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3D打印与VR虚拟现实 谁是科技界的意淫者?

来源:e键打印   发布时间:2016-06-13 16:19:48   浏览次数:1197

3D打印与VR虚拟现实 谁是科技界的意淫者?

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这几年大火的两个科技前沿产品就是3D打印和VR。一个关注现实,一个聚焦虚拟。孰轻孰重,一直是科技圈讨论的话题,就像工业兴国还是金融兴国的讨论一样,各自有不同的观点。近日,笔者就在朋友圈偶然看到这样的一句话:3D打印是造福人类的高科技,VR是一种意淫,相比VR这种体验性的东西,3D打印才是真正为人类做实事。作为一名3D打印行业的从业者,这句话引起了笔者的兴趣,干脆我们就来个简单的对比分析吧。文章较长,请耐心看完。


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关注科技的朋友们最近可能被一个词汇反复冲击着脑细胞,那就是VR。自从笔者参观了一次科技类盛会CES Asia 2016之后,发现展会上众多VR新品几乎需要整整一天的时间才能够体验一遍,VR参展产品数量之大几乎可以用半壁江山来形容,其热闹程度唯有两年前的3D打印可与之匹敌。


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CES Asia 2016展会现场,VR展品占据了半壁江山


两年前的3D打印到底有多火呢?可以这样来形容:如果你去一家咖啡馆,随便找个地方坐下来就有机会听到旁人在讨论3D打印。而2016年据说又会是VR元年,突然觉得这句话似乎很耳熟,因为在2013年的时候,人们都称这一年是3D打印的元年,这才3年的时间,这么快就改朝换代了?


3D打印:制造方式的变革


所谓3D打印,即快速成型技术的一种,它是一种以数字模型文件为基础,运用粉末状金属或者塑料,通过逐层打印的方式来构造物体的技术。3D打印并不是一项全新的技术,这项技术诞生于上世纪80年代,距今已有30余年的发展历史。但无论怎么说,从2012年奥巴马高呼“我们要用3D打印拯救美国,打败中国制造”那一刻起,3D打印才真正被大众所认知,之后才逐渐进入了人类的生活。


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3D打印也被叫做“增材制造”,被称为新一代生产制造业的颠覆者,这样形容并不是没有道理的。与传统CNC(Computer numerical control的简称,计算机数字控制机床)加工方式不同,3D打印完全是数字化的,而且使用材料堆积的方式,并不会造成材料的浪费。


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传统加工制造可能会带来材料的巨大浪费,比如,你拿着一大块金块去雕刻一副纯金打造的牌匾,利用传统切削等工艺,不知道要浪费掉多少材料。而且,3D打印过程是完全自动化的,几乎不需要人在现场看护和值守。3D技术还有一个优点在于,无需机械加工或者任何模具就能直接从计算机图形数据中生成任何形状的零件,从而极大地缩短产品的研制周期,提高生产率和降低成本。


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除了节省材料之外,3D打印还能优化制造环节。与传统制造技术相比,3D打印不必事先制造模具,也不必通过复杂的锻造工艺就可以得到最终产品,因此,在生产上可以实现结构优化、节约材料和节省能源。3D打印技术适合新产品的开发、快速单件以及小批量零件制造、复杂形状零件的制造、模具的设计与制造等。因此,3D打印产业受到了国内外越来越广泛的关注,将成为下一个具有广阔发展前景的朝阳产业。


3D打印在各个行业的应用


前几年,3D打印概念股被炒作得很厉害,大有大红大紫的趋势,其实是噱头大过实际用途。在资本市场,3D打印概念仿佛一件神奇外衣,任何披上它的个股都能一飞冲天。甚至一些业绩乏善可陈的上市公司,只要想方设法与3D打印概念沾边,股价都会飙升,成为不折不扣的“妖股”。再加上媒体大肆宣传报道,为这项酷炫的时髦技术增添了几分神秘感。


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3D打印概念仿佛一件神奇外衣,任何披上它的个股都能一飞冲天


近几年来,3D打印发展从炒作逐渐归于理性,更多地是利用这项技术造福人类,目前人们已经可用这项技术打印各种东西,日常生活中可以打印服装、生活小玩具、装饰品等,此外在军工领域、航空航天领域、医疗领域等也都能找到3D打印的影子。


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3D打印的时装


日常生活中,3D打印的珠宝、鞋子、衣服、小饰品、小玩具、食品等都已经实现。3D打印技术在走秀时装领域并不陌生,3D打印的时装个性张扬、时尚靓丽,几乎成为每个走秀时装专场上一道靓丽的风景线。除了衣服,3D打印的还有鞋子、增高鞋垫儿等这些我们日常生活的必需品。3D打印最大的特点就是可以实现私人定制。例如鞋子,3D扫描仪可以根据不同的脚部特征定制不同的鞋子,有些量体裁衣的韵味。当然,珠宝首饰也是3D打印技术应用的主要方向。


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美国雷神公司将3D打印技术用于导弹制作


在军工领域,3D打印技术给装备保障带来的变化是革命性的。在未来信息化战场上,无论武器装备处于任何位置,一旦需要更换损毁的零部件,技术人员可以随时利用携带的3D打印机,直接把所需的部件一个一个打印出来,装配起来就可以让武器装备重新投入战场。


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3D打印的人体器官


在医学领域,3D打印技术倍受青睐,应用范围也已经超出我们的想象。就目前来看,3D打印主要用于快速制作人体器官模型。比如肝脏、心脏、耳鼻、皮肤等人体器官,都可以通过3D打印而获得。如今,通过3D打印制造的医疗植入物这种技术已被应用于制造更好的钛质骨植入物、义肢以及矫正设备。



3D打印或将改变未来生活


3D打印是一项被寄予厚望的颠覆性技术,不仅可以改变工业生产,更可以进入生活,改变注诸如医疗、食品、礼品、玩具等各种现实生活方式。在CES大会上,3D打印是一大热点,展会上展示的3D打印技术正在大步走向成熟化、规模化、实用化和易用化。


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年初美国CES展会现场:“星战”帝国冲锋队队员,3D Systems扫描仪和打印机打造而成


目前,国外已经通过3D打印技术成功地打印出了枪支、自行车、汽车、电控飞行器等物。去年,美国3D打印服务提供商已经打印了75万种产品,数量之多令人惊叹。我国的3D打印技术发展也颇为可观,目前世界上最大的3D打印机,正是出自我国的科技工作者之手,包括天宫一号的零部件,也都使用了3D打印技术。



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近年来,3D打印成为NASA开发宇宙的首选技术之一


科学家们做过这样的畅享:未来,也许建筑工地上只需要一台超大型的3D打印机,就可以自动打印楼房;给月球发射几台3D打印机,就能就地取材打印出一个月球基地;如果生病了某个器官要换掉,无需找匹配的器官源,只要在患者身上取出一些干细胞培养成打印原料,然后利用3D打印机就可以复制一个一模一样的器官进行移植。


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西安3D打印别墅


有人把3D打印技术之于制造业的重要性比作喷墨打印机之于印刷业。如果3D打印真的能够达到普通打印机的普及程度,那么,生活中需要工厂生产的商品,就像有了打印机我们依旧需要买书、买杂志一样,但是对于那些质量要求不是很高的物品,都可以通过3D打印机来解决了。未来我们再去超市购物,购物清单上可能要写着:打印铝一斤;打印塑料半斤;打印肉丸2斤……


至今难以飞入寻常百姓家


不过3D打印让人诟病的地方在于,打印成本过高,总体来看不够实用。比如,打印出一个人体肖像,如果去照相馆花个几十块钱就能解决的问题,如果选择3D打印出一个1:1等比例的肖像,起码也得上千元。而且时间成本也非常高。


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国内一些3D打印记梦馆,因价格高昂、客源稀少而生存艰难


3D打印虽然有颠覆制造业的巨大潜力,但是目前离“飞入寻常百姓家”还有很长一段距离。制造业大王郭台铭曾经这样形容过3D打印:“这东西连电池都打印不了,要它有何用?广义理解,现在的流水线就是3D打印,早就不是什么新鲜概念,新技术的应用,最重要的因素就是成本,你搞出个比传统行业贵几十倍、上百倍的东西,谁用谁破产!”


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制造业大王郭台铭唱衰3D打印,并说过:“3D打印要是有用我郭字倒着写。”


这段话一针见血地指明了3D打印的缺陷所在,就是打印成本过高,没有什么实际用途,这让笔者想起了中国的一些花架子式的武术和西方搏击术,比如某些用来展示的中国武术表面上看起来招式繁多,花里胡哨,但是真正谈到武术的实用性却差了很多,不像西方搏击术能够招招制敌,比如人们喜欢看的美国拳王争霸赛,里面的招式基本都是真功夫,一脚一拳都可能让对手倒地。虽然这样举例不太恰当,但足以说明一个道理:既然3D打印无法做到实用性,到头来只能落个让人评头论足的地步。也许随着技术的进步,这一问题逐渐会得到改观,但在近期恐怕还难以改善。


VR技术:娱乐行业的颠覆者


如果说3D打印是颠覆制造业的,那么,VR就是颠覆娱乐业的。什么是VR呢?所谓VR其实就是Virtual Reality的缩写,翻译成中文就是虚拟现实的意思。顾名思义,就是通过技术手段创造出一种逼真的虚拟的现实效果。


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娱乐是最刚性的需求,游戏、电影这些典型的娱乐场景,都是大家舍得大把花钱的领域。VR技术的发展,未来将广泛应用于游戏、观影、看房、旅游、在线教育等诸多领域,VR的巨大潜能吸引着很多初创公司研发该技术,有望颠覆整个PC端。


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全球各大知名分析机构都非常看好VR行业,并纷纷做出相关市场评估,国际知名市场分析机构HS认为,2016年将有700多万部VR设备投入使用。知名分析机构ABI Research则预测,VR(虚拟现实)设备在未来五年将会快速增长,其间年复合增长幅度为106%,到2020年VR设备将达到4300万件。有可能像PC的出现一样成为游戏规则的颠覆者。


VR技术的发展也是一波三折


2016年被称为VR元年,但是不得不说的是,虚拟现实并不是新鲜事,至少在70、80代的人群中有不少人在十年前就有可能试玩过任天堂的第一款VR设备Virtual Boy,而在当时,这款VR一体机并没有得到市场认可,销量惨淡,没过多久,VR就被人们遗忘了。现在,虽然VR给人体验不同,但是当时和现在也有不少相似之处,比如VR设备高昂的售价,还有同样看起来很奇怪的外形设备,这些相似之处让不少人认为VR又火起来了。


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1995年任天堂发售的3D游戏机VIRTUAL BOY


早在90年代,就已经有3D游戏上市,虚拟现实在当时也引发了类似于当前的关注度。例如,游戏方面有Virtuality的虚拟现实游戏系统和任天堂的Vortual Boy游戏机,电影方面有《异度空间》(Lawnmower Man)、《时空悍将》(Virtuosity)和《扞卫机密》(Johnny Mnemonic),书籍方面有《雪崩》(Snow Crash)和《桃色机密》(Disclosure)。


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VR题材电影《扞卫机密》(Johnny Mnemonic)


但是,当时的虚拟现实技术没有跟上媒体不切合实际的想象,例如,3D游戏画质较差,价格高,时间延迟,设备计算能力不足等。最终,这些产品以失败告终,因为消费者对这些技术并不满意,所以第一次虚拟现实热潮就此消退。


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2014年Facebook以20亿美元收购Oculus后,掀起一股虚拟现实热


2014年,Facebook以20亿美元收购Oculus后,类似的虚拟现实热再次袭来。在过去的两年中,虚拟现实领域共进行了225笔风险投资,投资额达到了35亿美元。Digi-Capital数据(2015年12月)显示,过去12个月各企业在虚拟现实领域的投资额已突破10亿美元。


VR行业的发展潜力有多大?


按照Digi-Capital预测,虚拟现实硬件和软件市场潜力将达到1500亿美元规模,预计未来5年复合增长率超过100%。而据游戏行业分析公司Superdata预测,到2017年底将会卖出7000万台虚拟现实头显,带来88亿美元的虚拟现实硬件盈利和61亿美元的虚拟现实软件盈利。


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军事仿真训练与演练是虚拟现实技术最重要的应用领域之一,也是虚拟现实技术应用最早、最多的一个领域,美国国防部将虚拟现实技术列为21世纪保证美军优势地位的7大关键技术之一,并应用于军事演练,带来了军事演练观念和方式的变革,推动了军事演练的发展。


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在游戏应用方面,从最初的文字MUD游戏,到二维游戏、三维游戏,再到网络三维游戏,游戏在保持其实时性和交互性的同时,逼真度和沉浸感正在一步步地提高和加强。随着虚拟现实技术的快速发展和软硬件技术不断进步,虚拟现实游戏必将为人类娱乐、教育和经济发展做出新的更大的贡献。


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医学领域对虚拟现实技术有着巨大的应用需求,目前,虚拟现实技术已初步应用于虚拟手术训练、远程会诊、手术规划及导航、远程协作手术等方面,某些应用已成为医疗过程不可替代的重要手段和环节。


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在工业领域,虚拟现实技术多用于产品论证、设计、装配、人机工效和性能评价等。代表性的应用,如模拟训练、虚拟样机技术等已受到许多工业部门的重视。20世纪90年代美国约翰逊航天中心使用虚拟现实技术对哈勃望远镜进行维护训练,波音公司利用虚拟现实技术辅助波音777的管线设计就是典型的成功范例。


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教育文化也是虚拟现实技术的一个重要应用领域。现在虚拟现实已经成为数字博物馆和科学馆、大型活动开闭幕式彩排仿真、沉浸式互动游戏等应用系统的核心支撑技术。在数字博物馆或科学馆方面,利用虚拟现实技术可以进行各种文献、手稿、照片、录音、影片和藏品等文物的数字化和展示。对这些文物展品高精度的建模也不断给虚拟现实建模方法和数据采集设备提出更高的要求,推动了虚拟现实的发展。


VR行业,想说爱你不容易


虽说VR有着很大的潜能,很有可能会彻底改变电子娱乐的局面,但是这个行业还存在着至少令人担忧的八大困扰,比如过低的分辨率、缺乏高质量的游戏、产能不足、不能进行无线连接、不知道现实中发生的一切、昂贵的价格、眩晕问题、缺乏互动等。


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虚拟现实技术是一门年轻的科学技术,虽然在很多领域的实际应用已经相当成熟,但是总体来说处于发展的初期阶段,尚存在很多待解决的问题。从运行环境来看,相关的软、硬件标准急需定。外设方面,虚拟现实设备与之的匹配与交互急需提升。而且,虚拟现实设备的佩戴舒适感也同样不容忽视。


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虽然现在我们每天都能看到不少有关VR的内容,但是目前在国内的状况是,VR从根本上还没有普及,体验过VR的人也只占小部分人数,在这小部分人中,其中体验较差的VR盒子的人数占了90%以上,这些VR盒子在淘宝上卖的便宜,但是根本不能和高昂的VR设备相比,等消费者体验二三十分钟后,大部人可能因为头晕症从而摘下来,一般买了三周过后就再也不会用这个设备了,在他们的心目中,可能认为VR设备不过如此而已,而售价高昂的设备一般很少有人买,即使它带来的体验完全和VR盒子带来的体验感觉完全不同。


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我们都知道,了解一个VR产品的好坏除了硬件、交互方面以外,还有内容,当下,很多VR视频就十五分钟以内的样子,带上VR设备后,佩戴者会因为体验超过十五分钟而感到头晕,造成这些原因的是移动处理器在计算能力和渲染能力方面的限制。


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除了上述问题,在今年年初国际知名心理学家Cyriel Diels就表示过VR会影响人类的大脑认知,当用户停止使用VR后,大脑需要重新调整状态来适应现实的世界。从以上几点看起来VR的未来似乎并没有那么乐观,而且科技水平的限制,所以有人认为VR并不会取代手机或者PC,顶多就是个模拟体验工具。


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虽然现在市面上推出了各种各样的VR设备,像体验感稍微好些的VR设备,例如HTC Vive、Oculus Rift、PS、VR等这些昂贵的设备一般很少有人去买,毕竟一个新东西出现在人们视野中,并不会立刻被人接受,还有其设备高昂的价格也会成为VR设备未来普及的一个难点。


3D打印与VR 谁在意淫?


虽然笔者从事3D打印行业,跟着两个明星概念都有些相关性,从本质上讲,3D打印是把虚拟的东西实物化,而VR则恰好相反,它把实际的东西虚拟化,他们的内容都应该是3D的。


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3D游戏


3D打印由于其强大的可塑性,创意能够在一定时间的打印之后面世,让以往工厂级别的生产过程能够以私人订制的方式出现在消费者面前,这可不仅仅是便利于创客的事情,甚至要改变整个制造行业。


VR设备对于视觉方面的冲击是颠覆性的,从平面到立体再到沉浸,VR设备对于视觉,甚至往后对于五感的冲击,是相当令人期待的。就像某些以虚拟现实为题材的影视作品中所呈现的现象,相信光是这样的虚拟剧情就已经够大家动心了,更不要说对于VR设备抱有相当的期望。


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VR题材电影


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黄晓明将出资10亿人民币用VR技术翻拍电视剧《万水千山总是情》(图源:ent.163.com)


VR设备和3D打印的前途都非常光明,不过就目前两个产品在市场上的铺开情况来看,3D打印似乎更接地气一些。两个产品在很多厂商手中,大多扮演着被炒作的角色,说起这两样东西,大家都抱着好奇的态度去接近并了解它,但是,实际的效用,相信不必多说也都非常清楚。


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理想很丰满现实很骨感,这是VR当前状况的真实写照。此前有相关人士用一个表格对比了VR和3D打印在硬件、软件、服务、内容这4个方面的现状:3D打印在软件和内容方面相对已经比较成熟了,现在却已经在退潮期。并认为VR这个被炒成明星的婴儿前景堪忧,夭折的可能性很大。笔者也有同感,毕竟3D打印已经为人类做实事了,而VR似乎还没到那个程度。


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VR和3D打印在硬件、软件、服务、内容这4个方面的现状(图源:Baidu)


总体看来,VR和3D打印都是具有实际应用意义的产品,但就目前的发展状况来看,更多透露出一种娱乐的意味,VR在娱乐和游戏方面算是大放异彩,3D打印在设计师和玩家手中是香饽饽,但正真起到改变人类生活的作用了吗?显然没有。提起这两样东西,绝大部分人还不知道是什么。它们还停留在商业炒作、概念炒作阶段,从商用到民用的转变如果不加快速度的话,总有一天会将消费者的好奇心和期待消磨殆尽。但这两种技术这几年发展迅速,每一年产品都在快速迭代中,现在的技术比起前几年来说已经有了巨大的进步。就像电脑刚出来时一样,整台电脑要占领一个大房间,而现在发展到一部小小智能手机就能做很多事,相信3D打印和VR都不会是意淫,而是实实在在改变人类生活的技术。


本文部分内容来源于中关村在线

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