inFORM手勢打印：手勢改變3D打印

      為inFORM-數(shù)字化互動(dòng)展示的視頻中，一名男子站在一個(gè)類似由樂高積木組成的白色正方形“針幕”(pin)前，通過手勢變化“針幕”形狀
　　最近，一個(gè)名為“inFORM - Interacting With a Dynamic Shape Display”(inFORM-數(shù)字化互動(dòng)展示)的視頻在YouTube上推出不超過5個(gè)月，便擁有了超過數(shù)千的點(diǎn)擊量。在這個(gè)視頻中，一名男子站在一個(gè)類似由樂高積木組成的白色正方形“針幕”(pin)前，通過手勢變化“針幕”形狀。通過傳感裝置，該男子用雙手便能隨意地改變“針幕”內(nèi)針的位置和高低，形成連綿的波浪和不斷變化的圖形。他甚至在“針幕”內(nèi)擺放了蘋果和手機(jī)等物品，利用雙手的動(dòng)作讓“針幕”產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)，使手機(jī)和蘋果按照規(guī)定的方式進(jìn)行移動(dòng)。Geek們和科學(xué)家激動(dòng)不已，認(rèn)為這個(gè)可互動(dòng)的、能將3D效果動(dòng)態(tài)呈現(xiàn)的裝置代表了3D打印的未來。

　　可互動(dòng)的視覺化3D效果

　　inFORM是由麻省理工大學(xué)主持研究的一個(gè)科研項(xiàng)目，利用Kinect 傳感器、針幕、投影儀和相關(guān)的聯(lián)動(dòng)裝置組成的3D 動(dòng)態(tài)交互系統(tǒng)。這個(gè)系統(tǒng)打破了“互動(dòng)化將走向虛擬不歸路”的言論，“針幕”的每一根“針”都跟一個(gè)數(shù)控馬達(dá)連在一起。“針幕”就是 inFORM 的輸入屏幕(同時(shí)也是輸出器件)，只不過它實(shí)現(xiàn)的是一種可見可觸的真實(shí)塑形功能。無論現(xiàn)場還是遠(yuǎn)程， inFORM 都允許用戶通過控制“針幕”上針的起伏塑造動(dòng)態(tài)的 3D 模型，或者通過“針幕”運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)物體運(yùn)動(dòng)。其實(shí)，按照字面意思也不難理解，inFORM是一種參與成型的可視化過程。

　　該“針幕”的運(yùn)動(dòng)形態(tài)很像“人浪”，請(qǐng)想象一下北京奧運(yùn)開幕式上有規(guī)律的人龍起伏群體造型藝術(shù)。不僅現(xiàn)場的用戶可以通過手勢觸摸或按壓“針幕”進(jìn)行 3D 塑形，即使在地球另一端的遠(yuǎn)程用戶，也可借助 Kinect 攝像頭體感操作，甚至將手橫穿入感應(yīng)狀態(tài)下的動(dòng)態(tài)造型中，操作“針幕”。當(dāng)然，inFORM允許輸出保留相應(yīng)的數(shù)字文件。雖然目前的“針幕”太過粗糙，建造的模型效果不甚理想，但如果一旦將“針幕”大小細(xì)致到幾毫米甚至幾微米，那么模型的精細(xì)度和可控度將大大提高，產(chǎn)生不可思議的動(dòng)態(tài)成效。

　　“我們使用兩個(gè)Kinects——一個(gè)Kinect安裝在使用者那里，他可以通過兩個(gè)視頻屏幕看到自己模型的動(dòng)態(tài)效果和其他參與者。這個(gè)Kinect可以被安裝在天花板上，用來捕捉任何進(jìn)入該Kinect感應(yīng)區(qū)域的手勢或者其他任何物品，它的數(shù)據(jù)會(huì)被實(shí)時(shí)傳到inFORM的‘針幕’表面，產(chǎn)生3D動(dòng)態(tài)效果。這些動(dòng)態(tài)效果甚至可以用2D顏色在inFORM‘針幕’上加以區(qū)別。另一臺(tái)kinect則被放置在inFORM裝置上空，用于捕捉‘針幕’效果。這樣，使用者就可以和‘針幕’進(jìn)行互動(dòng)，制作想要的模型效果�！甭槭±砉ご髮W(xué)媒體實(shí)驗(yàn)室(MIT Media Lab)的Follmer教授如此解釋inFORM的工作原理，他也是該項(xiàng)目的負(fù)責(zé)人之一。

　　由于inFORM展示出來的效果實(shí)在太過神奇，簡直像是在變魔術(shù)，很多在YouTube上觀看此視頻的人甚至懷疑這是一個(gè)玩笑。“我們可以保證這個(gè)視頻是一個(gè)100%的真實(shí)演示，它沒有一絲一毫的人為干涉�！盕ollmer強(qiáng)調(diào)。

inFORM 允許用戶通過控制“針幕”上針的起伏塑造動(dòng)態(tài)的 3D 模型，或者通過“針幕”帶動(dòng)物體運(yùn)動(dòng)

3D打印的2.0版本

　　這項(xiàng)新興的技術(shù)雖然處于研究階段，它的成本和應(yīng)用規(guī)模尚未得到控制和印證，但該項(xiàng)目成員對(duì)它在未來的實(shí)際應(yīng)用充滿了信心。科技界也對(duì)此興奮不已，在3D打印剛剛蓬勃興盛的當(dāng)下，inFORM手勢打印可能會(huì)對(duì)3D打印產(chǎn)生革命性的影響。

　　3D打印雖然早在一百年前就已被發(fā)現(xiàn)，但形成應(yīng)用、投入生產(chǎn)，還是近幾年的事。3D打印利用逐層打印的方式，軟件通過電腦輔助設(shè)計(jì)技術(shù)(CAD)完成一系列數(shù)字切片，并將這些切片的信息傳送到3D打印機(jī)上，后者會(huì)將連續(xù)的薄型層面堆疊起來，直到一個(gè)固態(tài)物體成型。3D打印機(jī)與傳統(tǒng)打印機(jī)最大的區(qū)別在于它使用的“墨水”是實(shí)實(shí)在在的原材料。從繁多的塑料到金屬、陶瓷以及橡膠類物質(zhì)，大可以盡情想象。有些打印機(jī)還能結(jié)合不同介質(zhì)，令打印出來的物體一頭堅(jiān)硬而另一頭柔軟。

　　3D打印使得企業(yè)在生產(chǎn)部件的時(shí)候不再考慮生產(chǎn)工藝問題，任何復(fù)雜形狀的設(shè)計(jì)均可以通過3D打印機(jī)來實(shí)現(xiàn)。它無需機(jī)械加工或模具，就能直接從計(jì)算機(jī)圖形數(shù)據(jù)中生成任何形狀的物體， 從而極大地縮短了產(chǎn)品的生產(chǎn)周期。這是一個(gè)等待被開拓的廣闊市場，《時(shí)代》周刊甚至將3D打印產(chǎn)業(yè)列為“美國十大增長最快的工業(yè)”。2013年，全球3D打印市場規(guī)模約40億美元，較2012年增長了一倍。其中美國的市場規(guī)模最大，為15億美元；其次是歐洲，為10億美元；中國則為3億美元。據(jù)研究機(jī)構(gòu)Wohlers Associates預(yù)測，2015年該產(chǎn)業(yè)將達(dá)到50億美元，并預(yù)計(jì)在2021年達(dá)到108億美元。

　　inFORM對(duì)3D打印的幫助，在于“可視化”、“可互動(dòng)”。如果公司對(duì)3D打印機(jī)打印出來的效果沒有把握，而涉及打印的材料又價(jià)值高昂，那么，通過inFORM，就可以預(yù)先形成3D打印的模型，并且反復(fù)修改，直至滿意，然后通過inFORM輸出的數(shù)字文件，打印3D成品。這樣就避免了反復(fù)的成品修改和材料浪費(fèi)，讓3D打印低成本化�！翱苫�動(dòng)”則讓遠(yuǎn)程建模變得非常容易，這個(gè)過程甚至可以在遙遠(yuǎn)的航空飛機(jī)上完成。舉個(gè)例子，2013年6月，美國“太空制造”公司宣布，將于明年為國際空間站提供一臺(tái)3D打印機(jī)，供宇航員在軌生產(chǎn)零部件，無需再從地球運(yùn)輸零部件。如果碰到需要實(shí)時(shí)解決的模塊問題，就可以通過遠(yuǎn)在地球的工程師連線inFORM進(jìn)行解決。

　　虛擬交互的實(shí)體未來

　　這種全新的交互方式會(huì)對(duì)哪些行業(yè)產(chǎn)生影響？答案是所有需要造型的行業(yè)。土木工程師、地理學(xué)家、產(chǎn)品設(shè)計(jì)師、城市規(guī)劃專家等，都有可能利用這種更接近原子世界的交互方式創(chuàng)建 3D 原型、探討分享設(shè)計(jì)思路。內(nèi)外科手術(shù)仿真也是它將來可能介入的領(lǐng)域。它遠(yuǎn)程控制桌面物體的功能也很有想象力，比如桌游。

　　Follmer表示，inFORM已經(jīng)在地理數(shù)據(jù)、地形模型和建筑構(gòu)造中取得了一定進(jìn)展�！敖ㄖ�設(shè)計(jì)師可以通過觀看實(shí)體的3D模型來更好地相互理解、討論他們的設(shè)計(jì)。我們正在和MIT的Changing Places小組進(jìn)行這方面的合作�！�

　　更奇妙的是，MIT該項(xiàng)目的媒體實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)開始開發(fā)inFORM的新版本，這個(gè)版本將允許兩人在“針幕”上進(jìn)行互動(dòng)， “這會(huì)讓雙向的遠(yuǎn)程溝通更為便捷”，F(xiàn)ollmer如此認(rèn)為。

　　InFORM讓虛擬互動(dòng)走向了實(shí)體交互的可能。在未來，如果你想和愛人擁有世界上獨(dú)一無二的戒指，可以兩個(gè)人共同設(shè)計(jì)，在inFORM上創(chuàng)造出理想的戒指模型，再利用3D打印機(jī)打印出來。沒有比這更酷的事情了。

inFORM手勢打印

　　2013年，全球3D打印市場規(guī)模約40億美元，較2012年增長了一倍
轉(zhuǎn)自：外灘畫報(bào)