《3D打印:三维智能数字化创造(全彩)》从产业经济的宏观视角对3D打印、3D智能数字化、创客、中国智造、全球第三次工业革命这五者的关系进行了详尽讨论。  

《3D打印:三维智能数字化创造(全彩)》从专业技术的角度对3D打印的原理、结构和工艺方法做了详细介绍,包括10多种典型成型工艺的优劣分析和比较,手把手、从无到有地组装一台3D打印机等。3D智能数字化是3D打印的基础和关键,涉及3D计算机图形学、计算机视觉、模式识别、机器学习等领域。本书以通俗易懂、娓娓道来的方式对它们进行了详细讲解。  

《3D打印:三维智能数字化创造(全彩)》是一本以作者原创观点为指导,融汇众多新思想,详细讲解3D打印和3D智能数字化技术原理方法,手把手实战型教学的综合类技术书籍,对每一个操作步骤都进行了图文并茂的详细描述,包括实际运作一家3D照相馆的所有技术细节。

《3D打印:三维智能数字化创造(全彩)》无论对于国内、国外的广大普通用户及技术爱好者,还是高等院校大学生及研究生、学术界、工业界、政府产业经济决策层,都具有重要的参考价值。


作者

吴怀宇,博士,中国科学院副研究员,任职于中国科学院自动化研究所,模式识别国家重点实验室(NLPR),中国-欧洲信息、自动化与应用数学联合实验室(LIAMA)。主要研究领域包括3D智能数字化打印、计算机三维视觉、视觉形状感知分析与处理、计算机交互式图形学等。目前担任多个国际刊物的评审专家和国际程序委员会成员等学术任职,美国电气与电子工程师学会(IEEE)、美国计算机协会(ACM)会员,ICCV/CVPR/ACCV国际程序委员会委员、程序主席秘书,以及北京市科学技术委员会项目评审专家、国家自然科学基金评审专家。

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目录

摘要

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前言

第1章 3D打印与“全球第三次工业革命”

1.1 3D打印:体验造物奇迹

1.2 全球第三次工业革命的导火索

1.3 对3D打印的质疑

1.4 3D智能数字化与3D打印:用“虚拟”再造“现实”

1.5 创客DIY:新工业革命的启蒙运动

1.6 “中国制造”向“中国智造”转变的机遇

第2章 3D打印机的原理与种类

2.1 3D打印时间简史——源自1860

2.2 3D打印机的工作原理和家族

2.3 塑料还是石膏?3D打印机的各种耗材

2.4 金属3D打印技术大盘点

2.5 两大阵营:工业级打印机与桌面级打印机

2.6 3D打印与传统手办模型制作

2.7 3D打印机购买指南

第3章 剖析3D打印机:轮子是怎样发明的

3.1 RepRap:开源3D打印机的鼻祖和奠基石

3.2 MakerBot与Ultimaker:桌面双雄

3.3 Ultimaker组装实战

3.4 MakerBotReplicator2与MakerWare打印实战

3.5 3D打印疑问与故障排解小贴士

第4章 3D智能数字化:3D打印的孪生兄弟

4.1 不以规矩,不成方圆——STL数字标准文件解析

4.2 3D智能数字化设计技术

4.3 3D智能数字化扫描技术

4.4 面向“批量定制”和“柔性制造”的智能数字化

4.5 智能云网:云端智能服务和云制造

4.6 大数据和深度学习:3D打印内容的挖掘与推荐

第5章 3D智能数字化与3D照相馆:科学与艺术的结合

5.1 那些年,我们一起追过的3D照相馆

5.2 3D照相馆的核心技术:3D智能数字化

5.3 基于图像的3D人脸重建技术

5.4 Skanect:使用Kinect实现3D扫描

5.5 头发修补:3D照相馆的头痛问题

5.6 3D人脸表情形变与编辑

5.7 直接全彩打印,还是单色打印再上色

5.8 3D打印数字化设计技巧

第6章 视觉计算:构建3D打印的杀手级应用

6.1 视觉计算:计算机视觉与计算机图形学的融合

6.2 3D打印“批量定制”的智能实现

6.3 立体视觉重建:将照片转成3D数字模型

6.4 众里寻她千百度——海量3D模型的检索

6.5 形状拆解:大尺寸物件的自动分块打印

6.6 形状分析:优化桌面3D打印机打印精度的表现力

6.7 形状平衡:如何确保3D物件站立稳当

6.8 形状优化:生成坚固的内部轻质结构使得耗材最省

6.9 基于笔画的3D建模:让新手和孩子轻松设计形状

6.10 增强现实:在打印之前看到融入环境的真实效果

6.11 OpenCV与OpenGL:视觉计算入门的两大利器

注释

第7章 创客:个人3D打印机的创造者

7.1 创客文化与开源DIY

7.2 五花八门的创客杰作:从玩具到高速跑车

7.3 寓教于乐:3D打印出你的个人数学博物馆

7.4 创客之开源硬件Arduino(阿德伟诺)

7.5 创客之开源软件Android(安卓)

7.6 靠创意去赚钱:漫谈Kickstarter、Quirky与Shapeways

7.7 创客中国:中国版乔布斯和比尔·盖茨的诞生地

第8章 创客实战:四轴飞行器

8.1 你准备好了吗:自己制作四轴飞行器

8.2 器件与3D打印

8.3 三轴陀螺仪和加速度计的入门与调试

8.4 自制基于Arduino的飞控板

8.5 遥控开始:Android手机的Wi-Fi通信

8.6 四轴飞行器的智能视觉跟踪

第9章 3D打印之不远的将来

9.1 3D打印的未来:由创客们决定

9.2 手机应用FabApp、AppStore与智能云网

9.3 不再仅仅是看着粗糙的FDM

9.4 生物医疗打印:越来越近的科幻

9.5 美食打印机:“吃货”的钱最好赚

9.6 绿色经济:变沙漠为光影城市

9.7 打印房屋:安得广厦千万间

9.8 混合材料制造:3D打印电路

9.9 枪支打印“让子弹飞”、版权与社会伦理

9.10 3D打印3D打印机自己:遗传与升级

9.11 3D打印的经济模式:利基与长尾效应

9.12 “中国智造”推动“全球第三次工业革命”

第10章 道:数字智能的最优化及相关数学方法

10.1 最优化理论的基本常识

10.2 最优化根基之单变量“一维搜索”

10.3 多变量的无约束优化

10.4 最优化根基之“信赖域”

10.5 最小二乘问题的求解

10.6 约束优化问题的求解

10.7 最短路径与动态规划(Dynamic Programming)

10.8 “偶然中的必然”——概率与贝叶斯(Bayes)

参考文献

后记

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