南极熊导读:3D高斯泼溅(3DGS)作为AI生成式三维重建技术之一,受制于其点云并非实体面片的特性,以前并没有被用于3D打印领域。但这条路径逐渐被一些公司给走通了。
通过手机、相机或无人机采集多角度照片与视频,3DGS可以将真实对象或场景转化为可自由旋转、从不同方向观察的三维内容。人物头发、动物绒毛、植物细丝,以及具有复杂边缘和半透明特征的对象,都可以通过分布在三维空间中的高斯基元得到记录。
但当这些数字内容进一步走向3D打印,一个新的问题也随之出现:屏幕中的颜色、透明度和空间层次,如何被转化为真实材料?
3DGS与传统Mesh,有什么不同?
传统三维模型通常采用Mesh,通过顶点、边和多边形构成连续表面。这种表达方式非常适合机械零件、产品外壳、建筑结构和规则曲面,也与目前大多数3D打印工作流高度匹配。物体的外部轮廓、几何尺寸和表面位置,都可以被相对明确地定义。
3DGS采用的则是另一种表达逻辑。它通过大量分布在三维空间中的高斯基元,共同记录对象的位置、尺度、方向、颜色、不透明度和空间层次。这些高斯基元可以被通俗地理解为空间中的大量“点”。但严格来说,它们并不是没有大小的普通点,而更接近具有一定空间范围、形状和方向的微小椭球状基元。
这意味着,3DGS不要求所有视觉信息都依附在一张连续的多边形表面上。对于人物头发、蒲公英冠毛、动物绒毛等纤细、松散并带有半透明视觉特征的结构,3DGS可以通过高斯基元在空间中的分布,记录其密度、方向、颜色和前后关系。
STL的边界:3DGS中的哪些信息会在表面化过程中丢失?
当3DGS进入传统3D打印流程时,一种常见做法是先从数据中提取Mesh,再将其导出为STL等几何格式。如果目标只是获得对象的大致轮廓或外部形状,这是一条可行的技术路径。但在表面化转换过程中,原本分布在三维空间中的颜色、不透明度和层次信息,可能被压缩为一张连续的几何表面。
STL主要记录由三角形构成的表面几何,本身并不包含颜色、透明度、内部材料分布,以及对象在整个三维空间中的视觉关系。对于人物头发、蒲公英冠毛等依赖空间密度、前后层次和半透明边缘的对象,这种转换可能削弱3DGS原本具有价值的视觉特征。
因此,3DGS实体化需要解决的,不只是如何获得一个可以打印的外形,还包括如何在制造能力允许的范围内,将其中的颜色、透明度和空间分布转化为真实材料。
从视觉信息到材料分布:3DGS如何进入制造流程?
3DGS首先服务于视觉呈现。它需要解决的是:当观察者从不同方向观看时,对象应该呈现怎样的外观?3D打印需要解决的则是另一个问题:在三维空间的不同位置,应该放置什么颜色和什么材料?两者之间并不存在直接的一一对应关系。
一份3DGS数据中,可能同时包含对象本身的颜色与空间层次,也可能包含背景、阴影、高光、反射,以及随观察方向变化的视觉信息。其中一部分信息可以被转换为实体中的颜色和材料分布;另一部分则需要在制造准备阶段进行判断、调整或舍弃。例如,对象的相对颜色、空间位置和部分透明层次,可以尝试通过实体材料进行表达;而随视角变化的高光、环境反射和动态光照,则无法直接固定在一个静态实体中。
因此,3DGS走向3D打印的关键,并不是简单更换文件格式,而是完成一次从视觉表达到制造表达的转换。
体素在其中可以承担连接视觉信息与材料分布的技术桥梁。如果说像素是二维图像中的基本单元,那么体素可以被理解为三维空间中的“立体像素”。每个体素不仅具有空间位置,还可以对应不同的颜色、透明度和材料属性。
但从3DGS到体素,并不是简单的数据格式转换。在实际工作流中,还需要结合对象特征、打印尺寸和材料能力,对原始数据中的颜色、透明度与空间关系进行判断、优化和重新映射。真正关键的,并不是体素文件本身,而是如何尽可能保留3DGS中有价值的视觉信息,并将其转化为3D打印可以表达的材料分布。这一过程通常由专业技术团队在后台完成,最终连接起屏幕中的三维内容与可观察、可触摸的实体结果。
从视觉真实到物理真实:稀树科技 × Stratasys 联合直播
3DGS中的哪些信息能够被真实制造?哪些视觉效果会在数据处理和打印过程中被弱化?屏幕中的半透明效果,如何转化为固定的材料状态?为什么有些3DGS内容在数字空间中效果出色,最终却不一定适合实体输出?
围绕这些问题,Stratasys将联合稀树科技开展一场技术直播,从3DGS内容处理、print3dgs.com平台到PolyJet实体输出,分享3DGS从屏幕走向真实材料的实践过程。
在此次技术路径中,稀树科技通过自主开发的技术和print3dgs.com平台,对3DGS内容进行处理与打印准备,将适合保留的颜色、透明度和空间关系转化为可供后续制造的数据。完成数据准备后,Stratasys通过GrabCAD Print Pro、Voxel Print工作流及PolyJet打印技术,将经过处理的信息逐层转化为真实材料。
Stratasys PolyJet能够在整个打印体积内部定义颜色、透明度和材料分布,而不只是为模型的外部表面添加颜色。最终得到的,也不只是一个具有外部轮廓的模型,而是透明材料内部具有颜色、前后关系和空间层次的实体内容。
直播将重点讨论:3DGS与传统Mesh在数据表达上有何区别;3DGS在转换为Mesh和STL后,哪些信息可能被舍弃;3DGS中的颜色、透明度和空间分布,哪些能够被实体化;哪些光照、高光和视角相关信息无法直接制造;什么样的3DGS内容更适合进一步打印;print3dgs.com如何完成数据处理与打印准备;从三维视觉内容到可制造数据,中间需要解决哪些问题;GrabCAD Print Pro与Voxel Print工作流承担什么作用;PolyJet如何呈现颜色、透明度和空间层次;3DGS实体化目前能够实现什么,又存在哪些技术边界。
直播中,稀树科技将从3DGS内容处理和print3dgs.com平台出发,介绍视觉数据如何进入打印准备阶段。Stratasys则将从PolyJet制造能力出发,分享经过处理的数字信息如何转化为真实材料,以及数字内容与最终打印结果之间可能出现的变化。
两个样件,观察两类复杂视觉信息
蒲公英:分散在空间中的纤细结构。蒲公英由大量纤细、蓬松、彼此交错的冠毛组成,其视觉信息并不集中在一张连续表面上,而是分散在较大的三维空间中。此次直播将结合实际样件,观察冠毛的方向、密度和空间层次,能够在透明材料中保留到什么程度。
人像头发:蓬松感与半透明边缘。人物头发由大量细密、交错的发丝组成,同时具有复杂的前后关系、蓬松体积和半透明视觉特征。此次人像样件重点观察头发的细碎边缘、空间层次和通透感,能否从3DGS内容延续到实体结果中。数字内容与打印样件之间有哪些差异?哪些信息得到了保留,又有哪些细节仍受到材料与打印分辨率的限制?这些问题将在直播中结合实际打印样件进行展示和讨论。
直播信息——直播主题:从视觉真实到物理真实——3DGS如何走进3D打印;直播时间:2026年8月5日20:00;分享嘉宾:稀树科技创始人 曹瑞翔、Stratasys应用工程师经理 李清淏。
从高斯基元到真实材料,3DGS正在为3D打印带来一种新的数字内容入口。