三维景观建模论文（共12篇）
三维景观建模论文 篇1
城市是地表上人居环境相对集中的地区,也是人们生产、生活所必需的活动空间,城市的空间信息大多数是三维数据源,要处理城市三维数据,就要求建立合适的三维城市模型,它不但要建立起三维数据的可视化模型,还要能对这些数据进行操作。
数字城市中涉及到多种地物模型,如建筑物、地下管线等,而地形模型是其中必不可少的一种特殊模型类别。三维GIS中的建筑物模型必须以地形模型为载体,从而能够确定它们在空间坐标系中的具体位置。要建立一个三维可视化平台,三维建筑物模型的建立是非常重要的,而城市地形模型则是这些工作的基础。
1 地形模型的构造原理
1.1 TIN构建方法
在数字地形建模中,不规则三角网(Triangulated Irregular Network,TIN)通过从离散的不规则分布的数据点生成连续的三角面来模拟地形表面。TIN模型的特点在于它能以不同层次的分辨率来描述地形表面。与GRID数据模型相比,TIN模型在某一特定分辨率下能用更少的空间和时间更精确地表示更加复杂的表面,还可以克服GRID模型在地形起伏不大的地区所产生的数据冗余问题。当地形中包含有大量特征如断裂线、构造线时,TIN模型能更好地顾及这些特征从而可以更精确、合理地表达地表形态。
1.2 GRID构建方法
规则格网DEM是利用一系列在X,Y方向上都是等间隔排列的地形点的高程Z来表示地形,形成一个矩形格网DEM。其中任意点Pij的平面坐标可根据该点在DEM中的行列号I,J及存放在该DEM头部文件的基本信息推算出来。这些基本信息文件应包括DEM起始点坐标X0,Y0,DEM格网在X方向与Y方向的间隔Dx,Dy及DEM的行列数M,N等。点Pij的平面坐标(X,Y)为:
X=X0+J×Dx,Y=Y0+I×Dy。
1.3 TIN与GRID的比较
在现有的地理信息系统中,TIN和GRID都被广泛的用来表示数字地形模型表面的数据结构。对于TIN模型最主要的优点在于:TIN能够充分地表达地形的结构特征,具有可变的分辨率,即当地形表面粗糙或变化剧烈时,TIN能包含大量的数据点,而当地形表面相对平缓时,TIN只需要最少的数据点。此外,TIN还具有考虑重要表面数据点的能力,便于表达断裂线、构造线等地形特征。TIN的缺点也很明显,主要表现在数据存储与操作复杂、存储空间较大。GRID的优点主要在于:数据结构简单、易于构网、数据存储量小、可以方便有效地进行各种分析与计算、建模方法直接等。它的缺点是存储数据冗余,在地势起伏不大的地区数据冗余量较大。
2 建筑物模型的建立
几何模型就是指城市建筑物的形状和外表。建筑物根据几何形状可以分为规则建筑物和不规则建筑物。其中,不规则建筑物主要是指那些具有保存价值的古建筑和由曲面造型所设计的现代建筑。至于不规则的建筑物,可以用数字表面模型(DSM)来表达,TIN是目前表达DSM的最佳方法,因此可以定义TIN面片来表达不规则的面对象。文中以单体建筑物几何模型为例,利用CSG/B-rep混合技术对单体建筑物进行三维建模的研究。
2.1 单体建筑物的CSG/B-rep建模
要对城市单体建筑物进行三维建模,这就要求知道组成单体建筑物的基本CSG体元。所以,对单体建筑物进行三维建模时,首要的问题是抽象出单体建筑物的几何形体模型,然后是按照一定规则对单体建筑物进行分解,其目的就是要通过单体建筑物分解获得简单、基本的建筑CSG体元。因此,建立合适的分解规则是非常重要的。这里可以采用几点规则:基于建筑构件的分解;基于各种特殊轮廓的分解;基于自身外部形状的分解。利用得到的建筑物CSG体元,通过实体间的正则布尔运算和空间变换,就可以获得建筑物的实体模型。B-rep法在图形处理上有明显的优点,因为这种方法与工程图的表示相近,根据B-rep数据可迅速转换为线框模型,尤其在曲面造型领域,便于计算机处理、交互设计与修改。此外,B-rep多面体系统在生成浓淡图时也有特点。CSG和B-rep表示法各有所长,许多系统采用两者综合的表示方法进行实体造型。现在许多CAD/CAM系统均已采用CSG模型系统为外部模型,而用B-rep模型作为系统的内部数据。为了发挥CSG和B-rep的长处,同时保留CSG和B-rep模型的数据是十分必要的,CSG加上B-rep一起可以作为整个几何数据模型。这样,当面临一个复杂的问题时,各应用程序可并行进行,时间和空间效率都可以提高。同时,CSG信息和B-rep信息可以相互补充,确保几何模型信息的完整与精确。
2.2 单体建筑物模型的CSG/B-rep混合表达
城市单体建筑物大都具有楼层,对楼层进行表示是必然的。单体建筑物三维建模的CSG和B-rep表达,而其中的“体”可以进一步进行分层描述,这就是单体建筑物模型的分层组合表达。根据建筑物CSG分层组合与B-rep混合表达的总体思路,具体建筑物建模思路如图1所示。
3 植物模型的建立
植物无疑是自然场景的重要构成因素,植物种类繁多,形态各异,复杂的结构使其无论在造型、存储还是在绘制上都存在相当的困难。植物的研究主要集中在造型上,常见的几种植物建模方法有系统模拟法、IFS法、基于表面剖分法、贴图法等。
4 道路模型的建立
道路模型可以用紧贴地表和高出于地表两种方式来建立,视其宽度、等级及有关具体情况来确定。级别低的,如乡村路、小路等,可以让其紧贴地表,而高速公路、国道及其他高等级公路可以让它高出地表一定的距离,使之尽可能地接近真实情况。
5 结语
在综合分析、对比不同三维数据模型的优缺点及其适用范围的基础上,文中通过试验表明,不同模型的适应性各不相同,要根据应用环境和用户的需要,从现存的各类独立、分散的三维GIS系统出发,从效果、效率和经济的最佳化考虑,城市三维景观建模中的三维空间数据模型应是各类模型的集成和综合。
摘要：概述了建立三维城市模型的重要性,介绍了不同三维数据模型的特点,研究了城市建筑物模型的建立方法,表明了三维可视化技术的优越性,指出三维GIS使城市规划、基础设施设计更加科学化,对于城市可持续发展研究具有重要意义。
关键词：数据模型,建筑物,混合模型
参考文献
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[4]岳朝瑞.基于OpenGL的城市三维模型可视化研究[J].山西建筑,2007,33(1):358-359.
三维景观建模论文 篇2
三维造型技术在机械制造业中的广泛应用，给机械制图课程的改革提出了新的要求，以下是小编整理的三维建模设计报告总结范文。
三维建模设计报告总结篇一：
1、论文题目：要求准确、简练、醒目、新颖。
2、目录：目录是论文中主要段落的简表。(短篇论文不必列目录)
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主题词是经过规范化的词，在确定主题词时，要对论文进行主题，依照标引和组配规则转换成主题词表中的规范词语。
5、论文正文：
(1)引言：引言又称前言、序言和导言，用在论文的开头。引言一般要概括地写出作者意图，说明选题的目的和意义, 并指出论文写作的范围。引言要短小精悍、紧扣主题。
〈2)论文正文：正文是论文的主体，正文应包括论点、论据、论证过程和结论。主体部分包括以下内容：
a.提出-论点;
b.分析问题-论据和论证;
c.解决问题-论证与步骤;
d.结论。
6、一篇论文的参考文献是将论文在和写作中可参考或引证的主要文献资料，列于论文的末尾。参考文献应另起一页，标注方式按《GB7714-87文后参考文献著录规则》进行三维设计开题报告三维设计开题报告。
中文：标题--作者--出版物信息(版地、版者、版期)：作者--标题--出版物信息
所列参考文献的要求是：
(1)所列参考文献应是正式出版物，以便读者考证。
(2)所列举的参考文献要标明序号、著作或文章的标题、作者、出版物信息。
三维建模设计报告总结篇二：
钳工用电动台虎钳，是现在市场所少有的。
一、根据现在生产技术越来越高，生产精度越高，同时也是生产越来越精巧，夹紧力也要求越来越准确，不能过大过小。但传统的台虎钳所产生的夹紧力是根据师傅的经理来保证的，因此极有可能会产生以上的不足而使废品率提高，根据生产的需要，特此设计一套适合加工的钳工用电动台虎钳。
二、传统的台虎钳工作效率比较低，传统台虎钳是螺纹传动，无法实现快速夹紧与松开，使得生产效率比较低。现有的电动台虎钳基本上用在车床上，能实现快速夹紧与松开，但是要配有一个机动的动力源，如果用在钳工上就成本太高，所以不适用。新设计的钳工用电动台虎钳，不但可以实现快速夹紧与松开的同时，电动系统的动力源为手动，这样相对于机床用的台虎钳来说成本比较低，只比传统台虎钳的成本高不了多少。钳工用电动台虎钳有以上优点，新的台虎钳的问世是迟早的问题，是必然的趋势。
目前，国内有不少科研单位已经或正在进行利用Pro/ENGINEER进行二次开发的CAD系统研究工作，不过对于这些系统，在机械方面的设计比较多，合肥工业大学进行了开发Pro/ENGINEER用户化菜单的技术和实践方面的研究，即研究如何在Pro/ENGINEER中加入用户自定义的菜单;合肥经济技术学院提出了通过Pro/ENGINEER二次开发来利用工程数据库进行特征造型的方法;南京航空航天大学的陈辰等参与开发的是一个较为完整的轴类零件设计(三维模型)、零件出图、零件加工(加工刀轨代码生成)系统，让一些通用设计的过程实现自动处理，以减轻设计人员的工作量;北方交通大学机械与电子工程学院进行的是基于Pro/ENGINEER的内燃机车三维标准件库的建立方面的研究，该系统采用Pro/ENGINEER为平台，利用其强大的参数化造型技术和二次开发模块Pro/TOOLKIT，建立内燃机车三维标准件库，以适应机车新产品的设计与开发，提高Pro/ENGINEER系统的实用程度;清华大学精仪系CIMS中心则提出基于Pro/ENGINEER系统开发面向并行工程的CAD系统三维设计开题报告文章三维设计开题报告
在国外，新加坡国立大学的Wynne Hsu等人，以Pro/E软件为平台，通过C语言编程开发出一种将装配设计分析与产品的概念设计相结合的系统。系统通过五大模块:设计特征库、分析模块、交互模块、搜索模块和装配模块，实现了产品的自动装配。国外由于研究开发三维设计软件的时间较长，而且早己应用于相关行业，故在其应用领域里的自主开发技术已经十分成熟和完善。
(1)对虎钳进行测量，并通过三维绘图软件Pro/E重构其模型。
(2)对产品测绘后，根据各个尺寸，通过Pro/E重构出产品台虎钳的三维模型。
用ProE做出虎钳的零件图的三维建模，并进行虚拟装配、干涉检测及系统优化等。
利用 Pro/E软件的参数化功能或指令编程技术，建立本单位常用的标准零件库，减少重复建模时间，提高设计效率。
朱成根。简明机械零件设计手册。机械工业出版社，1999：P38-47
成大先。机械设计手册。化学工业出版社，XX：P79-102，XX：
曹玉平，阎祥安。电动传动与控制。天津大学出版社，XX：P45-68
黄迷梅。电动气动密封与泄漏防治三维设计开题报告征文。北京：机械工业出版社，XX：P14-19
周士昌。电动气动系统设计运行禁忌470 倒北京：机械工业出版社，XX：P77-98
陈次昌，宋文武。流动机械基础
北京：机械工业出版社，XX：P11-21
胡宗武、徐履冰、石来德。非标准机械设备设计手册。北京机械工业出版社，XX：P25-52
濮良贵、纪名刚。机械设计(第七版)。北京高等教育出版社，XX：P92-117
Pro/ENGINEER Wildfire 中文版典型实例。人民邮电出版社P367--423
基于GMS的三维地质建模 篇3
【关键词】三维地质建模；GMS；峰峰煤田
三维地质建模是指将地质信息以适当的数据结构建立地质特征的数学模型，而且用计算机图形学技术将数学描述以3D真实感图像的形式予以表现。上世纪70年代中期开始，西方主要国家开始研制采矿软件，在理论研究的同时，先后涌现了一批在石油、矿山和工程地质领域得到广泛应用的商业软。目前国内外所用的三维地质建模的软件有GOCAD软件、三维GIS软件、GeoEngine软件、Micromine软件，GMS软件、Dynamic Graphic公司研制的IVM(Interactive Volume Modeling)， DGI公司的地球可视模拟系统(Earth Vision Mod-eling System)软件等。GMS是集各种软件于一体的，能够体现从钻孔到地层结构、从平面到空间、从单元到系统的综合性、系统性、全面性的软件.。与其他软件相比较，GMS据有：概念化方式建立水文地质概念模型，前、后处理功能更强，版本不断更新，功能不断完善等特点。
1 GMS简介
GMS（Groundwater Modeling Syetem）是由BrighamYoung大学环境模拟研究实验室开发的先进的，基于概念模型的地下水环境模拟软件。其中包括Borehole模块、TINs模块、Solid模块、Map模块等。
2 三维地质建模
峰峰煤田五矿地层属华北型，有奥陶系(O)、石炭系(C)、二叠系(P)和第四系(Q)。井田内基岩出露很少，大多被第四系所覆盖。奥陶系出露于井田以西的鼓山，井田内埋藏于C-P地层之下，构成煤系基底。C-P地层含可采煤7层，中间夹有5~8层薄层灰岩。根据井田地质构造和水文地质特征，将井田划分为三个区，分别为东翼区、西北区和中央区。东翼区:位于五矿东部，介于F11断层和F12断层之间，面积较小。属于相对独立的封闭地段。我们的研究地层范围为山青煤的底到奥陶系灰岩的顶，之间包括：煤层、灰岩、砂页岩、奥陶系灰岩。
2.1 三维地质建模的流程图：
2.2 三维地质建模步骤
步骤1：将收集到的钻孔数据，进行分析，确定钻孔的name，坐标（X，Y），根据岩性的描述确定在研究的深度内要分的地层层数，并对每层material、horizon赋值。保存于txt文件。
步骤2：打开做好的钻孔文件(txt)，选中Heading row选项，点击下一步，将GMS data改为Borehole data点击完成。在Borehole模块下，点击地Display菜单下的Display Options，改Diameter为10，选中Hole name、Horizon Ids选项。
步骤3：将cad的底图插入到map模块下，并建立new coveraye。点击create Arc，沿着cad的底图把研究区域的边界描出来，选择Feature Objects/Build polyyons，使描出的边界成为一个多边形。
步骤4：关闭cad底图，点击selectArcs，选中边界，点击Feature Objects/Redistribute vertices，在spacing中输入50.。点击Feature Objects菜单下的map——TIN，对研究区域进行三角剖分，结果图如图1：
步骤5：在Borehole模块下点击Bore holes菜单下的Horizons---solids，关闭TIN模块下的new tin和map模块下的new coverage，Borehole模块下的Boreholes呈现的三维地质图如图2：
步骤6：改换视角为plan view，点击Create Borehole Cross Sections工具，在图形上任意做切面，改换视角为Oblique view，关闭Solid Data文件夹，做出的剖面圖为图3：
结论：利用GMS软件对研究区域进行三维地质建模，在建模过程中，虚拟了少量钻孔，并对个别钻孔数据进行了修正。.通过地质模型的建立、剖分以及从各个角度的旋转，将地质构造的形态、各构造要素之间的关系及地质体空间物性分布的特征以三维的形式表现出来。从图中我们可以清楚的看到各个地层之间的接触关系、延展情况，从而分析矿井的水文地质条件，确定每个地层的顶底板的标高，在采煤的过程中受到那些含水层的威胁，为计算矿坑的涌水量提供真实的数据。
参考文献：
[1] 刘天霸，张永波，费宇红，等.华北平原三维水文地质建模及其可视化研究[J].水科学与工程技术，2007，(2):44-46.
[2] 祝晓彬.地下水模拟系统（GMS）软件[J].水文地质工程地质，2003.5:53-55.
[3] 梁煦枫，王文科，曾永刚.GMS在水文地质结构可视化方面的应用[J]东北水利水电，2006.9(24):64-72.
三维景观建模论文 篇4
由于铁路沿线的地形复杂,需要对铁路两侧的地形地物进行定期测量,以进行维护。将三维扫描测量系统放置在列车上对铁路两侧进行三维扫描,可以快速获取铁路两侧地形地物的空间几何信息,很好地补充空对地观测中存在的复杂地形内的遮挡与盲区。基于汽车的车载三维扫描系统在城市测绘中已经得到初步的应用,取得了一定的效果,具有良好的发展前景。日本东京大学的H.Zhao和R.Shibasaki在机动车上相互垂直地安装两台二维激光扫描仪,随汽车移动可以快速地采集道路两侧的建筑信息[1]。武汉大学和立得空间信息技术有限公司的LD2000系列产品在机动车上装配GPS、CCD、INS或航位推算系统,快速采集道路及道路两旁地物的空间位置数据和属性数据[2]。中国测绘科学研究院叶泽田等利用GPS/IMU组合导航获取系统的位置和姿态,利用激光扫描仪获取地物目标的三维几何信息,利用面阵CCD采集地物目标逼真的面状彩色纹理信息,由此可以重建三维真实场景[3,4]。
铁路与公路的行驶条件和移动方式类似,因此可以将基于汽车的车载三维扫描系统较快地移植到基于列车的三维扫描中。2006年4月,李德仁等采用LD2000-RM型移动测量系统对青藏铁路沿线部分路段的铁路设施和相关地物进行采集,完成了其数据库建库任务[2]。但是,由于铁路与公路的环境不同,激光扫描中关注的地物特征不同。因此,在实际的应用中,数据获取和处理的方法略有不同。
本文中以云南某段铁路为例,将激光传感器与POS组成的三维激光数据快速采集系统较好地应用于铁路沿线的三维扫描中,取得了一定的效果。其中,较好地完成了地形地物几何特征的提取,能够得出铁道两侧地物的基本形状,有利于铁道的日常维护和列车的安全防护。通过对激光点云的图像处理,为后期三维真实场景重建提供空间几何属性信息,并指出后续研究的方向。
1 数据采集系统
如图1所示,数据采集系统主要包括:经过检校的激光传感器、POS、稳定平台、UPS供电电源和工控机。各个传感器固定在稳定平台上,各传感器间的空间信息和姿态信息已经得到[4]。其中,激光传感器用于扫描铁路沿线两侧的所有无遮挡目标的三维几何信息,得到与目标地物之间的距离值和角度值;POS由差分GPS和IMU组成,GPS在没有失锁的情况下经过差分,可以提供列车行驶中的位置坐标,在实际应用中的动态精度为厘米级;IMU不依赖外界的数据输入,根据测量地球的自转,提供运动中的瞬时位置和姿态。经过组合导航的数据融合,POS可以用于获取列车在铁路上行进中的瞬时位置与姿态。通过时间上的同步,可以获得铁路沿线两侧的三维激光点云数据。图1右侧细节图中从上至下分别为GPS天线、激光传感器和CCD相机。
2 铁路扫描的特点
2.1 导航特征
由于铁路沿线与城市街道的地形地物环境的不同,GPS出现失锁的区域也不尽相同。城市道路中,在高楼、立交桥、天桥等建筑下,GPS很容易出现失锁的现象;而在铁路的环境下,隧道、峡谷、高压线等环境下,GPS容易失锁。所以,在差分GPS和IMU组合成的POS系统中,利用IMU的数据对失锁地段进行补充,并且通过IMU提供的航向角、横滚角、俯仰角的信息,获得扫描系统在定点的运动姿态。如图2所示,在这一段行驶中,有两处数据被截断,即通过隧道时GPS失锁造成的。而通过IMU的数据融合,可以得到这一段连续的列车行驶轨迹。
2.2 地物特征
铁路沿线的测绘不同于城市道路测绘,它并不完全侧重于人工建筑设施的提取,而且各种地物分布的规律性不强,因此不能简单地将树木、花草等生物滤去,也无法简单地将建筑设施提取出来。而且,不同于城市中较为平坦的地形,铁路沿线地形变化很大,可以先去除地物,将地形数据提取出来,再将地物模型累加在地形模型之上。
在铁路沿线上,存在着一些特殊的地物,影响地形的提取。这些特殊地物主要是不反映地形变化的地物,分为自然地物、人工地物两大类。其中自然地物有树木、灌木、杂草、农作物等生物,而人工地物有房屋、护坡、灯塔、电杆、桥梁、隧道等。这些不同于河流、岩层等可以反映地形变化的地物,需要在提取地形数据之前将其分离出来。
3 数据处理流程
将激光原始数据与POS的位置和姿态数据进行数据融合,得到三维激光点云数据(又称为距离图像)。对该点云数据进行投影密度计算,根据密度的不同,将其分为有特殊地物存在的地形点云区域与相对独立且没有特殊地物的单一地形点云区域两种区域。采取不同的分离方法,将地形与地物分离,并提取出相应的特征信息。对提取出的地形数据建立不规则三角形网,在空间上与分离出的地物面片进行空间匹配,完成点云处理工作。
3.1 多传感器的数据融合
POS中,IMU提供定位信息的同时,提供精确的姿态信息,由三个姿态角反映。航向角为载体纵轴在水平面上的投影与地理系子午面N之间的夹角,记为Ψ。俯仰角为载体绕横轴水平转动时,载体纵轴和水平面的夹角,记为θ。横滚角为载体纵向对称平面与纵向铅锤平面之间的夹角,记为γ。由姿态参数可以得到旋转矩阵R(Ψ, θ, γ),进一步求得激光各扫描点相对扫描车辆偏移的平面坐标,与扫描车辆所处的瞬时大地坐标值相加,可以获得最终的目标地物在大地坐标下的坐标值[X,Y,Z]T[6]。由每个扫描时刻单点的位置坐标,按照空间姿态的情况,匹配上激光扫描仪所获得的距离数据和角度序列数据,可以推算得到三维激光点云,其激光真实坐标的解算公式如公式1所示。
其中,为了保持数据的完整性和易读性,应该完全保留所有可得的激光点云,而先不做滤波等基本处理。图3、图4反映的是数据融合后的某段铁路单侧的激光点云数据。
3.2 区域分类与地面分离
对激光点云的特征提取,对于不同的区域,采用不同的处理方法,因此首先进行分类处理。这里,可以将激光点云分为有特殊地物存在的点云区域与相对独立且没有特殊地物的单一地形点云区域。卢秀山等针对车载激光扫描点云的分布密度,提出了对扫描数据格网化进行信息提取的方法,能够自动地从密集的扫描数据中快速提取出建筑物信息[6]。史文中等根据像点空间特征分布,提出了基于车载测量的投影密度方法,用于提取建筑的边界信息[7]。本文采取了一种改进的投影密度方法,针对不同的应用场景,做出了相应的优化。先对经过数据融合的激光点云进行大地坐标下X-Y平面上的规则格网,统计各格网相应空间中的激光点的数量。设定阈值,对两种不同的区域进行区分,超过阈值的格网区域视为存在特殊地物的区域,而低于阈值的格网区域,则视为相对独立且没有特殊地物的单一地形区域。然后,根据POS提供的姿态信息,推算出激光扫描瞬间的姿态。以航向角的方向为基准X轴正方向,得到有姿态偏移的X′-Y′平面,对原始的激光单帧的数据进行重新数据融合和规则格网化,统计各格网相应空间中的激光点的数量,对X-Y平面上的规则格网进行修正。由于许多地物是沿铁路分布,所以有必要建立基于航向角的坐标系进行规则格网化,否则容易出现单个格网包含多个地物边界特征点云的情况。这种方法对自然地物,如树木、灌木、杂草、农作物等生物十分有效,而对于人工地物,如房屋、护坡、灯塔、电杆、桥梁、隧道等的定位也有不错的效果。
如图5所示,在右图的左上部分中,单位格网数组中有一组倾斜的较大数值,相对应在左图激光点云中的是铁路边的护林,反映出树木的独有的离散特性,如单位格网值在领域内变化大等,而较为规则的排列性则是护林种植沿铁路分布的特性所决定的。右图中间这段空缺是由护林的遮挡和地势起伏所引起的,右下方数值较小的格网区域,则是相对独立且能够反映地形的梯田区。
3.3 地形的提取、简化与构TIN
Hannah在1981年提出了一种检测粗差的算法,通过计算检测点的邻域内8个点的坡度值,判断是否在阈值内。并且,通过计算坡度值的差值而得到的相关性,判断其一致性[8]。李志林等提出基于连续性对坡度相对变化量进行计算,参考坡度相对变化量的特定高程阈值,选取或去除统计信息[9]。
本文基于地物与地面分离出的区域规则格网,通过在单位格网内计算高程Z值的差值,对其进行判断。同时,在不同的区域格网采用不同的处理方法,降低了计算量。由于各种自然地物如树木、灌木、杂草、农作物等具有复杂且无序的距离值,所以对这部分区域进行单位格网的优先选点。在这些单位格网内,参考区域单位格网中的激光点数,对目标地物采取不同的优先关注程度,按比例选取Z值最低的部分激光点进行保留,突出地形的变化趋势和层次感。对于人工地物部分,如房屋、护坡、灯塔、电杆、桥梁、隧道等区域,由于其规则的分布,可以直接选取激光点云的最低高程Z值。
在得到地形数据后,需要对激光点云进行过滤,将孤立点、线去除。孤立点主要包括树冠、竖直地物、量程外的杂点等,孤立线主要包括竖直平面的投影下的点云。这些点可以通过空间上固定的三维空间邻域内进行寻点,如果是孤立点,寻点的数量将小于阈值。同时,需要去除与单位格网内与最低高程Z值差异过大的突变激光点。图3所示的部分数据的地形提取与简化效果明显,在保证基本的特征信息的情况下,从138318个点简化至5073个点,如图6所示。
其中,处理后的结果基本能够反映出地面的特征,同时数据的简化效果明显。本文使用的地形提取与简化算法的主要步骤如下:
(1)激光点云格网化,投影到相应的X-Y平面上,取一定比例无Z值突变的激光特征点。
(2)激光点云的粗差检测,过滤激光椒盐噪声,去除三维空间上的相对孤立点或点集。
(3)在X-Y平面邻域内查找高程Z值相近的激光点的数量,如果都是相近点,则可以视为非特征点进行简化。
(4)相对X-Y平面邻域内其它点的高程Z值都较高的突变点进行过滤,消除自然地物(如植物冠层等)的影响。
构TIN采用了渐次插入算法,其中,构造初始的超三角形利用凸闭包的构造方法[9],构造结果如图7所示。
3.4 铁路两侧场景的建立
首先,将构TIN后得到的地形模型引入场景,再通过空间坐标的匹配,引入地物模型。由于铁路两侧的地物类型复杂,需要按照自然地物和人工地物分别处理。
这里,对自然地物采取在空间上直接匹配的处理方法,在场景内的对应坐标下插入相应的自然地物模型。
而对于规则的人工地物,则采取了提取相应地基坐标边缘线的方法对立面边缘进行提取。而由于激光本身的量程的限制,部分建筑的立面高层信息无法完整地获取,需要通过其他传感器(如面阵CCD等)进行补全。其中,补全可以采用固定长宽比的方法。取建筑设施在激光点云中的立面宽度与在面阵CCD图像中的立面宽度的比值,得到相应区域内激光点云与面阵图像的比值。与面阵CCD中的立面高度相乘,得到激光点云中的相应立面高度估值。当然,提高激光传感器的量程也可以较好地解决这个问题。由于铁路的特殊性,两侧一般没有行人,所以可以加大激光传感器的发射功率和辐射量,以实现更大的激光量程。图8中给出了实验的场景信息,由激光点云和CCD图像组成。通过CCD图像给激光点云赋上真实彩色信息,得到彩色点云,如图9所示。通过在图9所示的场景中,保留建筑设施立面面片的同时,利用3DMAX建立出相应地物的初始模型(如图10所示)。
4 总结
本文给出了一种基于POS和激光传感器等多传感器融合的三维激光数据快速采集系统,应用于铁路沿线的景观建模。通过对铁道沿线景观进行车载三维推扫式扫描,可以快速获取铁道两侧地形与地物的三维信息,并且较好地提取出几何特征。
系统具有快速高效的特点,利用多传感器的融合采集三维数据,进行空间匹配和坐标转换生成激光点云。在激光点云的处理中,采用基于投影密度的算法,交互程度少。根据投影密度的不同,分割点云进行地形和地物的分离,分别进行处理。地面提取根据精度要求,设置格网大小和阈值,可以自动地建立出地形模型。地物重建需要进行部分交互判断,根据地物类型进行不同处理,然后生成真实的彩色点云,在3DMAX中建立出基本的三维模型。
下一步的工作,需要在完成激光数据处理后,匹配上数码相片的贴图,对激光数据与影像数据相结合进行三维建模,完成最后的三维场景重建。
同时,需要改进的地方有,可以选择更大量程的激光传感器进行扫描,以获取更大范围的场景信息。系统配合其他扫描传感器如CCD相机等,进行 多源数据获取与融合,可以得到真实的三维场景。
参考文献
[1]H Zhao,R Shibasaki.A System for Reconstructing Urban 3D-objectsUsing Ground-based Laser Range and CCD Sensors[A].In UrbanMulti-Media/3D Mapping workshop,Institute of Industrial Science(IIS)[C],The University of Tokyo,1999.
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[3]陈允芳,叶泽田.基于多传感器融合的车载移动测图系统研究[J].测绘通报,2007,(1):5~7.
[4]陈允芳,叶泽田等.IMU/DGPS辅助车载CCD及激光扫描仪三维数据采集与建模[J].测绘科学,2006,31(5)91~93.
[5]王健,靳奉祥等.3Dsurs中激光扫描仪工作平台的姿态纠正[J].计算机工程与应用,2006,42(17):174~176.
[6]卢秀山,黄磊.基于激光扫描数据的建筑物信息格网化提取方法[J].武汉大学学报(信息科学版),2007,32(10):852~855.
[7]史文中,李必军等.基于投影点密度的车载激光扫描距离图像分割方法[J].测绘学报,May,2005,34(2):95~100.
[8]Hannah M J.Error detection and correction in Digital Terrain Models[J].Photogram metric.Engineering and Remote Sensing.1981,47:63~9.
三维建模实训心得 篇5
在学习3DSMAX的这个学期里，3DSMAX创作的每一个细节都在刺激着我的神经，变幻无穷的3D建模，它的每一个创造都给我带来无比的震憾的惊喜与灵感。
今天我要用自己所学到的知识来创造一个初级建模(室内外建模)虽然这是我第一次曾未有的偿试;不过相信抱着对3D的渴望，相信3DSMAX可以帮助我将难度复杂的室外模型真实地实现出来!
一、实习目的
1 、了解漫游过程及掌握基本建模和一些基本能力。 2 、进一步掌握3DMAX设计软件的运用。 3 、尝试把学校里学习的环境艺术设计相关理论运用到实习过程中。 4 、初探做好建筑建模，熟悉建筑建模的方法和程序步骤。 5 、培养人际交往、社交能力和实践能力，为以后学习工作做准备。
二、建模实体概述
河南城建学院图书馆是一个专业性的高校图书馆。始建于1985年，1992年建成4178平方米的图书馆楼，1999年建成计算机局域网, 实现了采访、编目、流通的自动化管理，20__年建成电子阅览室，开始为读者提供了更为丰富的信息服务。20__年投入使用的新校区图书馆建筑面积23000平方米，是一个大开放大
流通、采取楼宇一体化管理、馆藏资源联合服务的现代化图书馆。
图书馆现有馆藏文献资源103万册,拥有清华同方的《中国学术期刊》、《城市规划》、《博、硕士论文》、《银符考试系统》、《网上报告厅》、《外文期刊》全文镜像等数据库，以及《维普数据》、《万方数据》以及不断增加的大量电子图书。重点收藏了建筑、计算机、环境、城市规划、数理化等学科的书刊资料,形成了以理工为主、具有城市建设特色的藏书体系。
目前图书馆下设办公室、流通阅览部、采编部、技术部、信息咨询部等多个部门，形成了较为完整的管理与服务体系。图书馆馆藏分布合理、内容充实、窗明几净、环境幽雅，各种书刊五彩缤纷、琳琅满目,现代化设备方便快捷。各类阅览室、电子阅览室、视听室可容纳读者1800多人,流通部各借书处每天接待读者4000人次。图书馆实行全部开架借阅,有方便的计算机咨询系统和人性化的网上服务系统。
多年来，在馆领导的带领下，全馆人员不断努力，改革创新，为读者提供了丰富、便捷、优质的服务，先后荣获了“河南省高校图书馆现代化技术应用先进单位”、“河南省高校‘阅读文化经典，建设书香校园’先进单位”等荣誉。 现任馆长：袁新芳;支部书记：王秀伟;副馆长：武伯军、吴信平、吕延利。
三、实习内容及进度
下面是此次实习室外建模的几大重要路径：
1 创建模型
2 修改
3 装饰
4 环境渲染
首先：
一 创建模型
1击创建命令面板中单击“图形”按钮，“创建”选择“线”按钮。利用创建二维图形在顶视图描绘出建筑所在定的位置以及大小。
2单击创建面板，单击“几何体”按钮，
进入“标准基本体”创建面板单击“长方体”
按钮，在“顶视图”刚创建好二维图形，照大小位置拉出几何体，其它照样拉好
之后：
1、接着做周围部分，用平面，晶格。做两个大长方体，在其中穿插小正方体，让后进行布尔做窗户。
2、在楼前做一个大的平面，分段为三
3、加入灯光摄像机即可。
4、把做的东西除了第一个建模全部隐藏，把其他同学做的合并过来，调节位置，增加数量即可。如图所示：
5、制作漫游。在顶视窗画一条平滑的线，前视窗调节高度，作为摄像机的路径。再做一条线，打开点状态，在前视窗调节点的高度和位置，作为虚拟对象的路径。把摄像机的目标拾取为虚拟对象。点击，出现改变速度和帧数即可。
注意：路线分开做，不要企图偷工减料，一次性完成。
四 渲染
一切建模做好之后，来看下建模的最后效果，单击工具栏中的“进行快速渲染”按钮，显示下最终效果。
其次了解建筑建模漫游方法，老师给我们讲解了以下三种：
1、大处着眼、细处着手，总体与细部深入推敲
2、从里到外、从外到里，局部与整体协调统一
3、意在笔先或笔意同步，立意与表达并重
经过仔细推敲和在实习中的实际运用，我发现上面三条确实很实用。
再次是掌握了一些设计软件小技巧，提高了软件运用的熟练程度。例如： 巧变二维背景为三维场景 、喷泉的制作等。
四、实习体验与心得
在这次3DSMAX实习中，让我知道要学会做一个专业技术人员所需要掌握知识的重要性和一步步成长的艰辛和汗水。也让我了解到此次3DSMAX创建成的每一点都让我感觉到自己目前所学到的知识是多么的微薄，如果要掌握3DSMAX的专业建模、动画、渲染的强大功能将现实世界与艺术创新活灵活现实现出来的技巧绝非是一件容易的事情，不过从此中我了解到自己身上的不足和动手操作能力远远未够，不过我会将继续努力弥补自己在往后中的不足，更加勤奋学习为今后的事业而奋斗。
六、结论
通过这次为时一个星期的实习，我对3DSMAX这门课程有了更进一步了解，虽然很累，有时候会烦，甚至不想做下去，可是我坚持了下来，不论结果如何，我们真的认真做了，在尽心做，不是敷衍谁，只是因为喜欢，只是因为想证明这学期我们有好好学，更为了品尝那胜利的果实，那么诱人!
这一周学到的东西给我以后的学习生活有着不可估量的影响。
最后，谢谢田慧老师，谢谢她把我带进3D这个神奇的世界;谢谢我的组员，是他们让我精益求精，坚持了下来，让我意识到大学里的友谊是那么的宝贵和实在,团队精神在这一次的合作中让我深深震撼!
三维景观建模论文 篇6
关键词：三维人脸模型；全视角人脸纹理；轮廓变换；分区域差值；图像拼接
中图分类号：TP391.41文献标识码：A文章编号：1007-9599 (2012) 01-0000-02
Overview of the 3D Face Modeling Method Based on Deformation Model
Wang Weiyi,Wang Hongyong
(Henan University of Technology,Zhengzhou450001,China)
Abstract:This paper presents an improved sub-regional difference algorithm can effectively shorten the conversion time of the outline of the general face model.Image stitching algorithm,using the new weighting factor,so that the overlap region for a smooth transition,and the jump in brightness.Full view face texture generation process,make more realistic face texture.The experiments show that these improvements make the 3D face reconstruction in terms of time and reality have significantly improved.
Keywords:3D face model;Full view face texture;Contourlet transform;Sub-regional difference;Image mosaic
人脸是人类情感表达和交流的最重要、最直接的载体。通过人脸可以推断出一个人的种族、地位、甚至身份、地位等信息；人们还能够通过人脸丰富而复杂的细小变化，得到对方的个性和情绪状态。人脸在人与人的交流中不但能表示友好、敌对、赞同和反对等语气上的信息，甚至可以对话语、语言等语义上的信息进行说明和补充。从古到今，各类艺术创作者一直使用神态各异的人物来表达自己的思想、展现故事的情节。尤其在电影创作中，往往演员的一个眼神就能够将人物的内心展现无遗。正因为人脸在人的情感表达中扮演着重要的角色，人们很早就意识到人脸的重要性。长期以来，科学界从计算机图形学、图像处理、计算机视觉、人类学等多个学科对人脸进行研究。在这些领域中，人脸的生成和模拟一直是难点和热点。
一、基于形变模型的三维人脸重建的一般步骤
基于形变模型的三维人脸重建过程，可分为两个步骤：首先是建立模型，其中包括获取原始人脸数据作为模型的基础数据、对原始人脸数据建立像素级的对应，最后建立三维人脸参数表示模型；其次是模型匹配，针对给定人脸图像，使用模型进行匹配，通过不断调整模型参数来实现三维人脸的自动重建。如图1所示是形变模型的人脸重建过程。首先，使用三维扫描仪获取三维人脸数据，并进行规格化处理，形成三维人脸数据库。然后，通过三维人脸数据库进行计算，得到三维形变模型方法所使用的特征脸数据，在通过形变模型的方法，将二维图像与三维模型进行匹配，得到最终的三维人脸
图1 重建过程
二、形变模型的获取
本文提到的理论与实验所基于的三维人脸数据库，是基于一个大规模三维人脸数据库所建立的。三维人脸数据库当中的数据使用CyberWare扫描仪进行获取，其中的人脸数据的包括人脸几何信息和RGB纹路信息，目前共到达2000多人的三维人脸数据。这些人脸数据均使用网格重采样方法建立了像素级对应，即表示为统一的向量形式，即模型中所有表示人脸的向量，其像素点的数据一致，三角网格的结构也一致。在这里，我们从人脸数据库中挑选了有代表性的200个三维人脸数据（男女青年各100）作为模型基础数据来建立形变模型。从形变模型的基本思想来看，如果用 和 来表示原型人脸中的像素和纹理，则通过它们的线性组合，可以产生新的人脸向量： 。其中 ， 是原型人脸的组合系数，且 ， 。最终获取形变模型，如图2所示。
图2 形变模型图3 重建结果
三、形变模型匹配
形变模型的匹配过程实际上就是针对特定人脸图像的三维人脸重建过程。对于给定的二维人脸图像要进行三维重建，实际上就是要调节模型的线性组合系数，使模型三维人脸在相同视点的图像与给定人脸图像的误差最小。如果使用图像对应像素点的灰度差的平方和作为两图像的误差，则要求模型组合参数使得下式最小：
（3-1）
其中 是给定人脸图像， 是三维模型人脸在某视点观察得到的人脸图像，由光照模型和摄像机模型来决定。接下来，还要确定光照模型，考虑到计算的复杂性和图像耳朵实际效果，这里采用Phong光照模型，此时模型图像 在点（x，y）的颜色值有下面形式：
（3-2）
其中： （3-3）
这里 、 是环境光和直射光的强度， 是镜面反射系数，L、N、F、V分别是点（X、Y、Z）处的入射方向、法向、反射方向和视方向，n是表面光滑系数。 ， 的计算类似。有了三维人脸模型的图像表示形式，则（2-4）式中的误差可以看作关于摄像机参数和光照参数（一起用 表示），以及模型组合参数 ， 的函数，记为 ，从而使用问题就变成了对函数 的最小优化问题。
四、实验结果与应用
输入的正侧面图片和一般人脸模型，经图1的流程处理，最终获得具有纹理的三维人脸模型。如图3所示。由于一般人脸模型中的非特征点数量庞大，所以如果能缩短非特征点从一般人脸模型到特定人脸模型映射的时间，则系统重建效率就能提高。本文使用改进的分区域差值算法，对非特征点进行变换，缩短了一般人脸模型的轮廓变换时间。而且本文采用了新的全视角人脸纹理生成流程，提高了三维人脸的逼真性。表1显示了本文方法与其他相关文献方法的重建时间比较。
表1 重建时间比较
本文研究的三维人脸模型重建，是生成具有丰富真实表情的三维人脸的基础。例如：FACS(基于面部运动编码系统)等系统。该类系统能控制三维人脸模型上相关特征点的运动，从而使三维人脸具有丰富的人脸表情（喜、怒、哀、乐）。
五、结束语
本文研究了基于形变模型的三维人脸重建，并且在目前的算法上提出三点改进。
1.在基于分区域差值算法中，我们采用欧式距离最短的准则，来确定与某个非特征点最相近的两个特征点。对一般人脸模型中的非特征点进行坐标变换，缩短了一般人脸模型轮廓变换的时间。
2.在图像拼接算法中，采用新的加权因子，使重叠区域能非常平稳的过渡，并且不会出现亮度跃变现象。
3.使用了新的全视角人脸纹理生成流程。首先采用改进的图像拼接算法，拼接一幅完整的人脸纹理。然后使用拉普拉斯塔形分解对人脸纹理图像进行二次融合，并最终得到全视角人脸纹理。
参考文献：
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[5]王进.基于视频的人脸表情建模研究[D].浙江大学硕士学位文,2003:31-35
三维景观建模论文 篇7
随着数字化林业建设工作的逐步推广, 以及林业可视化和林业测绘技术的不断提高和创新, 我国林业信息化工程建设进程不断向前发展。构建更加真实的三维树木可视模型的研究, 逐渐成为近年树木三维建模研究的热点。传统的测树方法不仅耗费太多时间和人力, 测量精度也不高, 而且易对树木本身造成伤害[1]。通过三维激光扫描技术取单株树木的三维空间点阵数据, 在不对树木造成伤害的情况下十分方便地获取测树因子, 实现对树木的精准监测, 从而构建更加真实的树木模型。
2 树木点云数据去噪处理
由于人为因素或扫描仪自身的缺陷, 使得获取的三维数据不可避免地带有噪声, 而噪声会对后继相关的数字几何处理产生极大影响。为了使点云数据能够更好地运用到后期的处理过程, 满足曲面拟合及三维建模、网格化等对数据高质量的要求[2], 必须先对原始数据进行去除噪声方面的预处理。
拉普拉斯滤波去噪是一种简单的去噪算法, 它的主要思想是对模型上的各个顶点应用拉普拉斯 (Laplace) 算子。拉普拉斯 (Laplace) 算子可表示为:
在点云模型中设点pi= (xiyizi) , 离散Laplace算子依赖于pi的邻域点, 则定义:
根据上式计算的结果对顶点进行移动, 那么对点云数据进行去噪的过程就可看为一个扩散过程:
Laplace方法通过多次迭代 , 逐步将当前点移向邻域重心处, 因此该方法是采用扩散噪声能量到其局部邻域中其他点来达到去噪目的的[3]。对于分布不均的点云数据特别是点云本身含有噪声, 邻域重心通常不与邻域结构的中心点重合, 这会导致该点偏离原来的位置向点云密集处偏移, 多次迭代会出现模型的扭曲甚至变形。
通过空域分解可以看出, Laplace迭代可以分解为在切平面和法向两个子空间的迭代, 如图1所示。切向的调整表现为顶点的漂移, 而法向方向的调整表现为磨光。总体 而言 ,Laplace迭代是一种局部线性各向同性的迭代方法。
经过对比发现去噪效果明显, 并且与原模型保持较高的相似性。Laplace算法内存开销不大、计算复杂度较低, 并且去噪后的点云边界细节跟树木本体差异较小, 不会对边界数据产生很大的损坏, 如图2所示。
3 树木点云数据三角网建模
对原始数据进行预处理后的点云数据, 需要建立点之间的拓扑关系[4]。一般将点云利用各种三角化方法获得物体的三角网格模型。Delaunay三角剖分算法, 它是一种非常特殊的三角剖分算法, 它具有空外接 (球) 和最小内角最大的两大特点, 可以减少畸形三角单元的生成, 从而确保了整个三角网格质量达到最优。Delaunay三角剖分算法是所有三角剖分算法中一种比较常用、高效的三角剖分算法。
三角网增长算法的基本思想是先找到点集中距离最近的两点 , 然后将这 两点连成 一条Delaunay边 , 再按Delaunay三角网的判别准则找到包含此边的Delaunay三角形的另一顶点按序处理所有新生成的边, 直至所有点处理完毕, 如图3所示。
三角网增长算法思路简单 , 易于实现 , 且构网效 率高 ,如图4所示。
4 结语
AUTOCAD三维实体建模初探 篇8
三维模型包括线框模型、表面模型和实体模型。其中实体模型包括线、面、体的全部信息, 是三种模型中最高级的一种, 更接近于真实物体, 而且实体之间能通过布尔运算, 建立更加复杂的实体模型, 并能进行消隐、着色和渲染。此外, 实体模型还可以生成二维平面视图、剖视图和断面图。
如何更快、更好地做出三维实体模型, 显得尤为重要, 下面笔者结合几年来AutoCAD的教学实践, 对三维实体建模谈以下几点体会:
一、熟练运用布尔运算
创建三维实体模型时, 首先对模型的结构进行分析, 无论模型的结构多么复杂, 它总是由若干个简单实体构成。在AutoCAD中, 任何复杂的实体一般都可以看作由若干个简单实体经过叠加、切割等方式而形成。对于规则的简单实体, 可以使用长方体、球体、圆柱体、圆锥体、楔体等基本体, 通过布尔运算生成。因此, 复杂模型的建立过程实际上是不断创建简单实体并将其组合的过程。
AutoCAD的布尔运算有:并集 (UNION) 、交集 (INTERSECT) 、差集 (SUBTRACT) , AutoCAD中的布尔运算对二维及三维图形都可应用。几乎每个稍复杂的三维实体模型的制作都会应用到布尔运算, 如果能正确的使用布尔运算绘制复杂三维实体造型时, 会更简显化, 大大提高作图的效率, 为计算机绘图带来极大方便。
下面是一个三维实体模型:制作一个如图3的三维实体 (中间为通孔) 。
此图是由两个圆柱体和一个长方体组成。学生在进行布尔运算时常常会只使用差集运算:用大圆柱体与小圆柱体进行差运算, 结果会是底板处无孔, 不是通孔。正确的做法是:用大圆柱体与底板并集后再与小圆柱体进行差运算。
二、正确使用坐标系
在AutoCAD中, 坐标系分为世界坐标系 (WCS) 和用户坐标系 (UCS) 两种。二维绘图中使用的坐标系大都是世界坐标系, 它是唯一且不变的。但在三维绘图过程中, 为了便于绘制和观察图形, 除WCS外, 用户可以根据需要建立自己的坐标系———用户坐标系 (UCS) , 这样的坐标系其原点位置和x、y、z轴方向可以任意移动和旋转, 甚至可以依赖于图形中某个特定的对象而变化。学会建立用户坐标系将简化三维建模过程, 是三维建模的关键。
三、合理设置图层
图层 (Layer) 是AutoCAD组织管理图形对象最为有效的工具之一。通过将不同性质的对象放置在不同的层上, 可以方便地通过控制层的特性来显示和编辑对象。三维图形较二维图形更为复杂, 视觉干扰更大, 因此更应借助图层来管理图形。三维实体模型的分层可按照形体分析法, 把组成该模型的各个实体对象放置在不同的层上, 并以不同颜色加以区分, 以便更清晰地作图, 为后续的着色处理和材质的分配带来方便。当发生干扰时, 可通过关闭或冻结某些图层使一些实体不可见, 以便其他实体对象的定位或选择。另外, 借助图层管理三维图形时, 一般不要急于对不同图层间的实体对象做布尔运算, 除非已完成整个三维图形的绘制, 否则不利于后面的编辑工作。
四、灵活运用拉伸和旋转命令将二维图形生成三维图形
(一) 拉伸 (EXTRUDE)
对于一些不规则的简单实体, 常常是先切换到相应的视图平面, 绘制出它的平面图形, 组成面域后, 将平面图形沿其垂直方向按指定的高度或路径拉伸即可生成。
制作图4实体可先做出如图的二维图形, 面域后并把三个圆孔进行差运算, 然后在垂直方向拉伸一定高度, 则会做出右图的实体。
制作图5的一段弯管。它的做法是先做一个圆和一个如图圆弧。拉伸圆, 把圆弧作为拉伸路径即可得到弯管三维模型。
(二) 旋转命令 (REVOLVE) 招募于实心或空心回转体, 可先绘制出回
转体的截面, 组成面域后, 将其绕着回转轴旋转一定角度即可生成, 轴套类零件、圆盘类零件都可采用此方法绘制, 远比多次调用画圆柱、圆锥、球体命令, 再用布尔运算生成实体简单得多。
制作一个如图6轴套类零件图。先做出一个如图的平面图, 面域后绕着轴旋转360度, 即可得到此零件图。
基于图像的树木三维建模 篇9
基于图像的造型方法是当前计算机图形学的研究热点之一,它是指通过一幅或者多幅图像的分析,获得图像中物体的三维坐标,然后根据三维坐标进行物体的三维重建[1]。由于是从图像上直接获取的信息,所以通过该方法所建的模型更具真实性。但是,就目前技术来说,从图像上获取某自然景物的全部特征点的三维坐标是不可能的,这就意味着只能通过部分点的三维坐标来重建整个物体,并且这部分点的三维坐标不一定是完全正确的,那么重建的结果势必是不那么理想的。虽然从图像上直接提取点并计算三维坐标是不可靠的,但是还是可以从图像上获得相对可靠的信息,例如:树高、冠幅、分枝的枝下距等基本参数。
2 杉木形态结构参数的提取
2.1 基于图像的信息
用普通的数码相机在距离树木相同距离处,从相反的两个角度拍摄树木,获得两幅图像。如图1所示。
2.1.1 去除图像背景[1]
从图1可以看到,图像上不仅仅包括树木,还有其他的杂物,比如草、石头。这些杂物是不需要的信息,所以在提取有用的信息之前,必须要去除这些不需要的图像背景。从图像上可以看到,树木枝干的颜色基本上是呈现褐色或者黑褐色,与背景的颜色,特别是草和叶子相差很大。分析统计图1的颜色分量,如表1所示。观察表1,发现绿色区域的G分量均值明显大于R、G分量的均值,而枝干的G分量均值与它的R、G分量的均值相差甚微。所以,可以采用G-R,G-B双阀值去除绿色区域[4]。
设G-R和G-B的阀值分别为T1和T2,当某点的色差同时满足G-R>T1和G-B>T2时,则认为该点在绿色区域,并将该点颜色值设为白色。
2.1.2 参数提取
虽然在拍摄两幅图像时相机距离树木的距离是相等的,但是树木在图像上的位置肯定是有差别的。为了能够提取到正确的参数,在分析图像之前必须对图2(a)、(b)进行校正,使得两幅图像上的树木在图像上的相对位置是相同的。然后对图2进行二值化处理,并分析二值化图像,确定主干的位置。为主干的左右两侧建立直线方程,由这两条直线方程即可确定主干的位置,结果如图3所示。图3上的红、绿线即为主干左右两侧的直线方程。
分析图3,获取下列基本参数:
树高:在两条直线方程所围成的区域内,以y方向扫描图像,计算第一个黑点与最后一个黑点的高度差即为树高。
根径:两条直线在图像底部的x方向距离即为根径。
胸径:树高1/4处,两条直线的x方向距离即为胸径。因为在拍摄两幅图像时相机的位置与树木的距离是相等的,所以分析图3(a)、(b)得到的树高、根径和胸径应该是基本相同的。
一级枝的枝下距:用4*4的窗口,以y方向扫描主干的左右两侧,如果出现黑点个数>11,就把这一区域的位置作为一级分枝在主干上的着枝位置。
枝长:设某一级枝的枝下距为h,文献[2]、[3]指出杉木一级枝仰角主要分布在60°~90°之间,可以沿直线方程(其中,分枝在主干右侧时,在左侧时,T为常量)来搜索黑点,若某一黑点落在这两条直线围成的区域内,则认为该黑点为这一分枝上的黑点。统计所有落在分枝上的黑点,找到离该一级分枝的着枝位置最远的黑点,其距离即为枝长。注意,此处得到的枝长只是分枝在图像上的枝长,并且由于树叶的遮挡,分析得到的枝长还存在一定的误差,所以还要结合杉木一级分枝的经验参数来确定枝长。
2.2 基于实测数据的信息提取
分枝的参数确定如下:
(1)仰角。分枝仰角是指分枝与父枝之间的夹角。文献[2]、[3]对湖南省攸县黄丰桥林场的不同年龄的杉木形态结构进行了调查实验,得到杉木一级枝仰角主要分布在60°~90°之间,杉木二级枝仰角主要分布在30°~90°之间。
(2)方位角。方位角为当前分枝在与上一级分枝垂直的平面里,水平方向的夹角。同样的,从文献[2]、[3]可得杉木一级分枝的方位角基本符合均匀分布,杉木二级分枝的方位角主要分布在135°~225°和315°~45°之间。
(3)枝长与子枝个数、枝下距的关系。由文献[5]可知,随着枝下距的增加枝长逐渐减少,枝长越长子枝个数越多。并且,杉木的一级枝枝长与枝下距有良好的相关性(R2=0.71),其次是与子枝个数的相关性(R2=0.66)。
3 杉木形态结构的重建
综合上面小节所述,可以基本上确定杉木的形态结构特征。图5为杉木形态结构重建流程图。采用编程环境为Visual C++6.0,结合Open GL,对图1进行三维重建,重建结果如图4(a)、(b)所示,图4(a)、(b)分别是不同角度观察到的建模结果。
4 结语
实验结果表明,基于上述方法的重建结果效果良好,比一般的根据L-系统或者其他数学方法建立的模型更具真实感。与传统的树木建模方法相比,融合了图像和图形技术,具有操作简单有效、实用、模型更加真实自然等特点。
参考文献
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小麦生长的三维建模研究 篇10
随着计算机技术的发展, 对于虚拟植物的研究主要形成了2个方向:一个是以逼真再现植物外形为目的的植物外观形态模拟, 该类研究主要应用于科研农技推广、农业生态景观模拟、作物知识教育教学、三维特效制作等;另一个是在前一种研究的基础上, 利用计算机对真实作物的生长过程进行模拟, 该类研究将农业专家系统与作物生长过程模型的互补结合, 在农作物产量预测、土地生产力评价、农业气象灾害预警等方面, 具有重要的指导意义。
通过查阅大量文献不难发现, 国内外在虚拟植物方面有很多研究。诸如基于L系统的Virtual Plant (澳大利亚) , AMAP系列软件 (法国) 等, 该类软件基于计算机图像图形学技术, 建立了基本的植物器官库, 但不足之处在于植物器官的细节描述不够完善。
本文拟将小麦作为研究对象, 基于小麦形态特征参数, 利用3DSMAX构建小麦器官的三维几何模型。在此基础上, 利用Open GL三维图形处理相关库函数, 对小麦器官模型进行颜色、光照、纹理等图形真实感显示处理, 实现精确构建小麦形态三维可视化模型 (见图1) 。
该模型的建立及研究, 将为后续小麦生长发育过程三维动态模拟模型研究打下扎实基础。同时, 通过建立该小麦的三维可视化模型, 也将为小麦的理想株型筛选, 高产、高效、抗倒伏设计与优化等提供技术依据。
1 小麦器官构建
1.1 麦穗建模
小麦是顶生直立复穗状花序结构。麦穗主要由穗轴、麦粒及麦芒构成, 其中麦芒断面为规则或不规则的三角形。下面将简要介绍这几部分小麦器官的计算机三维结构体构型。
通过观察总结麦穗结构, 笔者拟采用圆柱体作为小麦穗轴, 椭球体作为麦粒的基础几何模型。亦即在这两种几何结构基础上, 利用3DSMAX软件, 延伸绘制出各麦粒及麦芒等器官的基本构型。绘制步骤简述如下: (1) 在前视图中, 绘制出麦粒大小的椭球型, 作为麦粒的基础构型;绘制出偏圆柱体作为小麦穗轴及麦粒穗梗, 穗轴与穗梗的夹角保持为ϕ, ϕ由麦粒的短半径及长半径共同决定; (2) 将二者转换为可编辑多边形, 通过适当旋转、平移后, 拼接成单个小麦穗; (3) 在麦粒顶点处, 使用拉伸的方法, 绘制出单个麦粒的三角锥体的麦芒部分, 注意麦芒的长度与麦粒长径的关系; (4) 重复步骤 (1) (2) (3) , 经多次调整各小麦穗位置, 绘制出麦穗三维结构体; (5) 适当利用网格平滑手段, 对穗轴与穗梗、麦粒与穗轴、麦芒与麦粒等各拼接处做平滑处理。
1.2 茎秆建模
一般小麦茎秆由节和节间组成。节间的长度受到其自身品种的遗传基因影响, 同时也会受到其生长的生理生态环境 (如气候、调节剂、栽培措施等因素) 的制约。因此, 节间长度等相关参数, 此处不作为研究重点, 统一采用平均节间长度作相应简化描述处理。
相对于麦穗而言, 小麦茎秆较为规则。笔者拟采用规则的圆柱体作为小麦茎秆的基础几何结构, 基于节间长度、小麦穗轴半径等参数, 搭建小麦茎秆三维模型。同样, 为了使小麦茎秆与麦穗拼接处平滑过渡, 故采用网格平滑手段, 对生成的多边形模型加入平滑效果。
1.3 叶片建模
长条形是小麦叶片的主要形状, 经统计测量不难发现, 其叶片长度是其叶片宽度的5~7倍。同时, 不同品种的小麦叶片厚度不相同, 造成了叶片质量的各不相同。这些也在一定程度上影响了小麦叶片的空间姿态。
通过对现有小麦叶片绘制方法的分析, 本文拟采用斜抛运动, 作为小麦叶片空间拟合曲线。首先, 基于叶片长度、叶片比重及叶片在小麦茎秆上的生长角度等相关参数, 大致确定出小麦叶片的空间斜抛运动基本参数。然后, 在顶视图中, 利用实线绘制出小麦叶片的基本形状。使用曲面工具, 适当调整相关参数, 用以创建小麦叶片形状及曲面。使用噪波修改器, 适当地为叶片添加起伏效果。使用弯曲命令, 基于小麦叶片的空间斜抛运动基本参数, 适当调整叶片弯曲程度。经过多次旋转、平移及复制等操作, 完成小麦叶片的三维构型。最后, 使用网格平滑手段, 为叶片表面及叶片与茎秆衔接处进行平滑处理。
2 小麦三维模型构建
2.1 Visual Studio 2010的Open GL环境的搭建
Visual Studio 2010由微软公司推出, 其IDE的界面被重新设计和组织, 是目前较为流行的Windows平台开发环境。Open GL的全称为Open Graphics Library, 是专业的图形程序接口。其定义跨编程语言、跨平台的编程接口规格, 通常用于三维图像编辑及处理等工作。
本文以VS 2010为开发平台, 调用Open GL库函数, 对前一阶段基于小麦各部分器官形态特征参数构建的三维模型实现渲染, 主要是由于Open GL库函数功能强大, 底层图形库调用极其方便, 同时VS2010编写程序有比较好的“纠错”功能, 两者相互取长补短, 可大大减少程序编写过程中的工作量。环境搭建过程简述如下:首先, 将头文件glut.h, 动态链接库文件glut.dll、glut32.dll, 静态数据连接库文件glut.lib、glut32.lib正确放置到对应的盘符位置;然后打开VS2010, 新建空的控制台项目后, 在新建项目属性中, 设置包含上述头文件及库文件目录即可。
2.2 小麦模型渲染
在该步骤中, 需要对上述过程中建立的小麦三维几何模型进行颜色渲染、光照处理等真实性处理。
在颜色渲染中, 综合考虑RGBA模式和颜色索引模式, 笔者拟采用RGBA模式对小麦器官模型进行渲染处理。处理过程即是调用函数gl Color (TYPE r, TYPE g, TYPE b) , 通过设置参数r、g、b 3个参数值, 分别对小麦麦穗、茎秆、叶片等部位进行颜色设置。
在光照处理中, 利用Open GL中近似模拟平行光源, 为绘制的小麦三维图形增加立体感。处理过程即是调用函数gl Lightfv () 、gl Enable () 、gl Light Modelfv () 、gl Materialfv () , 通过设置所采用平行光源的位置、强度、颜色强度等相关光源属性, 光照模型相关属性以及小麦器官的相关材质属性, 并使其有效工作。后续还进行了纹理映射等相关真实性显示技术处理, 生成了形象逼真的小麦器官图形, 实现了小麦生长的可视化。
3 结论
本文首先利用3DSMAX, 基于小麦各部分器官形态特征参数, 搭建了小麦模拟模型。然后, 在此基础上, 结合计算机图形学技术, 以VS 2010为开发平台, 结合Open GL构建出了小麦形态三维可视化模型。结果表明, 该方式下构建的小麦形态三维可视化模型形态, 具有较强的真实感。同时, 该方法也可为大麦、水稻等农作物的可视化研究提供依据。
参考文献
CAD三维建模技术的发展及应用 篇11
关键词CAD；三维建模；发展；水利工程
中图分类号TP文献标识码A文章编号1673-9671-(2011)081-0187-01
建模技术是CAD的核心技术，其研究、发展和应用，就代表了CAD技术的研究、发展和应用。从20世纪50年代至今建模技术的发展经历了二维建模、三维几何建模、特征建模（包括参数化和变量化建模）及产品集成建模的发展过程。二维建模是最初的CAD技术用来解决二维绘图问题，后来发展为三维的几何建模技术。三维几何建模又分为线框建模、曲面建模和实体建模。随着建模技术的发展和实际应用要求，到
20世纪80年代后期又出现了参数化和变量化的建模要求。采用参数化建模技术，参数与设计对象的控制尺寸有显示对应关系，设计结果的修改受尺寸驱动。
三维图形与二维图形的最显著的区别在于两者给人的视觉效果，二维图形因缺乏立体感，致使多数人需经过专业训练才能看懂其中所表示的确切意义。而三维图形则不同，绝大多数人都能一看就明白其表达的含义。所以若能直接绘出物体的三维图，如利用若干个视图、剖视图等来表示一个实体，那么，与非专业人士的交流就相对直接了。
1三维线框模型
线框模型是指用点、直线和曲线表示三维对象边界的AutoCAD对象。用三维线框模型能很好的表现出三维对象的内部结构和外部形状，但不能支持隐藏、着色和渲染等操作，此外由于构成线框模型的每个对象都必须单独绘制和定位，因此，这种建模方式最为费时。
在AutoCAD 中构建线框模型时，可以使用三维多段线、三维样条曲线等三维对象，可以通过变换UCS 在三维空间中创建二维对象。虽然构建线框模型较为复杂，且不支持着色、渲染等操作，但使用线框模型可具有以下几种优点：①可以从任何有利位置查看模型；②自动生成标准的正交和辅助视图；③易于生成分解视图和透视图；④便于分析空间关系。
线框造型对于平面形体是十分有效的，但对于含有曲面的形体却有明显的不足，因为含有曲面的形体其轮廓线并非都是棱线。凡不为棱线的轮廓线都是不能确定的，它随着观察点视点和视角的变化而变化，这类问题必须由表面造型来解决。
2三维表面模型
在AutoCAD中，曲面对象是用多边形网格来定义的，因此AutoCAD 的曲面对象并不是真正的曲面，而是由网格近似表示的。由于曲面是由网格近似得到的，因此网格的密度决定了曲面的光滑程度。网格的密度越大，曲面越光滑，但同时也使数据量大大增加。用户可以根据实际情况指定网格的密度。网格的密度由包含M*N个顶点的矩阵决定，类似于用行和列组成栅格，M和N分别指定网格顶点的列和行的数量。
AutoCAD提供了多种预定义的三维曲面对象，包括长方体表面、楔体表面、棱锥面、圆锥面、球面、下半球面、上半球面、圆环面和网格等。除了预定义的三维曲面对象外，AutoCAD还提供了多种创建网格曲面的方法。用户可以将指定的二维对象通过面域创设进行拉伸和旋转以定义新的曲面对象，也可以将指定的二维对象作为边界来定义新的曲面对象。
3三维实体模型
实体造型的概念早在20世纪60年代初期就已提出来了，因当时在理论和技术上不甚成熟，所以直到20世纪70年代才开始在CAD/CAM系统中获得应用。1973年，英国的I.C.Braid提出，采用立方体、圆柱体和椎体等基本体素“积木板”，通过交、并、差集合运算拼合地方法构造复杂实体。以此为契机，实体造型的理论和迅速发展。80年代后，一批实用性较强的实体造型系统相继推出。
三维实体对象不仅包括对象的边界和表面，还包括对象的体积，因此具有质量、体积和质心等质量特征。使用实体对象构建模型比线框和曲面对象更为容易，而且信息完整，歧义最少。此外，还可以通过AutoCAD输出实体模型数据，提供给计算机辅助制造程序使用或进行有限元分析。AutoCAD提供了多种预定义的三维实体对象，包括长方体、圆锥体、球体、楔体和圆环体等。除了预定义的三维实体对象之外，还可以将二维对象通过拉伸或旋转来定义新的实体对象，也可以用布尔运算来创建各种组合实体。这种方法基于实体模型可以用体素构造法表达的思想，通过各实体元素之间的布尔运算来构造更为复杂的三维实体。另外，对于已有的实体对象还可以进行倒角、切割等各种修改。
实体建模工具栏如图1所示。
基于以上的建模思想，并且基本建模是建模软件中最基本和常用的方法。包括基本实体、旋转、拉伸、布尔运算和放样等建模方法。运用以上方法可以得到绝大多数的常用模型。
4三维实体建模在水利工程中的应用
当前，随着我国水利水电事业的迅速发展，一批大型水利水电工程相继开工建设，这对水利水电工程设计、施工、管理等各方面都提出了更高的要求，传统的水利水电工程设计方法和手段已无法满足大型水利水电工程所提出的高效、直观的设计要求，特别是在日益重视环境保护、倡导生态水利水电工程的今天更是如此。因此，用现代先进的计算机技术来改造传统的水利水电行业，实现水利水电工程建设的数字化、可视化、智能化转变，是工程设计者和决策者的共同愿望。计算机辅助设计（CAD）技术在水利水电工程设计领域中的成功应用，使传统的水电工程设计摆脱了图板，实现了二维CAD设计，但是并没有改变设计成果不直观的状况。计算机三维建模技术的发展和应用，使水利水电工程计算机三维模型应运而生，为人们提供了具有真实感的三维视觉模型，以便在工程设计阶段即可在计算机上看到工程的未来景象，结束了过去只能通过沙盘模型来预览工程完建形象的历史。借助计算机三维模型可以对设计方案进行可视化分析和评价，来检验设计方案是否得当，枢纽布置是否合理等。另外，依据施工设计成果，可以利用三维动画技术和虚拟现实技术来模拟施工进度、施工工艺，从而评价施工方案的合理性，为设计者和决策者提供指导和决策依据。
参考文献
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石化企业设备三维建模技术初探 篇12
石化企业作为大型设备密集型企业, 其生产炼化设备普遍具有复杂的生产工艺和流程, 随着技术的发展和信息化建设的进行, 生产装置和工艺也在不断持续改进, 各类图纸 (地籍图、工艺流程图、设备图、管网图等) 的数量也日益庞大, 而现有图纸往往出现和装置实际不符的情况, 且大部分资料多以文字或者平面图纸的形式存在的, 可视化程度较低, 资料的缺失及信息的不直观, 时常造成设计重复、浪费, 施工接错、挖错, 抢修抢险无明确参考, 使安全隐患不易被及时准确的排查。
在这种情况下, 建立各种炼油、化工装置设备的三维模型数据库, 显示装置地下、地上的各类管线、实物的空间位置和各种参数, 实现“数字石化”为企业的生产、安全、机动、规划、土地等专业管理提供准确、直观的信息, 对于提高企业的专业管理水平, 具有重要意义。
1 三维设备建模方法
在石化企业三维建立的过程中, 其核心内容就是设备模型的建立。根据石化企业的复杂性, 可以将设备简单的分为两大主要类别———地上实物与地下管线。
1.1 三维建模的原则
要为石化企业设备进行三维建模, 必须从三维模型的思维方式入手围绕石化企业的空间地物进行有效表述, 只有确立明确的服务对象才能便于人们更好地进行信息的传递。但在三维模型的建立过程中切忌好大喜功, 而应本着高效便捷原则有针对性的设计建模。因此三维表达的原则:显而易见原则, 图标结合原则, 便于操作原则。
1.2 地上实物建模方法
1.2.1 实物模型的建立方法
实物模型建立的技术路线, 见图1。
1.2.2 基础数据的获取
基础数据的建立主要来源于被建模实物的外在平面数据和实际高度数据采集样本。其中实物的平面数据, 主要是指实物在三维俯视图中投影到地表平面的轮廓线。常用的平面数据有数字线划图等二维矢量数据。高度数据的获取有几种常用的方法[1]:一是基于研究算法从影像中直接提取实物的高度及其它信息;二是用激光测距系统结合CCD相机从地面获取实物的高度;三是用机载激光扫描系统结合空中影像, 经算法处理提取实物的高度数据;四是按层数粗略的估算实物的高度。
1.2.3 实物模型的建立
随着计算机技术和图形学技术的发展, 将二者有机结合可以通过一些建模软件来实现较精细和精细的三维建模数据库形成。但选择哪种层次的建模, 需要根据具体应用的条件和要求。从以下3个层次来介绍实物模型的建立。
1.2.3. 1 一般建模
采用这种建模, 可以满足基本的可视化要求。具体的操作方法是基于现有的实物平面轮廓线, 经过相关软件的修改, 导入到三维建模软件中, 然后直接拉伸至相应的高度 (z轴) , 得到实物的基本外表面模型。再通过纹理映射, 就可以得到完整的实物模型。
1.2.3. 2 精细建模
采用这种建模, 一般对模型的精度要求比较高或者是为了达到真三维建模。为了达到模型的高精度的要求, 在精细建模过程中, 会用到很多方法, 如实物的立体剖分的方法。因此, 精细建模建模时间长, 效率低, 但是可以获得真三维模型。
1.2.3. 3 混合建模
在进行大范围三维实物重建时, 仅仅采用上述两种建模方法, 满足不了建模的需求, 同样, 如采用精细建模方法, 会导致建模周期的加长, 对大量实物重复建模没有必要。所以, 可以采用两种建模层次相结合的方法来实现实物的重新建模。大部分实物采用一般建模, 少数比较有代表性的实物可以采用精细建模。这样既可以提高建模效率, 又能得到较好的效果。
1.2.4 实物纹理的采集与处理
实物纹理是实物建模的重要组成部分, 纹理数据主要是通过现场实地摄影相片获取, 并且直接关联到三维场景中, 所以纹理数据质量的高低决定着能否获得较逼真的表达效果。
1.2.4. 1 实物侧面纹理的采集与处理
实物侧面纹理是通过现场实地摄影相片获取的, 主要涉及实物侧面纹理的采集[2]。为了提高现场摄影工作的效率, 需要注意以下几个方面:
(1) 数据采集前, 需要熟悉纹理采集区域内的整体情况。
(2) 数据采集过程中, 必须严格按照要求完成现场调绘记录。由于现场摄影相片数量大, 必须在现场摄影过程中注意检查摄影相片与调绘记录一一对应的关系。
(3) 为了保证摄影相片的质量, 在现场摄影过程中, 必须注意摄影条件等因素的影响。
(4) 在后期纹理处理过程中, 必须确保实物主要立面的纹理图像清晰、真实完整。
1.2.4. 2 实物顶面纹理的采集与处理
三维模型的顶面纹理无法由现场实地摄影直接获得, 所以只有从原始分辨率的正射影像中采集, 这样可以提高效率, 降低难度, 同时保证了纹理数据的质量。
1.3 地下管线建模方法
1.3.1 多边形折线逼近法
用直线段表示形体的棱边, 用平面表示形体表面的方法。对于有弯曲外表的形体则用逼近法表示[3], 即利用连续的小直线段表示曲线。利用连续的小曲平面表示曲面, 也可利用“点一线一体”结构生成一个八棱柱来模拟圆柱体[4]。
1.3.2 管线表面的微分处理
在管线平面图中, 管线一般以管线中心线来表示, 如一段管线在图上显示为一条直线;而在管线三维透视图中, 同样的管线则可以用圆柱面来表示, 圆柱面的轴心即为管线中心线, 圆柱面半径为管线在截面处的半径。管线可以看作是直管与连接直管的接口组成[5]。现实生活中的管线是中空的.借助“点一线一体”的思想, 可以采用“点一面一体”的方法实现, 即由特征为点生成平面, 再利用折线逼近法用生成的平面逼近圆柱表面。
1.4 地下管网系统的应用研究
最近几年三维GIS技术发展迅速, 三维管网GIS技术也取得了一系列理论和应用成果, 除了在原来的二维GIS技术中增加三维功能, 使其能够表达现实世界中的三维对象;还有一些三维可视化系统用于虚拟漫游等场合 (如, 谷歌的Google Earth, 微软的Virtual Earth等) , 国内目前所开发的三维管网系统大多基于ESRI公司的Arc GIS Engine、北京超图的Super Map、北京灵图的VRMap、武汉中地的Map GIS等平台进行二次开发, 并在原有二维管网信息系统基础上加入三维显示模块, 如图2、图3、图4所示。
这些管网系统和软件都具有对三维模型进行创建、管理的能力, 具有管线的真三维图形显示漫游和局部简单查询功能, 能够满足地下管网建模的需要。
2 结束语
对石化企业设备建模过程中, 涉及到的实物及地下管线的建模方法进行了初步的总结和阐述。但是, 仍然还有很多问题需要考虑, 毕竟, 三维技术在石化企业的应用处于起步阶段, 在具体实践中所产生的问题, 还有待人们进一步进行研究。
摘要：随着三维技术在石化企业的应用, “数字石化”正在成为当前石化企业信息化发展的一种趋势, 它对石化企业信息化管理具有十分重要的意义。而石化企业三维建模是三维技术的基础, 它的核心内容是设备的建模, 其中包括地上实物、地下管线的建模。从其理论角度出发, 对石化企业设备的三维建模方法进行介绍。
关键词：数字石化,地上实物,地下管线,三维建模
参考文献
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[3]王新成.高级图形处理技术[M].北京:中国科学技术出版社, 2001,
[4]何援军.计算机图形学[M].北京:机械工业出版社, 2006.