三维造型设计

三维造型设计（共12篇）

三维造型设计 篇1

随着信息技术在动画产业中的推广应用,动画的制作程序被大大简化,其制作周期和画面效果均得到了有效的提升。在三维动画的制作中,对于角色造型的设计是其工作的核心,设计者要全面把握其设计要素与动画剧情要求,设计出最佳的角色造型。

一、三维动画角色造型分类

在三维动画角色造型设计中,一方面要重视其外形的设计,另一方面还要表现出角色的性格特点,动画创作的自由度很高,角色设计往往来源于生活却不同于生活。在角色造型设计中,一般有以下几类。

第一,写实类角色造型,这一类角色造型在传统动画中出现的很多。写实类角色造型还可以进一步划分,一种是纯写实类。例如传统的动画片《小蝌蚪找妈妈》、《白雪公主》还有《花木兰》等等。这些动画角色造型大致与原有人物一致,符合人们的认知。另一种的角色造型设计在形体上与原作造型一致,但与现实中的造型差别很大,属于不存于世的类型。例如《西游记》还有《人猿泰山》,这两部动画中的人物造型设计都比较夸张,却符合剧情的需求。

第二,拟人化造型设计,这一类角色造型一般出现于主体为动物或植物的动画作品。在设计过程中,根据剧情的需要,结合动物和植物的个性特点,添加人性化的元素,让动物和植物表现出人的情感、动作等。例如,《猫和老鼠》中出现的猫、老鼠,《美女与野兽》中的野兽等。这种动画作品大多是针对儿童观众创造的,儿童的心理幼稚,对这种拟人化的动物和植物有强烈的好奇心。在拟人化造型设计中,要注意一下三个要点。一是要让造型具备动物或植物本身的特性;二是要将拟人化特征集中在角色的手部和面部,使其更具表现力;三是要符合人们正常的审美。

第三,写意类造型设计。这一类角色造型一般出现在个性化很强的动画作品中。写意类造型设计不必强求造型的外形,只要能够引发观众的联想与想象就可以了,其造型比较随意,但风格却常常能够影响动画作品的整体。

二、三维动画角色造型设计

1、优化应用艺术手法

动画角色设计是动画制作中的一种经典的艺术造型方式,在制作过程中通过应用变形、夸张、拟人等各种艺术手法设计出具有良好视觉效益的动画角色,能够让动画角色更具有表现力和生命力。动画角色设计是动画制作的基础,在动画制作的每一环节中,都必须以造型为基础,因此,动画角色的设计至关重要,直接影响后期的动画制作工作的展开。角色造型的设计必须满足动画剧情的需求,还要综合考虑角色造型的各个要素,最后系统的设计出最符合动画内容的艺术形象。动画角色在动画中实质上充当着演员的角色,只不过是由设计师创造出来的。动画角色的外观和性格脱胎于生活,是人们对现实生活的态度以及对理想的追求的一种表现形式。动画中良好的角色设计,能够为我们展示一个鲜活、个性的形象。无论是“一休”还是“汤姆猫”,都能够给观众带来良好的观看体验。在三维动画的制作中,角色作为演绎剧情的重要部分,堪称动画的灵魂所在,而动画与电影有着很多共通之处,在动画的设计中设计师可以从电影中寻找设计的灵感。动画中的角色造型设计与电影中的演员造型设计类似,但却不用为了剧本要求寻找具有特质的演员,只需要直接创造出一个角色就可以了,无论角色的形象、动作还是语言,都可以根据剧情需要直接设计出来。在进行动画角色造型的设计时,要结合动画剧情的背景,对角色的形象、身体状况、服饰、发型等等进行细致的设计,同时还要考虑到动画整体的风格,动画的风格由其包括角色在内的各种元素演绎出来,而角色的创作风格也受到动画的影响。

2、突出面部布线法则

在动画作品中,人物的心理特征和情感态度一般都是由面部表情的变化来表达出来的,因此,角色面部布线是非常重要的。在角色的面部变化中,动作幅度最大,变化形式最多的部位是眼睛及其附近以及嘴部,面部的其他部位都会随着这两个部分而发生变化。在角色面部布线中,要想表达具体的人物心理,单靠某一部位的表情变化是不够的,需要面部整体的协调动作。这就要求设计师必须明确面部肌肉的分布特点和收缩特征,然后才能将面部模型布线做到位。

3、完善游戏角色设计

游戏中三维动画角色造型设计。在游戏中,三维动画角色造型设计也是一个非常重要的方面。游戏中三维动画角色造型设计的制作与CG动画其实是不同的,CG动画中的角色形象并不需要与外界进行交互,只要按照剧情表现出特定的动作就可以了,而游戏中则需要受到玩家的控制,随之作出动作。相对而言,游戏中的角色造型设计条件更加苛刻,需要在面数一定的条件下,做出效果最佳的模型。在三维动画中《千与千寻》是一部非常著名的作品,其角色造型设计非常成功。其中,锅炉爷爷的造型非常鲜明,也很有表现力和戏剧性。锅炉爷爷秃顶、鼓眼、鼻下有浓密的胡须,浑身漆黑长着很多胳膊,这样的造型比较怪异,但他却善良的帮助了千寻,两者之间的反差更能突出人物的形象,强化动画的幽默特点。而蒙面人则是一个戴面具、披着黑色斗篷、体形高大的幻影角色,代表着某种特殊的寓意。罗神的形象一方面庞大威武,另一方面却面目肮脏,其造型很夸张,给观众强烈的视觉刺激。在作品中,罗神和蒙面人所表现出的肮脏非常无奈,但这种情节的应用很到位,并没有让肮脏带来更多负面的情绪,反而能够给观众更好的观看体验。

三、总结

当今时代,信息技术飞速发展,带动着游戏、动画、电影等产业技术的持续发展。应用良好的三维动画设计技术,能够带给玩家更佳的游戏体验,给观众深刻的观影印象。设计师要把握三维动画角色造型设计的各个要点,设计出最符合情境要求的人物造型。

参考文献

[1]杨莹莹.浅议三维动画角色造型设计[J].大众文艺,2013,(2):23-24.

[2]刘峰巍.关于三维动画角色造型设计的关键点[J].信息与电脑,2015,(13):13-14.

[3]耿诗南.三维动画角色造型设计要素分析[J].艺术科技,2014,(7):46-47.

三维造型设计 篇2

1.1技术现状

新型马路铺设机械主要是一种依靠人工组砖，通过机械传动及机械整体移动将砖层整体铺向地面的一种机械。通过这种整体性工作使效率大大提高。但是目前国内在道路铺设过程中面临问题的根本——占用过多人力资源并没有解决。

1.2该机械创新之处

我们致力于解决这一痛点，通过设计一种全自动道路铺设机来解决这个问题，只需将砖倾入机械，自动铺设。尽可能多的节约人力物力。

2总体结构

2.1动力

本机械采用柴油机提供动力，所选用的型号为NTA855-C360，四缸，压缩比较大，转速为广泛用于工程机械，可以为马路铺设机械提供足够强劲的动力。

2.2外形与性能参数

外形尺寸：（长*宽*高）3.65*1.32*1.21（m）铺设结构重量:0.9（t）材料：主体结构选用材料：40钢滚轮部分:塑料材料进料砖块尺寸：200*100*30、200*100*40、200*100*50（mm）最大铺砖速度：5.7m/min最小铺砖速度：0.3m/min最适铺砖速度：0.5m/min经仿真测试力学结构稳定。

3分部结构说明

3.1车架

主体车架采用普通履带车架履带车架，履带采用型号为DD-GR-COO的履带车架，履带使用塑胶材料。履带与地面接触面积较大，产生较大摩擦力，塑胶履带对地面的破坏较小。

3.2上车架

采用钢条、无缝钢管和槽型钢，槽型钢用来支撑整个车身，两边的支撑构件用来祈祷固定和支撑储砖装置，背后设计护栏以保护操作人会员安全。

3.3储砖装置

采用焊接的方式，固定在上车架上面，其中有一平面与砖面工作面相平行，以扩大储存空间的作用，而不影响输砖面工作。

3.4砖面工作面

此结构固定在上车架上，采用高强度钢材料以加强强度，让砖在下降的过程中可以获得更大的加速度，从提高工作效率。砖面工作面包含两个构件：

3.4.1液压推砖构件（带有位移传感器）此构件利用液压进行动力传送，其中推砖板可以绕其连接杆转动，也可以人工进行固定推砖板转过一定角度（见图示）。连接杆上带有的位移传感器用来检测一排砖是否码好，测量位移为零时说明一排砖已经码好了，当一排砖码好之后向计算机输入信号，并由计算机发出信号给驱动齿轮运动的电动机，电动机带动齿轮旋转，从而齿条向下运动，将砖块送到可自由下落的单向曲线导轨上，并自由下落。

3.4.2砖块下降构件由两块带有电磁继电器的薄板组成，主要用来夹紧砖块和控制砖块上移。下夹板通过铁管与下砖面的圆柱相连接，可以产生相对运动，传动构件为其齿轮和齿条构成的齿轮系，电动机为其提供动力。上夹板通过弹簧和储砖构件连接，其高度可调。

3.5砖面工作面

工作面分为两块，上工作面固定，并且摩擦力小于下工作面，这样有利于砖滑向下砖面。下工作面为大摩擦力材料制成的传送带，在两侧边缘内侧加工出齿槽，与齿轮配合完成砖块的传送。

3.6挡砖杆

由一根直径为6mm的杆组成，加上其走轨形成挡砖构件，该构件只有在铺第一排砖才发挥作用。在排第一排砖时能够对砖块的下滑起到一定的阻碍，使其不至于直接下滑，而只有在下一排砖的压力下开始向下滑。

3.7带滚轮的支撑杆

由72个滚轮和上下两个铁片构成。其上部与工作面相切，可以在工作面内左右移动。其下部带有传感器和在路基上走的轮子。

4使用说明

（1）挡板获取储存在储砖槽里的砖块

（2）微机控制液压系统将砖的任意一个面紧靠液压推动部件并使砖块中心对准其连接杆中心，并置于工作面上。与此同时向控制电磁继电器的开关发出指令，接通电流，薄板夹紧砖块。

（3）液压泵泵出液压油推动砖块沿直线向相对的另一个方向运动，当接触到另一边的边缘或者接触到砖块时，液压推动部件旋转一定角度（此步骤用来铺设花纹，若不需要摆出花纹则不需要旋转，直接进行下一步）。

（4）重复执行步骤2、3，直到液压推动机构连接杆上的位移传感器检测为零，表示排砖都已经码好，并将信息返回微机进行处理。

（5）微机发出指令，齿轮转动并带动工作面向下运动一段距离，之后将砖块放到挡板处，在重力的作用下，砖块随挡板渐渐下降，挡板最终下降到挡板槽内，砖块便可自由下降，完成整排铺路工作。电磁继电器断电，薄板在弹簧弹力的作用下回归原位。返程再进行下一排砖的排列。

（6）如此循环往复，完成道路铺设。

5结语

三维设计越简单越好 篇3

10月13日，欧特克公司宣布推出2012中文版流程工厂设计套件Autodesk Plant Design Suite 2012，最新版套件提供标准版、高级版和旗舰版三个版本，能够简化流程工厂设计相关方之间的跨部门协作。2012旗舰版流程工厂设计套件还首次纳入了Autodesk Inventor 2012和Autodesk Revit Structure 2012，Inventor可支持用户进行工厂设备和滑轨协调设计，Revit Structure则可用于结构设计和细化。此外，欧特克还宣布推出2012中文版AutoCAD P&ID和AutoCAD Plant 3D软件。

该设计套件在去年欧特克首次推出的2011中文版流程工厂解决方案的基础上，进行了软件产品的增加和完善，旨在为中国的石油、化工、轻工、冶金等制造业工厂及相关设计单位提供效率更高、操作更简便、费用更低的设计工具。欧特克工程建设行业中国区总监李邵建在答记者问时表示：“虽然三维设计在行业内的应用越来越广泛，行业客户也乐见其成，但是对于用户来说，三维系统的部署、软件产品价格、产品维护以及人才培养都过于昂贵，而行业客户也在寻找一种更经济、更便利的产品。2012中文版流程工厂设计套件是欧特克公司在国内发布的第一款套件产品，也正是基于客户这个需求提出的。”此外，李邵建也表示，目前行业内多软件应用并行，软件兼容性的问题一直困扰行业客户，欧特克希望借由Navisworks这样的开放平台，通过AutoCAD创建的数据，整合更多设计工具，帮助行业用户解决软件兼容的难题。

据了解，欧特克流程工厂设计套件是一款便捷实惠的软件包，基于用户熟悉的AutoCAD软件功能，提供了完整的流程工厂设计、建模和校审软件，即从二维制图和示意图到基于模型的三维设计和校审，支持客户更加高效地开展设计，以更出色的创新赢得竞争，同时更加清晰地进行沟通。通过让各相关方参与到工作流程的各个阶段，2012版欧特克流程工厂设计套件有助于减少施工错误和代价高昂的返工，并缩短停工时间。此外，为配合此次发布，欧特克2012新版本流程工厂设计套件巡展活动于10月13日在北京正式启动，此后分别在上海、成都、西安、武汉、广州等5个重点城市举行巡展。

基于UGNX减速箱三维造型设计 篇4

起源于美国的麦克唐纳·道格拉斯飞机公司的UG软件是当前世界上最先进和紧密集成的、面向制造行业的CAD/CAE/CAM高端软件, 1991年并入美国通用汽车公司EDS分部。自1990年进入中国市场以来, 发展迅速, 已经广泛应用于机械、模具、汽车和航空航天领域。

UG软件共有UG入口模块、UG实体建模模块、UG特征建模模块、UG装配模块、UG工程绘图模块、UG自由曲面建模模块、UG加工模块等10大模块。减速箱主要采用UG实体建模和特征建模来完成。UG实体建模模块提供草图设计、拉伸实体、旋转实体、导动实体等工具。UG特征建模模块提供了各种特征的生成、编辑和引用等工具。特征生成有各种孔、各种凸台、圆柱、圆锥、方块、倒圆、倒角、抽壳等。特征编辑有删除、压缩、复制和粘贴等。特征引用有阵列、特征顺序调整、特征树等。减速器主要采用UG的实体建模和特征建模来完成的。

2 箱体类零件概述

2.1 箱体类零件结构特点

箱体类零件的主要功能是包容、支撑、安装、固定部件中的其它零件, 并作为部件的基础与机架相连。由于它主要用于支撑、包容运动零件或其它零件, 因此一般特征为:内部常有空腔, 这部分巧妙设计草图, 采用拉伸方法来生成;两端有装轴承盖和套的孔, 箱体的座、盖上有许多安装孔、定位销孔、连接孔, 这些孔采用特征造型来生成, 孔采用特征建模;箱体上还设有凸缘;其壁通常壁较薄, 一般都设有加强筋, 加强筋采用拉伸生;它们多为铸造件, 因此具有许多铸造工艺结构, 如铸造圆角、拔模斜度等。

2.2 箱体类零件的造型分析

由于箱体类零件结构非常复杂, 所以其三维造型也相对比较困难, 用到的命令也比较多。考虑到建模过程修改的方便, 一定要尽可能采用草绘、特征和定位等参数化技术来设计箱体, 尽可能不使用基准点、基准轴、基准面、实体布尔运算等无法参数化的技术。应首先构建箱体的整体主要轮廓, 然后再添加一些局部特征。应首先执行添加材料命令, 如拉伸、凸台、凸垫等, 然后执行去除材料的命令, 如孔、腔体等。

3 减速箱三维建模过程

3.1 减速器零件结构分析 (如图1所示)

由图1可知:该减速器结构复杂, 造型困难。本减速器大致有以下几个部分构成:底座3、箱体6、凸台1和5、加强筋5及各种孔4和孔7。底座及其上4个腿采用实体建模, 用UG的实体拉伸命令生成, 4个腿上的孔采用特征建模生成;箱体6及加强筋5采用实体建模中的拉伸命令生成。这样避免了各种孔位置确定, 便于修改。

3.2 减速器零件建模

启动UG后, 新建一个名称为jiansuqi.Prtd的部件文件, 其单位为毫米, 进入建模模块, 将绘图背景改为白色, 设置图层。

(1) 造基本体:首先绘制底座草, 拉伸生成底座及底座上的4条腿, 如图2所示。

(2) 绘制加强筋草图, 拉伸生成加强筋1、加强筋2。 (如图3所示)

(3) 添加各种凸台。 (如图4所示)

(4) 最后生成各种孔。 (如图5所示)

4 结束语

文章以具体事例, 介绍了减速箱三维建模:即先构建箱体的整体主要轮廓, 然后再添加一些局部特征。采用添加材料命令, 拉伸生成减速器底座和箱体, 采用凸台命令生成各种凸台, 采用去除材料的命令, 生成各种孔。

摘要：文章利用UG的实体建模功能和特征建模功能完成了减速箱的三维造型设计, 为减速箱的三维造型提供了一种简单、便捷的方法。

关键词：减速箱,三维造型,设计

参考文献

[1]陈忠建.UG NX7.0产品造型设计应用实例[M].北京:冶金工业出版社, 2010.

[2]刘伟.UG NX8中文版从入门到精通[M].北京:人民邮电出版社, 2012.

[3]温正, 张小勇.UG NX8.0中文版完全学习手册[M].武汉:华中科技大学出版社, 2011.

三维建模设计报告总结 篇5

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)

3、提要：是文章主要内容的摘录，要求短、精、完整。字数少可几十字，多不超过三百字为宜。

4、关键词或主题词：关键词是从论文的题名、提要和正文中选取出来的，是对表述论文的中心内容有实质意义的词汇。关键词是用作机系统标引论文内容特征的词语，便于信息系统汇集，以供读者检索。每篇论文一般选取3-8个词汇作为关键词，另起一行，排在“提要”的左下方。

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

冶金行业进入三维设计时代 篇6

实际上，瑞林并非个例，“三维协同设计”的理念已经从石油、化工等行业向冶金行业渗透，越来越多的冶金厂矿开始要求设计院以三维的形式交付设计规划和设计图。在经历手工设计到计算机辅助设计之后，冶金行业的工程设计走到二次飞跃的关口。

三维设计的诱惑

随着计算机技术的普及，传统的面向几何元素为主的二维设计正在逐步被面向设计对象为主的三维设计所取代。在石油、化工等行业三维设计已经普遍使用，其优势也已经在很多项目设计中得到充分展示。

Bentley大中华区总裁刘德盛在日前举办的“冶金行业三维协同设计研讨会”上表示，“与二维设计相比，三维设计具有明显的优势，代表了设计领域的大趋势。”

刘德盛介绍说，三维设计的结果不仅仅有图纸和材料表，还有三维模型，所有人都可以直观地看到这个结果。透过三维模型，设计方案是否合理、是否存在碰撞可以马上看到。而且，三维设计可以提高设计效率，比如，三维设计的施工材料计算可以实现计算机自动提取，这要比二维设计时的人工计算准确。

由于三维设计优势明显，所以在欧美发达国家，三维设计已经得到普及，比如，在三维设计已经占到芬兰设计项目中的93%，美国 60人以上的设计院中，三维设计已经占到项目数的 50%以上。

“推进三维设计还有一个重要原因是走出国门的需要。今天，我们很多大型设计企业开始走出国门，如果不采用三维设计，我们连参与竞标的资格都没有。”瑞林项目管理部部长吴润华说。

循序渐进促落地

然而，三维设计毕竟不同于二维设计，要在设计单位全面推进三维设计也并不是一件非常容易的事情。其中，最为困难的就是要改变原有的设计习惯和设计流程。

“二维设计时代，对设计人员之间的协同要求不高，他基本上只要做好自己的工作就可以，而在三维设计的过程中，如果其他设计人员没有跟上，他的工作就无法往下进行。”吴润华表示。

另外，三维设计需要上下游的跟进，也就是说要把三维模型贯穿到项目的全生命周期，包括设计、采购、施工和后续维护都要利用三维模型，从而提高三维模型的附加值，如果只有设计单位采用三维设计，那就是一种浪费，也会降低设计单位的积极性。

“三维设计不仅仅是部署一个设计软件，它是要和企业的工作流程集成到一起，要和企业‘生长’在一起，因此，对企业的设计人员要求高，不仅要对企业设计流程很了解，还要对软件了解。”吴润华表示，这也是他们专门成立一个部门来推进这项工作的原因。

据记者了解，设立一个专门部门来推进设计工作在设计企业并不少见。华东勘测设计院研究院在信息中心之外就成立了一个数字工程中心，专门负责与计算机辅助设计相关的工作，其中也包括三维设计。

华东勘测设计院研究院陈健建认为，要推进三维设计选择一个合适的三维设计平台，然后谋求公司的支持，并以项目为依托建立平台，逐步建立流程和规范，持续完善。

基于三维技术的汽车造型设计研究 篇7

随着世界的快速发展,汽车在人们生活中的地位越来越重要,汽车行业的竞争也日益激烈。汽车造型设计作为一项提升汽车竞争力的重要手段,已被各大汽车生产厂商加以重视。

对于现代汽车造型设计来说,计算机辅助的应用推动了其快速发展。现代计算机辅助应用于汽车造型设计方面的已开发出多种软件,像PRO/E,UG,Solidworks,Catia等软件应用都非常广泛[1]。

1 汽车造型的性质和特点

汽车造型设计属于多学科的交叉领域,主要涉及工程与艺术、技术与美学两大方面[2]。汽车造型设计是对汽车进行全面的系统化的设计,要考虑汽车多方面之间的联系,首要的就是安全,其次是舒适性,最终要与实用美观性达到高度的统一。因此,汽车造型设计是一项综合的复杂的工程,它不仅对美学有很高的要求,同时对空气动力学的要求也很苛刻。

汽车造型设计的复杂性决定在开展这项工程时是一个繁琐细致的过程。传统的汽车造型设计流程是一种局部修形优化的方法,即先由工业设计师提出美学造型方案,再由空气动力学工程师对方案进行仿真和局部优化以确定最终外形[3]。这个方法要花费设计者大量的时间和精力,稍有疏忽就容易出错。

因此,需要通过新的方法来不断改进该工程的设计方式。

2 基于三维技术的汽车造型设计研究

计算机辅助设计为汽车造型设计提供了一个新的方法,为了便于分析,本文以Catia为例,对汽车造型设计进行研究。

2.1 CATIA简介

Catia软件的英文全称是Computer Aided TriDimension al Interface Application,是目前应用广泛的一款计算机设计软件,它是由法国的达索公司所开发,它的风格独特、界面友好、功能强大,能够为汽车造型设计提供良好的服务,为广大汽车生产厂商所欢迎。采用Catia软件能够建立车身精确的3D曲面模型,百分之百地反映出造型师的意图,使造型师设计的复杂、优美、流线型的汽车曲面得以实现[4]。该软件在车辆的生产过程中提供了端对端的一个整体解决方案,因而广泛应用于汽车、航空航天、船舶制造、厂房设计、电力与电子、消费品和通用机械制造这些行业的复杂曲面造型设计中。

当代汽车的外观形式复杂,这对计算机辅助软件提出了较高的要求,Catia软件拥有特殊的混合建模技术,其中包括一种树结构,这使得汽车造型设计在进行修改时显得十分方便,解决了其他软件修改不便的弊病。Catia软件的数据平台也与其他软件有所不同,该软件的各个模块是基于同一个数据库,因此设计时各模块间的关联性比较大,便于统筹开展工作。这些特点极大地提高了汽车开发效率,所以,Catia是目前计算机辅助设计中最为专业的软件之一。

2.2 CATIA曲面造型原理

曲面造型是三维中的高级技术,也是逆向造型的基础。无论是简单的空间曲面还是复杂的空间曲面都可以看作是无数点的集合。线源于点而展成面,是“承下启上”的造型元素;面最能表达形态的全部内容[5]。因此在计算机辅助设计中往往由点成线,之后线再成面来辅助设计。为此,选择承上启下的线显得至关重要。在计算机辅助几何设计中,Bezier曲线、B样条曲线都被普遍认为是理想的构造自由曲线和自由曲面的曲线[6]。其中B样条曲线应用较为广泛,图1是B样条曲面。

在图中我们可以看到,在一个方向上设定一些点,然后在该方向上采用相关数学方法不断的逼近,逐步形成一条曲线,这样就形成了B样条曲线,换个方向采用同样的方法也可以形成B样条曲线。在形成B样条曲线时,通过在基函数里采用节点的不均匀分割可以来适应特征顶点或型值点严重不均匀的情况[7]。然后将B样条曲线进行直积就可求得B样条曲面。所生成的该B样条曲面就是我们所要描述的任意复杂空间曲面。其数学表达式为如下所示:

上述表达式说明形成的B样条曲线的多少与实际曲面的相符度是成正比的,B样条曲线越多,随之带来的计算量也会越大,但也越精确,CATIA曲面造型就是运用B样条曲线来进行设计。由于汽车车身外部覆盖件和车厢的内部结构件都是由一些曲率变化不规则的复杂型面组成,因此仅有一张光滑的曲面无法构成汽车的模型,必须由一些大小不一、形状各异的曲面片连接而成。因此,先应生成无数点,然后需要经过拟合、逼近和优化而生成的高级曲线,再者根据不同的控制条件由曲线生成最终的理想曲面,也就是汽车的曲面片。

2.3 汽车车身三维建模

三维模型是物体的三维多边形表示,三维模型经常用三维建模工具这种专门的软件生成,从计算机图形学的角度出发,三维建模就是三维几何造型,其本质就是点、线、面和体的集合。汽车车身适合于表面模型,表面模型即为曲面模型。

2.3.1 车身造型设计过程

汽车的车身无论是外表面还是内部的轮廓,虽然看上去很复杂,但是仔细分析,可以发现其是由一些不规则的三维曲面所构成,车身设计是汽车开发设计进程中最为基础也是最为重要的一个环节。汽车设计主要是由车身结构设计和车身造型设计所组成。要对汽车车身曲面进行设计,其主要的过程是:先将车身曲面进行分块,当曲面分块完成后,生成曲线、曲面,然后对单块的曲面进行质量评价,将评价好的曲面拼接起来,再步入车身曲面品质评价,若评价OK,即完成车身造型设计,若NG,返回曲线、曲面的生成,再进行单块曲面的质量评价,曲面的连接,直到整体曲面评价满意为止。为了更直观地展示出车身造型设计的过程,用流程图来表示,如图2所示。

2.3.2 设计车身曲面关键点

由汽车的具体外形可知,要对整个车身进行设计,必须设计出不同的曲面,这样才能形成一个完整的车身。在对车身曲面进行具体设计时需要根据车身尽可能多,尽可能细的去划分特定的曲面,然后将对不同曲面用B样条曲线拟合优化,形成理想的车身曲面。在用B样条曲线进行拟合优化时需根据实际特点设置多条曲线,以使曲面更加切合实际,更加完美。在曲面的划分是也许注意以四边形区域为主。

因此综合考虑以上准则,本文将整个车身曲面分为为四块,首先对车头进行曲面建模,接着对车尾进行曲面建模,然后将车头曲面与车尾曲面连接起来,即采用过渡曲面形成车厢中部的曲面。车顶曲面由曲线放样生成,通过调节曲率使车顶曲面与车身其他曲面之间的连接光滑、平顺、和谐。下面就按照此种曲面分块的方法建立了轿车的车身模型。

2.3.3 车身曲面建模

2.3.3. 1 车头曲面建模

车头的造型具有重要的意义,决定了整车造型的好坏,是整车造型的关键,车头一般都是放置发动机的,从造型角度出发,可将车头分成五个部分:发动机散热罩、发动机盖、保险杠和前左、右翼子板。由于轿车属于流线型,车头造型的曲面形状比较多,曲面构成也最复杂。但引入NURBS曲面通过调整形状可以获得车头模型,由于NURBS具有此种优势,不管多么复杂的外形,通过控制点的调整都能生成需要的曲面形状,这也是本文采用NURBS曲面建模的原因。轿车车头的初始曲面模型即由两块平行的NURBS可控曲面通过它们之间的过渡曲面拼接而成。然后对车头曲面模型进行细部的编辑修改,用曲线剪切曲面的方法生成发动机散热罩、发动机盖、保险杠、前左、右翼子板。如图3所示。

2.3.3. 2 车尾曲面建模

轿车的车尾造型是轿车造型的一个比较重要的部分,它影响到整个汽车的造型,汽车车尾的造型主要是后部的端部形状、尾灯的型式及与牌照之间的相互关系。虽然车尾比起车头制作要简单一些,但其造型也需要与车头的造型相一致,否则将整个汽车的美观。车尾的初始曲面由上下两块平行的曲面形成,再通过修改编辑生成车尾的形状,其建模方法与车头建模方法相类似如图4所示。

2.3.3. 3 整车的三维模型

对车身表面分块造型后,将各部分的曲面模型装配到一起,然后先对车身各部分曲线进行缝合,再对其进行曲面的缝合。为了曲面达到光滑过渡,以及平顺、和谐的效果,对一些区域进行必要的细化处理。最后生成的汽车三维建模如图5所示。

2.3.4 车身曲面品质评价

曲面质量对汽车的外覆盖件起着重要的作用,但是独立曲面连接并不能保证一定生成光顺高质量的整体曲面,因此当车身的曲面拼接后,要对整体曲面进行评价,以确保整体曲面能达到预期的要求,所以曲面光顺性评价在曲面重构过程中有着很重要的作用,是一个必须加以重视的环节。

3 结论

本文在基于三维技术引入CATIA软件对汽车造型设计进行研究,建立了汽车车身三维数学模型。在曲面数学建模中,引入了非均匀有理B样条作为建模的手段。结果表明:CATIA软件的技术为汽车造型的设计提供了先进、方便、快捷的方式,不但能简化整个汽车造型设计的进程,而且在缩短了开发周期的同时保证了开发精度,最关键的是设计开发成本的不断下降,极大地提高了汽车开发效率。

摘要：本文以汽车造型设计为研究对象,阐述了汽车造型的性质和特点。提出了基于三维技术的汽车造型设计,重点利用CATIA软件对汽车进行三维建模。在曲面建模方法中,引入了非均匀有理B样条曲线作为建模的手段。结果表明:CATIA软件的技术为汽车造型的设计提供了先进、方便、快捷的手段,不但能简化整个汽车造型设计的进程,而且在缩短开发周期的同时保证了开发精度,最关键的是设计开发成本的便宜化,极大地提高了汽车开发效率。

关键词：三维建模,汽车造型,CATIA软件

参考文献

[1]王惠军.汽车造型设计[M].北京:国防工业出版社,2007.

[2]李砚祖.设计艺术学研究的对象及范围[J].清华大学学报(哲学社会科学版),2003,(5):26-39.

[3]严扬,刘志国,高华云.汽车造型设计概论[M].北京:清华大学出版社,2005.

[4]徐万红,马世骁,张国忠,马谨.Catia在汽车外形建模中的应用[J].机械设计与制造,2004,2(1):11-12.

[5]赵丹华.汽车造型特征与特征线[J].包装工程,2007,28(3):115-117.

[6]古梅.计算机辅助曲面造型设计的探讨与实践[J].北方工业大学学报,1996,8(1):79-86.

三维教学目标的设计 篇8

一、分解式和整合式

按照三维教学目标整合程度的不同, 可将三维教学目标设计分为分解式和整合式。

1. 分解式三维目标设计

分解式三维目标设计指的是按目标所涉及的学生发展的知识与技能, 过程与方法, 情感, 态度与价值观三个维度来分别进行设计。下面以“经济生活”中“公司的经营”为例分析说明:

“公司的经营”三维目标设计

【知识与技能】了解企业的含义及其社会作用、地位;了解公司的基本含义及设立公司的要求, 了解有限责任公司和股份有限公司的含义及异同, 提高比较分析的能力;知道公司组织机构的基本构架并懂得他们各自承担的职能, 了解公司制的特点, 了解公司经营的直接目的, 理解影响公司经营的因素, 理解企业兼并与破产的积极意义与作用, 初步掌握创办公司。经营公司的基本技能, 提高辩证思维能力。

【过程与方法】运用讨论法对TCL的公司制改造的探究, 了解公司概况、公司与企业的关系, 企业进行公司制改造的意义;运用比较分析的方法, 探究有限责任公司与股份有限公司的区别;运用举例分析的方法, 探究影响公司经营与发展的多种因素.

【情感、态度与价值观】通过学习, 初步形成创新精神和创业意识, 增强依法经营、诚信经营、科学管理的观念, 增强进取心和正当竞争的意识。

分解式三维目标设计对三个维度目标的采取分别阐述的方法, 每个维度根据实际情况罗列若干“小目标”, 思路清晰具体明了, 便于操作, 是一种比较常见的设计样式。从上面“公司的经营”这一课的三维目标设计来看, 不仅对三个维度的教学目标进行分解, 而且对“知识与技能”和“过程与方法”目标涉及的内容进一步分解, 将目标细化, 对每一个知识点规划出非常具体的学习目标, 明确提出学生在学习之后应达到的何种水平, 这种细化和明确的课堂教学目标, 可以为课堂教学效果的测量和评价提供必要的依据。

2. 整合式三维目标设计

整合式的目标设计指的是将三维目标整合在一起, 分要点进行集中表述。在整合式的目标设计中, 各个目标要点的表述要求是并列关系, 所有要点要能涵盖目标的三个维度, 体现出综合性的价值取向, 使目标的各个要点形成一个合理的结构。仍以“公司的经营”为例分析说明:

“公司的经营”三维目标设计

运用讨论法、比较分析的方法, 了解企业与公司的基本常识, 提高比较分析的能力和辩证思维能力, 初步形成创新精神和创业意识;通过运用举例分析的方法, 理解影响公司经营的各种因素, 增强依法经营, 诚信经营, 科学管理的观念, 初步掌握创办经营公司的基本技能, 增强进取心和正当竞争的意识。

整合式三维目标设计在描述时不会出现“知识与技能”、“过程与方法”、“情感、态度与价值观”这几个明显的提示语, 但它的每一点都把“二维”乃至“三维”目标交融在一起, 最大的特点是叙述方便。

二、顺序式和非顺序式

按照三维教学目标的排序方式不同, 可将三维教学目标设计分为顺序式和非顺序式。

1. 顺序式三维目标设计

顺序式教学目标设计是指三维教学目标的每一个维度都按照1、2、3……的顺序排列的设计样式。以《经济生活》中《财政收入与支出》为例分析说明:

“财政收入与支出”三维目标设计【知识与技能】

(1) 知道财政的含义及实质, 了解国家预算和决算的含义。

(2) 知道财政收入的含义及具体获取渠道, 提高对经济学图表信息的解读能力和比较分析能力。

(3) 理解影响财政收入的主要因素, 能够为政府增加财政收入提出合理化建议。

(4) 了解财政支出的含义, 了解我国财政支出的具体用途, 初步理解根据政府职能。

【过程与方法】

(6) 阅读教材后举例说明影响财政收入的主要因素。

(9) 阅读关于财政支出的图表信息, 把图表信息用文字语言描述出来。

(12) 阅读并比较财政收支的三种状态。

【情感、态度与价值观】

(2) 感悟政府提供的服务, 增强学生的爱国情感。

(8) 关注国家发展, 增强主人翁意识。

(11) 关心国家财政支出的内容, 树立以科学精神对待现实问题的态度。

这种将三个维度按照设计流程统一排序的设计样式, 立体构架出课堂教学的三维目标, 通过阅读三维目标即可大致了解该节课各个环节的流程以及每个环节预期实现什么样的目标, 现场感强。

三、简洁式和详述式

按照三维教学目标阐述的详略程度的差异, 可将三维教学目标设计分为简洁式和详述式。

1. 简洁式三维目标设计

简洁式三维教学目标设计指的是简洁明了的三维教学目标的设计样式。以“经济生活”中“消费及其类型”为例分析说明:

“消费及其类型”的三维目标设计

知识与技能:了解影响消费的因素, 了解居民消费结构及其影响因素, 了解恩格尔系数的含义, 理解恩格尔系数变化与消费结构、生活水平的关系, 提高辩证分析问题的能力。

过程与方法:通过讨论、比较分析、举例分析的方法达到目标。

情感、态度与价值观:正确对待各种消费方式和我国消费结构的变化。

这种粗线条的设计样式, 文本的概括性强, 比较适合能较好驾驭教材, 教学经验丰富的教师。

2. 详述式三维目标设计

详述式教学目标设计指的是表述详尽的三维教学目标的设计样式。仍“消费及其类型”为例进行分析:

“消费及其类型”的三维目标设计

知识与技能:了解影响消费的主要因素, 理解居民收入水平、总体物价水平对消费水平的影响, 形成综合认识影响消费水平因素的能力;了解商品消费和劳务消费, 两清消费、贷款消费和租赁消费。生存资料消费、发展炙料消费和享受资料消费及其内在变化规律。

(5) 了解财政收支的对比关系, 初步知道如何度量财政收支平衡, 辩证地对待财政赤字现象的能力。

过程与方法:

(1) 阅读材料并讨论“修建地铁由谁来办?”

(2) 观察饼状图, 计算2003年我国税收收入占财政收入的比例。

(3) 阅读教材后举例说明影响财政收入的主要因素。

(4) 阅读关于财政支出的图表信息, 把图表信息用文字语言描述出来。

(5) 阅读并比较财政收支的三种状态

情感态度与价值观:

(1) 感悟政府提供的服务, 增强学生的爱国情感

(2) 关注国家发展, 增强主人翁意识。

(3) 关心国家财政支出的内容, 树立以科学精神对待现实问题的态度。

三维造型设计 篇9

关键词：立领,造型,三维,二维

如今, 人们的衣着服饰在日常生活中已占有举足轻重的地位, 琳琅满目的服饰商品很容易引起部分女性的购衣欲望。领子的式样及定位, 关系到整件衣服, 服装的风格, 或时尚, 或休闲, 或简约, 或繁杂…我们都知道, 好的领型最能衬托出独具个性的脸, 没有不好的脸型, 只有不适当的领型搭配。衣领在服装造型中, 起着画龙点睛的作用, 给人的直观效果强。立领具有浓郁的东方情调, 风格端庄、古雅, 优雅合体的立领能衬托出女性的秀美与高贵。

1 立领

1.1 立领结构的基本概念

立领, 是服装领型中重要的种类之一。在衣领结构设计领域中, 它不但自成一体, 而且, 其设计方法对其他衣领的结构设计具有普遍的指导意义。

图1为立领基本结构, 立领与衣身领圈相接处的结构线称为下口线, 对应的围度称为下口线围度。立领上口围的结构线称为上口线, 对应的围度称为上口线围度。立领后中上、下口线的直线距离称为立领后中高, 通常情况下简称立领高。

1.2 立领的三维造型变化

1.2.1 下领口线的造型变化

下领口线的造型变化对立领的整体造型变化影响度较大, 是立领造型变化的主要因素之一, 如图2所示。下领口线的造型变化与人体基本颈根围线相比对, 关键的结构点有前颈点FNP的深浅变化、侧颈点SNP的大小变化以及后颈点BNP的深浅变化;FNP、SNP、BNP之间的线条变化也不可忽略, 下领口线造型的细腻变化需要认真体会和准确把握, 如图3所示。

1.2.2 领高的造型变化

领高的变化比较直观, 关键结构点为前领高 (N前) 、后领高 (N后) 、侧领高 (N侧) , 领高变化也不能忽略它们之间的过渡变化, 细节的特别变化可以塑造出不同一般的立领造型, 如图4所示。

1.2.3 上领口松度的变化

上领口松度的变化是立领造型风格变化的重要因素, 但不可将其简化为FNP、SNP、BNP三个点的变化, 要树立完全的连续的三维变化观点, 每一个点的变化都要认真考虑和把握, 立领的细节设计和剪裁技巧往往会在这一方面得到更严格的体现和考证, 如图5所示。

1.2.4 立领开启方式与位置的变化

立领的开启方式以及位置变化作为立领造型设计的一个重要方面不能忽略, 立领开启位置的变化会引起三维造型状态的较大改变, 其与二维结构的对应关系直观, 相对来说比较容易理解和把握, 如图6所示。

1.2.5 立领结构构成要素的组合变化

立领的造型变化可以分解为各结构构成要素的变化, 但各结构构成要素的变化不是孤立的, 一个结构因素的变化可以创造整体造型的变化, 各个结构构成要素的交叉组合变化就是立领无穷变化的源泉[1], 如图7所示。

2 立领的三维造型分类及造型变化规律

通过对立领造型因素的分析及三维造型结构设计的实践操作, 可知立领由三维至二维的转化中, 最不直观和不易准确把握的就是上、下领口的差值变化及对应二维纸样的曲线变化[2]。以上领口松度的变化为依据, 将立领分为三类来进行研究。

2.1 L0=L类立领的三维造型变化规律

立领的上领口线长度与下领口线长度相等, 即L0=L, 如图8所示。

但这只是二维概念上的相等, 由于领口线是三维的斜切面状态, 而且人体颈部前俯, 所以此类立领的三维造型并不完全都是竖直形态, 随着前直开领a的增加, 前横开领b的减小, 前领上口松度增大, 后、侧领上口则更贴近颈部, 领子状态前倾, 反之, 随着前直开领a的减小, 前横开领b的增大, 后、侧领上口松度增加, 前领上口则更贴近颈部, 领子状态较竖直, 如图9所示。由此可见, 此类立领造型设计的关键在于领口线的准确把握, 即领口线的造型是L0=L类立领上领口造型变化的决定因素。

2.2 L0>L类立领的三维造型变化规律

立领的上领口长度小于下领口长度, 即L0>L, 这是较为常用的立领造型形态, 如图10所示。

当L0固定不变时, 上领口松度越小, L与L0的差值越大, 二维纸样中领片下口弧线的上翘度, 即X值越大。但领片下口弧线也要与领口线弧度配合, 当上领口造型固定时, 随着实际领口线弧度的增加, 领片的下领口弧线相应位置的弧度也要增加, 如图11所示。而当领口线固定时, 领下口弧线的弯度变化也会影响上领口的造型变化, 如图12所示。

2.3 L0

立领的上领口长度大于下领口长度, 即L0

与第二类 (L0>L类) 的规律相同, 当L0固定不变时, 上领口松度越大, 即L越大, 二维纸样中的领口线下弯度, 即X值越大。而当L0固定, L长度不变时, 要注意上领口松度的分配变化, 不同的松度分配, 塑造不同的立领造型形态, 并且对应不同的下领口弧线造型, 如图14和图15所示[3]。

3 立领的二维结构分析与纸样优化

通过立领的三维造型方法实践, 树立三维的思维路线, 分析二维的对应结构, 理解三维造型与二维结构之间的对应关系, 优化立领二维纸样的设计方法。

3.1 立领二维纸样的常用设计方法

以“领前型为圆弧形的单立领”为例[4]。

已知条件:领款如图16所示, 其N=40cm, nb=4cm, Ab=100°, nf=3.5cm。

(领围大为N, 领座侧倾斜角为Ab, 领座后、侧宽为nf, 前宽为nb)

制图方法:

按Ab=100°、nb=4cm在基础领窝上做出实际领窝线的后、侧部, 如图16 (a) 所示;

在前基础领窝处, 按效果图显示的领前部实际领窝的具体位置, 定出实际领窝的前部位置及领前部造型, 如图16 (b) 所示;

在前领窝处作切线, 使切线长=实际领窝长+0.3cm, 如图16 (b) 所示;

将伤口先缩小变形成40/2, 注意领前部不变化, 如图16 (c) 所示。

3.2 常用方法中存在的主要问题与缺陷

3.2.1 衣片领口线的确定不够细腻, 造型的准确度保证不够;

3.2.2 立领的造型简化为Ab等, 三维造型的二维表述不够全面, 而且以角度形式表示在实际操作中不够直观;

3.2.3 与确定的立领三维造型形态对应, 领片下领口弧线形态的唯一性较难保证, 领片下口弧线与衣片领口线的切点位置与立领造型形态和领片下口弧线形态的对应关联性不足, 单通过控制切点位置较难保证领片下口弧线与立领造型的对应变化;

3.2.4 上领口松度的变化被简化为SNP一点的集中变化, 二维纸样的下领口弧线和上领口弧线造型将不够细腻和准确。

3.3 立领的二维纸样优化设计方法

为弥补常用立领二维纸样设计中的缺陷和不足, 提出以下的优化建议。

3.3.1 为保证衣片领口线造型确定的准确性和细腻性, 衣片领口线的二维纸样确定可通过增加领口线的三维造型数据测量来进行优化设计。即根据立领的款式图, 在人台上贴出实际领窝线, 对应测量。同样, 领高也可结合三维测量确定:

根据款式效果图, 在人台上贴出实际领窝线, 如图17 (a) 所示;

量取a, b和c值, 从而确定FNP′SNP′和BNP′三点, 如图17 (b) 所示;

测出领口线的弯度, 从而绘制出更为准确的领口造型线, 以满足和领窝线的配伍性, 如图17 (c) 所示;

测量获得准确的N前, N后以及N侧, 如图17 (d) 所示。

3.3.2 在表述立领的造型形态时, 增加上领口松度的概念, 并且树立上领口松度的三维变化思路, 仔细观察上领口松度以及松度分配状态的变化, 结合多点式的剪切拉展方法探索领片的下领口弧线与立领造型的对位关系, 与衣片领口线的配伍关系;

3.3.3 在立领二维纸样的设计之后增加三维试样补正的过程, 以确保立领二维纸样设计的准确性。

4 结语

立领的式样千变万化, 造型极为丰富, 每一种领子都有自身的特点和对于主体造型的适应关系。衣领给人的观感仅次于服装的色彩和整体轮廓, 它是穿在颈部旁边部位的服装细节, 最接近人的脸部, 因此对研究立领内容对整个服装设计是十分重要的。合理运用和遵循这些二维和三维立领造型的规律, 未来立领的设计定会不断展示出新的设计理念。

参考文献

[1][日]三吉满智子.服装造型学理论篇[M].北京:中国纺织出版社, 2006.

[2]徐东, 王晓云, 陈迎.实用服装细部裁剪技法——衣领[M].北京:中国纺织出版社, 1995.

[3]刘咏梅.服装立体裁剪技术[M].北京:北京金盾出版社, 2001.

路线设计一体化及三维渲染设计 篇10

我国高等级公路建设正处于前所未有的高速发展时期, 如何加快测设速度, 缩短设计周期、提高设计质量是公路设计人员所面临的重要任务。利用航测数据与路线CAD相结合, 形成数据采集与处理、路线设计的一体化设计, 可降低设计费用, 缩短设计周期, 还特别有利于路线多方案比选和优化设计, 对提高公路设计质量和建设效益具有重要意义。再采用三维动画设计软件对模型进行三维道路与地面模型进行渲染, 模拟整条道路及周围整个环境来展示道路设计成果, 能更直观地反映公路的线型、平纵横各要素以及三者间的组合的合理性等, 在一定程度上弥补了静止画面的不足之处。声音与动画同步播放, 生动细致, 让观众感觉自己正驾着车身临其境于该道路之上, 及时感知视距, 转弯半径等是否合理, 再通过反馈给设计人员, 作出调整, 如此反复, 直至道路各项指标设置合理这样能避免竣工后返工, 节省了工程造价也提高了道路的安全性。

1 路线设计一体化

路线设计一体化总体流程图如图1所示[1]。

1.1 地形数据采集及预处理

1.1.1 地形数据采集

公路设计原始地形数据的来源一般有三种方法:采用航测方法从航摄照片上获得数据;已有大比例尺地形图的数字化;野外实测采集地形数据。航测为比较先进可靠的方法, 利用航测方法采集数据能直观地观察地表形态, 工作环境好, 可以随意和方便地控制地形点的分布和密度, 而且把繁重的外业工作变成室内作业, 节省人力、物力、不但可以大幅度降低劳动强度, 提高工效, 所采用的地形信息可靠、精度高, 保证了数据采集的质量, 是目前最理想、最有前途的地形数据采集方法。

1.1.2 地形数据预处理

数据预处理是将采集得到的数据格式各异的原始地形数据, 转换成有统一的坐标系、统一的数据格式与编码形式的地形数据, 同时经过旋转、平移变换, 使数模方向与路线走向大致相同, 并进行查错、改错以及数据压缩的处理, 以处理成可供数模直接调用的数模原始数据文件。

经过预处理的地形数据存储的格式可以是文本文件格式、解析测图仪文本格式、AutoCAD图形文件格式、格网列阵文件格式等。

1.2 建立三角网数字地面模型

DTM[1] (Digital Terrain Models) 即数字地面模型, 它是地形起伏的数字表达, 它由对地形表面取样所得到的一组点的x、y、z坐标数据和一套对地面提供连续的描述的算法组成。DTM有鱼骨式、散点式、 (方) 格网式和三角网式等几种形式。

三角网数模的构建方法有径向扫描法、狄洛尼 (Delaunay) 三角法、自动联接三角网法等。在所有可能的三角网中, 狄洛尼 (Delaunay) 三角网在地形拟合方面表现最为出色, 实践也证明用小的三角形拟合地形表面能满足工程实际需要, 尤其是在离散地形点较密集从而三角形较小的情况下, 故可对离散点数据采用Delaunay三角剖分来建立数模。

建立了三角网地面模型, 就可以利用它来生成等高线图, 在道路等级及其他主要技术标准已确定情况下进行路线平面设计, 生成路线中桩逐桩坐标以及切线方位角。

1.3 路线纵、横断面地面线内插

路线纵、横断面地面线内插是为了在路线平面设计的基础上, 求得沿路线各横断面上各点的地面坐标和高程, 以便进行下一步的纵断面拉坡以及横断面设计, 这相对传统的方法, 即从平面等高线图上直接读取数据有不可比拟的优势。

由于三角网数模是采用点、线、面结构表示各三角形的顶点、边及相邻三角形之间相互关系的数据结构, 一旦由路线中桩坐标确定了其所处的三角形, 便可根据其边信息快速调出相邻三角形进行高程内插, 求得横断面上各点的地面坐标和高程, 而不需要再进行数据检索和查找, 大大提高了内插速度。

在路线平面设计及内插地面线的基础上, 就可以进行路线初步设计的其他部分, 包括路线纵、横断面设计, 路基设计、路基边坡稳定性分析、路面设计、排水设计、涵洞设计、挡墙设计等等。

1.4 三维道路模型生成及与地面模型叠加

1.4.1 三维道路模型生成

三维道路模型[3]的生成采用带约束条件的三角网模型。在设计线中, 每个不规则三角形代表的平面可以代表三角形所覆盖的区域, 那么在整个设计线的整个平面可以由一系列相互联接的相邻不规则三角形组成。依据平、纵、横设计, 可以计算出横断面各角点的三维空间坐标, 将相邻对应角点联成三角网模型, 同时在构建三角网模型的过程中, 还要考虑影响线的因素, 纵向的路中线、路面边缘线、坡脚线等, 法向的横断面设计线的水平投影。因此, 必须顾及约束条件的三角网模型。

1.4.2 三维道路模型与数字地面模型的叠加

采用约束Delaunay三角化重建方法[2], 这种方法能实现道路模型整体性以及道路模型与地形模型的无缝拼接。首先利用横断面设计成果构造出整个路线范围的边界线, 然后将边界线作为特征线嵌入到地形表面模型中, 并清除边界线所围范围内的地形三角网, 最后叠加上路线模型, 这样就保证了两个模型在交线处能精密联接。这种拼合方法使原本需要分段、分情况 (填方或挖方) 进行的数据之间复杂的交、并、差运算, 转化为路线全线一次性进行的简单的求并运算, 计算过程大为简化, 易于理解和实现。

由三维表面模型绘制等高线, 由此可得到带有等高线的各种视图, 以便更好地分析和评价线形设计质量。例如视距检查、路面排水情况分析以及平纵横组合是否合理。

2 道路三维渲染设计

把三维道路模型与地面模型叠加成的DWG文件导入到3Dmax软件环境中, 再进行详细的动画制作。整个渲染的过程主要完成以下四方面的任务:透视变换, 从各个角度观察路线模型;消隐处理, 在当前视点下, 对不可见面进行消隐处理;光照模型, 获得观察者可见面元二维影像的明暗值, 从而显示形成模型的渲染图;纹理映射, 将任意的平面图形和图像覆盖在物体表面, 形成真实的色彩花纹[4]。

简要的设计过程如下:

如图4, 视频模拟出汽车行使时驾驶员的动态视觉映像, 如舒适感、美感、疲劳感和安全感等, 从而使路线设计由静态设计转换为动态设计, 显著提高设计质量与设计效率。

3 结语

本文研究的路线设计一体化及三维渲染设计的方法与过程, 相对传统的道路设计方法有不可比拟的优势, 现在已部分用于实际中, 且随着道路CAD研究成果以及计算机三维设计领域的发展, 路线设计一体化及三维设计将被更为广泛地应用, 也将促进其进一步研究与探讨。

参考文献

[1]符锌砂.公路计算机辅助设计.北京:人民交通出版社, 1998

[2]符锌砂.公路实时三维可视化系统构架.中国公路学报, 2007;11 (6) :33—33

[3]唐凌, 彭仪普.基于GIS面向对象道路模型在道路设计中的运用.企业技术开发, 2007;7 (7) :40—40

三维造型设计 篇11

关键词 图形引擎 3Dmax建模 设计研究

中图分类号：TP3 文献标识码：A

0前言

地球上的人类以及其它物种自诞生就在一个充满三维物体的三维空间中，而为了使计算机能够准确地再现这些人或物体，则必须在三维空间中描绘这些物体。现今社会发展正处于一个信息高爆发的时代，人们常常在茫茫的数据海洋面前显得不知所措，一时难以抓住隐藏在数据之中的本质、结构和规律，所以我们需要通过计算机是这些实物以抽象化等形式通过一定的软件使之表现出来这些物体和信息加深对现今社会的掌握和了解。从而促进现代社会的发展和充实人们的生活。三维图形引擎技术是种图形生成和图像理解相结合的技术，它赋予人们一种仿真的、三维的并且具有实时交互的能力，尤其是以可视化技术为基础发展起来的虚拟现实技术、三维仿真技术以及科学计算可视化技术，它们的发展及其相互结合使人类认识和驾驭世界的技能得到了极大的延伸。人们可以在三维图形世界中用以前不可想象的手段来获取信息，或发挥自己的创造性思维。

本次课题研究对象为对一个基于3DS MAX建模、DirectX技术实现的三维图形游戏引擎技术设计系统的开发。该系统主要实现对模型的视景交互、实时碰撞检测以及特殊效果的模拟等功能。

1建模的设计与实现

（1）软件建模方法。场景空间的建摸方法一般有两种：第一是把制作好的房屋和地形效果平面图导入3DS MAX中，在3DS MAX中直接利用挤出（Extrude）命令生成立体空间模型。第二种方法则是直接在DirectX中生成一些特定的空间地形效果，同时通过3DMax构建简单的房子等模型效果，然后导入到图形场景空间中。

（2）设计与实现。场景建模是3Dmax建模的重要环节之一，同时也是最为基本的功能之一，所以如何选择合适的建模方法也是极其重要的。为了让场景具有一定的真实感，所以在建模过程中应该注意两个方面：第一是注意创建模型原件的实际尺寸。第二是在满足设计效果图的前提下，尽量将模型做得精简美观，减少模型重复面的出现，提高对模型修改和渲染的速度。

建立了空间场景模型之后，在导入模型之前在创建房屋时，需把房间体模型转换成相关线框形式，选中要创建的房屋模型的基本图元，再选择所创建面的左右两个边，再使用多次挤出（Extrude）命令和进行多边形编辑（Polygon），最终完成房子模型的建模。

2系统逻辑功能设计

一个完整的程序当中个都会存在于一个初始化程序，这一表现尤其表现在大型程序当中如：游戏场景、网络编程等。程序的初始化它可以防止程序发生不可预知的错误，同时也可以用做程序出错时的依据，方便查出程序当中的错误原因，这是一个良好的编程习惯。在这里D3D初始化的作用就是初始化程序的运行功能，防止程序发生错误产生不必要的错误发生。

D3D初始化步骤：（1）获得D3D程序的应用接口指针。（2）检查相关设备技术的功能特性，确定显卡等设备是否正常运行、是否支持硬件顶点处理。 （3）初始化一个D3D应用窗口结构来作为实例，这个窗口包含大量的数据对象，它允许我们创建一个D3D窗口对象程序。

对于模型的创建我们一般采用的3Dmax建模工具来构造一个较为复杂的具有真实感模型，然后使用3Dmax建模工具插件将模型转换成.X特殊模型文件格式。对于生成的X模型文件而言，当一个程序需要被访问时他必须先访问X文件。访问X文件时通过调用程序DirectXFileCreate函数创建一个DX的应用窗口接口，此接口就代表了一个X文件的调用路径或者说是生成路径。创建IDirectXFile接口后，需注册一个系统的定制模版或者标准模版。定制模版是用户根据自己习惯和爱好定制的模板，标准模板则是微软公司自己定义的一种固定的模板。

系统通过调用系统函数IDirectXFile ：：RegisterTemplates函数来注册模版。注册模版之后通过调用IDirectXFile：：CreateEnumObject函数打开X文件来检查数据对象。在我们图形引擎构建模型中存在两种类型，一种是静态模型，另一种是动态模型。对于不同的模型类型则要采取不同的方式来进行绘制和生成。

3总结

当下游戏场景、建筑、房地产、室内场景设计与游戏和装修相关行业的繁荣发展使得三维建模技术已经达到了一个很高的程度，这种方案的设计将借助计算机变得更加轻松和高效，同时也会产生更加高效的场景设计模型。虚拟现实技术在各种技术应用的驱动和需求的刺激下，得到不断的高效的推陈出新，其应用的相关领域也会更加灵活和广泛。

参考文献

[1] David H.Eberly.3D Game Engine Design.Magic Software，2003.

[2] 李建平.从零学习3ds Max的新手.上海科学普及出版社，2008.

三维动画模型设计探究 篇12

1 三维动画场景模型设计

1.1 Matte Painting三场景模型

三维动画场景在制作设计中也借鉴了二维动画的场景的设计方法, 在分镜头设计中对只有“推”、“拉”、“摇” (小于45度) 单纯的镜头变化情况下, 场景模型可以考虑使用带有Alpha通道的多边形面片代替, 如果, 将其制作成实体三维场景模型, 那会对有效系统资源是巨大浪费, 这种制作方式被称为Matte Painting (数字绘景) , 这一技术最早出现于1911年, 目前, 随着计算机图像技术 (CG) 的飞速发展, 以前所使用的“玻璃板”已被现如今的计算机图像“层”的概念所替代, 由于它的高仿真性和高效性常被虚拟现实电影所青睐, 彼得杰克逊导演的电影《魔界三部曲》、《金刚》、《霍比特人》, 詹姆斯卡梅隆导演的电影《终结者》、《阿凡达》等都采用了这一技术, 在Matte Painting中的场景模型制作, 不需要制作模型的全貌, 也不需要对不同场景模型作分割处理, 也无严格的布线要求, 只需根据摄像机镜头视角, 对场景模型结构做简单的凹凸处理, 重要的是需要有精确的Alpha遮罩通道和与之匹配的高质量图像贴图, 将远近不同的多边形片状模型, 错落有致的排开, 使其产生视觉上的层次感, 通过虚拟3D摄像机推拉镜头的应用产生可视模型间的纵深感, 应对此类Matte Painting镜头场景, 这种模型制作方法不失为简单而高效。

1.2 虚拟现实三维场景模型

虚拟现实是计算机模拟现实环境, 通过特殊的装置 (虚拟现实头盔、眼镜、手套、操纵杆等) 使人沉浸在完全虚拟的环境中, 环境中的所有物件全为三维模型, 如, 树、草、房屋、电线杆等等。

虚拟现实三维场景要求场景中所有的物体观看视角是不受限制的, 可以任意角度查看, 也就是360度无死角, 要求场景内所有可见模型都是三维模型, 而非多边形面片, 这种模型是完全模拟或参考现实生活中的实物模型建造的。在设计和制作中需根据近景、中景、远景要求决定模型的细节制作程度, 制作需要有合理的布线, 以最少的模型面数体现结构细节。由于整个场景均为有体积的虚拟模型, 虚拟摄像机在三维场景中运动不受限制, 可以游走场景的任何角落, 由于场景中多为有体积的模型, 对系统资源消耗较大, 这就要求最大限度的降低多边形面数, 减少贴图的尺寸, 提高有限资源的使用率, 由于精简了模型和贴图, 当模型被拉近时, 模型材质会变模糊, 出现马赛克的不真实情况在所难免。

2 三维动画角色模型设计

三维动画角色不同于二维动画角色设计, 制作时不受制作技术的限制, 三维动画角色在设计时, 首先要考虑的是其技术掌握程度、项目开发周期、资金配置的因素, 否则, 即使设计出来也不一定能如期制作完成, 如, 毛发、布料、sss材质、光线追踪渲染等相对复杂的技术, 对于毛发、布料制作在技术上已远远超出了动画师的技术可控范围, 这部分需和特效制作部门配合, 如果技术水平、资金预算有限, 在前期的角色设定时应做相应的变通处理, 将其控制在技术、资金、时间允许范围之内, 不然会给后续工作带来麻烦和不便。

三维角色模型制作有自身的规则, 根据计算机Mesh网格线的特性, 在制作三维动画角色时需保证在各个关节连接处最少有三圈连接线, 作为动画模型运动变化时锁定形体结构的基线, 只有这样的模型在制作动画时, 运动的形体结构才能正确得以表现。

布线是三维模型制作不可忽略的技术要点, 在满足模型艺术表现的情况下, 能最大限度的节约系统资源是三维动画模型最基本的设计原则, 合理的模型布线不仅节约了数据资源, 还便于形体结构的表现。怎样才能做到布线合理:

1) 要充分了解形体结构, 布线随着形体转折结构分布, 如果模型是角色 (人、动物) 要与角色肌肉运动的方向一致, 这样便于动画流畅平滑的控制与表现。

2) 形体关键部位要有足够的布线, 线的疏密直接影响的可控制点的数量, 丰富的动画细节表现与控制点数量息息相关。

3) 三星点、五星点的处理要得当。在三维模型中特别是对于复杂的形体, 三星点、五星点出现是难以避免的, 因此, 对动画骨骼设置要有一定了解, 也就是要知道运动原理和方式, 以便更好的控制目标体模型。

在设计三维动画角色模型时, 不能简单的要求将模型的外形结构制作出来, 还应了解多边形运动变化的规律, 并按规律制作模型才能更好的应用于后续动画制作, 使其成为合格的动画角色模型。

3 三维模型灯光、材质、渲染

灯光对于三维模型来说尤为重要, 灯光的强弱、冷暖对于场景模型的间时空关系及角色模型性格塑造都至关重要, 完整的三维动画模型是有材质的, 材质主要用于表现虚拟现实物体表面的质感, 不同的材质在心理上会给观众带来不同的感受。在三维动画模型中所有的灯光都是根据自然界现实情况进行模拟的, 最长用的灯光模拟方法是三点光源法, 一盏主光源, 两盏辅灯, 主灯在灯光阴影处理上要强于辅光灯, 辅光阴影在处理时要么将其阴影属性关掉, 要么降低阴影边缘强度, 若要追求更加真实的阴影效果, 就使用HDR高动态范围图像的光线追踪阴影, 将其产生的软阴影作为区域阴影细节处理, 可较大的提高图像仿真度。

模型的材质主要有两种方式产生:一是通过UV划分将绘制或修改后的照片作为贴图生成模型的材质;二是通过计算机程序产生纹理模拟模型材质, 两种材质产生方法各有优劣, 第一种的优点是仿真程度高, 不足是需要划分UV操作繁复, 项目文件大, 耗费资源, 第二种的优点是操作便捷, 无需划分UV, 文件量小, 节省资源, 不足是仿真度低。两种材质处理方式结合使用效率最高, 对于主体物件使用贴图方式, 如, 房屋、树木、道具等, 对于次要物件, 如, 水、草、远山等, 结合使用即可保证较高的仿真度, 又可节约系统资源。

渲染是影视制作的独特方式, 在游戏、虚拟现实中没有渲染这一环节, 所有图像都是所见即所得的, 所示图像都是依靠计算机GPU (图像显卡) 即时计算处理得来, 无需后期合成处理, 渲染主要针对的是影视行业, 由于行业特点, 与游戏相比它对图像的质量要求较高, 也更为严格, 通常渲染要分层, 分通道, 要经过后期特效、剪辑、合成, 输出等环节。

4 结论

三维动画模型的设计有其自身的独特性, 既要满足当前计算机技术的发展现实要求, 又要满足模型形体、比例、结构的合理性要求, 还要满足动画本身的运动规律要求, 制作的三维动画模型, 既要细节丰富, 又要最大限度的节省计算机有限的资源, 满足上述条件方可算得上是一件合格的三维动画模型产品, 一部好的三维动画片, 优秀的模型设计是其成功的重要条件之一。

参考文献

[1]贾否.动画运动[M].北京:清华大学出版社, 2000.

[2]赵江洪.设计心理学[M].北京:北京理工大学出版社, 2005.

[3]王炳耀.人体造型解剖学基础[M].天津:天津人民美术出版社, 2001.