3D打印技术在立体足迹提取中的应用
三D打印的原理及应用
三D打印的原理及应用一、三D打印的原理三D打印（3D printing），又称为快速成型（rapid prototyping）或增材制造（additive manufacturing），是一种通过逐层堆积材料来构建三维物体的制造技术。
它利用计算机辅助设计（CAD）软件将数字模型切割成一系列薄层，然后通过逐层堆积材料来实现物体的构建。
三D打印的原理可以简单概括为以下几个步骤：1.建模：使用CAD软件对目标对象进行三维建模，并将其导出为.STL格式文件。
.STL文件由各个三角面片构成，表示了真实对象的表面。
2.切片：将.STL文件导入三D打印机的切片软件中，切片软件会将模型切分成一系列水平的二维层，每一层的厚度由用户设定。
3.控制：将每个切片层的信息传输给三D打印机，打印机根据这些信息控制打印头的运动和材料的喷射。
4.堆积：从底层开始，三D打印机通过喷射材料按照切片软件中的指令，逐层堆积材料形成三维物体。
二、三D打印的应用三D打印技术在各个领域都得到了广泛的应用。
以下是一些常见的领域和应用案例：1. 制造业在制造业领域，三D打印技术可以用于原型制作、工具制造、零部件生产等方面。
它可以大大加快产品开发周期，降低生产成本，并且可以自定义设计复杂的零部件。
应用案例： - 制造业公司可以使用三D打印技术制作产品原型，以便进行功能测试和市场验证。
- 制造业公司还可以使用三D打印技术制造工具和模具，以加快生产速度和降低成本。
- 需要复杂零部件的制造业可以使用三D打印技术来定制设计和制造零部件，以满足特定需求。
2. 医疗领域三D打印技术在医疗领域的应用非常广泛，包括医学器械、人体器官和组织的制造等方面。
应用案例： - 医疗器械制造商可以使用三D打印技术制造定制化的医疗器械，例如义肢、矫形外科器械等。
- 医生可以使用三D打印技术制造患者的器官模型，以便在手术前进行手术规划和模拟。
- 医生还可以使用三D打印技术制造可移植的人体器官和人工组织，以满足患者的移植需求。
立体足迹提取
刑事科学技术学院 陈蕊丽
1
实验重点
2
实验内容
C
目录
3 4 5 6
实验目的和要求 实验器材
ONTENTS
实验原理 实验方法和步骤
一、实验重点
• 立体足迹提取方法的原理与操作方法。
二、实验内容
• 1.用石膏法提取泥土地面立体足迹并拍照； • 2.用普通照相法提取泥土地面上的立体足迹。
三、实验目的和要求
• 1.掌握照相法提取立体足迹的方法和步骤； • 2. 掌握石膏法提取立体足迹的方法和步骤。
四、实验器材
• 直角比例尺、单反相机、 • 脸盆、石膏粉、足迹围墙、 • 标签、喷壶、铁锹、耙子、 • 单反相机、计算机、打印机、三脚架等。
五、实验原理
•（1）.石膏法原理。石膏法提取立体足迹的原理是： 半水石膏(CaS04· 1/2H2O)遇水可水化生成二水石膏
由于石膏与水的结合是一固—液反应,其影响因素主要有以下三个：
温度；浓度；催化剂。
制作石膏浆时,选择合适的石膏与水的比例,一般以5:3为宜(体积比更易于操作),可根据 当调整,温度高时可以稍稍减少的用量,温度低时可稍增加石膏的用量。低温时可适当 剂。
• （2）照相法 • 照相法提取需要注意以下三点： • 1.配光角度要合适。 • 2.比例尺放置的位置高度要适当。 • 3.最好能使用小光圈以步骤
• （一）制模前的准备工作 • ①加围墙。对已拍照固定的立体足迹,用石膏制模专用围墙制作一 灌注石膏液时外溢,制作围墙时必须注意,不要破坏足迹形态特别 位的痕迹也应在围墙内。 • ②清理足迹内的杂物。清理足迹内滚入、掉落、风吹进的泥丸、 叶、纸屑等物,以及降落或渗透的雨水,在不损坏足迹特征的前提 洗耳球、黏性软物或吸水纸等,小心地将杂物取出,将水吸干。
3D扫描技术在历史遗迹保存中的应用
3D扫描技术在历史遗迹保存中的应用如同一位细心的画家，用笔触捕捉时光的流转，3D扫描技术以其精准的“画笔”，在历史的长卷上绘制出一幅幅生动的立体画。
这项技术的应用，就像是给古老的遗迹穿上了一件透明的护甲，让它们在时间的侵蚀下依然坚韧不拔。
想象一下，一座千年古城，它的每一砖一瓦都承载着历史的重量。
然而，岁月无情，风化、侵蚀、甚至是人为的破坏，都在不断地削弱这些宝贵遗产的生命。
这时，3D扫描技术就像是一位时光的守护者，它轻轻地扫过这些遗迹的表面，不放过任何一个细节，将它们的三维形态一一捕捉，存储在数字世界中。
在这个过程中，我们仿佛看到了一个神奇的转换：实体的历史遗迹被转化为数据和图像，就像是被赋予了新的生命。
这些数据不仅可以用来研究、分析，更重要的是，它们成为了保护和修复遗迹的重要依据。
当灾难来临，比如地震、洪水等自然灾害，或者是人为的疏忽造成的损害，这些数据就像是一份详尽的“处方”，指导专家们如何去修复和复原。
但3D扫描技术的应用远不止于此。
它还像是一扇打开历史之门的钥匙，让我们能够跨越时空的限制，去触摸那些遥不可及的文明。
通过虚拟现实（VR）或增强现实（AR）技术，我们可以身临其境地走进古罗马的斗兽场，感受角斗士的激情与荣耀；我们可以站在长城的烽火台上，眺望那连绵不绝的城墙，聆听历史的回音。
当然，任何技术的应用都不是一帆风顺的。
3D扫描技术在实际应用中也面临着诸多挑战，比如如何确保扫描数据的精确性、如何处理海量的数据、如何在不同的环境条件下进行有效的扫描等等。
这些问题都需要我们不断地探索和解决。
但无论如何，3D扫描技术已经在历史遗迹的保存领域展现出了巨大的潜力和价值。
它不仅仅是一种技术手段，更是一种文化传承的方式。
它让我们有机会去重新认识和欣赏那些被遗忘的文明，让历史得以延续，让文化得以传承。
在未来，随着技术的不断进步和应用的深入，我们有理由相信，3D扫描技术将在历史遗迹的保存和传承中发挥更加重要的作用。
三维重建技术在遗址复原中有哪些应用？
三维重建技术在遗址复原中有哪些应用？一、三维扫描技术三维扫描技术是指利用激光扫描仪等设备将遗址进行扫描，获取大量的三维点云数据，并通过计算机软件将这些点云数据转化为三维模型。
三维扫描技术可以高精度地记录遗址的形体信息，包括建筑物、遗迹、文物等，使得后续的遗址复原工作更加准确和精细化。
同时，三维扫描技术还可以保存未来难以观测的遗址信息，为后续的研究和保护工作提供了重要的依据。
二、虚拟重建技术虚拟重建技术是利用计算机技术将三维扫描的数据进行处理和优化，生成高度真实的虚拟遗址模型。
与传统的二维图像相比，虚拟重建技术可以更加生动地展示遗址的细节和特征，使得观众可以通过虚拟现实技术亲临遗址，体验历史的魅力。
此外，虚拟重建技术还可以将多个遗址进行拼接和融合，形成一个完整的虚拟遗址空间，为研究人员提供更多的参考依据。
三、数字化文物保护与修复三维重建技术为文物保护和修复提供了全新的手段。
通过三维扫描技术可以将文物进行数字化记录，保存下来的数字模型可以用于研究、展览、复制等多个方面。
例如，在文物损坏严重的情况下，可以通过三维扫描技术生成文物的数字模型，以此为基础进行修复和复原工作。
同时，在文物修复过程中，可以使用三维重建技术进行辅助模拟，提高修复的准确度和效率。
四、遗址虚拟导览和教育利用三维重建技术可以为遗址建立虚拟导览系统，使游客可以通过计算机或移动设备，随时随地进行遗址的导览和观赏。
虚拟导览系统可以实现遗址的全景展示、视角切换、模拟步行等功能，给游客提供更加立体、生动的游览体验，同时也为研究人员提供了便捷的参考工具。
此外，三维重建技术还可以用于遗址教育，在学校、博物馆等场所利用虚拟现实技术展示遗址的历史文化，激发学生对历史的兴趣和对文物保护的重视。
通过应用三维重建技术，可以为遗址复原工作提供全新的手段和途径。
它不仅提高了复原的准确性和效率，还为研究人员和观众提供了更加丰富、立体的遗址体验。
三维重建技术的不断进步和创新将为遗址保护和传承带来更多的可能性，推动历史文化的传播和发展。
浅谈3D打印技术及其在痕迹检验中的应用前景
司法实践法制博览2019年04月（下）浅谈3D打印技术及其在痕迹检验中的应用前景郑立人浙江省余姚市公安局刑侦大队，浙江余姚315400摘要：3D打印技术是一项新兴的技术，自八十年代产生以来发展迅速，在许多行业都得到了广泛的应用，然而在刑事技术领域中的研究和应用尚且不足。
因此，特从3D打印技术和痕迹检验技术的概念出发，分析3D打印技术应用于痕迹检验中三维手印、足印、胎痕的提取，作案工具的重构，复制不易保存的现场痕迹，案发现场的重建，承痕体的复制这5个方面的可行性以及制约枪弹痕迹检验和指纹足印等痕迹检验成效的可能性。
关键词：3D打印（3dimensional printing）；痕迹检验（trace examination）；应用前景（application prospects）；制约因素（constraints）中图分类号：D918．91文献标识码：A文章编号：2095－4379－（2019）12－0129－02作者简介：郑立人（1989－），男，浙江宁波人，硕士，浙江省余姚市公安局刑侦大队，技术员，研究方向：刑事科学。
随着我国法制建设和社会文明的不断完善和进步，对于案件的物证规范以及取证合法性要求越来越高，并且犯罪形式不容乐观呈现多样化、复杂化，犯罪手段趋向智能化、专业化，犯罪组织也不断地发生变化和升级。
依靠传统的现场痕迹检验方法已经很难满足目前日益复杂的现场勘验要求，必须结合新的方法和技术。
而3D打印技术是一种快速、精确的成型技术，能够复制和刻录现场物证，在现场痕迹检验领域具有很好的应用价值。
一、3D打印技术概述及其分类（一）3D打印技术概述3D打印技术又叫增材制造技术或者快速成型技术，是一种基于离散/堆积原理，用液化、粉末或者丝状的材料逐渐积累添加，最终生成三维零件的技术。
与传统的减材制造相比，其具有高精度、高重复性、高复杂度、个性生产、制作程序简化等特点，因此在高端制造、航空航天、服饰服装、生物医学、建筑及地理信息系统、军工等领域具有很高的应用前景。
D打印技术助力文化遗产复原与保护
D打印技术助力文化遗产复原与保护3D打印技术助力文化遗产复原与保护近年来，随着科技的不断进步和发展，3D打印技术逐渐成为各行业的热门话题。
在文化遗产领域，3D打印技术也发挥着越来越重要的作用，为文化遗产的复原与保护提供了新的可能。
本文将从三个方面探讨3D打印技术助力文化遗产复原与保护的意义与应用。
一、3D打印技术在文化遗产复原中的应用文化遗产是一个国家和民族共同的财富，对于其保护与传承，一直是人们关注的焦点。
在过去，文化遗产的复原常常依靠手工复原，这不仅费时费力，而且复原效果难以令人满意。
而随着3D打印技术的发展，人们可以通过扫描文物的三维模型，然后利用3D打印机输出相应的物理模型。
这样一来，文化遗产的复原工作变得更加精确、高效，并且可以在保持原始文物完整性的同时，方便进行后续的展示与研究。
同时，3D打印技术还可以通过扫描并复制文物，实现文化遗产的数字化保护。
将文物转化为数字模型后，不仅可以将其保存在电子设备中，还可以进行多角度的展示和研究。
当然，这种数字化保护并不代表着实物文物的消失，而是为了更好地保护实物文物，减少实物文物暴露在环境中的时间和频率，真正做到“珍藏于数字、保存于实物”。
二、3D打印技术在文化遗产保护中的应用除了在文化遗产复原方面的应用，3D打印技术在文化遗产保护方面也发挥着重要作用。
首先，3D打印技术可以用于文物的可持续性保护。
由于受到重力和环境因素的影响，一些脆弱的文物难以长期保存。
而通过3D打印技术，可以将文物数字化并输出为物理模型，可以制作出轻便且经久耐用的模型。
这样既减轻了文物本身的负荷，又延长了文物的寿命。
其次，3D打印技术还可以用于文物的修复与替代。
在一些文物受损严重或部分丢失的情况下，通过3D打印技术可以根据原始文物的三维模型，精确地打印出受损部分的复制品，进行修复和替代。
这样不仅可以保持文物的完整性，还可以避免因修复过程中对实物文物产生进一步破坏的可能。
同时，文物修复的复原过程可以通过3D打印技术进行实时记录和保存，为后续研究提供了重要的参考。
三维激光扫描及3D打印技术在工具痕迹提取检验中的应用
摘要：工具痕迹的提取、固定是工具痕迹勘验的重要内容之一，也是检验工具痕迹的前提。
随着科学技术的发展，传统 制模法受到主客观因素的制约，存在不可避免的弊端和劣势。
将工业与建筑设计中先进的扫描、制模方法引入工 具痕迹提取是大势所趋。
三维激光扫描及3D打印技术等数字化制模技术，具备无损提取痕迹、特征稳定不变 形、制模精度高、反映直观易于分析等显著优势。
将其应用于工具痕迹的提取与检验，将大大提升现场工具痕迹 的提取率和分析的准确率。
关键词：工具痕舰取31^：光扫描3D打印应用研究引言工具痕迹检验鉴定意见一直是重要的法庭物证之—〇现场工具痕迹不仅能反映工具接触部位的形象特征，还蕴含着痕迹形成方式、作案人的行为动作，痕迹与痕迹 之间的关系等许多有利于案件侦破的信息。
通过对工具痕 迹的分析，可以推断嫌疑人职业特点、分析作案手段、揭 露伪造现场、推断工具种类，有利于缩小侦查范围，为侦 查破案提供线索。
与此同时，也可以通过对工具痕迹的检 验鉴定，认定工具痕迹，为诉讼审判提供证据m。
工具痕迹提取是工具痕迹检验的前提，传统的硅橡 胶、硬塑料、注塑器制模方法受到材料不稳定、操作繁 琐、易受环境影响等客观因素导致提取失败率高。
且提取 完成后的分析环节中，主要依据是检验鉴定人员手工测量 特征、标记比对，这些因素制约了工具痕迹检验鉴定的科 学性和准确性，故其提取检验途径有待于进一步丰富和提局。
伴随着信息技术和光电技术的发展，三维激光扫描 技术和3D打印技术出现，而三维激光扫描是获取3D打印 基础数据的前提。
相对于传统的单点测算，它能通过扫取 被摄物体表的三维点云分布，快速计算生成高精度高清晰 的物体模型。
3D打印是一种快速成型技术，它以三维激 光扫描等方式获取的数字模型为基础，将现实中的三维实 体分割成若干个叠加的二维平面，并逐层打印[21。
在司法 鉴定中，通过建立工具痕迹三维立体形象，并准确制模，将使工具痕迹检验效果更为出色。
立体足迹特征数据自动采集识别系统
立体足迹特征数据自动采集识别系统迟子铖;张茂兴;刘益;向凤红;王海峰【摘要】立体足迹是刑侦过程中的重要痕迹证据,对立体足迹进行准确的特征数据提取至关重要.依据相应痕迹检验学理论设计出立体足迹特征数据自动采集识别系统.基于Logitech公司C920摄像头完成图像采集,采用wenglor公司CP35MHT80激光测距仪提取特征数据,通过Labview实现图像处理、坐标换算、外围测距模块的控制及特征数据处理等操作,最后完成特征数据匹配.实验结果表明,该系统能快速地提取立体足迹特征数据,并得出准确的立体足迹特征识别报告.%Stereo-footprint is a sort of vital trace evidence during the criminal detection. Thus making a higher accuracy feature extraction of the stereo-footprint is becoming more important. A smart system of stereo-footprint characteristics information collection-recognition is designed based on the relative verification theory. In the system, feature extraction is completed through CP35MHT80 which offered by wenglor, image extraction is gotten through C920 which is offered by Logitech and the software sections such as image acquisition, coordinate transformation, peripherals ranging module, and feature data processing etc. are completed through Labview, then the feature data matching are completed. At last, as the results show the system can make a speed stereo-footprint feature extraction and recognize the footprint. After that, a high quality stereo-footprint recognition report will show up.【期刊名称】《计算机工程与应用》【年(卷),期】2017(000)010【总页数】6页(P197-201,224)【关键词】立体足迹;特征提取;痕迹检验;足迹识别【作者】迟子铖;张茂兴;刘益;向凤红;王海峰【作者单位】昆明理工大学信息工程与自动化学院,昆明 650500;昆明理工大学信息工程与自动化学院,昆明 650500;昆明信诺莱伯科技有限公司,昆明 650500;昆明理工大学信息工程与自动化学院,昆明 650500;昆明理工大学信息工程与自动化学院,昆明 650500【正文语种】中文【中图分类】TP391足迹是犯罪现场最易遗留的痕迹，我国也是最早把足迹作为刑事诉讼证据的国家之一[1]。
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１ ３ Ｄ打印技 术概述
３ Ｄ打 印技术 ， 是 以计算机工程设 计模型为蓝 本 ． 通过 软件 分层 、 离散和数控成型系统 ， 利用激光束 、 热熔喷嘴等方式将金属粉末 、 陶瓷 粉末 、 塑料 、 细胞组织等特殊材料进行逐层堆积 、 黏结 ， 最终叠加成 型 ，
制造实体产品 。这与传统制造业通过模具 、 车铣等机械加工方式对 原 Ｓ Ｔ Ｌ 格式是存储 三维模 型信息的一种简单方法 ． 它将复杂 的数字 材料进行定型 、 切削的最终生产成品不同 ３ Ｄ打印将 三维实体 分为若 Ｔ Ｌ模型是一种 空间封 干个二维平 面 ， 通过对材料 处理并逐层叠加 进行生产 ． 大大降低 了制 模型以一系列的三维三角形 面片来近似表达 Ｓ 有界 的 、 正则 的唯 一表达物 体的模型 ， 具有点 、 线、 面 的几何信 造 的复杂度 。这种数字化制造模式不需要繁杂的工艺 ． 不需要 庞大 的 闭 的 、 能够输入给增 材制造设 备． 用于快速制作实物样品。 随着增 材制造 机床 ， 不需 要众多 的人力 ． 直接从计算 机图形数据 中便 可生成任何形 息 ．
现场足迹作为刑事案件物证之一 ． 在打击 刑事犯罪 中起着极 为重 要 的作用 ， 但立体 足迹提取 和检验的技术难 度较大 ． 其 证据作用 的发 挥收到限制。立体足迹提取是立体足迹检验的基础 ． 制模法是提取立 体足迹的一种重要方法 。 传统的石膏制模法和硅橡胶 制模法存 在一些 不可避免的弊端 ， 如制模材料的不稳定性 、 操 作的繁琐性 、 提取失败率 高等 ， 已无法满足现代法制社会对证据条件 日趋严格 的要求 将先进 的现代数字化技术和设备应用于现场立体足迹的提取 ． 为立体足迹 的 提取提供高效 、 便捷 、 准确的技术方法 ． 是公安机关刑事技术部 门提 高 成其它的格 式。Ａ ｒ ｔ ｅ ｅ ３ Ｄ扫描仪 附带 的处 理软件 ， 将 协助用户轻松完 成扫描工作及最终模型 的生成 ． 利用设备 自带的软件能将三维模型导 出各种主流文件格式 ： Ｓ Ｔ Ｌ 、 Ｏ Ｂ Ｊ 、 Ｐ Ｌ Ｙ 、 Ｏ Ｒ ＷＲ Ｌ ，能轻松导入 ｚ — Ｂ ｒ ｕ ｓ ｈ 、 Ｍａ ｙ ａ 、 Ｒａ ｐ ｉ ｄ ｆ ｏ ｒ ｍ等操作软件。 ２ ． ２ Ａ ｒ ｔ ｅ ｃ ｓ ｔ ｕ ｄ ｉ ｏ ９扫描软件 Ａ ｒ ｔ ｅ ｃ ｓ ｔ ｕ ｄ ｉ ｏ ９扫描软件 是 Ａｒ ｔ ｅ ｃ ３ Ｄ扫描仪 自带的软件 ． 可通过软 件的扫描视窗 Ｈ实时查看到扫描仪的扫描状态 ． 及时对遗漏部位进行 补充扫描 ． 也 可对 扫描成 型的物 象进 行 ３ ６ ０ 度旋转查看 ． 达 到实际扫 工作效率 的重要发展方 向。３ Ｄ打印技 术作为当前新型数字化技术 的 描效果后 ， 可关 闭 Ａ ｒ ｔ ｅ Ｃ ３ Ｄ扫描仪 ， 对物 象进行单独加工 ， 数 据整合 ，
Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎｃ ｅ＆ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ Ｖｉ ｓ ｉ ｏ ｎ
科 技 视 界
科技・ 探索・ 争鸣
３ Ｄ打ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ技术在立体足迹提取中的应用
欧 阳常青 蒋 龙 （ 湖 南警 察学 院刑 事科 学技 术 系 。 湖南 长沙 ４ １ ０ １ ３ ８ ）
【 摘 要】 立体足迹提取是立体足迹检验技术的基础 ， 制 模法是提取 立体足迹的一种重要方法。 传统的制模方法存在一些不可避免的弊端 ．
代表 ， 可 以克服传统足迹制模法的弊端 ． 为科 技强警 注入 了新鲜血液
具体操作包括 “ 编辑 ‘ 拟合 ‘ 修理 ‘ 边缘 ‘ 测量 ‘ 工具 ” 等。
２ － ３ “ Ｓ Ｔ Ｌ ” 文件格式 Ｓ Ｔ Ｌ ｆ Ｓ ｔ ｅ ｒ ｅ ｏ Ｌ ｉ ｔ ｈ ｏ ｇ ｒ ａ ｐ ｈ ｙ Ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｆ ａ ｃ ｅ Ｓ ｐ ｅ ｃ ｉ ｉ ｆ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ １格 式是 目前 ３ Ｄ打 印， 增材制造 设备使用 的通 用接 口格式 ．是 由美 国 ３ Ｄ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｓ 公司于 １ ９ ８ ８年制定 的一个接 口协议 ．是一种 为 ３ Ｄ打印， 增材 制造技术服务 的三维图形文件格式 ． 目 前 已成 为 ３ Ｄ打印， 增材制造的事实上 的标准 格式 。
将 先进 的现代科 学 技 术应用于现场足迹的提 取 已势在 必行 。３ Ｄ打印技 术作 为一种新 型的数 字化制模技 术 ， 能满足 现场足 迹提取 中不被破 坏、 不 变形、 特征反映 明显等基 本要 求 ， 与传统提取 方法相 比具有明显优势 。３ Ｄ打 印技术在 立体足 迹提取 的应 用 ， 将大大提 高现场足迹 的利用效 率。 【 关键词 】 ３ Ｄ打 印技术 ； 立体足迹制模 ； 三维扫描