導(dǎo)語：如何才能寫好一篇3d影像，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

[關(guān)鍵詞] 3d電影 立體影像 單鏡頭構(gòu)成 運(yùn)動(dòng)鏡頭設(shè)計(jì)

doi：10.3969/j.issn.1002—6916.2012.19.036

如今，3D電影再次成為引領(lǐng)世界電影產(chǎn)業(yè)發(fā)展的舵手，在全球各地的電影院中如雨后春筍般地開花結(jié)果。在這股3D浪潮中，國(guó)內(nèi)電影人也毫不示弱，從《唐吉可德》、《齊天大圣前傳》、《兔俠傳奇》到今年的《龍門飛甲》，3D電影在國(guó)內(nèi)的發(fā)展勢(shì)頭如火如荼?！洱堥T飛甲》的內(nèi)地票房達(dá)到了5.63億元人民幣，使國(guó)人更加堅(jiān)定了3D電影創(chuàng)作的路線，投資4億元人民幣的真人魔幻3D動(dòng)作片《大鬧天宮》即將上映，已經(jīng)拍過兩集的甄子丹版《葉問》也即將拍攝3D版的《葉問3》。對(duì)于電影藝術(shù)來講，如此異?；鸨?D電影浪潮是一場(chǎng)絢麗的泡沫還是一場(chǎng)革命性的轉(zhuǎn)折？我想作為一名電影人來講，我們不得不應(yīng)該去靜下心來認(rèn)真思考。

在好萊塢以導(dǎo)演詹姆斯·卡梅隆為代表的電影人認(rèn)為3D電影將會(huì)是電影行業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)，著名導(dǎo)演馬丁·斯科塞斯也說：“3D技術(shù)的應(yīng)用不僅是電影制作水平的一種進(jìn)步，也能使電影的內(nèi)容更加豐富。如果我們都從3D電影的角度出發(fā)去構(gòu)思電影，我想那會(huì)是一種很不相同的情況?！盵1]然而，在國(guó)內(nèi)，3D技術(shù)的落后和創(chuàng)新理念的缺乏令許多電影工作者雖然表面上激烈追捧3D電影，可是在實(shí)際創(chuàng)作時(shí)又變得有些謹(jǐn)慎與保守，《龍門飛甲》劇組請(qǐng)到了《阿凡達(dá)》的特效指導(dǎo)保駕護(hù)航，《大鬧天宮》劇組選擇了《愛麗斯夢(mèng)游仙境》和《星球大戰(zhàn)》的視覺特效作為3D視覺效果的監(jiān)督。因此，鑒于目前國(guó)內(nèi)3D創(chuàng)作的現(xiàn)狀，筆者認(rèn)為，作為3D電影工作者不能僅僅局限于“拿來主義”，我們應(yīng)該深入鉆研3D電影立體影像的創(chuàng)作規(guī)律，探索出一條適宜于拍攝3D立體影像的創(chuàng)作手法。

3D電影的立體影像生動(dòng)逼真、活靈活現(xiàn)，大大加強(qiáng)了電影畫面的視覺沖擊力，往往給人以身臨其境之感。早先的3D電影大量與需要強(qiáng)化視覺沖擊力的恐怖電影和動(dòng)畫電影相結(jié)合，然而，現(xiàn)在的3D電影題材形式已經(jīng)多樣化，大量以敘事為主要任務(wù)的劇情片也都開始采用3D電影的形式來拍攝。相比傳統(tǒng)電影，3D電影只是一種形式上的改頭換面，它從本質(zhì)上改變不了電影，3D電影的立體影像只有能夠恰如其分地為電影內(nèi)容服務(wù)，才能從本質(zhì)上推進(jìn)3D電影的向前發(fā)展。因此，3D立體影像的攝影師，在實(shí)際創(chuàng)作的時(shí)候，其影像創(chuàng)作的思維方式、拍攝技巧、鏡頭銜接等方面勢(shì)必要區(qū)別于傳統(tǒng)電影的攝制手法。本文定位于3D電影立體影像的構(gòu)成，著重從立體影像特點(diǎn)、拍攝技巧和影像構(gòu)成細(xì)節(jié)等方面展開討論。

一、3D立體影像之源

3D立體影像的呈現(xiàn)是利用了人眼識(shí)別立體世界的原理發(fā)明出來的，人眼的左右眼相距大約6厘米左右，左眼和右眼看到同一景物的影像并不是完全一致的，影像之間存在一定的像差，這種像差的微弱區(qū)別使人的大腦感受到了景物的縱深感和立體感。大腦解析出來的影像立體感是和左右眼影像的區(qū)分度有關(guān)聯(lián)的，當(dāng)兩眼捕捉到的影像之間區(qū)分度較大的時(shí)候，人眼看到的影像立體感就隨其加強(qiáng)，當(dāng)影像之間的區(qū)分度較小甚至重疊的時(shí)候，影像立體感就減弱。

同樣，3D電影中立體影像的拍攝與再現(xiàn)也是根據(jù)人眼識(shí)別立體影像的方式創(chuàng)作的。目前的3D影像創(chuàng)作主要是通過三個(gè)方式實(shí)現(xiàn)的，第一種是通過CG計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)制作，大量的3D立體動(dòng)畫電影都是通過這種方式實(shí)現(xiàn)的。2011年，我國(guó)原創(chuàng)3D立體動(dòng)畫電影《兔俠傳奇》即是最好的例證，該片90分鐘全部是3D效果，創(chuàng)下了當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)電影最長(zhǎng)3D效果時(shí)間，獲得了第14屆中國(guó)電影華表獎(jiǎng)優(yōu)秀動(dòng)畫影片、優(yōu)秀電影技術(shù)提名及第28屆中國(guó)電影金雞獎(jiǎng)最佳美術(shù)片獎(jiǎng)等多個(gè)獎(jiǎng)項(xiàng)。第二個(gè)3D立體影像的來源是利用3D轉(zhuǎn)換技術(shù)，通過計(jì)算機(jī)圖形軟件運(yùn)用3D圖形學(xué)的渲染技術(shù)制造出透視感和距離感，從而將傳統(tǒng)2D電影的影像轉(zhuǎn)換成3D立體影像。2012年4月，曾經(jīng)風(fēng)靡一時(shí)的好萊塢經(jīng)典電影《泰坦尼克號(hào)》經(jīng)導(dǎo)演詹姆斯·卡梅隆團(tuán)隊(duì)之手花費(fèi)了1800萬美元轉(zhuǎn)換成了3D版本，披上3D外衣的《泰坦尼克號(hào)》上映一個(gè)月即賺到了9億元人民幣的票房，再一次掀起了人們對(duì)3D立體電影關(guān)注的熱潮。3D立體影像的第三個(gè)來源即是采用兩臺(tái)間距接近人眼雙眼距離的攝影機(jī)進(jìn)行拍攝，模擬人的雙眼拍攝出左右相近的兩個(gè)影像，放映的時(shí)候采用色差式、偏振式或主動(dòng)快門式等方法，以使左、右兩臺(tái)攝影機(jī)拍攝的畫面分別被人眼的左、右眼各自接受，最后觀眾通過大腦的識(shí)別處理結(jié)構(gòu)出立體的影像。嚴(yán)格來講，這兩臺(tái)攝影機(jī)機(jī)身鏡頭的型號(hào)、性能特點(diǎn)均需完全匹配，以保證兩個(gè)影像技術(shù)參數(shù)的一致性。2011年12月IMAX 3D武俠動(dòng)作電影《龍門飛甲》上映，為了保證3D效果的逼真性和雙機(jī)畫面的嚴(yán)格一致性，該片所用的攝影設(shè)備就是專門從RED公司特意定制的RED ONE數(shù)字?jǐn)z影機(jī)，攝制組最多的時(shí)候用到了4套相同的攝影系統(tǒng)。

二、3D立體影像之構(gòu)成

篇2

從1839年人類發(fā)現(xiàn)3D的基本原理，到3D影像成為現(xiàn)實(shí)，人類花T2D0多年的時(shí)間。2010年的CES全球消費(fèi)電子展，吹響了3D高清影像的號(hào)角，3D已經(jīng)觸手可及!

19世紀(jì)末

英國(guó)電影先驅(qū)威廉?弗萊斯?格林(William Friese-Greene)發(fā)明了世界上第一套放映和觀看3D電影的裝置，這一裝置實(shí)現(xiàn)的原理是播放時(shí)同時(shí)在銀幕上放映兩個(gè)畫面，而觀眾則通過特殊的眼鏡來得到立體感的觀看效果。不過因?yàn)檠b置設(shè)備過于復(fù)雜會(huì)給電影院帶來不小的負(fù)擔(dān)，因此格林的方案并未得以推廣。

1900年

弗雷德里克?尤金?艾維斯(FrederickEuqene Ives)發(fā)明了立體攝像機(jī)它模仿了人眼視差的機(jī)理一兩個(gè)鏡頭并排并相距4.5cm，使用時(shí)同時(shí)攝錄，這一3D影像錄制方案也成為了現(xiàn)代3D影像錄制方案的雛形。

1953年

哥倫比亞和華納公司推出《黑暗中的人(Man in the Dark)》和《蠟像館(House of Wax)》兩部3D影片，其中《蠟像館》還首次提供了立體聲效果。兩部影片都獲得了巨大的票房，也由此帶動(dòng)了商業(yè)3D電影的普及，在此之后幾乎所有主流的制片公司都加入到了3D電影的制作當(dāng)中。

20世紀(jì)70年代

在20世紀(jì)70年代，阿蘭?西里芬特(AllanSilliphant)和克里斯?戈登(ChrisGordon)發(fā)明了“Stereovision”專利技術(shù)。這一技術(shù)的核心是把左右眼看到的畫面交替地印在一套普通35mm的電影膠片上，放映機(jī)以48fps(通常速度是24fps)的速度放映，放映鏡頭前再加上一個(gè)周期轉(zhuǎn)動(dòng)的遮光板，因?yàn)槿搜鄣囊曈X暫留時(shí)間是24fps，所以觀眾并不會(huì)發(fā)覺電影其實(shí)是兩套畫面交替播放的，由此就實(shí)現(xiàn)了3D的效果。

1915年6月10日

《火車大盜》的導(dǎo)演埃德溫?波特(Edwin S.Porter)和威廉?瓦德爾(William E.Waddell)在紐約的阿斯特戲院試驗(yàn)他們的紅綠立體電影，現(xiàn)場(chǎng)只有惟一一位觀眾，播放的也只是測(cè)試片段，而不是完整電影。

1922年9月27日

在紅綠立體電影模式的基礎(chǔ)上，1922年9月27日，由電影人哈利?費(fèi)爾奧(Harry K.Fairall)和攝像師羅伯特?艾爾德(Robert F.Elder)制作的3D電影《愛的力量(The Power ofLove)》在洛杉磯大使飯店戲院放映一雖然現(xiàn)場(chǎng)同樣只有位觀眾，但這卻成為3D電影歷史上的第一次商業(yè)放映。

1936年

雅各布?萊溫賽爾(JacobLeventhal)和約翰?諾林(JohnNorlinq)為米高梅公司拍攝了短片《Audioscopiks》系列，觀看電影同樣需要專門的眼鏡，影片情節(jié)不怎么樣，但突出了運(yùn)動(dòng)的物體，尤其是沖著觀眾“飛來”的物體，把3D電影帶來的真實(shí)和震撼的效果表現(xiàn)得淋漓盡致。當(dāng)時(shí)正值經(jīng)濟(jì)大蕭條時(shí)期，“刺激”的3D電影也因此成為了很多人緩解壓力的方式，這一系列影片獲得了當(dāng)年奧斯卡最佳短片獎(jiǎng)的提名。

20世紀(jì)80～90年代

除開一戰(zhàn)和二戰(zhàn)，3D電影的發(fā)展歷程當(dāng)中有兩段低谷期，而原因都大同小異――因?yàn)?D電影在技術(shù)上并不足以持續(xù)地產(chǎn)生吸引力，達(dá)不到高品質(zhì)高水平：另一方面，在突出3D效果之外，3D電影的內(nèi)容和故事情節(jié)往往非常的單薄。所以人們?cè)谝淮螄L鮮之后，就很難有興趣再次去體驗(yàn)，3D電影也更多地只存在于游樂園等游樂場(chǎng)所，作為一個(gè)游戲項(xiàng)目來向人們提供。即便在此期間IMAX影院已經(jīng)誕生，但低谷期仍然持續(xù)到了21世紀(jì)。

2003～2008年

無論如何，3D始終是電影未來的發(fā)展趨勢(shì)，因此在低谷當(dāng)中希望、不斷地積累并且厚積薄發(fā)就是必然的了。進(jìn)入21世紀(jì)之后，數(shù)字電影的概念成為熱門，科技領(lǐng)域、電影人、電影工作室等各方呼應(yīng)，加上有斯皮爾伯格、卡梅隆等“技術(shù)狂熱”分子的身體力行，使得3D電影開始進(jìn)入到快速完善和成熟的軌道。這期間誕生了眾多著名影片。

2009年至今

到了2009年，3D電影呈現(xiàn)“井噴”，大量新片都推出了3D版本，它們和普通2D版一起，為觀眾帶來了更多的選擇和更加高品質(zhì)的視覺體驗(yàn)，而諸如夢(mèng)工廠等業(yè)界大牌都紛紛過渡到3D時(shí)代。以《飛屋環(huán)游記(Up)》、《冰河世紀(jì)3(IceAge 3)》、《死神來了4(The FinalDestination)》等為代表的大片紛紛出現(xiàn)，到最新的耗資3億美元的《阿凡達(dá)(Avatar)》在全球的火爆上映已經(jīng)標(biāo)志著3D電影進(jìn)入了一個(gè)全新的時(shí)代。

3D零距離

MOVIE：地心游記Joumey to the Centerof the Earth

上映時(shí)間：2008年

由作家凡爾納同名小說改編，講述李登布羅克教授在一本古老的書籍里偶然得到了一張羊皮紙，從而展開的地心旅行，是首部在國(guó)內(nèi)上映的真人3D電影。

閃電狗Bolt

上映時(shí)間：2008年波特一直生活在電影的場(chǎng)景之中，它一直以為自己擁有超能力。而當(dāng)它走出“楚門的世界”，它將面對(duì)的則是困難重重的尋找自我之旅。

飛屋環(huán)游記Up

上映時(shí)間：2009年

皮克斯首部3D動(dòng)畫電影。影片講過的是78歲的氣球商人卡爾老先生，為實(shí)現(xiàn)妻子夢(mèng)想，用上萬個(gè)氣球打造飛屋旅行，而“不速之客”――10歲的亞裔男孩羅素則成為旅行中最好的伙伴。

GAME：極品飛車13

變速NeedforSpeed：Shift

擁有完全擬真的逼真駕駛體驗(yàn)，完美的鏡頭以及緊張激烈，極富邏輯與巔峰造根的游戲過程，使得Need for Speed：Shifl被評(píng)為現(xiàn)今為止最好的賽車游戲。

生化危機(jī)5 Resident Evil 5

當(dāng)惡心、恐怖的喪尸向你撲面而來的時(shí)候，可不要讓3D所帶來的真實(shí)壓迫感嚇破了膽。

魔獸世界Word of WarCraft

時(shí)下最流行的網(wǎng)絡(luò)游戲――WOW同樣支持3D顯示。全新的3D技術(shù)，絕對(duì)能讓你感受到另一個(gè)更加真實(shí)的魔獸世界。

FIFA 2010

EA公司旗下所有游戲全面支持3D顯示，作為最受歡迎的FIFA系列，當(dāng)然不會(huì)例外。

豚鼠特工隊(duì)G-ForCe

上映時(shí)間：2009年

幾只圓圓滾滾的倉鼠被訓(xùn)練成最優(yōu)秀的特工，它們要面對(duì)的是人類與自我的質(zhì)疑，以及拯救地球、維護(hù)世界和平的重任。

怪獸大戰(zhàn)外星人Monster vs.Aliens

上映時(shí)間：2009年

小女孩蘇珊?墨菲在被隕石砸中后便開始瘋狂長(zhǎng)大。已經(jīng)十幾米高的她被帶到軍方的秘密研究基地，在這里她認(rèn)識(shí)了許多難以置信的怪物們。面對(duì)突如其來的外星人入侵，蘇珊和她的怪物朋友們向外星人發(fā)起了挑戰(zhàn)。

冰河世紀(jì)3：恐龍的黎明

IceAge3：Dawn of the DinoSaurs

上映時(shí)間：2009年

深受歡迎的冰河世紀(jì)系列在第三部全面3D化。在最新的冰河世紀(jì)里，愛吃堅(jiān)果的小松鼠又帶領(lǐng)我們來到了冰河時(shí)期。我們的主角們?cè)诳铸垥r(shí)代的末期與這群陸地霸王展開了新的旅行。

阿凡達(dá)Avatar

上映時(shí)間：2010年

毫無疑問，史上最具震撼力的3D影片非詹姆斯?卡梅隆的新作――《阿凡達(dá)》莫屬。未來的地球向外星系擴(kuò)張為取得潘多拉星球的資源，他們巨動(dòng)了阿凡達(dá)計(jì)劃，而等待他們的，卻是無盡的反抗。

PRODUCTS：富士FinePix Real 3D W1數(shù)碼相機(jī)

史上第一款可以錄制并裸眼回放3D靜態(tài)照片和動(dòng)態(tài)視頻的數(shù)碼相機(jī)。

華碩G51J

華碩與NVIDIA合作推出的全球首款支持3D顯示的筆記本電腦。作為華碩旗下的頂級(jí)娛樂筆記本電腦，3D的加入無疑使它如虎添翼。

三星2233RZ 3D顯示器

三星2233RZ擁有20000：1的超高對(duì)比度，借助120Hz的刷新率和3D眼鏡，它能夠呈現(xiàn)流暢動(dòng)人的3D畫面。

篇3

什么是DIY雙機(jī)

在這次專訪開始之際，首先在3D技術(shù)上，石先生就給出了非常自信的觀點(diǎn)，他認(rèn)為3D技術(shù)已經(jīng)逐漸融入了普通用戶的生活，而3D技術(shù)必將成為今后的主流。談到DIY雙機(jī)設(shè)備，石川林先生也保持了高度的熱情，詳細(xì)地向我介紹了DIY雙機(jī)設(shè)備的原理：所謂雙機(jī)拍攝，是將兩架或多架機(jī)固定在一起，并根據(jù)拍攝對(duì)象的遠(yuǎn)近調(diào)整相機(jī)的間距。不管是立體攝影還是立體攝像，如立體攝影的被攝體相距太遠(yuǎn)，在立體照片上也沒有立體效果。所以，通常可選擇3～4米左右的物體為主體。拍攝遠(yuǎn)處的建筑及山脈時(shí)，要表現(xiàn)較肉眼所視立體感更強(qiáng)的畫面，可將左右攝影間隔展寬。近拍攝時(shí)則相反，雙機(jī)間距要較人眼的短。

這樣的DIY自主機(jī)也有一定的優(yōu)勢(shì)，比如可以白行調(diào)整雙機(jī)的間距，以達(dá)到想要的效果。如(圖1)所示，這是石川林先生自己DIY的雙機(jī)機(jī)器，用的兩臺(tái)索尼卡片機(jī)制作而成，支架部分可以自行調(diào)節(jié)相機(jī)問的距離，為玩家提供了很大的操作空間，特別是一些專業(yè)的3D拍攝玩家。

DIY雙機(jī)和一體3D相機(jī)有什么優(yōu)劣

篇4

在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)迅速發(fā)展的沖擊下，文化藝術(shù)與科技的結(jié)合已經(jīng)成為當(dāng)代藝術(shù)創(chuàng)作的主流，藝術(shù)創(chuàng)作中的繪畫、雕塑、攝影等藝術(shù)形式更是在創(chuàng)作的內(nèi)容和主題上都受到了數(shù)字科技的影響并且呈現(xiàn)出多元化的現(xiàn)象?？v看高清3D數(shù)字影像這門新興的學(xué)科，它的出現(xiàn)，必將會(huì)帶給我們新的視覺感受，對(duì)傳統(tǒng)美學(xué)從形式到內(nèi)容上都會(huì)產(chǎn)生新的認(rèn)識(shí)，也會(huì)提高大眾對(duì)藝術(shù)品的鑒賞層次。數(shù)字影像技術(shù)是在當(dāng)前數(shù)字科技高速發(fā)展的背景下產(chǎn)生的新技術(shù)，它的出現(xiàn)將會(huì)為記錄、傳播各類文化藝術(shù)作品從方式與途徑上提供更多的可能性。這項(xiàng)技術(shù)是在原本已經(jīng)成熟的2D數(shù)字影像的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種以數(shù)字藝術(shù)為基礎(chǔ)的新的藝術(shù)傳播和表現(xiàn)形式。

1與傳統(tǒng)的平面、二維的展示與傳播方式的對(duì)比

第一，高清3D數(shù)字影像具備高清晰度的圖像分辨率，圖像的質(zhì)量有了很大的提高，也可以說是革命性的提高，因?yàn)楝F(xiàn)在的高清技術(shù)，已經(jīng)發(fā)展到可以消失視覺能看到的像素點(diǎn)，這一特點(diǎn)將會(huì)使觀者足不出戶就可以看到文化藝術(shù)作品的細(xì)節(jié)，比如油畫書法作品的色彩和筆觸，環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)中的材質(zhì)和細(xì)節(jié)。第二，專業(yè)的審美角度和高質(zhì)量的清晰度結(jié)合合適的燈光角度，使觀者能夠看到比實(shí)物在眼前更多的細(xì)節(jié)和美。第三，高清3D數(shù)字影像跳脫傳統(tǒng)二維圖片的束縛，立體成像技術(shù)可以使文化藝術(shù)品在三維的虛擬立體空間內(nèi)展現(xiàn)，如環(huán)境藝術(shù)中的園林、建筑、雕塑、以及工藝品等等，其空間感、體量感、材質(zhì)、結(jié)構(gòu)、光影等藝術(shù)特質(zhì)將會(huì)展現(xiàn)出新的面貌。

2對(duì)文化藝術(shù)鑒賞的作用和意義

眾所周知，同一個(gè)物體從不同的角度觀察，會(huì)帶給人不同的審美感受。雕塑、展陳設(shè)計(jì)以及現(xiàn)代的建筑都是要通過多角度的觀察去欣賞的，單從某一個(gè)視角很難領(lǐng)略到建筑陳設(shè)的現(xiàn)場(chǎng)感，存在于三維空間的藝術(shù)品和建筑也很難通過語言和二維圖片詮釋清楚。我們知道，普通人在觀察一個(gè)建筑空間環(huán)境或雕塑藝術(shù)品是往往受第一眼的感受也就是第一印象影響，而這個(gè)第一印象往往取決于道路規(guī)劃的設(shè)計(jì)安排，但建筑和雕塑藝術(shù)卻并不只是從某一個(gè)角度來定義的，它們都屬于多角度的藝術(shù)，是由多個(gè)完美角度組合而成，高清3D數(shù)字影像不僅能生動(dòng)真實(shí)的還原設(shè)計(jì)師的理念，還能通過創(chuàng)新的科技手段展示其文化藝術(shù)的多樣性。高清3D數(shù)字影像可以透過攝影師的專業(yè)眼光打造出二度自然的新空間。引發(fā)觀眾的互動(dòng)的反應(yīng)，吸引觀者的注意力，并不受時(shí)空的限制，在短時(shí)間內(nèi)可以傳播大量的立體圖像信息，采用這一技術(shù)將會(huì)更好的激發(fā)學(xué)習(xí)者的興趣，促進(jìn)文化藝術(shù)的創(chuàng)新和再創(chuàng)造，同時(shí)具有便于數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理存檔的優(yōu)點(diǎn)，對(duì)中國(guó)文化藝術(shù)的鑒賞和普及具有重大的意義。

3我國(guó)高清3D數(shù)字影像技術(shù)取得的成就

以2010年上海世博會(huì)為例，我們知道世博會(huì)是一個(gè)國(guó)際性的博覽盛會(huì)，也是一個(gè)結(jié)束后就會(huì)拆除和消失的展會(huì)，在這個(gè)展會(huì)期間會(huì)集中展現(xiàn)各國(guó)的科技、人文、建筑、文化藝術(shù)等等各方面的成就。而且，每一屆展會(huì)都會(huì)根據(jù)舉辦的不同國(guó)家城市提出不同的文化主題，各國(guó)也會(huì)根據(jù)自己的文化歷史和科學(xué)技術(shù)展現(xiàn)爭(zhēng)奇斗艷的建筑空間環(huán)境設(shè)計(jì)，如2010年世博會(huì)德國(guó)館的設(shè)計(jì)，從外墻的材質(zhì)運(yùn)用到建筑空間的組合關(guān)系，都帶給人一種現(xiàn)代高科技和未來城市的奇幻感覺，這種充滿奇思妙想的設(shè)計(jì)規(guī)劃，無一不體現(xiàn)現(xiàn)代科技和藝術(shù)帶給人們的審美震撼。德國(guó)館的造型設(shè)計(jì)整體是由異形的不規(guī)則幾何體構(gòu)成，在如此造型奇特壯美的建筑中漫步，體會(huì)三維立體空間中的光與影；疏與密的完美結(jié)構(gòu)和材質(zhì)細(xì)節(jié)，整個(gè)建筑就如同一座可以漫步其中的三維空間雕塑。但世博會(huì)的建筑物都只是臨時(shí)搭建，展會(huì)結(jié)束后就會(huì)拆除，怎樣才能將這樣一件臨時(shí)的藝術(shù)佳作保留下來，我國(guó)世博會(huì)主辦方大膽采用高清3D數(shù)字影像技術(shù)將這一世界性的盛會(huì)完整的記錄了下來，并拍攝了著名的高清3D數(shù)字記錄電影《世博之光》，該片在2012年2月國(guó)際3D學(xué)會(huì)主辦的第三屆3D創(chuàng)作藝術(shù)獎(jiǎng)評(píng)選中獲得評(píng)委會(huì)獎(jiǎng)。這也是中國(guó)3D影片首次獲得這一高級(jí)別的國(guó)際殊榮。國(guó)際3D學(xué)會(huì)主席吉姆•查賓在頒獎(jiǎng)典禮結(jié)束后曾接受新華社記者的采訪，他說“祝賀中國(guó)的3D制作者。他們將為自己的成就自豪。中國(guó)的3D電影制作者們正在創(chuàng)造出世界級(jí)的電影！”這是國(guó)際上對(duì)中國(guó)主流電影的肯定，也是對(duì)中國(guó)高清3D影像技術(shù)的高度認(rèn)可，這項(xiàng)新技術(shù)讓我們現(xiàn)在無疑是走在世界前列的。

4結(jié)語

篇5

【關(guān)鍵詞】　3D 視差 視差深度 眼鏡3D 裸眼3D

一．3D顯示技術(shù)的形成

早在19世紀(jì)攝影技術(shù)剛剛起步時(shí)，人們就用2臺(tái)性能和參數(shù)完全相同的相機(jī)并列，模擬人的左右兩眼，同時(shí)拍下2張有著些微差異的相片，之后再透過平行視線法、交叉視線法或類似雙筒望遠(yuǎn)鏡的專屬觀看設(shè)備等，讓人的左右兩眼分別觀看2張并列拍攝的相片，以重現(xiàn)“視差”，藉以模擬出立體視覺。

兩個(gè)世紀(jì)以來，人類由此逐步研究出各種3D顯示技術(shù)，主要分為眼鏡3D與裸眼3D兩大類型（見表1）。

二．眼鏡類3D顯示技術(shù)

眼鏡類3D顯示技術(shù)，主要是利用光學(xué)原理的特制眼鏡來實(shí)現(xiàn)。目前市場(chǎng)應(yīng)用的眼鏡類3D，從技術(shù)層面來看主要有快門式和偏光式兩種（見表2），從觀看方式來看主要有被動(dòng)觀看和主動(dòng)觀看兩種。

1.被動(dòng)觀看式

被動(dòng)觀看式的3D眼鏡，是由單純的鏡片＋鏡架所構(gòu)成，不牽涉到任何機(jī)械或電子裝置，主要有紅藍(lán)濾色片式3D眼鏡類和偏光式3D眼鏡類兩種，基本原理都是運(yùn)用光學(xué)方式讓左右兩眼觀看到具備視差的圖像。

2.主動(dòng)觀看式

主動(dòng)觀看式的3D眼鏡，是利用眼鏡本身的主動(dòng)運(yùn)作來顯示3D效果，有雙顯示器式3D眼鏡類和液晶式3D眼鏡類兩種。

（1）雙顯示器式3D眼鏡類

雙顯示器式雖然無法提供多人觀看的需求，但仍就算是主動(dòng)式3D眼鏡類的一種，其原理是運(yùn)用左右眼鏡中配置的兩組小型顯示器來分別顯示左右畫面，以形成3D效果。

由于必須配置兩組獨(dú)立的小型顯示器，只能讓單人觀看。通常應(yīng)用在特殊場(chǎng)合，如搭配頭部偵測(cè)應(yīng)用在虛擬實(shí)境觀看的便攜式播放器、游戲機(jī)（任天堂在1995年推出的便攜式游戲機(jī)Virtual　Boy頭戴式顯示器就屬此類）等。

（2）液晶式3D眼鏡類

液晶式的3D眼鏡，由主動(dòng)液晶鏡片構(gòu)成，其原理是利用電場(chǎng)來改變液晶透光的狀態(tài)，以每秒數(shù)十次的頻率交替遮蔽左右兩眼視線，播放時(shí)只要交替顯示左右兩眼畫面，再利用同步信號(hào)讓液晶式3D眼鏡與畫面同步工作，當(dāng)播出左眼畫面時(shí)讓右眼鏡片變黑、播出右眼畫面時(shí)讓左眼鏡片變黑，最終形成3D效果，但這種交替遮蔽會(huì)影響畫面的亮度。

液晶式3D不需要濾色或偏光等特殊播放設(shè)備，只要提升播放畫面的交替頻率及添加同步信號(hào)發(fā)送裝置，很適合大尺寸屏幕，供多人觀賞的需求，是目前3D電影和3D電視的主要方式，包括PC上由NVIDIA推出的3D　Vision，以及目前各大廠商狂推猛打的3D電視機(jī)等產(chǎn)品，都采用了此類技術(shù)。

由于液晶式的畫面是采左右交替播放，同一時(shí)間內(nèi)只有一只眼睛能看到畫面，因此當(dāng)開啟3D顯示模式時(shí)，畫面刷新頻率會(huì)變?yōu)樵瓉淼囊话搿．?dāng)每秒60次交替頻率時(shí)，畫面刷新頻率會(huì)降到每秒30次，會(huì)讓觀看者感受到明顯的閃爍。因此目前各廠商所推出的方案都是將刷新頻率加倍到每秒120次，以解決閃爍的問題。

三．裸眼類3D顯示技術(shù)

如前所述，眼鏡類的3D顯示技術(shù)是通過眼鏡將左右圖像分離出來，并分別送到觀看者的左右兩眼中，實(shí)現(xiàn)3D效果。而裸眼類的3D顯示技術(shù)則是通過調(diào)節(jié)光的角度使左右兩個(gè)圖像分離出來，并分別送到觀看者的左右兩眼中，以實(shí)現(xiàn)3D效果。

如今的裸眼類3D顯示技術(shù)，組合了目前人類最新面板制造技術(shù)和引擎軟件技術(shù)，一方面，在生產(chǎn)制造方面，采用在液晶面板前方配置雙凸透鏡的全景圖像（Integral　Imaging）方式顯示，即在同一個(gè)屏幕上，以分割區(qū)域顯示（空間多功裸眼3D技術(shù)）和切割時(shí)間顯示（分時(shí)多功裸眼3D技術(shù)）來實(shí)現(xiàn)3D顯示（見表3）。另一方面，在圖像顯示方面，通過計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)，將已有的2D圖像和3D圖像的左右兩眼的視差，轉(zhuǎn)換為9視差的3D圖像。

從當(dāng)前裸眼類3D顯示技術(shù)形式來看，有光屏障式（Barrier）、柱狀透鏡（Lenticular　Lens）、多層顯示（Multi　Layer　Display）和指向光源（Directional　Backlight）等幾種，目前光屏障式和柱狀透鏡式兩種技術(shù)已進(jìn)入商業(yè)應(yīng)用階段。

1.光屏障式技術(shù)

裸眼類的光屏障式技術(shù)與眼鏡類的偏光式技術(shù)（目前3D電影廣泛采用）有些相似，不過一個(gè)要戴眼鏡，一個(gè)不要。

光屏障式又稱光屏蔽式、視差障壁（Parallax　Barrier）、視差屏障（Parallax　Barriers）等等，這主要是研制廠商的技術(shù)細(xì)節(jié)不同所至。

（1）視差障壁式

該技術(shù)是由夏普歐洲實(shí)驗(yàn)室研制，實(shí)現(xiàn)方法是使用一個(gè)開關(guān)液晶屏、偏振膜和高分子液晶層，利用液晶層和偏振膜制造出一系列方向?yàn)?0°的垂直條紋。這些條紋寬幾十微米，通過它們的光就形成了垂直的細(xì)條柵模式，故稱之為“視差障壁”。

視差障壁安置在背光模塊及LCD面板間，在3D模式下，應(yīng)該由左眼看到的圖像顯示在液晶屏上時(shí)，不透明的條紋會(huì)遮擋右眼；應(yīng)該由右眼看到的圖像，不透明的條紋會(huì)遮擋左眼，通過將左右兩眼的可視畫面分開，使觀看者看到3D畫面。

（2）可開關(guān)液晶視差屏障式

可開關(guān)液晶視差屏障式3D，是目前最廣泛應(yīng)用于可攜式裝置的方式，包括夏普與日立都不約而同的在任天堂發(fā)表N3DS（是一款由日本任天堂推出的便攜式游戲機(jī)，最大特點(diǎn)之一是利用了稱為“Autostereoscopy”的技術(shù)，即讓使用者不配戴任何特殊眼鏡即可感受到3D圖像效果）后，緊接著開發(fā)了各自裸眼3D手機(jī)應(yīng)用的視差屏障式3D顯示屏幕。其中夏普的產(chǎn)品將液晶屏障與觸控薄膜整合在一起，而且同時(shí)支持橫拿與直拿的應(yīng)用，比較符合N3DS的需求。

2.柱狀透鏡技術(shù)

柱狀透鏡技術(shù)，又被稱為雙凸透鏡或微柱透鏡技術(shù)，主要代表廠商有飛利浦和我國(guó)朗辰電子科技。

該技術(shù)是通過在液晶面板上加上特殊的精密柱面透鏡屏，將經(jīng)過編碼處理的3D圖像獨(dú)立送入人的左右兩眼，從而可以裸眼體驗(yàn)3D，同時(shí)兼容2D，它相比光屏障式技術(shù)最大的優(yōu)點(diǎn)是其亮度不會(huì)受到影響，但觀測(cè)視角寬度會(huì)稍小。

不過像素間的間隙也會(huì)被放大，因此不是簡(jiǎn)單地疊加子像素，柱透鏡與像素列不是平行的，而是成一定的角度。這樣就可以使每一組子像素重復(fù)投射視區(qū)，而不是只投射一組視差圖像。

柱狀透鏡式可以在多個(gè)角度下產(chǎn)生3D效果，適用于多人觀看的場(chǎng)合，不過在不合適的角度觀看時(shí)會(huì)出現(xiàn)影像重疊的狀況。一般的柱狀透鏡是固定貼附在屏幕表面，而且是以單一方向排列，因此無法切換顯示模式，水平解析度會(huì)降為原本的一半，畫質(zhì)也會(huì)受到透鏡折射影響，屏幕旋轉(zhuǎn)　90度時(shí)就無法呈現(xiàn)3D感。不過也有廠商研發(fā)在柱狀透鏡中注入液晶來改變聚焦特性的技術(shù)，可關(guān)閉透鏡的折射效果切換成2D顯示模式。

3.多層顯示技術(shù)

該技術(shù)簡(jiǎn)稱MLD技術(shù)，是美國(guó)Pure　Depth公司在2009年4月研發(fā)，這種技術(shù)能夠通過一定間隔重疊的兩塊液晶面板，實(shí)現(xiàn)裸眼觀看3D文字及3D圖像。與柱狀透鏡技術(shù)相比，有以下優(yōu)點(diǎn)：

（1）觀看3D圖像時(shí)，用戶不會(huì)產(chǎn)生眩暈、頭疼及眼睛疲勞等副作用；

（2）3D顯示時(shí)，屏幕的分辨率不會(huì)降低；

（3）可組合顯示文字等2D圖像和3D圖像；

（4）對(duì)觀看3D圖像的視野及角度沒有太大的限制，通俗點(diǎn)說就是可視角度足夠大。

目前，采用MLD技術(shù)的顯示設(shè)備，已經(jīng)在美國(guó)拉斯維加斯的部分娛樂場(chǎng)所得到了應(yīng)用，并取得了良好的效果。

4.深度融合式3D顯示（Depth-fused　3D）

該技術(shù)由日立公司研發(fā)，產(chǎn)品問世已久不過應(yīng)用層面有限。是將兩片液晶面板前后重疊在一起，分別在前后兩片液晶面板上以不同亮度顯示前景與后景的影像，藉由實(shí)體的深淺差異來呈現(xiàn)出景深效果。

由于深度融合式并不像其他方式是以模擬兩眼視差來產(chǎn)生立體感，而是讓畫面真正具備前景與后景的差別，能讓觀看者兩眼視線的焦點(diǎn)自然落在畫面位置并感受到景深，因此觀看時(shí)眼睛不感到疲勞。不過受限于前后景重疊時(shí)的角度偏移不能太大，因此適合觀看的角度有限，加上需要重疊兩片液晶面板來構(gòu)成，因此不但體積較大，而且成本也較高。

5.指向光源技術(shù)

該技術(shù)比較先進(jìn)，實(shí)現(xiàn)的方法是通過搭配兩組快速反應(yīng)的LCD面板和驅(qū)動(dòng)器，讓3D圖像以排序方式進(jìn)入觀看者的左右兩眼，由于互換的左右兩幅圖像存在著視差，進(jìn)而讓人眼感受到3D效果。

指向光源比光屏障式、柱狀透鏡式等裸眼3D技術(shù)更具有優(yōu)勢(shì)，可以應(yīng)用到手機(jī)、電腦、游戲機(jī)等設(shè)備中。在3D顯示的亮度和分辨率上都能夠得到保障，進(jìn)而可以普及發(fā)展。但是該技術(shù)尚未成熟，遠(yuǎn)沒有達(dá)到量產(chǎn)的階段，目前仍處于研發(fā)階段。

當(dāng)屏幕右側(cè)的背光光源亮起時(shí)，就會(huì)透過指向性背光膜射出朝左眼方向的光線，用來顯示左眼圖像畫面。當(dāng)左側(cè)的背光光源亮起時(shí)，就會(huì)透過指向性背光膜射出朝右眼方向的光線，用來顯示右眼圖像畫面。藉由左右圖像畫面高速交替顯示，就能平順的顯示3D圖像畫面。

由于指向性背光方式采用分時(shí)多功，因此每次都能以面板的完整解析度來顯示圖像，不像空間多功只能以面板的一半解析度來顯示圖像。而且只要左右兩側(cè)的背光光源同時(shí)亮起，就能切換為2D顯示模式。不過由于左右兩眼圖像畫面是以指向性的方式顯示，因此只有從屏幕正面觀看時(shí)才能看到3D圖像畫面，當(dāng)屏幕旋轉(zhuǎn)90度時(shí)就無法顯示3D圖像畫面。

四．結(jié)語

讓所有人脫掉眼鏡看3D，這看似簡(jiǎn)單的技術(shù)目標(biāo)，卻已經(jīng)成為全球爭(zhēng)奪的新型產(chǎn)業(yè)的制高點(diǎn)。如今，各國(guó)對(duì)3D顯示技術(shù)研發(fā)均不惜巨資，投入巨大，且非常重視投入的持續(xù)性。

在國(guó)外，裸眼3D廣告已不稀奇，的確大街上來往的人，總不能停下來找個(gè)眼鏡戴起來再看廣告吧。近年來，美國(guó)的3D電影比例也越來越高，裸眼3D在廣告、展示、游戲、電視、手機(jī)等方面已經(jīng)有了很大的市場(chǎng)，所有視覺娛樂、內(nèi)容、廣告等領(lǐng)域，已經(jīng)繞不開3D技術(shù)（如裸眼3D試衣技術(shù)，已經(jīng)在互聯(lián)網(wǎng)上得到很好的呈現(xiàn)），正在圍繞3D形成新的產(chǎn)業(yè)鏈（模式）。

在國(guó)內(nèi)，今年元旦央視3D電視頻道開播，雖然很多城市還未能嘗鮮，但網(wǎng)絡(luò)上的3D版春晚點(diǎn)擊量已經(jīng)不少。

雖說目前3D已進(jìn)入電影、電視領(lǐng)域，但要走進(jìn)百姓家庭，似乎很難，撇開技術(shù)層面不說，高昂的價(jià)格就足以讓百姓望而卻步。

篇6

關(guān)鍵詞：磁共振成像；血管成像；三維成像；對(duì)比劑

近年來，隨著磁共振掃描儀硬件及軟件的不斷改進(jìn)，三維對(duì)比增強(qiáng)MR增強(qiáng)磁共振（three dimensional contrastenhanced MR angiography，3D CEMRA）的技術(shù)日臻成熟，它的快速、安全、有效等優(yōu)勢(shì)逐漸顯現(xiàn)，使其成為血管大、中病變臨床診斷的常用方法，甚至是首選方法，在很大范圍內(nèi)可替代有創(chuàng)傷的血管造影[1]。本文對(duì)345例頭頸部、胸腹部、盆腔及雙下肢動(dòng)脈三維對(duì)比增強(qiáng)磁共振血管分析，以探討三維對(duì)比增強(qiáng)磁共振血管成像的臨床應(yīng)用價(jià)值。

1資料與方法

1.1一般資料 搜集2007～2009年共345例臨床疑動(dòng)脈血管病變的患者，其中男性：230例，女性：115例，年齡9～88歲，平均年齡60.7歲。

1.2方法 采用Siemena Magnetom Avanto 1.5超導(dǎo)磁共振掃描儀，掃描序列采用flash-3d-ce序列，顱頸部采用頭、頸線圈，仰臥位，頭先進(jìn)。胸腹部、盆腔及雙下肢動(dòng)脈者采用體部、脊柱、四肢線圈，仰臥位，足先進(jìn)，3段移床掃描。

定位掃描后，常規(guī)TSE T2WI掃描，行Trufisp掃描，獲得靶血管的大致影像，用于三維定位。再啟用Test bolus掃描，靶血管內(nèi)有對(duì)比劑顯示時(shí)，行3D蒙片掃描，測(cè)量掃描時(shí)間后，注射對(duì)比劑后行3D增強(qiáng)掃描2次，1次為動(dòng)脈期，2次為靜脈期，獲得原始圖像后，在3D工作站進(jìn)行后處理。

對(duì)比劑選用順磁性對(duì)比劑釓噴酸葡胺（Gd-DTPA），劑量為常規(guī)增強(qiáng)的3倍劑量，平均濃度0.2mmol/ml，用與磁共振掃描儀相配套的高壓注射器經(jīng)肘正中靜脈注射，對(duì)比劑0.2mmol/kg，注射流率2.5～3ml/s，測(cè)試注射2ml對(duì)比劑，10ml生理鹽水沖洗，增強(qiáng)掃描20ml生理鹽水沖洗。

Test bolus序列掃描參數(shù)：Tr 41.6ms，TE 1.1ms；視野300mm，翻轉(zhuǎn)角30°，層厚70mm，成像1帖/s，連續(xù)掃描，直到可見靶血管內(nèi)對(duì)比劑充盈。有幾帖圖片，就定多少時(shí)間為注射對(duì)比劑后3D增強(qiáng)掃描啟動(dòng)時(shí)間。

增強(qiáng)前后三維梯度回波序列（快速小角度激發(fā)梯度回波，F(xiàn)LASH序列），掃描參數(shù)：TR 3.0ms，TE 0.97翻轉(zhuǎn)角25°，視野228mm×160mm，矩陣115×256，頭頸部1個(gè)冠狀方位3D塊，胸腹部、盆腔及雙下肢動(dòng)脈者3個(gè)冠狀方位3D塊，層厚1.1mm，無間隔，共約80層，1次采集，采集時(shí)間15s。增強(qiáng)前掃描1次作為減影蒙片，注入對(duì)比劑后無間隔掃描2次，先為動(dòng)脈期，后為靜脈期。注意增強(qiáng)掃描必須拷貝蒙片的掃描范圍及層數(shù)、層厚，這樣方能進(jìn)行減影獲得較為清晰的血管影像。

在工作站上用最大強(qiáng)度投影和多平面重組等技術(shù)進(jìn)行觀察，并可參照原始圖像。

由兩位高年資住院醫(yī)師進(jìn)行圖像后處理及閱片，在工作站上進(jìn)行多角度觀察并結(jié)合原始圖像對(duì)病變血管作出判定。

2 結(jié)果

345例中血管正常31例，有病變者314例，其中有動(dòng)脈瘤者10例，夾層動(dòng)脈瘤者1例，動(dòng)靜脈畸形2例，動(dòng)脈變異者67例，動(dòng)脈硬化狹窄、閉塞者共123例，動(dòng)脈迂曲增寬者27例，動(dòng)脈血管纖細(xì)者84例。

按圖像質(zhì)量分為優(yōu)、良、差3級(jí)進(jìn)行評(píng)價(jià)。優(yōu)：靶血管顯示良好，無或少與靜脈重疊，偽影少。良：靶血管顯示尚可，部分與靜脈重疊，有偽影，不影響診斷。差：靶血管顯示差或未顯示，大部分與靜脈重疊，不符合診斷要求。本組病例345例中，優(yōu)298例，良47例。

3 討論

傳統(tǒng)MRA技術(shù)主要依賴于流入性增強(qiáng)（TOF）和相位位移（PC）效應(yīng)，掃描時(shí)間長(zhǎng)，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，由于3D-CEMRA不依賴流空效應(yīng)，避免了湍流和渦流影，不受血流方向的影像，對(duì)于平行于掃描層面的血管、血管分叉及扭曲的血管，均能清晰顯示。且3D CEMRA技術(shù)是通過注入順磁性對(duì)比劑，使血管T1弛豫時(shí)間明顯縮短，使成像斷面血管內(nèi)的血流不再依賴新流入的未飽合質(zhì)子，增強(qiáng)后的血流本身就是高信號(hào)，并最大可能地抑制血管周圍的組織信號(hào)，為臨床提供理論依據(jù)。

要獲得高質(zhì)量的3D CEMRA圖像，關(guān)鍵要熟練掌握MR技術(shù)，把握每個(gè)檢查環(huán)節(jié)；延遲掃描時(shí)間的確定是最為關(guān)鍵的技術(shù)，如果掃描過早開始，血管內(nèi)對(duì)比劑濃度較低，血管顯影淺淡，遠(yuǎn)端血管及分支無法顯示，晚期則靜脈顯影，動(dòng)脈顯影則不是最佳狀態(tài)，而達(dá)不到診斷的效果。因此，要獲得最佳的三維MRA圖像就必須對(duì)團(tuán)注對(duì)比劑進(jìn)行計(jì)時(shí)，當(dāng)血管內(nèi)團(tuán)注對(duì)比劑達(dá)到最高濃度時(shí)間與數(shù)據(jù)采集K空間中心部分相吻合時(shí)，才能獲得高質(zhì)量的血管圖像。由于個(gè)體間差異較大，對(duì)每個(gè)行3D CEMRA的病例均應(yīng)行小劑量試驗(yàn)性注射來確定延遲掃描時(shí)間。一般來說，即便是對(duì)于有心功能異常的患者，應(yīng)用同層動(dòng)態(tài)掃描90層，亦可獲得對(duì)比劑到達(dá)靶血管峰值濃度時(shí)間的測(cè)量。值得注意的是，對(duì)于延遲時(shí)間掌握，可確定為試驗(yàn)性注射觀察靶動(dòng)脈信號(hào)最強(qiáng)層面的時(shí)間為延遲時(shí)間。

3D CEMRA后處理技術(shù)有減影、MIP、MPR、VR。通過減影，減少了背景組織的信號(hào)，改善了病變與背景組織間的差異，提高了圖像質(zhì)量，有利于對(duì)病灶的顯示，圖像減影的前提是在行CE-MRA增強(qiáng)前后掃描的參數(shù)的必須保持一致，這樣才能保證掃描結(jié)束后，應(yīng)用軟件才能進(jìn)行減影及相關(guān)的后處理。減影技術(shù)在靜止不動(dòng)的區(qū)域應(yīng)用效果最佳，特別是頭頸部區(qū)域。減影后進(jìn)行MIP成像，更有利于顯示細(xì)小血管分支，通過多角度旋轉(zhuǎn)，一般可以清晰顯示病變的部位及大??；但對(duì)于主動(dòng)脈夾層來說，由于旋轉(zhuǎn)角度可能會(huì)影響內(nèi)膜瓣的顯示，因此單純依靠MIP圖像會(huì)導(dǎo)致誤診。MPR不受血管分支重疊的影響，能更清晰地顯示病灶特征，特別是對(duì)于主動(dòng)脈夾層，MPR可以詳細(xì)顯示分支血管開口于真腔還是假腔及病變波及的范圍，能顯示真假腔之間的溝通，確定撕裂口的位置，原始圖像的觀察亦非常重要，通過電影回放等形式連續(xù)觀察原始資料，有利于對(duì)血管解剖結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)和對(duì)病變部位的確認(rèn)。因此，筆者認(rèn)為觀察CE-MRA圖像，不僅要觀察重建后的圖像，而且要觀察原始圖像，因重建后圖像有假像及偽影的發(fā)生。VR是近年來較新的數(shù)據(jù)圖像后處理技術(shù)，利用所有容積數(shù)據(jù)進(jìn)行后處理，它的高保真性及臨床應(yīng)用的可靠性得到了影像醫(yī)學(xué)和工程人員的一致肯定。目前，DSA為血管病變?cè)\斷的"金標(biāo)準(zhǔn)"，由于其為有創(chuàng)性檢查，且檢查費(fèi)用昂貴，有X線輻射以及可能存在對(duì)比劑過敏等，有一定比例的并發(fā)癥及無癥狀的微栓塞發(fā)生[2]，與傳統(tǒng)DSA相比，3D-CEMRA在冠狀掃描視野大，提高了空間分辨率；而且3D-CEMRA技術(shù)不僅幾乎無對(duì)比劑過敏和腎毒性[3]，還可清楚顯示血管周圍組織結(jié)構(gòu)，并且可以任意角度的旋轉(zhuǎn)，這些都是DSA無法比擬的。近年來CTA和CE-MRA已廣泛應(yīng)用。由于3D CEMRA具有簡(jiǎn)便、安全、無創(chuàng)等特點(diǎn)，可作為一種重要的輔助檢查手段。

參考文獻(xiàn)：

[1]陸建平，劉崎.三維增強(qiáng)磁共振血管成像[M].第1版.上海：上?？茖W(xué)技術(shù)， 2005，1-8.

篇7

3D打印技術(shù)已經(jīng)在許多領(lǐng)域逐漸使用，如工業(yè)制造和生活領(lǐng)域，它將為人類的消費(fèi)模式和商品制造方式帶來巨大的變化?；谧钚碌募夹g(shù)信息，3D打印技術(shù)的類型和現(xiàn)狀在工業(yè)設(shè)計(jì)領(lǐng)域已經(jīng)有了很大的應(yīng)用。更重要的是，工業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)根據(jù)其原理預(yù)測(cè)和規(guī)范了3D打印技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。

3D打印技術(shù)影響

1 概述

3D打印技術(shù)也被稱為快速成型技術(shù)，材料制造技術(shù)，增量制造技術(shù)等，它可以根據(jù)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)和各種粘合材料自動(dòng)打印一件一件的物品。事實(shí)上，3D打印不是一種新技術(shù)。在20世紀(jì)80年代，它誕生了。然而，因?yàn)榧夹g(shù)不成熟，成本巨大的，打印速度低，它未能在年輕時(shí)普及。如今改進(jìn)了的3D打印技術(shù)是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運(yùn)用粉末狀金屬或塑料等可粘性材料，通過逐層打印的方法來構(gòu)造物體的技術(shù)。3D打印具有高科技含量，是一種全面的應(yīng)用技術(shù)。已被廣泛應(yīng)用于航空航天，交通，保健，教育，醫(yī)療，地理等許多方面。由武漢光電國(guó)家實(shí)驗(yàn)室（籌）完成的“型金屬零件高效激光選區(qū)熔化增材制造關(guān)鍵技術(shù)與裝備（俗稱激光3D打印技術(shù)）”為目前世界上效率和尺寸最大的高精度金屬零件激光3D打印裝備。該裝備解決了航空航天復(fù)雜精密金屬零件在材料結(jié)構(gòu)功能一體化及減重等關(guān)鍵技術(shù)難題，實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜金屬零件的高精度成形、提高成形效率、縮短裝備研制周期等問題。中科院福建物構(gòu)所3D打印工程技術(shù)研發(fā)中心林文雄課題組在國(guó)內(nèi)首次突破了可連續(xù)打印的三維物體快速成型關(guān)鍵技術(shù)，并開發(fā)出了一款超級(jí)快速的連續(xù)打印的數(shù)字投影（DLP）3D打印機(jī)。該3D打印機(jī)的速度達(dá)到了創(chuàng)記錄的600 mm/h，可以在短短6分鐘內(nèi)，從樹脂槽中“拉”出一個(gè)高度為60 mm的三維物體，而同樣物體采用傳統(tǒng)的立體光固化成型工藝（SLA）來打印則需要約10個(gè)小時(shí)，速度提高了足足有100倍！除此之外，還有許多的成就，由此可見，近年來3D打印技術(shù)獲得了快速發(fā)展。

2 3D打印在工業(yè)設(shè)計(jì)中的影響

2.1 提高設(shè)計(jì)制造精度

相較于傳統(tǒng)手工制造的模型樣機(jī)表面質(zhì)量不高，產(chǎn)品外觀逼真程度較差，可裝配性不強(qiáng)等弊端，3D 打印能夠代替“工匠”的勞動(dòng)，使得模型變得更合理、更精密、更符合實(shí)際的需要。

2.2 復(fù)雜模型的直接制造

利用3D 打印機(jī)制作出來的模具幾乎不受零件的形狀和結(jié)構(gòu)的任何約束，尤其在加工復(fù)雜曲面時(shí)更顯其優(yōu)越的性能，設(shè)計(jì)師只要在電腦上完成產(chǎn)品設(shè)計(jì)（CAD），并編寫好加工流程，計(jì)算機(jī)與數(shù)控設(shè)備將一道自動(dòng)完成造型過程。而且隨著3D 打印技術(shù)的發(fā)展，可用于制造的原型材料日漸豐富，性能也日趨完善，一些非金屬快速原型已有較好的機(jī)械強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性，可以直接用作模具或是生產(chǎn)成品。

2.3 加快產(chǎn)品開發(fā)周期，提高效率

上市時(shí)間是消費(fèi)者關(guān)注的一個(gè)重要因素，也是影響資本企業(yè)利潤(rùn)的重要方面。產(chǎn)品的設(shè)計(jì)周期越長(zhǎng)，上市的就會(huì)更晚，從而企業(yè)獲得的利潤(rùn)也會(huì)更低。所以，一般認(rèn)為公司應(yīng)加快產(chǎn)品上市時(shí)間。縮短從設(shè)計(jì)圖形到3D模型的轉(zhuǎn)換時(shí)間是縮短產(chǎn)品開發(fā)過程中的產(chǎn)品開發(fā)周期的唯一方法。使用相同量的材料制造產(chǎn)品，當(dāng)前3D打印機(jī)的生產(chǎn)效率是傳統(tǒng)方式的3倍，并且隨著3D打印技術(shù)的引入和發(fā)展可以快速使產(chǎn)品原型迭代，優(yōu)化設(shè)計(jì)過程，縮短設(shè)計(jì)開發(fā)時(shí)間，提高企業(yè)效率和利潤(rùn)。

2.4 降低新產(chǎn)品開發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)

原則上只要你在計(jì)算機(jī)上設(shè)計(jì)模型形狀，真正的對(duì)象可以由3D打印C打印，你還可以自由決定你想要打印多少。因此，它可以實(shí)現(xiàn)零庫存，公司可以根據(jù)順序生產(chǎn)。這對(duì)于新成立的公司或者投資者是一個(gè)非常好的消息，因?yàn)樾庐a(chǎn)品開發(fā)的成本和風(fēng)險(xiǎn)都降低了。

2.5使定制更容易和更便宜

傳統(tǒng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)基于大規(guī)模生產(chǎn)，其基本模式是根據(jù)消費(fèi)者需求的變化來適應(yīng)有限的風(fēng)格和規(guī)模，并且它會(huì)忽視用戶的差異。然而隨著時(shí)代的發(fā)展，個(gè)性消費(fèi)需求正在增長(zhǎng)。雖然有些學(xué)者和企業(yè)都提各種方式如大規(guī)模定制模式來滿足個(gè)性化需求，然而，由于其制造模式是基于批量生產(chǎn)，它不能從根本上滿足用戶的個(gè)性需求。3D打印體現(xiàn)了個(gè)性化和智能的強(qiáng)大特點(diǎn)，其基本原理使其可以進(jìn)行個(gè)性化設(shè)計(jì)和制造。用戶可以通過使用3D打印機(jī)更容易定制自己的個(gè)性化產(chǎn)品，而且其方式也更簡(jiǎn)單和便宜。

2.6 3D打印對(duì)設(shè)計(jì)師的影響

3D打印已經(jīng)在一定程度上改變了商品的供應(yīng)鏈結(jié)構(gòu)和人們的生活方式。事實(shí)上，它已經(jīng)廣泛應(yīng)用于模具制造，珠寶，消費(fèi)電子，家具，玩具等其他工業(yè)設(shè)計(jì)領(lǐng)域。2014年3月，Google推出了Ara模塊化手機(jī)項(xiàng)目，這個(gè)項(xiàng)目使用3D打印機(jī)打印組件，并預(yù)計(jì)在2015年初與可定制的智能手機(jī)一起銷售。項(xiàng)目Ara允許用戶配置手機(jī)。 它為用戶提供了一個(gè)空框架的手機(jī)，用戶可以根據(jù)自己的需要選擇，更換或甚至刪除模塊化硬件，然后用戶只需要插入所選的模塊化硬件，

消費(fèi)者甚至可以在模塊表面上打印由自己設(shè)計(jì)的圖片。這種根據(jù)客戶的個(gè)性定制的手機(jī)可以延伸手機(jī)使用周期和減少電子廢物。對(duì)人們的生活是很大的影響，同時(shí)對(duì)工業(yè)設(shè)計(jì)人員也提供了一種新的設(shè)計(jì)思路。

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，大眾需求的多元化，個(gè)性化，小品種已經(jīng)成為現(xiàn)代消費(fèi)的發(fā)展趨勢(shì)。在設(shè)計(jì)中，3D 打印在各個(gè)設(shè)計(jì)領(lǐng)域的應(yīng)用顯著提高了效率。在設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)師和建模師或者模型師可以利用三維打印技術(shù)快速地將自己所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品變成實(shí)物，可方便快捷地將產(chǎn)品模型提供給客戶和設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)，使客戶也可以隨時(shí)參與到產(chǎn)品的設(shè)計(jì)中，方便客戶和設(shè)計(jì)師的及時(shí)溝通從而促進(jìn)了客戶、市場(chǎng)、企業(yè)之間的交流，及時(shí)調(diào)整方案，從而是產(chǎn)品更有效地得到市場(chǎng)的認(rèn)可，在相同的時(shí)間內(nèi)縮短了產(chǎn)品從概念到市場(chǎng)銷售的時(shí)間，以達(dá)到全面的控制，更加合理地又優(yōu)化了設(shè)計(jì)資源和市場(chǎng)資源。

3 結(jié)束語

將來，3D打印技術(shù)將幾乎影響工業(yè)設(shè)計(jì)領(lǐng)域的每一個(gè)方面。這對(duì)3D打印技術(shù)和工業(yè)設(shè)計(jì)師都是非常大的機(jī)遇，然而也面對(duì)著諸如知識(shí)產(chǎn)權(quán)等方面的各種問題的挑戰(zhàn)，工業(yè)設(shè)計(jì)師應(yīng)充分把握所帶來的機(jī)會(huì)，同時(shí)避免可能出現(xiàn)的問題。隨著3D打印機(jī)的發(fā)展，許多工業(yè)設(shè)計(jì)方面的問題也都迎刃而解，設(shè)計(jì)師應(yīng)該突破傳統(tǒng)產(chǎn)品制造工藝的籠子，刺激他們的創(chuàng)造力和想象力，并將更好的想法變成現(xiàn)實(shí)的商品，以滿足消費(fèi)者的需要，給人們更美好的生活。

參考文獻(xiàn)：

[1] 張楠，李飛.3D打印技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用對(duì)未來產(chǎn)品設(shè)計(jì)的影響[J].機(jī)械設(shè)計(jì)，2013（7）：97-99.

篇8

Efficient application at 3D mould project function

(Guangzhou ZWCAD software Limited by Share Ltd in Guangzhou, Guangdong, 510635)

隨著我國(guó)模具行業(yè)的迅速發(fā)展，行業(yè)內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)也日益激烈，縮短生產(chǎn)周期、提升制作效率成為模具企業(yè)突出重圍的關(guān)鍵。而軟件是否能快速設(shè)計(jì)出模具，對(duì)企業(yè)生產(chǎn)效率能否提高具有直接影響。中望3D2014的升級(jí)版項(xiàng)目功能，可以幫助企業(yè)更好更快的完成模具設(shè)計(jì)。下面我們通過“模具命令”中的“項(xiàng)目功能”來感受一下中望3D2014新版的智能化操作。

項(xiàng)目功能——在做產(chǎn)品的模具設(shè)計(jì)之前，自動(dòng)建立結(jié)構(gòu)樹，將各個(gè)產(chǎn)品按照不同的屬性進(jìn)行有序分配。我們可以先搭好框架省去后續(xù)分類規(guī)序步驟，使得整個(gè)模具設(shè)計(jì)的步驟更清晰。

創(chuàng)建“項(xiàng)目名稱”的同時(shí)，還提供收縮率定義選項(xiàng)，幫助用戶一步到位，免去后面再單獨(dú)設(shè)置的煩惱。中望3D還在這里特別設(shè)置了防呆功能，避免由于人為疏忽導(dǎo)致的重復(fù)放縮水操作。當(dāng)一件產(chǎn)品放完縮水后，工程師再次操作放縮水命令時(shí)，軟件會(huì)自動(dòng)跳到上次放縮水的步驟，來做編輯，而不是重新放縮水。

篇9

另外一位也認(rèn)為3D打印機(jī)的用途之廣簡(jiǎn)直難以想象，而關(guān)于3D能不能夠改變制造模式，實(shí)際上從2007年、2008年就有人在討論，只不過近兩年在升溫，3D打印能不能改變這個(gè)世界？

一個(gè)3D打印機(jī)可以打印出一個(gè)杯子來，兩個(gè)抓手，它還可以打印出來四個(gè)抓手的；它可以生產(chǎn)出強(qiáng)度、韌度一樣的扳手；它可以生產(chǎn)出來齒輪的模型；可以打印出來一些動(dòng)物的玩具、動(dòng)物的形象。它和傳統(tǒng)生產(chǎn)的區(qū)別是傳統(tǒng)生產(chǎn)叫做材料去除型，剩下的材料都扔掉，革命性工作在于節(jié)省材料，這和舊的生產(chǎn)過程是不一樣的。它能夠通過加入添加劑的方式，把一個(gè)產(chǎn)品通過打印，通過激光凝固或者是燒結(jié)，然后形成某種產(chǎn)品。

現(xiàn)在3D打印可打出來汽車、自行車，還能夠打印出來有70多個(gè)活動(dòng)關(guān)節(jié)的移動(dòng)物。意大利的一個(gè)發(fā)明家能夠打印整個(gè)立體建筑物，據(jù)說將來可以用在地球上制造房屋用。

3D技術(shù)產(chǎn)業(yè)潛力巨大。有一家3D技術(shù)公司，屬添加劑制造業(yè)，其2010年3D打印技術(shù)收入大概13億美元，預(yù)計(jì)到2016年會(huì)達(dá)到31億美元，預(yù)計(jì)到2015年3D系統(tǒng)出貨量可達(dá)1.5萬套。從目前來看，3D打印機(jī)的規(guī)模偏小，但是大型號(hào)的3D打印機(jī)已經(jīng)開始出現(xiàn)了。

大概需要十年左右的時(shí)間，或者更長(zhǎng)一點(diǎn)，3D打印一定會(huì)成為主流的生產(chǎn)方式，對(duì)我們現(xiàn)在的生產(chǎn)方式帶來巨大影響。

第一，對(duì)產(chǎn)品生產(chǎn)過程有影響。傳統(tǒng)的大規(guī)模生產(chǎn)就會(huì)生產(chǎn)出樣品，然后做產(chǎn)品設(shè)計(jì)。這個(gè)過程需要不斷調(diào)整，最后確定下來才能夠制造、分銷，最后銷售。3D打印其實(shí)就減少了這樣一個(gè)過程，產(chǎn)品設(shè)計(jì)直接到產(chǎn)品制造、產(chǎn)品分銷，然后是產(chǎn)品最后銷售。同時(shí)，在這個(gè)過程中還有產(chǎn)品銷售改進(jìn)，這也是廠家和顧客的互動(dòng)過程。

第二，對(duì)產(chǎn)品供應(yīng)鏈的影響。傳統(tǒng)制造成本的原因，會(huì)把制造全部拿到低成本的地方，比如中國(guó)，這樣產(chǎn)品在生產(chǎn)完之后運(yùn)到本國(guó)倉庫，再運(yùn)到經(jīng)銷商和顧客的手里。3D打印方式允許其在國(guó)內(nèi)生產(chǎn)，傳統(tǒng)過程的供應(yīng)鏈就縮短了。也就是說，成本驅(qū)動(dòng)的產(chǎn)品生產(chǎn)外包會(huì)減少，本地生產(chǎn)會(huì)增加。因?yàn)槌杀掘?qū)動(dòng)的對(duì)外投資會(huì)回流，靠近消費(fèi)者生產(chǎn)。

對(duì)于國(guó)際貿(mào)易的影響，會(huì)有以下幾個(gè)方面：

第一，全球生產(chǎn)鏈縮短。因?yàn)橹虚g環(huán)節(jié)減少，這種縮短就會(huì)增加它在本地化的3D打印規(guī)模，進(jìn)而有可能導(dǎo)致貿(mào)易流量的減少，因?yàn)樗鼫p少了運(yùn)輸環(huán)節(jié)，即一方面減少了運(yùn)輸成本，另一方面，也會(huì)導(dǎo)致國(guó)際貿(mào)易運(yùn)輸量的下降。

第二，全球產(chǎn)業(yè)合作減少。也就是說，外包更多轉(zhuǎn)為內(nèi)包，未來十幾年的趨勢(shì)是外包難以為繼。而且會(huì)導(dǎo)致去全球化的現(xiàn)象，貿(mào)易國(guó)對(duì)貿(mào)易的依存度可能會(huì)下降。

第三，發(fā)達(dá)國(guó)家依靠技術(shù)優(yōu)勢(shì)，要重新把握貿(mào)易和投資商的主動(dòng)權(quán)。未來因?yàn)槠湔驹诩夹g(shù)高地，可以來選擇貿(mào)易和投資方式。

第四，對(duì)外投資會(huì)更多針對(duì)當(dāng)?shù)厥袌?chǎng)。未來可能到中國(guó)來投資，在3D打印技術(shù)成熟的時(shí)候，來到中國(guó)不是為了生產(chǎn)再拿走，或者是分銷到其他的市場(chǎng)，而是為了銷售到當(dāng)?shù)氐氖袌?chǎng)。

第五，發(fā)展中國(guó)家可能再一次陷入被動(dòng)，一方面可能會(huì)成為原料的提供者，另一方面還要面對(duì)3D打印規(guī)?；a(chǎn)導(dǎo)致的勞動(dòng)力需求減少的困境。在這個(gè)過程當(dāng)中，3D打印是不需要人的，勞動(dòng)力的成本因素在里面變得非常少，所以這樣的話可能會(huì)產(chǎn)生勞動(dòng)力過剩，甚至是社會(huì)不穩(wěn)定。

第六，發(fā)展中國(guó)家產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)可能會(huì)受到破壞。原來產(chǎn)業(yè)加工可能是為了向發(fā)達(dá)國(guó)家出口，但是一旦形成這樣一個(gè)格局，出口的基礎(chǔ)就不存在了，出口能力就會(huì)下降。

還有可能導(dǎo)致新一輪的世界經(jīng)濟(jì)不平衡。其實(shí)還有一些其他因素，比如說因?yàn)檫@樣3D打印技術(shù)的發(fā)展，還會(huì)產(chǎn)生一些新的產(chǎn)業(yè)，由此也可能會(huì)產(chǎn)生新的貿(mào)易政策。

從3D打印技術(shù)對(duì)我國(guó)貿(mào)易的影響看，可能會(huì)影響我國(guó)的出口和加工貿(mào)易，因?yàn)樗a(chǎn)生替代作用。波士頓咨詢集團(tuán)預(yù)計(jì)，到2020年，我國(guó)10%～30%出口到美國(guó)的產(chǎn)品會(huì)在美國(guó)本地生產(chǎn)，美國(guó)的年產(chǎn)值會(huì)增加200億～550億。甚至也有學(xué)者說，中國(guó)的崛起可能會(huì)因第三次工業(yè)革命而終結(jié)。具體到產(chǎn)品上：

第一，模具行業(yè)。所謂的添加劑制造，或者叫3D打印，它最初產(chǎn)生就是替代模具。所以第一個(gè)受影響的就是模具行業(yè)的出口。

第二，塑料加工設(shè)備，因?yàn)槲磥砑庸に芰袭a(chǎn)品的時(shí)候可能不需要塑料加工設(shè)備，可影響我國(guó)十幾億美元的出口。

篇10

【關(guān)鍵詞】3D人臉識(shí)別；局部曲線特征；SURF

【Abstract】It’s difficult to find feature points in 3D facial meshes when there are missing parts on these face scans. This work proposes a new recognition method based on local feature curve. Firstly， we calculate the projections of 3D faces in depth， curvature and geodesic coordinate system， then apply SURF on these projections to find out feature points， finally， we use artificial neural network to analyze the curve between feature points and thus face scans are recognized. The result shows that the robustness and accuracy of our method is higher than the method based on landmark.

【Key words】3D face recognition； Local curve characteristics； SURF

近年來，3D人臉識(shí)別問題一直是模式識(shí)別領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。在實(shí)際應(yīng)用中，如果過分強(qiáng)調(diào)人臉采樣的完整性，那么相應(yīng)的，這種采樣方法對(duì)采樣者的侵犯性也就越大，應(yīng)用的范圍也更加局限。因此研究基于局部特征的3D人臉識(shí)別方法是非常有必要的。針對(duì)這個(gè)問題，徐等通過對(duì)到鼻尖點(diǎn)的等距線提取特征，來得到局部的特征描述符，對(duì)人臉的遮擋、噪聲和表情變化有較好的魯棒性[1]。王等使用Gabor變換直接抽取人臉的特征，把得出的人臉子模式進(jìn)行特征融合，提高了人臉識(shí)別的正確率和性能[2]?；诰植壳€特征的人臉識(shí)別算法普遍是通過在人臉上標(biāo)定特定點(diǎn)，進(jìn)而獲得人臉特征曲線，本文提出一種不依賴標(biāo)定的特征曲線方法，引用仿射無關(guān)的SURF方法和多模式下的人臉數(shù)據(jù)，來提高基于局部曲線特征的人臉識(shí)別算法的魯棒性。

1 人臉的預(yù)處理

3D人臉數(shù)據(jù)是以三維網(wǎng)格的形式存儲(chǔ)的，在對(duì)人臉進(jìn)一步的處理之前，先通過預(yù)處理保證人臉網(wǎng)格的質(zhì)量是非常有必要的。類似處理二維圖像的椒鹽噪點(diǎn)，本文將中值濾波應(yīng)用到三維網(wǎng)格，清理到采樣過程中存在的噪點(diǎn)；由于網(wǎng)格的結(jié)點(diǎn)一般遠(yuǎn)遠(yuǎn)多與實(shí)際需要，而過于繁多的邊和結(jié)點(diǎn)直接影響處理的復(fù)雜度，因此本文采用了頂點(diǎn)聚類方法，對(duì)網(wǎng)格進(jìn)行刪減。要計(jì)算3D人臉的投影，3D人臉的姿態(tài)直接關(guān)系到投影的正確性。因此本文使用鼻子區(qū)域作為參考點(diǎn)，計(jì)算鼻尖的法向量和鼻梁的向量，從而進(jìn)行姿態(tài)校正[3]。預(yù)處理部分的結(jié)果如圖1所示。

2 計(jì)算多模式人臉投影

本文提出的基于多模式局部曲線特征的人臉識(shí)別算法是通過分析人臉的深度、曲率和測(cè)地三種模式下人臉的信息得到的識(shí)別方法，因此在提取特征曲線之前，首先要計(jì)算這三種模式下的3D人臉投影。約定鼻尖點(diǎn)向人臉外側(cè)的法向量為Z軸正方向；由鼻尖沿鼻梁的方向?yàn)閅軸正方向；然后通過Y、Z軸確定X軸正方向。深度投影可以通過求3D人臉在Z軸上的投影得出；人臉的測(cè)地投影由人臉上的各個(gè)點(diǎn)到鼻尖點(diǎn)的在人臉表面上的最短路徑得出[4]；在人臉的曲率投影中，每一點(diǎn)的值為該點(diǎn)的高斯曲率值，我們可以由下式近似得出[5]。

K=（1）

其中m為該點(diǎn)的鄰接點(diǎn)個(gè)數(shù)；α為以該點(diǎn)為頂點(diǎn)和其相鄰兩鄰接點(diǎn)所成的角；A為這三個(gè)點(diǎn)所構(gòu)成的三角形的面積。對(duì)于四邊形網(wǎng)格可以依次連接該點(diǎn)的鄰接點(diǎn)來獲得三角形的面積，如圖2。

3 特征向量的計(jì)算

3.1 獲得特征曲線

多模式局部曲線特征向量由三個(gè)元素組成，分別為人臉在深度，曲率，測(cè)地三種模式下的特征曲線加權(quán)距離值，分別用Dd，Dc和Dg來表示。

深度模式下的人臉上的特征點(diǎn)由SURF獲得[6]。這種方法并不對(duì)特征點(diǎn)的位置和數(shù)量有任何假設(shè)，也不保證這些特征點(diǎn)是人臉上有特殊意義的部分（如眼窩、鼻尖、臉頰等），而是把這些也當(dāng)作人臉特征的一部分。對(duì)數(shù)據(jù)庫中每張人臉的每個(gè)網(wǎng)格圖像都使用SURF提取，兩兩配對(duì)，使用RANSAC剔除較大誤差。得到精確匹配的N個(gè)特征點(diǎn)如圖3（a）所示，在對(duì)這N個(gè)特征點(diǎn)兩兩配對(duì)，得到C2 N個(gè)特征點(diǎn)對(duì)，將特征點(diǎn)對(duì)在深度投影上用直線連接，得到C2 N條深度特征曲線。將這些特征點(diǎn)以鼻尖點(diǎn)PNOSE作為參考點(diǎn)平移到曲率圖像和測(cè)地圖像上，就得到了曲率和測(cè)地特征曲線如圖3（b）所示。

3.2 特征曲線對(duì)的距離計(jì)算

3.3 計(jì)算特征曲線的權(quán)值

在以標(biāo)定作為人臉的特征點(diǎn)定位方法中，通常會(huì)選擇眼角，鼻尖附近等有意義的點(diǎn)。在本文的方法中，雖然通過SURF和RANSAC自動(dòng)尋找特征點(diǎn)，然而通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，大部分的特征點(diǎn)落在人臉上“有意義”的區(qū)域上，這間接的說明了，在使用以上步驟獲得的特征曲線對(duì)于匹配人臉來說應(yīng)該有不同的權(quán)值。

假設(shè)共有n張不同的人臉，用xi表示每張臉的ID，即xi∈（x1，x2，x3...xn）；用表示yi人臉xi上的特征曲線，則集合為yj∈（y1...y1，y2...y2...ym...ym）。如果把人臉I(yè)D看成隨機(jī)變量X，特征曲線看成隨機(jī)變量Y，那么通過某一條特征曲線判斷出人臉I(yè)D的概率可由香農(nóng)信息熵給出。

4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

4.1 使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)

定義多模式下的人臉曲線的特征向量為（Dd，Dc，Dg），其中Dd為深度投影下人臉上的某一條特征曲線對(duì)的距離差值；Dc為該條特征曲線對(duì)對(duì)應(yīng)在曲率投影下的距離差值；Dg為該條特征曲線對(duì)對(duì)應(yīng)在測(cè)地投影下的距離差值。

在GavabDB中，每個(gè)人采集了9份不同姿態(tài)不同表情的人臉，隨機(jī)從中抽取一份用于驗(yàn)證，其他的八分人臉用于訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。對(duì)于采集到的同一個(gè)人的人臉樣本，抽取數(shù)對(duì)人臉，計(jì)算這兩張人臉之間特征曲線對(duì)的距離值，作為輸入給入神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中，并且將這張人臉的ID作為教師信號(hào)。經(jīng)過上面的步驟得到了訓(xùn)練好的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。在測(cè)試時(shí)，計(jì)算待測(cè)定人臉和數(shù)據(jù)庫人臉的之間的特征曲線對(duì)的距離差值，由于一張人臉有多條特征曲線，所以對(duì)于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸出也可能有不止一種結(jié)果，那么得到輸出模式個(gè)數(shù)最多的則對(duì)應(yīng)該待測(cè)定的人臉的ID。

4.2 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

4.3 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析

根據(jù)表1中數(shù)據(jù)，本文采用的基于多模式局部曲線特征的方法的正確率高于基于標(biāo)定的人臉識(shí)別算法，而且，相比基于標(biāo)定的算法，本文的方法在殘缺的人臉成像上也能獲得良好的效果。數(shù)據(jù)表明，本文使用的多種特征的方法相比于只使用單一特征的三種方法，識(shí)別正確率有明顯提高，說明綜合多種特征是有必要的。

5 結(jié)束語

本文分析了3D人臉的深度投影，曲率投影和測(cè)地投影，將局部曲線特征的方法應(yīng)用到這三種模式中。使用SURF和RANSAC提取特征點(diǎn)對(duì)。這使算法在人臉圖像殘缺的情況下也能穩(wěn)定運(yùn)行，保證了算法的魯棒性。應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)得到的三個(gè)特征進(jìn)行回歸分析預(yù)測(cè)，提高了算法的正確率。

【參考文獻(xiàn)】

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