达梭系统(Dassault Systems)全球事务与社区事业部执行副总裁菲利浦佛斯提尔(Philippe Forestier)认为,3D将会是持续蓬勃发展的领域。3D技术使人们能够对任何事物进行逼真的数码化建模,将虚拟世界变成逼真体验!
菲利浦佛斯提尔说:“一群满腔热血、怀抱梦想的人找上我们。多亏有了3D,我们才得以把他们的梦想转化成现实。”把理论转换成视觉表现,这个过程并不容易。达梭系统在不同的装置与平台创造了互动的3D体验,包括网站、iPad应用程式、3D电影、3D教育纪录片,以及博物馆、文教机构所使用的3D触控式电脑荧幕。
这些年来,他们打造了许多3D体验的影像,其中包括“巴黎3D壮游”(Paris 3D Saga)。对他们而言,“巴黎3D壮游”是大型计划“热爱发明”(Passion for Innovation)的子计划,目的是让历史学家、考古学家、研究员与发明家能利用它的尖端科技。“‘巴黎3D壮游’的计划回溯至中古时代,重现巴黎当时的风华。这是该市居民首次能回到艾菲尔铁塔的建造时期,甚至能在铁塔周围飞翔。”他说。
他亦指出,“我们第一个案子就是跟一位研究埃及金字塔25年的人合作。”当时哈佛大学埃及古物学系的教授彼得曼纽里安正(Peter Der Manuelian)博士一直希望能够拥有吉萨高原(Giza Plateau)的总览图。但由于许多手工艺品已经散落于世界各地的博物馆中,要真正的再现现场已是不可能的事。
与热忱客户共写新篇章
作为波士顿美术博物馆和达梭系统的合作项目——“金字塔3D壮游”(Giza 3D),在2011年达梭把彼得博士的梦想变为了全沉浸式的实时3D逼真体验。项目从开始选择墓穴,各种陶瓷制品和雕像被数码化还原到它们在大约5000年前的原始位置。
为什么是埃及和巴黎?而不是其它地方?佛斯提尔笑说:“这纯属巧合。”因为他们找上了我们,这些人的脑中充满许多想像,他们想要呈现想法,但无法办到,而我们就利用的我们的技术帮他们证明。
他概述:“人们是如何把这些6、70吨的巨石堆叠起来的?我们正在发展理论来重建金字塔。”他表示为了实际测试推导出的假说,下一步将是在金字塔内部实际测试。另一个客户则想用冰山解决全球干净饮用水短缺的问题。“他自言自语,要如何才能把一座冰山拖到需要水的国家呢?”他说,“我们以虚拟方式克服了技术层面的挑战,如果现在有国家对此感兴趣,我们知道实行的方式。”
“每次只要有满怀热忱的人带来技术上的难题,我们就会写下新的故事,”以前的客户包括建筑师法兰克盖瑞(Frank Gehry)及电影导演卢贝松(Luc Besson)等。然而就像他所说的,3D体验不只是用来观看多维度的事物。“电影是影像的集合,它与体验有一项很大的差异。如果你把一个场景用3D体验视觉化,就能调整它。我们可以想像坐在这里,然后再多摆一张椅子,或多摆一个人进来。”
3D体验概念节时节源
所谓的“良好使用体验”,近年来一直被许多消费性电子业者所广泛使用,希望能提供更多的附加价值,不以价格竞争为导向,来吸引消费者上门。同样的,使用体验这件事,也不止发生在消费性电子领域,在设计与生产等流程上,也有厂商出现了这方面的诉求。
达梭系统台湾分公司总经理白博耐表示,我们本就生活在一个立体的空间中,所以在许多工具的提供上,用3D来呈现所有的内容最为适合。与此同时,以“3D体验”的概念来贯穿产品的设计、验证与生产等各项流程,以期在最短的时间进行最有效的沟通并完成最有品质的产品。
达梭系统希望透过旗下的解决方案,来让全球人们的生活可以更加美好。举例来说,达梭系统所执行的“冰山计划”是希望能将南北极的冰山拖运至南欧解旱,研究员与达梭系统团队运用达梭系统3D模拟技术,计算出冰山从纽芬兰一路到加那利群岛旅程中的各种不同变化,并将气候学与海洋学的现实资讯考量进来,预测拖移的冰山漂移与溶解的过程,进而让水资源的运用可以达到最大化。
减低风险 让问题提早发现
把同样的原理套在智能手机,如果智能手机在量产之前,先进行模拟,了解整支手机的运作状况,事先发现问题并予以修正,那在量产后就能将问题与风险压到最低。白博耐也直言,过往的产品设计与制造是完全不相干的两端,但是,不当的设计极有可能会造成制造端极大的困扰。像是车壳设计,一旦设计上出现极大问题,在制造端的电脑数值控制(Computer Numerical Control;CNC)就必须耗费极大的成本进行调整。
最令人担忧的是,在汽车投入市场后因车壳设计造成不必要的问题,对整个生产流程而言是相当浪费成本的。也因此,若能从设计、生产与验证等流程加以串连,制造端便能提早发现问题,在共同的平台上与设计端进行沟通与讨论,以找出最大的共识。也就是说PLM(产品生命周期管理)系统,必须加以贯穿各项流程来实现这项目标。
但贯穿之后的另一考验在于,同一档案在多人共同编辑的情况下,时常出现新旧版本不一的问题,所以白博耐认为,PLM结合云端系统,能让编辑者们在不同时间与地点的状态下,都能即时更新档案,而档案内容也都会是最新的版本。换言之,一间企业若能将这些软体工具加以导入,相信能大幅提升企业的生产力。
精算心脏活动 模拟治疗手术
“我们和3D电影制作采用的软件并不相同。”佛斯提尔说道。他续说,彼得博士就是使用达梭的3D EXPERIENCE软件,将馆藏取自埃及金字塔的照片、日记、图画与漂件转为3D模式,以便他带领学生“走”进金字塔,仿彿置身实境一样观察埃及第四王朝。他甚至可以运用这些资料与一台3D列印机,复制早已逝去的古埃及文物。
达梭系统旗下达梭模拟的策略长,“活心”(Living Heart)专案负责人史蒂夫雷文说:“你只要想得出来,就能模拟出来。”不过他承认,达梭现正面临一个鸡与蛋的问题:要造出精确的棤型,你必须一开始就拥有丰富的资料。以“活心”专案为例,达梭系统从学术研究人员、心脏科专家、医疗器材公司等十几个来源搜集有关心脏机能的资料,整合为一个庞大的资料库。
将心脏电脉冲与机械脉冲的资料相互搭配,是一件极端繁复、精密的工作。达梭系统科研人员使用制式工作站,需要约4小时才能精算出一具心脏的生物机械力,追踪电流如何穿过每一股肌织,以复制人类心脏真实的悸动。一旦确实描绘出心脏物理作用后,3D模型会自行运作。
下一步是将3D模型客制化。医生使用正常心脏的达梭模型,然后加以调整,以及利用磁振造影或超音波测知的病患心脏的行为。如果病患的心脏因心脏病发而部分受损,医生可以观察这颗心的物理变化,模拟各种治疗手术。
多年来,达梭系统先后收购ENOVIA与SolidWorks,PLM软体实力与日俱增。佛斯提尔说,多年前,制造业者与经销业者迫于情势,只能在同一种环境下工作。
但是,在这个虚拟设计与云端合作的时代,“制作的世界”正在迅速转变。他说:“创新仍将来自科学突破,但创新同时也得依靠社会潮流及虚拟实境科技,有了这种科技,我们才能想到过去不可能想到的构想。由于合作性质不断转变,工业领域的疆界也不断转变。”