技术与其他先进制造技术融合的新型数字化制造体系。重点围绕3D打印工艺优化和制件性能提升技术、高效打印制造技术、精度控制技术、符合材料零件制造技术、智能制造技术、超限制造技术、生物组织打印制造技术等技术领域，加大项目资助力度。设立3D打印产业发展投资基金，探索税收优惠政策。
三是建设高水平研发转化平台。为促进3D打印技术产业化，中国3D打印技术产业联盟拟选择10个工业城市集中建设3D打印技术产业创新中心，投资2 000万元，地方政府按照1∶1配套扶持。滨海新区应抓住这个机会，积极争取创新中心落户，借力亚洲制造业协会和中国3D打印技术产业联盟，推动新区3D打印尽快走上产业化道路。同时，吸引清华、华中科技、西安交大、北航等研发机构在新区设立研发基地、检测试验平台，开展科研成果转化，率先布局3D打印技术及服务聚集区。
四是组建3D打印产业技术创新联盟。依托天津市快速成型技术工程中心、天津市激光技术工程中心、天津大学、天津工业大学、天津职业技术师范大学、天津滨海雷克斯激光、天津微深科技公司等高校、企业，并邀请清华、北航、西安交大、华中科大、江苏紫金电子、杭州先临三维科技等3D打印技术研究和应用的领军者，组建滨海新区3D打印产业技术创新联盟。依托联盟，策划举办国家级3D打印高峰论坛，3D打印产业年度发展报告，举办产学研合作洽谈会、研发成果信息会、企业需求对接会等，推动3D打印技术产业化。
五是培育3D打印产业龙头企业。目前，滨海新区在3D打印方面关键装备研发制造能力不足是制约产业发展的主要瓶颈。因此，需要充分发挥滨海新区科技创新资源聚集优势，通过开展3D打印技术专题招商引智活动，吸引海外3D Systems、Stratasys、Solidscape、Shapeways、EOS等跨国公司，以及国内南京紫金立德、湖南华曙高科、杭州先临三维、深圳光韵达、北京隆源、上海联泰、无锡飞而康等企业，弥补新区在3D打印设备研发制造能力的不足。
六是进一步发挥试点示范的带动作用。建设3D打印技术研发和产业示范基地，推动3D打印技术应用和产业发展。重点在航空航天、汽车制造、医疗器械等领域分步骤、分层次开展示范应用，形成通用性、标准化、自主知识产权的应用平台，在示范过程中制定相关行业标准，加快推进滨海新区3D打印技术、产业与应用协同发展，探索和积累3D打印机的运营和管理经验。
七是促进 3D 打印技术的社会化推广。从区域层面出发，营造良好的3D打印技术相关产业发展氛围。强化3D打印方面的教育培训，将 3D 打印相关技术纳入相应学科建设体系，加快培养 3D 打印技术相关人才。依靠相关行业协会、博览会、论坛等组织形式来进行 3D 打印技术和应用的培训，并宣传、推广3D 打印技术，使更多的人能够接触3D打印技术，产生兴趣，并逐步接受和使用相关技术。在科技馆、文化艺术中心、青少年活动中心等公共机构进行 3D 打印技术的展示、宣传和推广。发展 3D 打印服务机构，推广 3D 打印技术应用，为发展 3D 打印产业积累应用经验。
六、结 语
近来，全球正在兴起新一轮数字化智能化制造浪潮。发达国家为解决制造业竞争力下降难题，大力倡导“再工业化、再制造化”战略，提出智能机器人、人工智能、3D 打印技术是实现数字化制造的关键技术，并希望通过这三大数字化制造技术的突破，巩固和提升其在制造业的主导权。虽然以3D 打印技术为首的数字化制造核心技术仍处在发展的初级阶段，产业还不成熟，但在产品设计、复杂和特殊产品生产、个性化服务等方面已显示出独特优势。所以，我们应充分认识智能制造、数字化制造对我国的深刻影响，在区域发展尤其是转变经济发展方式中，跟紧全球技术前沿，抓住这一制造业加快发展的机遇，深入研究以 3D 打印技术相关产业为代表的新型数字化智能制造产业发展规律，融入数字化智能化制造业发展浪潮，从而加快推动我国由“工业大国”向“工业强国”转变。
[参考文献]
[1] Print me a Stradivarius[J].Economist.2011-02-10.
[2] The printed world[J].Economist.2011-02-10.
[3] Third industrial revolution[J]. Economist .2012-04-21.
[4] 刘厚才，莫健华，刘海涛.三维打印快速成形技术及其应用[J].机械科学与技术，2008（9）.
[5] 杨钊，孙洋，李晅煜.战略性新兴产业布局与产业结构调整——以天津滨海新区为例[J].城市， 2012（3）.
[6] 杨钊，李晅煜，孙洋.关于天津滨海新区构筑产业新优势的战略思考[J].中国城市经济， 2012（1）.
A Policy Research on the Regional Development of the 3D Printing Industry
——A Case Study of Tianjin Binhai New Area
Yang Zhao
（Binhai Research Institute in Tianjin，Tianjin 300456，China）
篇7
关键词：非物质文化遗产；数字化保护；云计算；大数据；移动媒体
在全球化、城市化飞速推进的今天，非物质文化遗产这一民族文化基因受到了各国的高度重视。我国幅员辽阔、历史悠长、民族众多，孕育了丰富的文化艺术资源。由于非物质文化遗产其本身所具有的活态性、生态性、传承性、渐变性等特征，无法形成统一的理想保护模型，保护难度较大。随着信息化技术的不断进步，利用现代信息技术对非物质文化遗产进行采集、保存、展示、传播和开发利用，已成为非物质文化遗产保护工作中的普遍共识。
1 加快建立数字化保护数据标准规范
目前，我国现已完成《术语和图符》《数字资源信息分类与编码》《数字资源核心元数据》等3个基础标准草案，和《普查信息数字化采集》《采集方案编写规范》《数字资源采集实施规范》《数字资源著录规则》等4个业务标准草案，但仍有大量业务标准规范亟待研究制定。一个完整的非物质文化遗产数字资源描述元数据标准，应包括完整描述非物质文化遗产数字资源具体对象所需的元素项的集合，以及各元素及修饰词项的语义定义、著录规则和计算机应用时的语法规定等。
大数据的技术特点可以归纳为4个“V”――Volume（数据体量大）、Variety（数据类型繁多）、Velocity（处理速度快）、Value（价值密度低）。大数据的处理流程为采集数据信息、利用分布式技术对海量数据进行查询分类、挖掘数据来满足数据分析需求。通过大数据的处理，可以轻松获取想要的各类统计分析报表，从而有的放矢。在非物质文化遗产保护中，我们应利用大数据的技术特点和运行原理，在学习借鉴国内外元数据标准和数字图书馆建设的最新标准和规范等研究成果基础上，建立科学规范的非物质文化遗产数字化保护数据标准规范。从而使我国各级非物质文化遗产数字化保护有依可循，从而提高非物质文化遗产保护工作的针对性和有效性。
2 协同搭建统一的非物质文化遗产数据库云平台
当前，各地已建立的非物质文化遗产数据库各自为政，内容参差不齐、手段单一、信息单薄、数据无法互通共享等问题比比皆是，急需建立统一的非物质文化遗产数据库平台。考虑到硬件系统功能、设备维护升级、数据吞吐、网络带宽、流处理、存储容量、数据安全、管理员技术水平等问题，日益成熟的云计算是目前较为良好的解决方案。
云计算包含基础设施，即服务（IaaS）、平台即服务（PaaS）、软件即服务（SaaS），综合运用编程模式、海量数据分布存储技术、海量数据管理技术、虚拟化技术、云计算平台管理技术等技术模式，具有超大规模、虚拟化、高可靠性、通用性、高可扩展性、价格低廉等特点。截至2014年6月，阿里云服务的客户数超过140万，12306网站75%的余票查询系统迁移至阿里云计算平台，云计算的应用前景十分广阔。
因此，我们可以在处理好非物质文化遗产知识产权的基础上，将全国统一的非物质文化遗产数据库平台架设在优秀的企业云计算平台中。并根据不同用途和需求，进一步完善开放模块、科研模块、大数据分析模块、账户模块、数据收集模块、信息交流模块等数据库模块。加强非物质文化遗产数字化保护工作的协同性。
3 充分发挥新兴技术在数据采集中的重要作用
非物质文化遗产项目的存在空间、展示博物馆等物理空间的真实展示，一直是非物质文化遗产数字化保护中的难点，当前热门的街景技术可以有效解决这一问题。街景技术是由街景车进行环境拍摄，然后把360度实景照片进行合成，进而进行虚拟展示的新兴技术。其在文化保护宣传方面已有涉及，如介绍北京文化遗产的App应用“北京文化遗产”，可以足不出户360度查看北京市各个文化遗产的建筑风貌、周边环境等。将街景技术引入到非物质文化遗产数字化保护中，将极大地提高了工作效率，降低保护成本，加快保护进度。
其次，随着3D影视技术的兴起与成熟，3D显示设备的崛起与推广，将3D技术运用到非物质文化遗产数字化保护中已越来越具有可操作性。例如，通过动作捕捉和三维建模技术，全方位展示某一非物质文化遗产项目中的动作要领；通过3D摄像机拍摄某一非物质文化遗产项目的节日庆典，让观者有一种置身于庆典的真实感；通过制作某一代表非物质文化遗产精神内涵的3D电影，宣传中国优秀的传统文化。通过3D技术对非物质文化遗产进行数字化保护，能让民众容身于非物质文化遗产的生存语境，提升感官认知，产生情感共鸣。
4 综合运用移动媒体的宣传开发功能
当下，利用移动媒体进行办公、学习、娱乐、保健、消费等活动，已成为人们获取信息、分享交流、消费购物的重要接口。因此，开发和建立形式多样、内容丰富、功能各异的非物质文化遗产项目移动应用，对于非物质文化遗产的宣传和保护意义重大。
利用移动媒体对非物质文化遗产进行宣传、保护可以从多方面入手：最便捷有效的方式是开通公众微信号，结合H5技术，各类非物质文化遗产相关的新闻、介绍、视频等内容，发起各类投票、奖励等活动，扩大其覆盖面和影响力；利用已收集的非物质文化遗产数据开发移动App，形成分类清晰、内容丰富、手段多样的宣传展示体系，及时与更新内容信息，增加App的用户黏度；开发针对某一非物质文化遗产项目的移动媒体游戏，用户在游戏中学习相关的非物质文化遗产知识，提升对项目的熟识度。并通过增加电子商务模块，让用户在了解非物质文化遗产项目内容的基础上，购买相关产品，促进非物质文化遗产项目的生产性保护。
非物质文化遗产的数字化保护，是要在充分把握新兴IT技术的基础上，结合我国非物质文化遗产的发展现状和现实问题，合理利用新思想、新手段、新技术，通过对非物质文化遗产的保护、宣传、传承和利用，实现资源的多元化应用。从而提高保护效率，加快保护进度，提升保护水平，加强保护效果，并使之成为传统保护方式的主要补充和延续。未来，随着IT形势的不断发展变化，越来越多的高新技术将不断丰富和完善非物质文化遗产数字化保护的手段和途径，并使之走向更为科学、更富效益、更利传承的发展道路。
参考文献：
篇8
创新型人才的培养必须与信息技术紧密结合。20世纪90年代初数字化教学开始在我国出现，随着教育信息化的迅速发展，这一辅助教学手段越来越多地被应用于临床教学中，且深受教师和学生的喜爱。相对于传统教学的单一性，数字化教学具有处理技术数字化、处理方式多媒体化、信息传输网络化、学习资源系列化、使用过程智能化、资源建设可操作化等特点。因此，数字化教学具有即时性、丰富性、交互性和可持续性，数字化教学与传统教学模式的结合，使得学生的学习兴趣得到激发，主观能动性得以发挥，教学重点、难点得到突破，临床思维、实践能力亦得以培养，大大提高了教学质量和效果。
1.1构建妇产科学教学数字化素材
在妇产科学教学中，在板书、挂图、标本、录像、模型等传统教学方式的基础上，充分利用信息技术工具，包括多媒体、数字视频、数字音频、网站、Web3D、电子邮件等开展教学活动。目前，教学中应用最多的是多媒体课件，其可以通过图表、文字、声音、视频等多媒体方式将抽象的内容表述清楚，解决了教学中难以表达的问题，帮助学生理解和记忆。但随着互联网的发展壮大，学生接触信息的多元化，上述多媒体课件即文本结合多媒体素材已越来越不能满足现代教育发展的需要。随着医学的发展，临床上已可以通过3D来实现对人体的检查和手术，大大提高了医疗的直观性和成功率。Web3D技术是Web技术与3D技术相结合的产物，其与多媒体技术充分结合可以制作3D多媒体课件，能极大地吸引学生的注意力，激发学生的学习热情，提高学习效率，该技术必将成为今后网络多媒体发展的主流。在妇产科学教学中女性生殖系统解剖内容枯燥且学生不易掌握，实习过程中难以掌握各种妇科肿瘤切除和盆腔淋巴结清扫术所涉及的盆腔解剖结构，采用美丽的医学人体3D图片、3D动画、3D视频和女性盆腔三维可视化模型让学生更加直观地了解了人体女性生殖系统的器官及血供来源和淋巴分布，配以腹腔镜手术视频和音频讲解，帮助学生掌握女性生殖器解剖和妇产科相关手术概念。应用Web3D技术让学生观看排卵、受精、胚胎着床和胚胎发育全过程，帮助学生了解人类生命的起源和发育过程。传统教学中难点之一：正常分娩的分娩机制，内容抽象难懂，利用数字化模拟图像动画使课本上不连续的内容变得连续而且生动、形象，抽象、难懂的知识瞬间明了。作者收集了临床妇产科常见病和多发病的病例资料，如子宫肌瘤、宫颈癌、前置胎盘、妊娠期高血压疾病等，建立了病例资料库，按照常规临床诊疗路径制作出数字化模拟数据库，供学生使用。学生通过病史采集、体格检查，然后选择相关实验室检查，并根据结果判断模拟患者的诊断，列出治疗途径。在宫腹腔镜手术中利用宫腹腔镜拍摄出女性生殖系统的全景录像，采集成数字图像，然后，利用软件将这些图像制作成一个个场景，供学生进行虚拟探索，使得学生对宫腹腔镜常规手术操作及妇产科基本手术概念有了初步的了解。
1.2建立网络互动教学模式
将上述妇产科学数字化素材上传至重庆医科大学网络教学综合平台，包括理论课PPT（PowerPoint）、3D图片、动画、临床问诊录像，以及体格检查、常见妇产科基本操作、手术视频等，利用网络的交互性，网上进行课程作业的布置、答疑讨论、在线测试、经验交流、资源共享等，在课余时间学生亦可通过网站预习或复习课堂知识，如有疑问可通过电子邮件或网上提问的形式与教师即时交流。通过网络互动教学可实现师生交流，充分调动学生的主观能动性，引导其积极、主动地学习妇产科学相关知识，锻炼其临床思维能力。同时，将“微信”这一当下最时髦的信息交流方式纳入妇产科学教学中，欢迎学生关注重庆医科大学附属第一医院产科、妇科等微信平台，通过多角度网络教学学习妇产科学相关知识。这些交互式数字化教学资源和模式在妇产科学教学中的应用弥补了传统教学的不足，使得妇产科学教学变得形象生动、易学易记，降低了授课难度，提高了学生的学习兴趣，有利于学生对妇产科学专业知识的理解、记忆，明显提高了教学效率，改善了教学质量。
2数字化教学资源应用于妇产科学教学的优势
数字化教学具有传统教学模式无法比拟的特色：（1）数字化教学资源的多样性；（2）在网络环境中可以共享/获取的共享性；（3）实时便捷性；（4）可扩展性和可延续性。数字化教学打破了传统教学模式，使学生的主观能动性得以充分发挥，间接地增加了课堂容量，教学效果大大提高。随着近年来医学模式的转变和医学院校招生规模的扩大，妇产科学教学面临着前所未有的压力，要求必须改变妇产科学教学模式。由于妇产科学的独特性，使临床教学资源匮乏，见习和实习过程中不可能让每名学生均能进行盆腔相关检查或操作，且患者隐私性要求高，过多的带教容易引起医患纠纷，因此，在传统教学基础上辅以数字化教学，通过数字化教学资源结合标准化患者及医学模拟器材，利用仿真和互动的特性改变上述困境，使学生拥有一个具有真实感的训练环境，有利于激发学生的学习积极性，锻炼其实践能力，培养其创新思维能力，并可评估学生的临床操作能力。
3数字化教学资源应用于妇产科教学的不足
在妇产科学教学活动中数字化教学有着传统教学方式无可比拟的优势，同时，也存在一些不足之处，如可能导致对教材的忽略、教师主导地位的削弱、学生学习和思考空间被挤压、评价系统尚不完善等。教学中的重点是教会学生如何理解、掌握、应用所学的知识，以期未来在临床工作中能应用所学的知识进行疾病的诊治。而在数字化教学中三维模型虽然有利于整体观念的提升，但学生的注意力可能更多地集中在直观的三维立体模型，而有可能不利于对疾病的全面、深入理解和掌握。虽然数字化3D教学拥有很多优点，但其是虚拟的图像、虚拟的模型和虚拟的场景，这些与真实的疾病、真实的临床手术是存在差别的。而且妇产科学是一门实践性很强的学科，尽管目前临床实习和见习过程中存在很多困难，除利用客观结构临床能力考试和临床模拟器材进行基本的技能训练和考试外，仍需尽最大努力安排学生与患者接触，让学生采集病史，并亲自动手检查操作，这样才能切实提高其临床实际操作技能，锻炼其临床思维能力，故在妇产科学教学中不能只重视数字化教学，而忽视了传统标本和见习、实习的作用，需要将传统教学方式辅以数字化教学培养学生的实践能力和创新能力。数字化教学模式越来越多地应用对教师数字化教学的能力也提出了新的要求，要求教师具备使用和构建数字化教学资源的能力，且要及时更新教学信息、及时答疑解惑。且目前数字化教学尚缺乏良好的评价体系。下一步拟建立学生评价体系，以形成性评价为主、自评和互评相结合客观评价学习效果、反馈学习信息。
4结语
篇9
关键词：3D打印技术数字模型现状发展趋势
中图分类号：TP391.73
1986年，美国科学家查克赫尔开发了第一台商业3D印刷机，此为3D打印技术诞生的标志。但直到20世纪90年代才被关注，应用也主要局限在制造业、航空业等领域，那时叫“快速成型”技术。直到2010年11月，世界上的第一辆由3D打印机打印而成的汽车Urbee问世，3D打印才引起广泛关注。目前全球已有不少公司推出了个人3D打印机，它已在日常生活中开始普及。传统制造技术可谓是“减材制造技术”，而3D打印则是“增材制造技术”，它具有制造成本低、生产周期短等明显优势。因此，3D打印技术将与其他数字化模式一起，推动第三次工业革命的进一步发展。
一、3D打印技术简介
3D打印是快速成型技术的一种，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。
3D打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的。3D打印机是这一技术应用的核心设备。它与普通打印工作原理基本相同，打印机内装有液体或粉末等“打印材料”，与电脑连接后，通过电脑控制把“打印材料”一层一层地叠加起来，最终把计算机上的蓝图变成实物。
目前，3D打印技术常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，可以在很大程度上提升制作的效率和精密程度。它被逐渐用于一些产品的直接制造，已经有使用这种技术打印而成的零部件。该技术在珠宝制作、工业设计、艺术创作、航空航天和地理信息系统等领域都有所应用。除此以外，在医疗产业、建筑设计、服装设计等领域，这一技术的引入也为创新开拓了广阔的空间。如2010年澳大利亚Invetech公司和美国Organovo公司合作，尝试以活体细胞为“墨水”打印人体的组织和器官，是医学领域具有重大意义的创新。
二、3D打印所需的关键技术
3D打印需要依托多个学科领域的尖端技术，至少包括以下几个方面：
首先，在信息技术方面，要有先进的设计软件及数字化工具，辅助设计人员制作出产品的三维数字模型，并且根据模型自动识别出打印的几道工序，以方便自动控制打印器材的走向。
其次，在精密机械方面，3D打印以“每层的叠加”为工作方式，因此，要生产高精度的产品，必须对打印设备的精准程度、稳定性有较高的要求，以确保叠加后的效果能符合人们的预期。
再次，在材料科学方面，用于3D打印的原材料比较特殊，要求必须能够液态化、粉末化和丝化，在打印完成后又能重新结合起来，这一过程对于原材料具有合格的物理和化学性质方面提出了比较高的要求。
三、我国3D打印技术的发展现状
近年来，我国积极探索3D打印技术的研发，初步取得成效。自20世纪90年代初以来，清华大学、西安交通大学、华中科技大学、北京航空航天大学等高校，在3D打印设备制造技术、3D打印材料技术、3D设计与成型软件开发、3D打印工业应用研究等方面，开展了积极的探索，并取得了一些关键性的突破。其中，激光直接加工金属技术发展较快，已基本满足特种零部件的机械性能，有望率先应用于航天、航空设备制造；生物细胞3D打印技术取得显著进展，已可以制造立体的模拟生物组织，为我国生物、医学领域尖端科学研究提供了关键技术支撑。而高校在技术研发过程中，通过专利授予和技术入股等方式成立公司，加快了3D打印技术成果的产业化。目前，国内涌现出数十家3D打印制造设备与服务企业，已初步形成小规模的产业市场。3D打印产业正成为投资热点。不少原来从事数字化技术、材料技术、精密机械技术的企业纷纷考虑投资开发3D打印设备生产和服务。目前，中国已成为美国、日本、德国之后的3D打印设备拥有国。
当然，目前我国3D打印产业尚处于起步阶段，存在一些影响3D打印产业快速发展的问题。首先是缺乏宏观规划和引导。3D打印技术涉及的各大领域，也属于新能源新技术的研发行列中年，但在我国工业转型升级、发展智能制造业、进入创新型国家的相关规划中，对3D打印这一交叉学科的技术总体规划与重视不够。其次，企业对技术研发投入显得不足。我国虽已有几家企业能自主制造3D打印设备，但企业规模普遍较小，研发力量不足。在加工流程稳定性、工件支撑材料生成和处理、部分特种材料的制备技术等诸多具体环节，存在缺陷，难以完全满足制造的需求。
四、3D打印技术未来的发展趋势
3D打印技术将淘汰传统生产线，缩短制作周期，大大减少生产废料，所需原材料用量即将减少到原来的三分之一甚至更少。这一技术在节约成本，提高制作精密度的基础上，还弥补了传统制造的诸多不足。它将在民用市场迅速推广，开启制造业的新的历史开端，并同时为印刷工业带来机遇。
随着智能制造的进一步发展成熟，新的材料技术、控制技术和信息技术等不断被广泛应用在制造I领域，3D打印技术也将被推动式地发展。将来，3D打印技术的发展将体现出通用化、智能化和精密化等主要的趋势。3D打印技术的速度和尺寸在不断提高，其技术在不断优化，应用领域在不断扩展，特别在图形艺术领域，三维模型能够更好地将制作者的想法意图表达出来。一张图可以胜于成百上千个文字的描述。专业人士坚信，个性化或定制化的3D打印可以将一个所想象的三维模型很快呈现在眼前，能够以最快的速度对现有产品进行改进，增长的幅度将超出人们的想象。总之，3D打印技术将会极大地改变社会各种应用的未来！
参考文献：
1.刘欣灵.3D打印机及其工作原理[J].网络与信息，2012，（2）.
篇10
【关键字】制造业数字化，第三次工业革命，江苏
一、第三次工业革命的新技术解读
第三次工业革命的一个重要概念是“制造业数字化”。但“制造业数字化”不是一个全新的概念，在现今的大批量生产方式下就存在制造业数字化。一般来说，设计部门应用支持产品设计和工艺设计的各种图形库、数据库和CAD软件在电脑中产生数字化产品的图样、设计文件和工艺文件，完成产品开发过程的信息化，这就是产品设计的数字化。这一方式在现今的制造业中已经被广泛使用。而第三次工业革命角度下的“制造业数字化”与传统所说的“制造业数字化”在产品设计数字化这一块是相同的，它们的区别在于与产品设计的数字化结合的制造过程所用生产工具不同。为了显示区别，本文把传统模式下的“制造业数字化”称为“制造业自动化”，第三次工业革命下的“制造业数字化”称为“制造业数字化”。
（一）“制造业自动化”的生产工具。在现今的生产模式下，与产品设计的数字化结合的是精密数控装备。具体来说，是将数字化设计产生的数字化模型从电脑里导入数控机床中，机床可以根据数字模型把一个复杂的产品按照程序从毛坯加工到成品。这一过程称之为制造过程的数字化。这样的制造业数字化仍是传统模式的制造业生产方式。即需要先加工零部件再进行组装。生产成本的降低建立在标准化批量生产的基础上。 先进制造业跨国公司通过零部件的标准化、产品模块化以及在全球构建价值网络从而降低成本，获得竞争优势。
（二）“制造业数字化”的生产工具。在第三次工业革命的视角下，与产品设计数字化结合的是快速成型技术。它不需要模具，也不需要切削打磨等一系列过程。而是通过使用粉末状原料，逐层叠加塑形进行制造。这样就大大降低原料用量，大幅降低生产成本。而且这种添加剂型制作流程对规模要求不高，无需生产线。特别适合个性化定制、小批量制作。 这会大大降低中小型企业和个人创业者的进入门槛，生产组织结构可以变得更灵活，更能适应需求的变化。这就带来了一场新的产业革命，生产将从大规模生产线方式再次转化为“家庭作坊式”的生产，从集中生产转为分散生产，从标准化制造转向个性化制造。由此带来的结果是，市场竞争结构发生改变。
二、“制造业数字化”对江苏的影响
（一）江苏要素成本的比较优势可能被削弱。
长久以来，江苏的经济发展主要依靠参与国际分工，加入全球价值链，以人力资源与环境的低价提供获得比较优势来吸引外资。但第三次工业革命的快速成型技术使得小规模的分散式生产成为制造业发展方向。大规模生产的比较优势弱化，要素成本的比较优势也就弱化了。
（二）外资回流可能使江苏省经济发展丧失部分资本动力。
对外资的引进与利用是江苏省经济发展的一个重要动力。但随着第三次工业革命的到来，直接从事生产的劳动力会不断下降，劳动力成本占总成本的比例会越来越小，传统的以廉价劳动力取胜的制造业将发生根本性变化。与此同时，发达国家拥有新型制造装备技术和生产能力，重新获得了在技术密集型和资本密集型方面的比较优势。曾经为寻找低成本要素而从发达国家转出的制造业有可能重新回流，制造业重心向发达国家偏移，外资会流向发达国家，参与发达国家的“再工业化”。
（三）大型企业将面临更大的市场转型压力。
第三次工业革命解决了个性化定制的技术问题。这要求生产者要贴近消费市场，也使得工厂生产转向个体生产，即创意设计者能够从网络上获取产品设计的程序和模板，并借助快速成型设备，将创意瞬间转化为个性化产品，使得创新者瞬间转变为制造者，制造业企业的主要业务将是研发、设计、IT、物流等，主要的环节不再是传统的生产。生产者卖的既是服务，又是产品，分工生产转向融合生产，制造业与服务业之间关系变得越来越密切，产业边界渐趋模糊。大型企业一方面失去了规模优势，另一方面由于结构庞大，对市场反应的灵敏度也比不上小型新兴企业，在未来的竞争中会处于不利地位。
三、江苏产业升级对策
（一）加强研发、大力推进“制造业的数字化”。
新工业革命的核心是“数字化”制造，因此拥有新型制造装备技术和生产能力至关重要。3D打印机现在的应用范围还不广，并没有进入产业化阶段。这是因为3D打印机技术还没有完全成熟，只能在某些产业的某些领域内应用，传统的制造模式目前还是主流。但毫无疑问，3D打印机代表了未来制造业方向，江苏一定要把握这个先机，集中精力突破制造业“数字化”的关键技术，如3D打印机技术、新材料技术，促使制造业从传统的自动化走向数字化。
（二）加强信息平台建设。
个性化制造的要求生产者拥有对消费者的快速响应能力，实现生产与消费的无缝对接。因此，在制造业与服务业的边界变的模糊，两种产业开始融合的未来社会中，信息将扮演越来越重要的作用。江苏应该以现代信息技术为引领，建立供各类市场主体和获取各种信息的技术平台，实现信息交流的畅通，适应第三次工业革命对市场供给与需求对接的更高要求。
（三）积极开展人才储备。
第三次工业革命不仅要求先进制造技术及与其配套的研发人员能够站在技术创新的前沿，而且对生产现场的工人提出了由简单劳动向技能型劳动和知识型劳动提升的要求。江苏应该适应未来制造业对人才的新要求，加快开展有利于前沿技术突破的科研体制改革、有利于知识型员工培养的教育体制改革。积极打造人才高地，引进高层次人才，培育适应第三次工业革命需要的人力资本优势。
参考文献：
