智能制造都谈机器人，3D打印为何不温不火？ | TechNews 科技新报
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3D智能数字化与3D打印的一本新书
推荐最近出的一本3D智能数字化与3D打印的新书：《3D打印：三维智能数字化创造》（3D Printing: Three-Dimensional Creation via Intelligent Digitization），详细介绍见： http://www.sigvc.org/why/book/3dp/index.htm 。
以3D打印为代表的第三次工业革命，以数字化、人工智能化制造与新型材料的应用为标志，其典型特征为“智能数字化”。不同于以往产品千篇一律的“大规模生产”模式，3D打印使得每一个产品都能有所不同的“个性化定制”成为可能；而“3D智能数字化”则是3D打印实现“低成本大规模定制”的关键，以区别于传统“昂贵费时的手工化定制”。
这本书详细论述了3D打印和人工智能的现状和未来，包括各种“3D智能数字化”理论和方法的最新进展，如三维扫描、立体视觉重建、形状检索、形状分析、形状的自平衡处理、形状优化生成轻质结构以节省耗材等等。涉及3D计算机图形学、计算机视觉、模式识别、机器学习领域，包括MVS、SVM、AAM、Adaboost、粒子滤波、Mean Shift、Visual Hull、深度学习等工具方法的介绍。
附：全书目录
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
& && &&&1.2.1 从“第一次工业革命”到“第三次工业革命”
& && &&&1.2.2 3D打印的显著优势
& && &&&1.2.3 3D打印的应用现状
& & 1.3 对3D打印的质疑
& && &&&1.3.1 来自传统制造业大佬的质疑：不看好3D打印
& && &&&1.3.2 关于“3D打印技术的可实现性”释疑
& && &&&1.3.3 关于“3D打印技术的经济性”释疑
& && &&&1.3.4 关于“3D打印产业的成长性”释疑
& & 1.4 3D智能数字化与3D打印： 用“虚拟”再造“现实”
& && &&&1.4.1 3D智能数字化设计技术的发展现状
& && &&&1.4.2 3D智能数字化扫描技术的发展现状
& && &&&1.4.3 智能云网：云端智能服务和云制造
& && &&&1.4.4 3D打印技术的发展现状
& & 1.5 创客DIY：新工业革命的启蒙运动
& && &&&1.5.1 以小博大：创客挑战巨头公司
& && &&&1.5.2 聚沙成塔：改变工业社会的组成结构
& & 1.6 “中国制造”向“中国智造”转变的机遇
& && &&&1.6.1 “中国制造”需转型升级
& && &&&1.6.2 来自“德国制造”的启示
& && &&&1.6.3 “中国智造”的发展机遇
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
& && &&&2.2.1 3D打印机的工作原理与流程
& && &&&2.2.2 FDM：熔融沉积成形（FFF：熔丝制造）
& && &&&2.2.3 3DP：三维打印粘结成形（喷墨沉积）
& && &&&2.2.4 SLS：选择性激光烧结
& && &&&2.2.5 SLA：光固化立体成形（立体光刻）
& && &&&2.2.6 Polyjet：多头喷射技术
& && &&&2.2.7 DLP：数字光处理
& && &&&2.2.8 LOM：分层实体制造
& & 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
& && &&&2.4.1 SLS、SLM和DMLS技术
& && &&&2.4.2 LCF：激光熔覆成形
& && &&&2.4.3 LENS/LNSF：激光近净成形
& && &&&2.4.4 EBM：电子束熔融技术
& && &&&2.4.5 EBDM：电子束直接制造技术
& && &&&2.4.6 金属3D打印技术小结
& & 2.5 两大阵营：工业级打印机与桌面级打印机
& && &&&2.5.1 工业级打印机：两个巨头的主战场
& && &&&2.5.2 桌面级打印机：创客们的多样世界
& & 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 ULTIMAKER与MAKERBOT：桌面双雄
& & 3.3 ULTIMAKER组装实战
& && &&&3.3.1 Ultimaker新到货开箱照
& && &&&3.3.2 搭建框架
& && &&&3.3.3 X/Y/Z电机
& && &&&3.3.4 X/Y轴承
& && &&&3.3.5 挤出头
& && &&&3.3.6 Z轴载物平台
& && &&&3.3.7 送料机
& && &&&3.3.8 Ultimaker的大脑：电路板
& && &&&3.3.9 大功告成：一台完整的打印机
& && &&&3.3.10 Gcode与前台软件Cura使用指南
& && &&&3.3.11 Ultimaker打印成果实例
& & 3.4 MAKERBOT REPLICATOR 2与MAKERWARE打印实战
& && &&&3.4.1 ReplicatorG控制前台的设置：双喷头打印双色模型
& && &&&3.4.2 Makerbot R2打印成果实例
& & 3.5 用辅助盘（HELPER DISKS）解决翘边问题
& & 3.6 3D打印疑问与故障排解小贴士
& && &&&3.6.1 模型的水密性（Watertight）
& && &&&3.6.2 模型必须为流形（Manifold）
& && &&&3.6.3 切片（Slice）与横切面
& && &&&3.6.4 层厚度（Layer Thickness）
& && &&&3.6.5 支撑材料（Support Material）
& && &&&3.6.6 如何开始打印？
& && &&&3.6.7 如何调平打印平台？（粗调和精调）
& && &&&3.6.8 如何更换耗材（上料、退料）？
& && &&&3.6.9 我装不了塑料丝
& && &&&3.6.10 我取不出塑料丝导管
& && &&&3.6.11 为什么我的送料机挖坑，但就是不吐丝？
& && &&&3.6.12 喷头堵塞，如何处理？
& && &&&3.6.13 挤出的料无法粘牢打印平台
& && &&&3.6.14 打印出的东西粘不牢平台
& && &&&3.6.15 喷头位置偏移，挤出头坐标异常
& && &&&3.6.16 为什么打印的圆是椭圆？
& && &&&3.6.17 电机不转，像得了帕金森症抖个不停?
& && &&&3.6.18 如何让模型表面更光滑？
& && &&&3.6.19 我的打印机需要日常维护吗？
& && &&&3.6.20 异常情况如何中断打印？
& && &&&3.6.21 如何将金属零件放入我的3D塑料模型中？
& && &&&3.6.22 用CNCSimulator进行打印模拟和打印预览
& && &&&3.6.23 打印失败后是什么样子？
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
& && &&&4.2.1 “所想即所得”：3D设计的新境界
& && &&&4.2.2 商业设计软件：3D设计的重型武器（Maya、UG）
& && &&&4.2.3 杀鸡焉用牛刀：基于网页的设计软件（Tinkercad、3DTin）
& & 4.3 3D智能数字化扫描技术
& && &&&4.3.1 光学三维扫描仪的原理和实例（激光、结构白光）
& && &&&4.3.2 基于Kinect的3D扫描原理和设备（红外光斑、TOF）
& && &&&4.3.3 房地产行业的新应用：室内3D扫描建模
& & 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
& && &&&4.6.1 什么是大数据？
& && &&&4.6.2 大数据背景下的个性化推荐系统
& && &&&4.6.3 深度学习：像人脑一样深层次地思考
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
& && &&&5.1.1 细数国内国外的3D照相馆
& && &&&5.1.2 3D照相馆的设备及成本
& && &&&5.1.3 3D照相馆盈利模式的探讨
& & 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
& && &&&5.3.1 基于单张照片的3D人脸重建及立体浮雕
& && &&&5.3.2 基于多视角照片的3D人脸重建
& && &&&5.3.3 人是种视觉动物：如何美化你的照片
& & 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
& && &&&5.5.1 使用3D-Coat/ Zbrush软件手工修补发型
& && &&&5.5.2 基于视觉计算自动修补发型
& && &&&5.5.3 Geomagic Studio：更通用的任意形状修补
& & 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
& && &&&5.8.1 3DS Max建模用于3D打印
& && &&&5.8.2 Netfabb/Magics：修正你的STL打印文件
& && &&&5.8.3 使用AccuTrans 3D转换3D文件格式
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
& && &&&6.2.1 个性特征的描述与检测
& && &&&6.2.2 个性特征的定位与匹配
& && &&&6.2.3 个性化形状的编辑与合成
& & 6.3 立体视觉重建：将照片转成3D数字模型
& && &&&6.3.1 摄像机定标
& && &&&6.3.2 基于立体视觉、SFM和Visual Hull的三维重建
& & 6.4 众里寻她千百度──海量3D模型的检索
& && &&&6.4.1 线性分类与感知机模型
& && &&&6.4.2 支持向量机SVM
& && &&&6.4.3 基于内容的3D模型检索
& & 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：生成内部轻质结构使得耗材最省
& & 6.9 基于笔划的3D建模：让新手和孩子轻松设计形状
& && &&&6.9.1 Doodle3D：3D设计就像涂鸦一样简单
& && &&&6.9.2 Teddy/FiberMesh/Shapeshop：更精准的3D笔划建模
& && &&&6.9.3 3-Sweep技术：轻松让照片中2D物体变3D模型
& && &&&6.9.4 “神笔马良”3Doodler：用笔直接画出3D线框实物
& & 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
& && &&&6.11.1 OpenCV 与Adaboost人脸检测
& && &&&6.11.2 OpenGL与3D图形绘制
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）
& && &&&7.4.1 Arduino简介
& && &&&7.4.2 初窥Arduino
& && &&&7.4.3 牛刀小试：叩开Arduino之门
& & 7.5 创客之开源软件ANDROID（安卓）
& && &&&7.5.1 Android概述
& && &&&7.5.2 开发平台搭建
& && &&&7.5.3 Android之旅启航：Hello, Android!
& & 7.6 靠创意去赚钱：漫谈KICKSTARTER、QUIRKY与SHAPEWAYS
& && &&&7.6.1 Kickstarter众筹：靠创意去筹资
& && &&&7.6.2 Quirky创意加工厂：把创意变成产品
& && &&&7.6.3 Shapeways在线打印：把个性化产品定制出来
& & 7.7 创客中国：中国版乔布斯和比尔盖茨的诞生地
& && &&&7.7.1 国外创客为什么纷纷青睐中国？
& && &&&7.7.2 创客中国的背景优势
& && &&&7.7.3 创客中国的市场细分定位
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
& && &&&8.2.1 四轴飞行器DIY所需的器件汇总
& && &&&8.2.2 四轴飞行器的遥控器和接收机
& && &&&8.2.3 四轴飞行器的飞行控制板
& && &&&8.2.4 四轴飞行器电调的选用
& && &&&8.2.5 四轴飞行器的无刷电机和螺旋桨
& && &&&8.2.6 四轴飞行器的电池和充电器
& && &&&8.2.7 四轴飞行器的连接线选用
& && &&&8.2.8 四轴飞行器机架的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
& && &&&8.4.1四轴飞行器的基本电控结构
& && &&&8.4.2 飞行控制板的制作
& & 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
& && &&&8.6.1 基于粒子滤波的目标跟踪算法
& && &&&8.6.2 基于Mean Shift（均值漂移）的目标跟踪算法
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
& && &&&9.1.1 几乎为零的设计和制造门槛
& && &&&9.1.2 创客成就3D打印
& & 9.2 手机应用FABAPP、APP STORE 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
& && &&&9.9.1 3D打印引发社会公共安全的忧虑
& && &&&9.9.2 版权保护的难题
& && &&&9.9.3 社会伦理的思考及技术层面解决
& & 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”
& && &&&9.12.1 新工业革命之“永不枯竭的绿色能源”
& && &&&9.12.2 新工业革命之“3D打印新材料”
& && &&&9.12.3 新工业革命之“先进制造及3D打印”
& && &&&9.12.4 新工业革命之“3D智能数字化创造”
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
& && &&&10.1.1 从凸集和凸函数开始说起
& && &&&10.1.2 无约束优化与约束优化
& && &&&10.1.3 线性规划与非线性规划及其对偶（Dual）形式
& && &&&10.1.4 澄清混淆：二次规划、二次收敛、二阶收敛
& & 10.2 最优化根基之单变量“一维搜索”
& && &&&10.2.1 初始搜索区域的加步探索法（进退法）
& && &&&10.2.2 黄金分割搜索法（Golden Section Search）
& && &&&10.2.3 斐波那契（Fibonacci）搜索法
& && &&&10.2.4 牛顿法、抛物线法
& && &&&10.2.5 不精确线搜索的Armijo-Goldstein准则及Wolfe-Powell准则
& & 10.3 多变量的无约束优化
& && &&&10.3.1 最速下降法（Steepest Descent，梯度下降法Gradient Descent）
& && &&&10.3.2 牛顿法（Newton）
& && &&&10.3.3 拟牛顿法（Quasi-Newton）：DFP和BFGS方法
& && &&&10.3.4 共轭方向法（Conjugate Direction）
& && &&&10.3.5 共轭梯度法（Conjugate Gradient）
& && &&&10.3.6 Powell直接法
& & 10.4 最优化根基之“信赖域”
& && &&&10.4.1 Levenberg-Marquardt（L-M）方法
& && &&&10.4.2 详解L-M方法的求解过程与步骤
& & 10.5 最小二乘问题的求解
& && &&&10.5.1 线性最小二乘问题的求解（正规化方法、QR分解、SVD分解）
& && &&&10.5.2 非线性最小二乘问题（Gauss-Newton方法）
& & 10.6 约束优化问题的求解
& && &&&10.6.1 等式约束的拉格朗日乘子法（Lagrange Multiplier）
& && &&&10.6.2 不等式约束的KKT（KT）条件
& && &&&10.6.3 惩罚函数法（外点法、内点法）
& & 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）
& && &&&10.8.1 先验概率、似然函数、后验概率、贝叶斯公式
& && &&&10.8.2 朴素（Naive）贝叶斯分类
& && &&&10.8.3 最大似然估计、最大后验概率估计、贝叶斯估计
& && &&&10.8.4 贝叶斯学派与频率学派之争论
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