摘下“月亮”送給你

來(lái)源：北京日?qǐng)?bào) 2016-5-27

　　“摘下月亮”只是玩笑話(huà)？如果你現(xiàn)在還這么想可就OUT啦！來(lái)自清華大學(xué)的一群理工男用3D打印技術(shù)模擬月球表面，打造出一款縮微版的月球燈。果真是“只有想不到，沒(méi)有做不到！”

　　“你能把天上的月亮摘下來(lái)送給我嗎？”戀愛(ài)中的年輕男女總是喜歡用夸張的言辭考驗(yàn)對(duì)方的感情。“摘下月亮”只是玩笑話(huà)？如果你現(xiàn)在還這么想可就OUT啦！來(lái)自清華大學(xué)的一群理工男用3D打印技術(shù)模擬月球表面，打造出一款縮微版的月球燈。果真是“只有想不到，沒(méi)有做不到！”

　　“3D打印的月球燈是完全按照月球表面的探月照片來(lái)還原的，絕對(duì)真實(shí)。”團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人，清華大學(xué)汽車(chē)系在讀研究生王世棟介紹：“月球燈的模型表面由基于灰度圖像的3D還原建模技術(shù)構(gòu)成，表面的凹凸明暗通過(guò)燈具表面浮雕厚薄的透光度不同表現(xiàn)出來(lái)。”

　　別看他說(shuō)得很簡(jiǎn)單，想做出一個(gè)百分百還原的縮微月球光是腦洞大開(kāi)可不夠。

　　月球的表面地勢(shì)起伏懸殊，要想真實(shí)地模擬出月球的樣子首先需要一個(gè)灰度圖，暗處為月海（山谷），亮處為山峰。由于月球繞軸自轉(zhuǎn)的周期與繞地球公轉(zhuǎn)的周期剛好相同，因此我們用肉眼始終只能觀(guān)察到月球的半個(gè)球面，大約占月球表面的59%。其余的41%則顯得相當(dāng)神秘。雖然沒(méi)有航天器登陸過(guò)月球背面，不過(guò)關(guān)于它的探測(cè)數(shù)據(jù)并不少。

　　“首先就是根據(jù)灰度圖復(fù)原月球地貌。”王世棟和團(tuán)隊(duì)尋遍了NASA（美國(guó)國(guó)家航空航天局）和各類(lèi)天文網(wǎng)站，盡最大可能找到月亮的灰度圖來(lái)精準(zhǔn)建模。按照傳統(tǒng)的思路，通過(guò)灰度圖復(fù)原月球地貌后，只需要一個(gè)強(qiáng)光源來(lái)模擬太陽(yáng)，照射到月球上，就可以得到一個(gè)逼真的月亮啦。不過(guò)，問(wèn)題來(lái)了：如果我以后想帶“月亮”出門(mén)，難道還必須配合一個(gè)強(qiáng)光射燈才可以？

　　No No No！這畫(huà)面簡(jiǎn)直太不優(yōu)雅了。那么，換個(gè)思路，從反射改為透射又會(huì)怎么樣呢？暗處為月海（山谷），厚度小，如果是透射反而就會(huì)變亮；亮處為山峰，厚度高，如果是透射反而會(huì)暗。而且，改為投射后，這個(gè)迷你的月球不僅可以用來(lái)裝飾，還可以用作照明，反倒一舉多得。

　　確定思路后，就要將月亮的灰度圖通過(guò)代碼編輯進(jìn)行數(shù)值化，進(jìn)而得到一個(gè)3D模型。王世棟雖是理工男，但并不是“程序猿”出身，為了加快研發(fā)進(jìn)度，他每天僅睡3個(gè)小時(shí)，一個(gè)星期就把matlab和C語(yǔ)言“攻克”。讓團(tuán)隊(duì)感到意外的是，程序代碼一次性獲得成功，離月球燈更近一步。

　　接下來(lái)就進(jìn)入3D打印的地盤(pán)了。王世棟透露，第一次3D打印出來(lái)的“月亮”還是存在很多問(wèn)題的，比如明暗分布失真、疙瘩太多引起密集恐懼癥、手感較差、接縫難看等等。前后測(cè)試了20多輪，這個(gè)3D模型才算是定下來(lái)，耗時(shí)3個(gè)多月。

　　“由于月球燈的精度過(guò)高，直徑15厘米的月亮就要打印20個(gè)小時(shí)，這就需要把機(jī)器調(diào)校到很好的水平，不然中途出個(gè)bug，整個(gè)月球燈就報(bào)廢了，只能重新打印。”

　　經(jīng)過(guò)1000分鐘的盤(pán)旋雕琢，打印精度0.2mm以下，堆疊紋理1200層，才能打印出一個(gè)月球燈。

　　這款月球燈可不是王世棟的第一個(gè)作品了。1989年出生的他本科畢業(yè)于清華大學(xué)，后來(lái)成為清華大學(xué)、德國(guó)亞琛工業(yè)大學(xué)汽車(chē)系碩士研究生。2013年，王世棟和清華大學(xué)汽車(chē)系博士張抗抗等幾位志同道合的小伙伴開(kāi)始創(chuàng)業(yè)，利用一個(gè)暑假的時(shí)間，在學(xué)校親手制作了屬于他們的第一臺(tái)3D打印機(jī)。不滿(mǎn)足于做出國(guó)際水平的3D打印機(jī)，王世棟還要做出格調(diào)滿(mǎn)滿(mǎn)的3D打印產(chǎn)品，讓3D打印不再是噱頭，飛入尋常百姓家。

　　不必抬頭仰望星空，可以直接把“月亮”帶回家。科技不再是單調(diào)的黑白灰和冰冷冷的金屬觸感，一捧光就可以溫暖人心。

編輯：苑苑