本報(bào)駐日本、加拿大特約記者 林 浩 陶短房 本報(bào)特約記者 伍沽河 陳宗倫

3D電影《阿凡達(dá)》一舉獲得9項(xiàng)奧斯卡提名，2010年南非世界杯將實(shí)現(xiàn)3D轉(zhuǎn)播——隨著在影音娛樂領(lǐng)域的成功應(yīng)用，3D技術(shù)成為了2010年開年最耀眼的科技亮點(diǎn)。實(shí)際上，不僅是在影音娛樂產(chǎn)業(yè)，3D技術(shù)在軍事、工業(yè)、醫(yī)學(xué)、生活等方面的應(yīng)用也在迅猛前進(jìn)。在不久的將來，《阿凡達(dá)》制片人喬恩·蘭道“讓3D無處不在”的愿景，也許將成為現(xiàn)實(shí)。

最早起源于軍事

和互聯(lián)網(wǎng)一樣，3D技術(shù)也可以在軍事領(lǐng)域追溯到最初來源。在3D技術(shù)遠(yuǎn)未成熟的上世紀(jì)50-60年代，發(fā)達(dá)國家已開始嘗試在軍事領(lǐng)域使用3D立體成像技術(shù)，采用激光3D掃描儀等工具，進(jìn)行戰(zhàn)場偵察和導(dǎo)彈制導(dǎo)。

上世紀(jì)80年代后，3D虛擬現(xiàn)實(shí)場景技術(shù)開始進(jìn)入實(shí)用化階段， 3D應(yīng)用變得越來越便宜，被普遍應(yīng)用于武器設(shè)計(jì)驗(yàn)證和戰(zhàn)場重現(xiàn)。以往軍工科研人員在設(shè)計(jì)武器裝備時(shí)，需要繪制上萬張的圖紙，某一環(huán)節(jié)出錯(cuò)，全部需要推倒重來，而今武器設(shè)計(jì)和建模完全可以通過3D技術(shù)完成，并可以在計(jì)算機(jī)上對3D模型的材料強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)進(jìn)行準(zhǔn)確測試，隨時(shí)進(jìn)行修正，以往在設(shè)計(jì)戰(zhàn)機(jī)時(shí)昂貴的風(fēng)洞模擬試驗(yàn)，已經(jīng)可以通過構(gòu)建3D虛擬場景進(jìn)行。3D技術(shù)出現(xiàn)前，軍隊(duì)進(jìn)行兵棋推演時(shí)，沙盤、模型、地圖、小旗一大堆，大批參謀手忙腳亂，關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的勝負(fù)還要用老掉牙的擲色子方法判定，如今則可以通過3D模型，讓一切仿佛置身于真正的戰(zhàn)場，地形地貌，槍林彈雨，甚至風(fēng)雨雷電，都可以模擬得惟妙惟肖。

此外，3D技術(shù)在軍事情報(bào)和指揮方面正發(fā)揮更大作用。據(jù)美國《連線》雜志報(bào)道，美國軍方正在構(gòu)建虛擬現(xiàn)實(shí)控制室，將無人偵察機(jī)拍攝的畫面全部轉(zhuǎn)化為3D圖像。指揮員可以在控制室內(nèi)看到3D場景，了解戰(zhàn)場的詳細(xì)情況，身臨其境一般遙控?zé)o人機(jī)作戰(zhàn)。英國軍方還試圖將實(shí)戰(zhàn)型空中3D傳感器“落地”，用攜帶3D攝像機(jī)和控制系統(tǒng)的“機(jī)械戰(zhàn)警”去對付塔利班。

此外，3D模擬技術(shù)還被用于治療有戰(zhàn)場心理障礙癥的士兵，通過戰(zhàn)場場景還原，解開士兵心中的“死結(jié)”。

生活中處處可見

除了軍事領(lǐng)域外，3D技術(shù)已經(jīng)在地理測繪、工業(yè)、醫(yī)學(xué)、甚至救災(zāi)方面獲得相當(dāng)大的成功。1月12日海地大地震發(fā)生后，美國宇航局使用雷達(dá)孔徑衛(wèi)星繪制了海地的3D地圖，將地圖數(shù)據(jù)與之前的觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行比對，以便發(fā)現(xiàn)斷層帶兩側(cè)移動的相對速度，供研究人員研判災(zāi)情。

不僅下地救災(zāi)，3D技術(shù)應(yīng)用還上了天。近日日本科研人員根據(jù)“月亮女神”繞月探測衛(wèi)星通過3D測繪儀器拍攝的月球畫面，發(fā)現(xiàn)月球表面存在一個(gè)直徑60到70米、直通地下的巨大熔巖洞穴。洞穴能夠擋住各種對人體有害的宇宙射線，今后人類修建月球基地時(shí)，這里將是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。

醫(yī)療手術(shù)關(guān)乎病人生死，如何通過3D技術(shù)讓手術(shù)更加安全？日前，德國、法國以及挪威科研小組歷經(jīng)44個(gè)月，耗資７００萬歐元，終于完成一個(gè)“三維肝臟手術(shù)模擬系統(tǒng)”， 在開刀前通過合成處理核磁共振成像以及CT掃描圖像，制作出患者肝臟以及腫瘤的3D模型。醫(yī)生們可以在這個(gè)3D模型上先“練練手”，熟悉情況后再開刀。而日本目前也在開展一個(gè)3D手術(shù)遠(yuǎn)程教育項(xiàng)目，通過直播3D手術(shù)，讓年輕醫(yī)生獲得更直觀的手術(shù)培訓(xùn)。

3D技術(shù)在醫(yī)學(xué)其他領(lǐng)域也有不錯(cuò)的表現(xiàn)。胚胎干細(xì)胞極易在培養(yǎng)過程中受到污染，而受污染的干細(xì)胞如果在手術(shù)過程中被植入人體內(nèi)，將會引起受體免疫系統(tǒng)的排斥。最近，一種由美國華盛頓大學(xué)醫(yī)學(xué)材料研究人員研究的干細(xì)胞再生3D支架問世。該支架用純天然材料制成，通過模仿干細(xì)胞內(nèi)部結(jié)構(gòu)，可以使細(xì)胞在一個(gè)“干凈無污染、可生物降解”的仿真結(jié)構(gòu)上安全生長。

如果說上述應(yīng)用距離我們的生活還比較遠(yuǎn)，那么在買衣服和房屋裝修上的3D應(yīng)用就更平易近人了。在歐美國家，許多大賣場開始安裝３D虛擬試衣間。在試衣間內(nèi)，攝像頭拍攝下顧客的身材、相貌等細(xì)節(jié)后，制作成個(gè)性3D模特展示在屏幕上，顧客可以給這個(gè)3D版的自己試穿各種虛擬衣服，而當(dāng)顧客站在試衣間內(nèi)移動時(shí)，攝像頭會對他的影像進(jìn)行動態(tài)捕捉，3D模特也會做出一模一樣的動作，顧客能看到自己穿上這件衣服后的真實(shí)效果。與此同時(shí)，中國紡織工業(yè)協(xié)會也在推進(jìn)一項(xiàng)名為“面向三維虛擬服裝試穿的個(gè)性化擬實(shí)數(shù)字人建模技術(shù)研究”的項(xiàng)目，使人體3D建模系統(tǒng)更匹配中國人的體貌特征。在網(wǎng)絡(luò)購物時(shí)代，這一技術(shù)無疑有更廣闊的發(fā)展前景，短短幾分鐘，顧客就能從數(shù)萬衣服中依據(jù)自身數(shù)據(jù)篩選出合身的衣服進(jìn)行試穿，形成一種傳統(tǒng)購物所無法嘗試的試衣體驗(yàn)，大大提高網(wǎng)上購衣的成功率和樂趣。

一款名為“3D甜蜜之家 ”的法國軟件極受家裝愛好者的青睞。這是一個(gè)免費(fèi)的室內(nèi)裝潢設(shè)計(jì)專用軟件，有英語、法語、中文等16種語言版本。非裝潢專業(yè)的人士通過二維的家居平面圖來設(shè)計(jì)和布置自己的房屋，軟件立即會呈現(xiàn)出更直觀的3D效果圖，預(yù)覽裝修布局的全貌。

未來應(yīng)用更神奇

未來最具科幻色彩的也許就是“3D人體打印機(jī)”。平面打印機(jī)的發(fā)明將人類從繁重的文牘抄寫工作中解放了出來，而3D打印機(jī)開啟的新世界更加神奇。

3D打印機(jī)是一種全新的粉末成型制造設(shè)備，可以根據(jù)設(shè)計(jì)打印出塑料或金屬材質(zhì)的3D物體。3D打印技術(shù)的最新應(yīng)用領(lǐng)域是“人體器官工程”，牙科醫(yī)生已經(jīng)可以通過該技術(shù)打印出牙齒，但是科研人員的追求不會止步于此。日本國立富山大學(xué)理工學(xué)研究部教授中村真人近日發(fā)明出“噴墨生物打印機(jī)”，細(xì)胞取代墨水成為“打印”原料，每秒噴射數(shù)千個(gè)細(xì)胞，細(xì)胞相互疊加，從而構(gòu)成人體器官。經(jīng)過3年研究，中村真人已成功利用活細(xì)胞制成一條直徑1毫米、含兩種不同細(xì)胞的雙壁管道，這類似人體血管的3層管壁結(jié)構(gòu)。他還曾造出只有頭發(fā)絲粗細(xì)的單壁水凝膠管。這種用來“打印”細(xì)胞的三維噴墨生物打印機(jī)可細(xì)致分辨細(xì)胞排列位置，每分鐘可“制造”1.5厘米管道。中村真人表示：“最終我希望能造出人體心臟?！薄?/p>