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                裸眼3D印刷技術探討

                時間:2018-05-16 15:38:13來源:科印網作者:黃校軍 陳琳軼 胡堅 宋玉

                  隨著數字化時代的到來,裸眼3D印刷品越來越突顯出它的市場需求性及重要性,各個行業都會對裸眼3D印刷品產生需求。那么,什么是裸眼3D印刷,其市場前景又如何?本文將圍繞裸眼3D印刷的定義、分類、特點、應用領域、市場規模以及裕同所從事的裸眼3D印刷技術研發與應用,與大家一起探討。

                  什么是裸眼3D印刷

                  傳統3D印刷一般單指柱透鏡3D印刷,是平面印刷圖文與柱透鏡光柵復合后于平面圖像上呈現立體效果的技術,如圖1所示。隨著數字印刷技術的發展,3D印刷的定義發生了變化,被定義為平面印刷圖文與光柵材料復合從而呈現三維效果的印刷復制技術,包括柱透鏡3D印刷和微透鏡3D印刷。圖2所示為微透鏡3D印刷品的光柵結構。

                 

                  人們在觀察物體時,之所以能自然地產生立體感,是由于人的兩眼之間有一定距離,左右兩眼是從不同角度觀察物體,會形成光線視覺上的差異,構成的各種圖像反映到大腦中,便產生遠近感和立體感。3D印刷技術的原理就是利用這種人眼視差。柱透鏡光柵印刷技術是利用柱透鏡光柵的折射分像作用,將平面上位置錯開的左右眼圖像的光線分開,使觀看者不用佩戴輔助設備,左眼只看到左眼圖像,右眼只看到右眼圖像,從而實現立體顯示效果,如圖3所示。微透鏡光柵印刷技術,則是將相同的微小凸透鏡按一定的周期和形狀排列在基材上構成微透鏡陣列,從而有效地記錄全真圖像,其光學性質就是單個微透鏡功能的合成,如圖4所示。

                 

                  裸眼3D印刷有何不同

                  柱透鏡3D印刷的特點

                  柱透鏡3D印刷品的特點,首先是具有裸眼立體動態效果,即在水平觀察方向上可以看見圖像的立體效果。這種印刷品不用借助任何輔助工具,僅憑肉眼就可以在二維的平面圖像上直接觀察出3D立體效果的圖像;當轉動印刷品或者移動位置觀看時,還可以看到變圖或動態的效果,視覺沖擊力強。

                  其次,柱透鏡3D印刷品具有一定的防偽功能。由于3D印刷品上的圖文信息是多層次、立體、動態的,因此不可利用掃描、復印等手段進行復制,具有一定的防造假能力。

                  微透鏡3D印刷的特點

                  因為柱透鏡3D印刷品是在一個觀察方向上顯示3D效果,對觀察角度有一定要求,因此人們開始尋找一種不受觀察角度限制的立體印刷成像技術,于是微透鏡3D印刷技術應需而生。微透鏡就是微小透鏡,通常直徑范圍為1~1000μm。由這些微小透鏡在基材上按一定形狀和周期排列形成的陣列叫做微透鏡陣列,也稱為微透鏡光柵,圖5是四種常見的微透鏡陣列結構示意圖。

                  微透鏡3D印刷品的特點,首先是具有360°全方位立體、動態、變換等多種展示效果,其中包括圖像的上浮、下沉、平行運動、正交運動、多通道等;其次是3D圖文信息不可被掃描、復印等手段復制,特別是高線數的微透鏡3D印刷防偽產品,防偽性能極高。

                  應用領域及市場規模

                  裸眼3D印刷的應用領域

                  一直以來,裸眼3D印刷品以其能夠更加真實地反應現實三維世界而備受關注,再加上其自身的立體視覺、動態性、防偽性、趣味性等特征,應用領域廣泛,涉及證卡票券、商業印刷、包裝裝潢、廣告裝飾等眾多領域。其細分市場主要有:酒、飲料、卷煙、藥品、保健品、化妝品、電子產品、食品、服裝、鞋、帽等的包裝;護照、鈔票、郵票、票據、通行證、金融票證、商業票券;以及商標、標識等。

                 

                  (1)證卡票券

                  裸眼3D印刷技術在證卡票券領域的應用主要是利用其防偽功能,特別是微透鏡3D印刷品在安全防偽領域的應用價值極高,是鈔票防偽技術之一。如美國發行的新版100美元紙鈔在安全線上就采用了微透鏡3D防偽技術,傾斜轉動鈔票時可以看到面值“100”和“自由鐘”圖像相互連續變換,動感強烈,如圖6所示。

                  (2)出版和商業印刷

                  裸眼3D印刷技術在出版和商業印刷上的價值也很高,可以結合所有出版和商業印刷業務需求拓展應用。如:書刊雜志插頁、封面等采用3D印刷,可大大提升讀者興趣。

                  (3)包裝和標簽

                  裸眼3D印刷在包裝裝潢和標簽領域的應用市場也具備相當大的潛力,美國惠普公司早期在其打印機墨盒外包裝上采用的是柱透鏡3D成像動態顯示標簽(如圖7所示),后期則改為微透鏡3D成像動態顯示標簽(如圖8所示)。

                 


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