3D形貌重建的案例
“軟件即儀器”——全新架構 Xtreme Vision顯微測量軟件平臺
“軟件即儀器”，工業測量軟件較為復雜，涵蓋了軟件架構、信號處理、圖像處理、數值計算、空間幾何、三維建模、3D渲染、并行計算、人機交互等多種交叉軟學科，是測量儀器系統極為重要的組成部分，中圖儀器一直致力于自主化工業測量軟件的開發和應用。
Xtreme Vision顯微測量軟件是中圖儀器為SuperView系列光學3D表面輪廓儀、VT系列共聚焦顯微鏡打造的一款功能強大的微觀形貌測量分析平臺,廣泛應用于對器件表面質量要求極高的光學加工、半導體制造與封裝、超精密加工、3C產業鏈、航空航天、國防工業以及科學研究等領域。
XtremeVision顯微測量軟件平臺集成了3D形貌重建，多工具測量分析，影像觀察測量以及自動化測量四大功能模塊，全力滿足不同領域材料的高精度形貌表征需求：
1、非接觸式無損檢測，高精度全面三維成像，簡明流暢的界面設計致力于為用戶帶來更加舒適的測量體驗，告別繁瑣流程，新手小白也能迅速上手;
2、3D測量界面可以對掃描數據進行分析，豐富的測量工具包可還原樣品微小細節；
3、2D影像可用于直接對視場內樣品標注測量，記錄樣品二維尺寸；
4、自動化綜合了所有測量場景，模板一鍵導入，就能自動高效完成任意多點位的測量分析所有流程，解放雙手省心省力。
展開 3D打印重建1200年歷史的秘魯女王頭像
在過去的幾年里，我們看到了很多3D技術被用來將過去帶入現實的例子，其中對3D掃描珍貴的歷史文物以及3D打印死亡已久的動物化石進行了詳細的重建。
來自秘魯和波蘭考古團隊利用3D打印技術對1200年前的秘魯女性頭顱進行重塑，雕塑非常栩栩如生。
2012年，在秘魯海岸，這個女人的遺體在一處名為El Castillo de Huarmey的墓穴中被發現。古墓坐落在一個曾經是瓦里人神廟的地方，在印加人最終接管之前，他們已經在這個地區生活了幾個世紀。這座墓穴總共埋葬了58名貴族女子，包括四位王后或公主。
3D打印頭蓋骨
這名婦女死時是60歲左右，考古學家稱她為瓦爾美女王，可能是瓦里貴族的成員。他們這樣猜測是基于該婦女被葬在自己的私人房間里，周圍都是奢侈品，包括儀式用的斧頭、金耳飾和銀酒杯。此外，她的骷髏表示，她一生大部分時間都在坐著，因此可能是在編織當時比黃或白銀更昂貴的紡織品。她的一些牙齒也不見了，這暗示著她經常飲用一種名叫chichi的含糖飲料，只有瓦里貴族才可以飲用。
2017年春,考古學家Mi?osz Giersz和奧斯卡尼爾森（Oscar Nilsson）著手重建了這個女人的身體形態，3D打印技術是這個過程的關鍵部分。掃描頭骨殘骸，然后轉換成數字3D模型，用3D打印機打印出來以形成雕塑的基礎，剩余部分就手工添加。
尼爾森檢查了頭骨的構造，并使用詳細的數據集來估計女性骨骼上的肌肉和肌肉的厚度。作為參考，他使用了居住在墓穴旁的土著安第斯人的照片。他還從一位年長的安第斯女子那里弄來真正的頭發，這是Giersz從附近的秘魯假發市場買來的，以便重建瓦爾梅王后的發型。重建項目總共花了大約220小時，最終完成的頭像模型栩栩如生，讓人驚訝。
這個頭像目前在波蘭國家民族博物館的秘魯文物展覽會上公開展出。
展開 ABAQUS三維CT重建插件CT2Model3D V2版本 ￥1898
插件介紹
CT2Model3D V2.0插件采用Python 3.10研發，適配2024及以上版本的Abaqus軟件，具備在Abaqus平臺中基于CT斷層掃描圖像的三維重建功能，插件支持批量導入tif、tiff、png、jpg等格式的圖像文件，推動了數字化建模技術與有限元仿真的融合。
該插件通過集成化的圖像處理流程，能夠自動完成從CT圖像導入、三維結構重構到有限元網格生成的全過程，顯著提升了建模效率與操作便捷性。
插件內置圖像壓縮算法，可通過調整參數兼顧模型精度與單元數量，使模型三維重建有限元模擬具備可行性。
插件采用閾值分割方法，可精確區分灰度CT圖像中的不同材料類型，具備兩相材料的建模功能。
案例展示
ABAQUS基于CT斷層掃描的細觀混凝土三維重建數值模擬
https://www.yqgqt.org.cn/post/1947861
ABAQUS基于CT斷層掃描的三維圓柱體多孔結構建模
https://www.yqgqt.org.cn/post/1950189
參數說明
在構建三維模型時，Length（長度）、Width（寬度）及Height（高度）分別代表了模型沿X軸、Y軸和Z軸方向的尺寸。
展開 白光干涉儀測量的那些3D形貌
下面就讓我們一起來領略下國產白光干涉儀鏡頭下的3D顯微之美。
SuperViewW1白光干涉儀
白光干涉儀采用的光學輪廓測量法可以非接觸式測量非平坦樣品，輕松測量出彎曲和其他非平面表面，還可以測出曲面的表面光潔度、紋理和粗糙度等，同時不會像探針是輪廓儀那樣損壞薄膜。
白光干涉儀3D形貌圖片：
圖1.超光滑_納米級表面
圖2.分成了32階的納米級微納光學元件
圖3.半導體芯片表面外觀
圖4.微納凹凸圓表面
圖5.拼接_摩擦磨損工藝零部件
圖6.拼接_大區域超光滑凹球面
圖7.光學衍射元器件
除主要用于測量表面形貌或測量表面輪廓外，具有的測量晶圓翹曲度功能，非常適合晶圓，太陽能電池和玻璃面板的翹曲度測量，應變測量以及表面形貌測量。非接觸高精密光學測量方式，不會劃傷甚至破壞工件，不僅能進行更高精度測量，在整個測量過程還不會觸碰到表面影響光潔度，能保留完整的晶圓片表面形貌。測量工序效率高，直接在屏幕上了解當前晶圓翹曲度、平面度、平整度的數據。
硅晶圓粗糙度測量
晶圓IC減薄后的粗糙度檢測
白光干涉儀所具有技術競爭力在于接觸式和光學三維輪廓儀的結合。通過利用接觸式及非接觸式雙模式基于技術上的優勢獲得獲得全面的表面特性。既可以用于科學研究，也可以用于工業產品的檢測。
展開 
Abaqus斷層掃描三維重建插件CT2Model 3D V1.1版本更新 ￥1898
更新說明
Abaqus AbyssFish CT2Model3D V1.1版本更新新增對TIF、TIFF圖像文件格式的支持。本插件用戶可免費獲取升級服務。
插件介紹
插件說明：
ABAQUS CT2Model 3D V1.0
https://www.yqgqt.org.cn/post/1947552
應用案例：
ABAQUS基于CT斷層掃描的細觀混凝土三維重建數值模擬
https://www.yqgqt.org.cn/post/1947861
ABAQUS基于CT斷層掃描的三維圓柱體多孔結構建模
https://www.yqgqt.org.cn/post/1950189
適用版本
插件可運行在Windows10、11系統上，支持Abaqus 6.14~2023版本。
說明提醒
插件需要注冊，注冊完成后永久可用，售價為單機許可的價格，購買后請聯系QQ：1135122921或微信：AbyssFish_LJR獲取許可證。
展開 基于dream 3d的ebsd模型重建------對應案例三 ￥199
基于dream 3d的ebsd模型重建
案例實操
包含用于生成模型的dream3d管道，可以直接生成abaqus的晶體塑性模型，提供原始文件?。。。。。。。。。。。。。。。。?！
中圖共聚焦顯微鏡3D成像更清晰，精準測量表面形貌
VT6000系列共聚焦顯微鏡是中圖儀器傾力推出的一款顯微檢測設備，廣泛應用于半導體制造及封裝工藝，能夠對具有復雜形狀和陡峭的激光切割槽的表面特征進行非接觸式掃描并重建三維形貌。
VT6000系列共聚焦顯微鏡具有優異的光學分辨率，通過清晰的成像系統能夠細致觀察到晶圓表面的特征情況，例如：觀察晶圓表面是否出現崩邊、刮痕等缺陷。電動塔臺可以自動切換不同的物鏡倍率，軟件自動捕捉特征邊緣進行二維尺寸快速測量，從而更加有效的對晶圓表面進行檢測和質量控制。
在對晶圓進行激光切割的過程中，需要進行精準定位，以此來保證能在晶圓上沿著正確的輪廓開出溝槽，通常由切割槽的深度和寬度來衡量晶圓分割的質量。VT6000系列共聚焦顯微鏡，其以共聚焦技術為原理，配合高速掃描模塊，專業的分析軟件具有多區域、自動測量功能，能夠快速重建出被測晶圓激光鐳射槽的三維輪廓并進行多剖面分析，獲取截面的槽道深度與寬度信息。
VT6000系列共聚焦顯微鏡能夠對激光溝槽的輪廓進行精準測量，專業化的軟件設計能夠讓用戶輕松使用的同時獲得精準的測量數據，為半導體晶圓檢測行業助力！
展開 快訊《AFM》各向異性3D圖案重建肌肉束狀組織
然而，實現所需的對準繼續證明是有挑戰性的，尤其是在
3D工程組織構造中。
最近
，
韓國科學技術學院
Nakwon Choi
/延世大學
Seung‐Woo Cho
教授
團隊
展示了一種仿生方法，
通過概括3D肌肉樣細胞和細胞外組織來生成功能性骨骼肌束樣組織。實現了肌肉細胞外基質（MEM）納米纖維的各向異性3D對齊，該納米纖維能夠通過調節可拉伸彈性體芯片中的纖維形成動力學來提供促肌原性微環境。
重新編程的肌肉祖細胞沿著對齊的MEM納米纖維以3D構型發育肌纖維
，最終達到骨骼肌的結構和功能成熟。
由此產生的
3D肌肉束狀結構可支持從頭肌肉再生，并在造成體積肌肉丟失和先天性肌營養不良的動物模型中誘導受傷肌肉的功能恢復。
這項研究不僅強調了模擬肌肉的結構指導線索對3D肌肉組織工程的基本作用，而且還揭示了人工肌肉構造在再生醫學中的臨床潛力。
相關論文以題為
Reconstruction of Muscle Fascicle‐Like Tissues by Anisotropic 3D Patterning
發表在《
Advanced
Functional
Materials
》上。
圖1
MEM的表征和3D對齊的MEM水凝膠的生成。
圖2
MEM的蛋白質組學表征。
圖3
在
3D工程化骨骼肌構造中增強了iMPC的肌發生。
圖4
3D工程骨骼肌構建物中增強的整合素信號傳導。
圖5
是相關蛋白（
YAP），對3D MEM中iMPC的發生至關重要。
展開 基于重建和不確定性傳播的單目視覺3D物體檢測
這一要求使得訓練數據的來源受限，只能使用合成數據或可控的實驗室數據，因其可以獲取精確的物體3D模型。然而，真實場景中的3D物體檢測需要面對類別級物體，獲取某類物體所有實例的3D模型并不實際。一種直觀的解決方法是使用激光雷達的點云生成稀疏的局部坐標圖作為監督信號，但遠距離或高反光物體沒有足夠的點能用于監督。
在缺少真值時，自監督是訓練模型的重要方法。例如，Wang等人[35]在有物體幾何真值而缺少物體位姿真值時，使用了自監督網絡來直接學習物體的位姿。本文則采用了相反的思路：在訓練時利用位姿真值自監督地學習3D幾何，在測試時用網絡學到的2D-3D稠密關聯求解物體位姿。
本文提出了MonoRUn方法——基于重建和不確定性傳播的單目視覺3D物體檢測（Monocular 3D Object Detection by Reconstruction and Uncertainty Propagation）。MonoRUn可在現有的2D檢測器上增加區域（RoI）3D分支，用于回歸2D檢測框內的稠密3D坐標，這一過程便實現了幾何重建和2D-3D稠密關聯。
為減少冗余，避免對有監督前景分割的依賴，本文估計了坐標預測結果的不確定性并使用不確定性PnP算法，使其關注不確定性較低的前景點。此外，將不確定性通過PnP進行傳播還可以獲得位姿的協方差矩陣，并用于評價檢測置信度。
自監督是指將預測的3D坐標重投影為圖像坐標，這一過程需要用到物體的真實位姿和相機內參。為優化重投影誤差并估計其不確定性，本文提出了魯棒KL損失，用于最小化預測坐標的高斯分布和真值坐標的狄拉克分布之間的KL散度。這一損失函數是本文檢測性能提升的關鍵。
展開 基于dream 3d的ebsd模型重建與黃umat晶體塑性FCC單向拉伸------案例三 ￥99
基于dream3d的ebsd模型重建與黃umat的FCC多晶簡單拉伸
案例實操二
1，使用dream3d軟件完成ebsd模型的幾何重建
2，賦予相應的材料參數（基于腳本完成材料的批量賦值）
3，施加相應的邊界條件（X0方向完全固定，X1方向施加x方向20%的工程應變）
4，結果與后處理
5, 不包含用于生成模型的dream3d管道！?。。。。。。。。。。。。。。。?！
基于dream的ebsd幾何模型重建
材料參數腳本的部分截圖
簡單拉伸的邊界條件
對數應變分布
Mises等效應力分布
滑移系的當前強度分布
總的累計塑性應變分布
展開 3D打印骨盆獲得FDA批準，Onkos Surgical 已允許用于臨床重建治療
2022年7月16日，南極熊獲悉，私人控股的專業醫療技術公司Onkos Surgical，今天宣布該公司的My3D 個性化骨盆重建系統，已獲得FDA的510（K）許可，未來可廣泛用于患者解決有關盆骨的復雜治療。
△使用3D打印假體修復因癌癥而受損的骨盆
Onkos Surgical是一家快速發展的肌肉骨骼腫瘤學，和復雜骨科手術解決方案的領先創新者，My3D個性化骨盆重建系統，是同類解決方案中的第一包括3D打印植入物、器械和模型，以及用于治療畸形、創傷、疾病和其他治療的綜合平臺，或可用于解決手術失敗重塑的高級規劃服務。
產品中包括針對患者的植入物，以及用于髖臼重建和跨越骨盆多個區域的高級重建。植入物的設計和打印具有獨特的功能，有助于解決骨骼和軟組織附著，以及解剖修復準確性的挑戰。
本次獲得的PFA批準，將再一次擴大該公司關于腫瘤學，和復雜骨科解決方案的產品組合。
亞利桑那州斯科茨代爾市HonorHealth骨科的醫生Matthew Seidel說?！?Onkos Surgical提供的這項服務，將極大地推動我和我的同事治療這些患者的方式，” “患有這些骨盆疾病的患者面臨許多臨床挑戰。從歷史上看，我們的植入物選擇是批量生產的，可能它們并不每一個患者?，F在，Onkos為我們提供了新的選擇方案。通過，讓我們以虛擬規劃“提前進行手術預案，并在幾周內交付患者特定的植入物和器械，它改變了我治療患者的方式?！?/span>
展開 
無人車演進的“小高潮” 密西根大學實現行人3D姿態重建
為了實現更安全的自動駕駛，我們需要給無人車大腦輸入“高精度地理信息”以及“行人姿態”。行車路況通過激光掃描可以構建出來規則的行車信息，預測其他車主的運動趨勢，高精度地圖包含無人車行駛在任何一條公路上的實時信息。而行人姿態一直是一項困難的問題，此前的行人姿態預測，均為2D情況下。
近期，以自動駕駛汽車技術聞名的密歇根大學（University of Michigan）一直在研究一種改進的算法，用于預測行人的移動，這種算法不僅考慮了行人在做什么，還考慮了他們是如何做的。這種肢體語言對于預測一個人接下來要做什么是至關重要的。
“觀測行人并預測他們將要做什么”，是任何自動車輛視覺系統的重要組成部分。如何理解行人的存在、運動，是車輛自行做決策和人類駕駛員的一個巨大的差異。多數無人車企業在宣傳自己的自動駕駛功能時，很少突出自己能否檢測三維狀態下的人體移動趨勢。而這項技術在密西根大學研究人員眼中頗為重要。
現代汽車中的ADAS （高級駕駛輔助系統）包括感知系統、通信系統、決策系統和控制系統。而無人車對這些功能有更高的要求，在無人介入的情況下，自動駕駛對于道路上隨機變化的情況應有更為靈活的決策，才能保障車內車外的人類安全。
密西根大學的這項技術論文為《生物長短期記憶網絡：一種生物力學啟發的用于三維行人姿態的遞歸神經網絡和步態預測》，在學術界有不小轟動，但具體到硬件實施與商業落地，可能還需要些時日。
展開 醫學影像三維重建軟件如何助力定制化3D打印植入物設計？
醫學影像的三維重建是通過計算機對二維數字斷層圖像序列形成的三維體數據進行處理，將其變換為具有直觀立體效果的圖像，來展示人體組織的三維形態。市場上常用醫學影像三維重建軟件包括：Materialise 公司的Mimics, Synopsys 的Simpleware, Able Software 公司的3D-Doctor 等。
醫學影像三維重建軟件在個性化醫療器械設計開發中起到日益重要的作用，結合仿真模擬技術、3D打印技術在醫療器械制造中的應用發展，這些技術為醫療器械，特別是定制化醫療器械的設計開發提供了高效的解決方案。本期3D科學谷將分享Corin Group，360 Knee Systems等骨科醫療器械公司使用醫學圖像三維重建軟件開發定制化植入物的應用案例。
圖片來源：Simpleware Product Group
用于手術規劃、仿真分析、植入物設計...
使患者獲得長期的舒適度，是骨科植入手術的關鍵目標。手術時，植入物能否被準確放置，是影響舒適度和是否會產生翻修手術的重要因素。在骨科治療中，有些使用標準化植入物無法治療、修復的病例需要通過個性化定制植入物進行治療，醫生和工程師可以為患者定制設計任何所需的個性化植入物，并作出合適的手術決策。
定制化植入物設計和術前規劃領域出現了很多技術應用趨勢，包括：拓撲優化，有限元分析（FEA），復合材料/材料測試，逆向工程，3D打印和法規遵從。一些公司正在使用基于3D圖像建模軟件，以非侵入的方式設計和測試植入物的性能。
Corin Group，360 Knee Systems等醫療器械公司通過應用醫學掃描影像、影像三維重建軟件、3D打印技術和激光引導手術，展示了成功和可重復的工作流程。
展開 德國用納米纖維素3D打印人造耳，為先天性耳廓畸形兒童重建耳廓
最近，德國聯邦材料測試和研究所利用木質納米纖維素，通過3D打印技術制成了移植用的人造耳朵，可以作為先天性耳廓畸形兒童的植入物。
據研究人員邁克爾·豪斯曼介紹，制造人造耳朵的原料是可生物降解的木質納米纖維素。借助生物繪圖儀，具有黏性的納米纖維素可以完美塑造復雜的構造，固化后的結構仍然非常穩定。他們研究了納米纖維素水凝膠的特性，并進一步優化穩定性和3D打印工藝，制成了可用于移植的人造耳朵。這種人造耳朵可為先天性耳廓畸形兒童重建耳廓，使畸形耳朵得以補救，而且不會影響聽力。
（圖為研究人員豪斯曼從生物繪圖儀中取出剛定型的人造耳朵）
人造耳朵僅是這項研究的一個應用。含有納米纖維素的水凝膠還可用作膝關節植入物，用于修補慢性關節炎造成的關節磨損。豪斯曼表示，下一個目標是用骨骼填充身體自身的細胞和活性成分，以制成生物醫學植入物。一旦將植入物植入體內，一些材料可能隨著時間的推移而生物降解，并溶解在體內。盡管納米纖維素本身不會降解，但它仍然非常適合作為生物相容性材料，用作植入物支架。
此外，選擇納米纖維素作為候選材料，還因為其機械性能，其微小但穩定的纖維可以非常好地吸收拉伸力。而且，納米纖維素允許通過不同的化學修飾，將功能結合到黏性水凝膠中。通過結構、機械性能和納米纖維素與其環境的相互作用，可以獲得需要的復雜形狀產品。
豪斯曼稱，這項研究的意義還在于，原料纖維素是地球上最豐富的天然聚合物，結晶納米纖維素的使用方法簡便且成本低廉。
來源：3D打印世界
展開 光學3D表面輪廓儀超0.1nm縱向分辨能力，讓顯微形貌分毫畢現
在工業應用中，光學3D表面輪廓儀超0.1nm的縱向分辨能力能夠高精度測量物體的表面形貌，可用于質量控制、表面工程和納米制造等領域。
與其它表面形貌測量方法相比，SuperViewW系列光學3D表面輪廓儀達到納米級別的相移干涉法(PSI)和垂直掃描干涉法(VSI)，具有快速、非接觸的優點。它結合了跨尺度納米直驅技術、精密光學干涉成像技術、連續相移掃描技術三大獨特技術，能夠濾除光源不均勻帶來的誤差，以超越0.1nm的縱向分辨能力，讓顯微形貌分毫畢現；以優于0.1%的臺階測量重復性，讓測量數據萬千如一。
在半導體行業，SuperViewW系列光學3D表面輪廓儀可用于檢測芯片表面缺陷和顆粒，確保產品的質量和性能，從而將不良產品阻截在市場之外；IC封裝中用于測量減薄之后的厚度、晶圓的粗糙度、激光切割后的槽深槽寬，測量導線框架的粗糙度；在分立器件封裝中，測量QA對打線深度，彈坑深度。
減薄工序中粗磨和細磨后的硅片表面3D圖像，用表面粗糙度Sa數值大小及多次測量數值的穩定性來反饋加工質量。在生產車間強噪聲環境中測量的減薄硅片，細磨硅片粗糙度集中在5nm附近，以25次測量數據計算重復性為0.046987nm，測量穩定性良好。
彈坑深度測量
在涂層表面粗糙度和厚度的研究上，可以監測納米級結構的生長過程，為科學研究提供了更準確的測量手段。
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