浙江大学“量脸定制”护目镜

拿起手机给脸部做一次三维扫描,数据导入自动化程序,仅用30秒就自动生成完美贴合眼眶的几何形状。紧接着,一个“量脸定制”的护目镜就由3D打印技术生产出来。浙江大学这项最新成果克服了传统护目镜无法完美贴合的缺陷,日前受到在杭州试戴体验的医护人员好评。

“这是一项自动化设计技术。”浙大计算机辅助设计与图形学国家重点实验室教授周昆说,程序快速完成包括尺寸、倾角、镜眼距、桩头张角等数十项参数的优化计算,让描述护目镜形状的几万个“点”能通过不断调整最终完全贴合人脸。

在战疫一线,传统护目镜给医护人员带来了不少麻烦:尺寸单一,依靠强力勒紧系带“适配”脸部形状;长时间勒紧皮肤造成脸部严重“压疮”,存在破口感染风险;近视人员在眼镜外再套一层护目镜,使用更加不便……

定制护目镜有效解决了长时间佩戴的功能性与舒适性问题。科研人员直接在护目镜上生成安装眼镜片用的片槽,使用者免于戴两副眼镜的负担。设计侧面通气孔,增加空气对流,减少起雾。医护人员试用后说,这种护目镜整个镜圈贴合在眼眶上,脸上的压迫感分布比较均匀,佩戴一整天,压痕也不明显。

周昆教授团队凭借在三维建模和几何计算方向上的深厚积累,解决了定制护目镜设计中接触面控制、槽孔位保持、自动对称性调整等难点问题,并利用GPU的大规模并行计算能力来加速优化求解过程。用户在完成三维扫描后,完美贴合的护目镜设计立等可见。

“3D打印技术的成熟和普及让我们能在很短时间内以较低成本完成护目镜的定制化生产,甚至在表面彩印上个性化图案。目前这项研究成果已申请国家发明专利,并在杭州两个医院完成了临床应用测试。”周昆表示,定制化头戴设备自动设计技术应用前景广阔,未来还可用于运动眼镜、虚拟现实或增强现实头戴设备等的设计与生产。(记者 曾福泉 通讯员 柯溢能)

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