農(nóng)業(yè)領(lǐng)域引入 3D 技術(shù),為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的精細化、智能化發(fā)展注入新活力,助力農(nóng)業(yè)提質(zhì)增效。在農(nóng)業(yè)設(shè)施建設(shè)中,傳統(tǒng)溫室大棚設(shè)計依賴經(jīng)驗,而通過 3D 建模技術(shù),可根據(jù)當(dāng)?shù)貧夂驐l件、農(nóng)作物生長需求,優(yōu)化大棚的結(jié)構(gòu)設(shè)計,如調(diào)整棚頂坡度、通風(fēng)口位置、光照布局等,再通過 3D 仿真模擬不同設(shè)計方案下大棚內(nèi)的溫度、濕度、光照分布,選擇適合農(nóng)作物生長的方案。在農(nóng)作物生長監(jiān)測中,農(nóng)戶可利用 3D 掃描技術(shù)定期獲取農(nóng)作物的株高、葉片面積等數(shù)據(jù),結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)傳感器采集的土壤墑情、養(yǎng)分數(shù)據(jù),通過 3D 可視化模型直觀呈現(xiàn)農(nóng)作物生長狀態(tài),及時發(fā)現(xiàn)生長異常并采取針對性措施,如調(diào)整灌溉量、施肥種類等。此外,在農(nóng)業(yè)機械研發(fā)與維護中,3D 技術(shù)也發(fā)揮著重要作用,如通過 3D 建模優(yōu)化農(nóng)機的結(jié)構(gòu)設(shè)計,提高作業(yè)效率;在農(nóng)機維修時,通過 3D 拆解模型指導(dǎo)維修步驟,降低維修難度,確保農(nóng)機快速恢復(fù)作業(yè)。航天領(lǐng)域通過 3D 打印制造發(fā)動機部件,在保證性能的同時,大幅減輕部件重量。崇明區(qū)產(chǎn)品3D制作設(shè)計師

3D掃描技術(shù)如同現(xiàn)實世界的“復(fù)印機”,它能高速、高精度地捕獲物理物體的幾何形狀和顏色信息,生成對應(yīng)的數(shù)字3D模型。這項技術(shù)主要分為激光掃描和結(jié)構(gòu)光掃描,它們通過測量物體表面的點云數(shù)據(jù)來重建其三維形態(tài)。應(yīng)用之一便是創(chuàng)建“數(shù)字孿生”。例如,可以對一整座工廠或一棟摩天大樓進行精細的3D掃描,在電腦中創(chuàng)建一個與實體完全一致的虛擬副本。這個數(shù)字孿生體不僅可以用于展示,更能進行實時數(shù)據(jù)對接和模擬分析。工程師可以在數(shù)字模型上模擬設(shè)備運行、能耗情況、人員流動,甚至預(yù)測潛在故障,從而在真實世界中進行優(yōu)化和干預(yù)。數(shù)字孿生讓城市管理、工廠運營和建筑設(shè)計進入了可預(yù)測、可優(yōu)化的全新階段。嘉定區(qū)紅蠟3D三維建模技術(shù)能源領(lǐng)域利用 3D 打印制作油氣設(shè)備部件,優(yōu)化流道設(shè)計,提高能源傳輸效率。

3D 掃描:文物修復(fù)的 “時光復(fù)刻機”3D 掃描技術(shù)為文物保護提供了全新方案,能高精度復(fù)刻文物細節(jié),為修復(fù)與研究提供數(shù)據(jù)支撐。敦煌莫高窟的壁畫修復(fù)中,工作人員用激光 3D 掃描儀對壁畫進行毫米級掃描,生成高清數(shù)字模型,不僅能記錄壁畫當(dāng)前狀態(tài),還能通過對比不同時期的掃描數(shù)據(jù),監(jiān)測壁畫褪色、開裂情況。對于破損文物,如破碎的陶罐,掃描后可在電腦中模擬拼接,確定比較好修復(fù)方案。此外,3D 掃描的數(shù)字模型還可用于文物展覽,觀眾通過 VR 設(shè)備就能 “觸摸” 虛擬文物,減少實體文物的展出損耗。
在工業(yè)設(shè)計與工程領(lǐng)域,3D計算機輔助設(shè)計(CAD)已經(jīng)完全取代了傳統(tǒng)的手工繪圖。軟件如SolidWorks、CATIA等允許工程師在虛擬空間中直接創(chuàng)建產(chǎn)品的三維數(shù)字原型。他們可以輕松地進行修改、測試裝配關(guān)系、進行有限元分析(FEA)以模擬受力情況,甚至進行流體動力學(xué)分析。這避免了制造昂貴物理原型的高成本和長周期,從小小的手機外殼到龐大的飛機發(fā)動機,幾乎所有現(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)品都誕生于3D CAD軟件之中,它是現(xiàn)代制造業(yè)數(shù)字化和智能化的起點。交通領(lǐng)域嘗試用 3D 打印制作軌道交通部件,降低部件重量,減少能耗與磨損。

人工智能正在深刻改變3D內(nèi)容的創(chuàng)作方式,大幅降低門檻并提升效率。傳統(tǒng)上需要藝術(shù)家手動完成的大量重復(fù)性工作,現(xiàn)在可以由AI代勞。例如,通過AI算法,可以根據(jù)幾張照片或一段視頻自動生成高質(zhì)量的3D模型;可以利用文本描述(如“一個紅色的陶瓷杯子”)直接生成3D資產(chǎn);AI還能輔助為角色生成逼真的動作和表情,自動化UV展開和紋理繪制等繁瑣流程。這些工具將使設(shè)計師和藝術(shù)家能更專注于創(chuàng)意本身,而不是執(zhí)行細節(jié),從而加速元宇宙、游戲和影視等領(lǐng)域的3D內(nèi)容生產(chǎn),推動數(shù)字世界的快速膨脹。隨著 3D 打印技術(shù)不斷發(fā)展,其應(yīng)用場景持續(xù)拓展,正逐步改變傳統(tǒng)生產(chǎn)與生活方式。松江區(qū)金屬3D創(chuàng)意設(shè)計
3D 打印為汽車維修提供便利,可快速打印稀缺零部件,降低維修等待時間。崇明區(qū)產(chǎn)品3D制作設(shè)計師
文化遺產(chǎn)保護領(lǐng)域,3D 技術(shù)成為傳承人類文明的 “數(shù)字守護者”,為文化遺產(chǎn)的長久保存與活化利用提供了新路徑。以敦煌莫高窟為例,由于壁畫對環(huán)境濕度、溫度極為敏感,長期對外開放易導(dǎo)致顏料脫落、畫面褪色,工作人員通過高精度 3D 激光掃描技術(shù),對洞窟內(nèi)的壁畫、雕塑進行***數(shù)據(jù)采集,精度可達 0.1 毫米,隨后構(gòu)建出與實物完全一致的 3D 數(shù)字模型。這些數(shù)字模型不僅能作為修復(fù)的精確依據(jù),還能通過 VR 設(shè)備打造 “線上莫高窟”,游客足不出戶就能沉浸式欣賞洞窟細節(jié),甚至能觀察到肉眼難以察覺的壁畫紋理。此外,對于因自然災(zāi)害或人為破壞受損的文化遺產(chǎn),如意大利龐貝古城的部分建筑,技術(shù)人員可利用 3D 建模與逆向工程技術(shù),結(jié)合歷史文獻資料,對缺失部分進行數(shù)字化復(fù)原,再通過 3D 打印制作出等比例復(fù)制品用于展覽,讓珍貴的文化遺產(chǎn)得以 “重生” 并傳承下去。崇明區(qū)產(chǎn)品3D制作設(shè)計師