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1700402393 3D打印:从想象到现实 [:1700398865]
1700402394 史蒂夫·乔布斯:“计算机是我们大脑中的自行车”
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1700402396 在1990年的公共电视台采访中,史蒂夫·乔布斯把计算机描述为“我们能够想出来的最了不起的工具。这相当于我们大脑的自行车”。他的观点是,只要给人类的基本能力提供适当的技术支持,人类就可以极大地扩展自身的能力范围。不幸的是,对于大多数人来说,设计软件尚未成为我们头脑的自行车。
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1700402398 试想一下这样的场景:一个9岁的女孩在空中打手势,在旁边的屏幕上,一个设计正慢慢形成。女孩的手指上粘贴着带有传感器的小贴纸,这些传感器以无线方式将信息传递给设计软件。该软件可以接收传感器的数据,并不使用键盘或鼠标就将女孩消除、选择及合成屏幕上物体的动作解读成正确的形式。计算机能够理解她的意图,就像一个能工巧匠一样,把设计最终变成完美的形式。
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1700402400 要是设计软件使用起来这么容易该多好。为了充分展示3D打印技术的力量,设计工具必须更加直观易学,使用起来更有趣,功能更强大。一个有效的方法是将设计软计的外观和操作制作得更像一个视频游戏。
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1700402402 3D打印:从想象到现实 [:1700398866]
1700402403 3D打印视觉设计:从游戏中获得灵感
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1700402405 几个月前,我收到一封来自埃里克·海恩斯的邮件。埃里克·海恩斯是一个经验丰富的软件开发人员,硕士专业是计算机制图,并且在欧特克公司供职很长时间。埃里克认为我可能会对网络游戏《我的世界》感兴趣。“你可以将《我的世界》描述成未来的8位3D打印视觉设计。”埃里克告诉我,“数以百万计的人玩《我的世界》,这是成人的积木玩具。”
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1700402407 埃里克之所以联系我是因为他认为我可能会对他开发的一个软件工具Mineways(一个可以将设计3D打印出来的软件)感兴趣。
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1700402409 Mineways是一个开源软件工具,人们通过这个工具能够进行编辑,然后3D打印出他们所设计的物件。当埃里克意识到人们在网络上构建的丰富的虚拟世界正开始以实物形式展现时,他研发出了Mineways。埃里克利用业余时间花了45天编写出Mineways,并于2011年圣诞节对外推出该软件。从那时算起,Mineways下载量已经超过50 000次。
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1700402411 为了了解更多信息,我去见了埃里克,让他给我展示《我的世界》。在埃里克的客厅里,首先引起我注意的是分散在各处的3D打印的小玩意。他向我展示了一个3D打印的城堡复制品,还有一个斑驳粗糙带有黄色茅草屋顶的灰色石头房子。埃里克解释说,这所房子是《我的世界》里一个村庄的复制品。
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1700402413 我们俩坐在宽屏计算机显示器前,埃里克登录了他的《我的世界》账户。他解释说,《我的世界》是一个多人游戏,在游戏里玩家设置一个头像并建立自己定制设计的虚拟世界。玩家通过点击和拖放立方体原料块营造出精致和丰富的幻想世界。在写作本书时,《我的世界》估计拥有800万活跃玩家,这相当于欧洲一个小国家的人口规模。
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1700402415 我盯着屏幕,埃里克带我走进了他的虚拟世界—Vokselia。“最初,你会拥有一个账号和一个世界,那个世界里什么都没有。”他的游戏界面有与几个朋友共享的房屋、城堡、巨大的玻璃穹顶,甚至还有一些农场动物。埃里克向我展示了一个富有野心的设计—棱角分明的蚂蚱。他解释说,将蚂蚱细长的腿和触角设计成能够用3D技术打印出来是一个挑战。
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1700402417 在这个游戏世界里,每个立方体建筑块代表着真实世界里1立方米的体积。与经过精细雕琢看起来像电影的现代视频游戏不同,《我的世界》里的图形乍看之下很粗糙,甚至有些原始。在《我的世界》里,世界由大块状的原料组成,树木、房屋、湖泊和结构都被粗糙地像素化了,每个平坦的表面看起来都是由个性化的瓦片组成的。
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1700402419 是什么使得《我的世界》这个游戏如此有吸引力?部分来自于神奇的视觉效果,立方体形状的积木使得人们建造的城市、建筑和幻想的世界充满神秘氛围。埃里克说:“在视频游戏里,图形质量可能很高,但你不能改变和移动东西。大多数视频游戏是互动的,但在那些游戏里你不能达到这样的设计水平。”
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1700402421 在这个幻想世界里有严格统一的内部规则,玩家必须遵守物理定律,所以他们的设计空间融合了幻想与物理世界的规律。玩家必须受到相同的约束,将现实世界的复杂性引入建造过程中。由于一个精心设计的项目可能需要花费大量时间,为了加速游戏过程,《我的世界》里的一天实际仅相当于20分钟。
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1700402423 埃里克向我展示了一个火车站的地砖—棕色、红色和黄色组成的马赛克。制作棕色瓷砖时,《我的世界》的玩家不能仅仅选择“棕色”并把它应用到一块砖上。相反,制作棕色瓷砖是一个系统而又艰苦的过程。“这些瓷砖的颜色来源于羊毛的特殊染色,你必须剪羊毛和收集羊毛以获取这些颜色。”埃里克说,“粉红色和棕色都相当罕见,你必须找到可可豆色的羊毛来制作棕色的瓷砖。
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1700402425 我猜测《我的世界》的吸引力部分在于玩家能以团队形式展开大规模的建设项目,创建老式社区。埃里克和他的朋友们联合起来建立一个虚拟的杰作,名为社区火车站。这个火车站以伦敦的圣潘克拉斯火车站为原型。玩家们贡献时间、原材料或项目设计。当我看到社区火车站时,在车站中庭的角落里有一棵闪闪发光的圣诞树,很明显玩家们在节日结束后没有将其拆除。
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1700402427 《我的世界》展示了一个新的设计范例:游戏化的计算机辅助设计。只需要27美元,《我的世界》的玩家就能拥有方便而功能强大的设计工具以及与其他玩家和建造者共享的网络社区。当我还是一个年轻工程师的时候,我学习使用设计软件几乎就像是学习如何管理一个机场控制塔。设计工具的用户界面非常复杂,简直令人困惑,词汇也非常特殊,并且远远超出了普通使用者的技能。任何年龄段的人在学习使用它的过程中都无法感受到乐趣。
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1700402429 《我的世界》非常容易操作,8岁的小孩都可以玩。事实上,在几个月前,我8岁的儿子就在家里开始玩了。经过几天的学习,他帮我设计和建造了我自己的虚拟家庭(在他的树和屋子附近),并配备了淋浴间和床。
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1700402431 《我的世界》似乎令我儿子非常着迷。他进行了几个实验来测试TNT炸药(一种威力较大的炸药)的爆炸力,泥土和崖面上出现大量带棱角的弹坑。儿子告诉我,碰巧在爆炸地区附近的几只鸡死了,但不知何故一头路过的牛却在爆炸中幸存下来,不久便在巨大的弹坑旁边安静地吃草了。
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1700402433 《我的世界》软件内部(除了一些计算机科学家以外其他人不会有什么兴趣)有一个有趣的设计架构,它的软件不使用行业标准的设计模型。《我的世界》里的块状图形不是由传统的实体建模(工程师首选的设计工具)生成,也不是表面网格(动画师和艺术家首选的设计工具)生成。《我的世界》的核心是一个名为体素的数字单元。在一个三维物体的体积内,一个数字化的体素顺利地转换为一个精确的物理位置。
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1700402435 基于体素的设计占用大量内存,但理论上它作为设计单元或数字砖吸引用户。据埃里克所说,体素虽然外观看似粗糙,但它向人们提供了一个简单的设计方式,这一点很有吸引力。他说:“体素作为一个单元,人们可以很直接地与其发生联系。几十年来,我一直从事表面建模工作,也就是绘制多边形或曲面。但是,它有点儿模糊,有悖常理。如果你没有接受过培训,表面网格很难使用,没有人们想象的那么简单。”
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1700402437 埃里克向我展示了一个美丽的作品,这部作品刻画了一个西班牙城市的雄伟和壮丽。这个城市是名为立体角(Solid Angle)的图形设计公司的李·格里格斯和托马斯·费尔南德斯·塞拉诺设计建造的。在创造的世界中,他们设计了一个圆顶建筑,该建筑位于6个街道的环形交叉口中央。
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1700402439 圆顶建筑周围的模型城市布满了红瓦屋顶,远处有一个圆形剧场。
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1700402441 见图13–1,你可以看到这个场景的原始图像描绘了马里奥兄弟爬上一个建筑物的轮廓。然而,由于知识产权的原因,当该图像刊登在设计杂志封面上时,马里奥兄弟的形象被删除了。该杂志考虑到任天堂的版权问题,安全起见,要求格里格斯和塞拉诺将马里奥兄弟的形象从图片中删除。
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