浅谈三维建模技术的研究与应用
浅谈三维建模技术的研究与应用
兰文涛
新疆油田公司风城油田作业区
摘要：以应用为主的三维地理信息系统模型，通过Skyline TerraExplorer Pro和3ds Max模型制作，并发布应用到GIS,从而推进了GIS应用，实现了油田设施在计算机中的展示、研究与管理步伐，加快了数字油田建设，并促进了克拉玛依标志性建筑三维模型的早日完成。
关键词：3ds Max；Skyline TerraExplorer Pro；建模；GIS；应用
1.1 前言
2000年，中国石油天然气股份有限公司新疆油田分公司（以下简称油田公司）在“数字地球”技术背景下，提出了数字新疆油田的宏伟战略，并制定了“数字新疆油田”信息建设“三个阶段”的战略部署。不仅将从根本上建立从分散到集中，从无序到有序的信息化建设新秩序，而且标志着“数字新疆油田”规模化建设的开始。
但是“数字油田”是一个庞大，复杂的工程，涉及的内容之多，之广，它涉及数据建设，信息系统建设，网络工程建设等，其中信息系统的建设，是由二维地理信息来表示的。二维 GIS始于二十世纪六十年代的机助制图，今天已深入到社会的各行各业中，如土地管理、电力、电信、城市管网、水利、消防、交通以及城市规划等。但二维GIS存在着自身难以克服的缺限，本质上是基于抽象符号的系统，不能给人以自然界的本原感受。随着应用的深入，第三维的高程信息显得越来越重要。一些二维GIS 和图象处理系统现已能处理高程信息，但它们并未将高程变量作为独立的变量来处理，只将其作为附属的属性变量对待，能够表达出表面起伏的地形，但地形下面的信息却不具有，因此它们在国际国内也被俗称为2.5维的系统。考虑到2.5维这一概念并不严密，作者称之为“地形面三维”或简称面三维。我们认为，面三维的GIS本质上仍然是二维GIS系统。
二维GIS只能处理平面X、Y轴向上的信息，不能处理铅垂方向Z轴上的信息。它在表达上通常是将Z值投影到二维平面上进行处理，因此对于同一（x, y）位置的多个Z值不能表达。
世界的本原是处在三维空间中的，二维GIS将现实世界简化为平面上二维投影的概念模型注定了它在描述三维空间现象上的无能为力，克服这一缺陷迫切需要真正的基于三维空间的GIS的问世。三维地理信息系统就是在这一前提下进行的开发，它充分体现了三维建模技术，对三维物体进行了真实再现，从而满足生产、科研、管理、决策等对空间信息的可视化需求。
2.1 三维地理信息系统的定义与特点
2.1.1 三维地理信息系统的定义
三维地理信息系统（Geographical Information System）简称三维GIS，三维GIS是近年来迅速发展起来的一门融计算机图形学和数据库技术于一体的新型空间信息技术,它把现实世界中对象的空间位置和相关属性有机地结合起来,满足用户对空间信息管理的要求 ,并借助其特有的空间分析功能和可视化表达,进行各种辅助决策。从而满足了生产、科研、管理、决策等对空间信息的可视化需求。
从不同的角度出发，GIS有三种定义：①基于工具箱的定义：认为GIS是一个从现实世界采集、存
贮、转换、显示空间数据的工具集合；②数据库定义：认为GIS是一个数据库系统，在数据库里的大多数数据能被索引和操作，以回答各种各样的问题；③基于组织机构的定义：认为GIS是一个功能集合，能够存贮、检索、操作和显示地理数据，是一个集数据库、专家和持续经济支持的机构团体和组织结构，提供解决环境问题的各种决策支持。基于工具箱的定义强调对地理数据的各种操作，基于数据库的定义强调用来处理空间数据的数据组织的差异，而基于组织的定义强调机构和人在处理空间信息上的作用，而不是他们需要的工具的作用。
2.1.2 三维地理信息系统的特点
(1) 定义空间目标性质不同
在三维GIS中，空间目标通过X、Y、Z三个坐标轴来定义，它与二维GIS中定义在二维平面上的目标具有完全不同的性质。空间目标通过三维坐标定义使得空间关系也不同于二维GIS，其复杂程度更高。
（2）可视表现复杂
三维GIS的可视表现也比二维GIS复杂得多，以致于出现了专门的三维可视化理论、算法和系统。
（3）对客观世界的表达客观真实
与二维GIS相比，三维GIS对客观世界的表达能给人以更真实的感受，它以立体造型技术给用户展现地理空间现象，不仅能够表达空间对象间的平面关系，而且能描述和表达它们之间的垂向关系。
（4）具有独特的空间分析功能
对空间对象进行三维空间分析和操作也是三维GIS特有的功能。而与CAD及各种科学计算可视化软件相比，它具有独特的管理复杂空间对象能力及空间分析的能力。三维空间数据库是三维GIS的核心，三维空间分析则是其独有的能力。与功能增强相对应的是，三维GIS的理论研究和系统建设工作比二维GIS也更加复杂。
2.2 三维地理信息系统的发展状况
2.2.1 三维地理信息系统相关软件的发展状况
二维 GIS始于二十世纪六十年代的机助制图，今天已深入到社会的各行各业中，如土地管理、电力、电信、城市管网、水利、消防、交通以及城市规划等。它实现了信息查询，统计，网络发布，应用分析，辅助决策等综合信息服务。
GIS应用图
随着GIS应用的深入，人们越来越多地要求从三维空间来处理问题。由于二维GIS数据模型与数据结构理论和技术的成熟，图形学理论、数据库理论技术及其它相关计算机技术的进一步发展，加上应用需求的强烈推动，三维GIS的大力研究和加速发展现已成为可能。
2.2.2 新疆油田三维地理信息系统的发展现状
2000年，新疆油田公司在“数字地球”技术背景下，提出2010年实现“数字油田”的目标，随着信息化，自动化等软硬件的快速发展，油田三维是其辅助延伸部分，将对其提供可视化需求。油田三维GIS旨在采用虚拟现实环境建模技术、多重细节技术、三维景观数据库技术、虚拟现实系统与地理信息系统的集成等关键技术，进行整个勘探区不同尺度卫星数据的无缝镶嵌及真彩色还原，构建三维虚拟现实系统。在具有地理精度的真实三维场景中，进行地面油田设施的管理和网络发布。系统提供从计算机中模拟的三维场景中多角度查看现实中的地物、油井等，可以查询相关属性信息、辅助决策。这将对整个油区信息化建设具有重要的意义。
油田三维GIS的建设是一个宏伟而复杂的工程，需要分阶段、分步骤来实施。
第一阶段：建立三维数字油田场景，展示全油田的真实地理环境，辅助管理利用油田信息中心已有的空间信息（卫星数据（DLG）、正射影像（DOM）、数字高程模型（DEM））与属性信息的高效集成，建立数字三维场景，提供在三维可视化环境中的信息属性查询和分析，集成一个以“数字地球”为原型的地理数据和油田专业数据的几何体，生动地展示全油田的真实面貌，同时能够实现基于对象的快速定位、浏览和飞行以及关联属性的查询。使管理者能够基于此平台及时了解全油田的是空间布局、经济、资源等信息，为油田全面信息化管理应用打下基础。这一平台就是Skyline TerraExplorer Pro。
第二阶段：建立网络三维数字油田平台构建一个基于网络的三维数字油田的服务平台，为全油田业务领域提供地面设施的定位和属性查询、以配合相关业务单位开展专业工作。这一基于网络的GIS发布平台还是Skyline TerraExplorer Pro。
第三阶段：旨在建立三维数字油田的专业应用系统如：
(1) 三维油田管网规划管理系统
(2) 油田三维勘探管理系统
(3) 油田地下三维管理系统
(4) ……其他
以上系统既可以独立用三维系统来开发，也可以与二维系统结合，实现二三维的联动，实现信息统一管理，逐步应用到生产中，使新疆油田信息化成果能为新疆油田带来巨大经济效益。
3.1 建模软件简介
为了推进三维地理信息系统应用，加快数字油田的建设，以TerraExplorer Pro为建模和发布平台，新疆油田公司举办了以“数字油田.虚拟城市”为主题的三维模型制作竞赛。
三维GIS技术体系架构图可看出TerraExplorer Pro即是建模平台也是发布平台，它是一个桌面应用程序，使得用户可以浏览分析空间数据，并可以对其进行编辑。也可以在上面添加二维或者三维的物体、路径、场所以及地理信息文件。TerraExplore与TerraBuilder所创建的地形库相连接，并且可以在网络上直接加入GIS图层。
3.1.1 TerraExplorer Pro的作用
(1) 用影像来构建数字世界
TerraExplorer Pro用影像来构建数字世界。通过TerraBuilder对地理参考的三维模型进行编辑和标记。在3D地图上叠加用户自有的专题信息，能够创建一个令人激动的交互式应用成果，来突出一个地区的特征，显示其功能、相互关系以及从一个独特的视点展示该地区。
(2) 提供3D编辑器
TerraExplorer Pro提供3D编辑器，用于创建、输入、处理和编辑3D模型中的现有和新建对象。
可以从标准GIS文件和空间数据库中输入各种地形叠加所需要的信息，如文本、标注、图素、2D和3D 实体，甚至动画。
3.1.2 TerraExplorer Pro功能描述
通过网络有效为地表传输数据或进行叠加；
为生成公开的丰富的3D地表可视化场景提供所有需要的工具；
包含交互式的画图工具在三维地表模型上创建和添加几何图形，用户定义的物体，建筑物，文本，位图等；
能够生成和导入静态和动态二维和三维物体，符号和地理参考信息层；
能够加载标准在线和无线的GIS层；
将层保存为GIS标准文件格式；
采用标准COM界面与外面本地和网络应用程序相连接；
能够控制其中所有的静态和动态物体，信息层和应用程序；
拥有一系列测量和地表分析工具；
自动驾驶特征能够在TerraExplorer中创建预定义路线并进行重复播放；
采用鼠标、键盘和飞行控制板的结合来控制速度、高度和视角；
能够通过已经记录的飞行路径创建飞行动画（AVI格式）或一组帧文件；
能够生成三维窗口的快照并保存为另外的文件；
超链接特征能够把特定区域、物体连接到网页、应用程序和数据集上；
能够集合文本和网络内容上的信息；
发布工具能够将视景输出给Inter网或局域网的用户；
为本地和远程用户提供改良级的安全设置；
3.2 三维模型对象简介
此次建模以风城油田作业区乌尔禾基地和35万吨注输联合站为三维模型制作对象。
35万吨注输联合站
3.3 三维模型制作流程
如图三维模型制作分为4个步骤，现场拍照；建模（运用TerroExplorer pro 和3D MAX 建模）：然后把运用Photoshop 处理过的图片贴图；最后打包。
3.3.1 现场拍照
对建模实物的实地拍摄。其目的在于掌握实物外观的整体及局部特征，制作出较为逼真的模型。35万吨注输联合站工艺复杂，为体现其主要流程,对各类管线进行多方位,多角度的拍摄。
注意事项：
(1) 每个模型实物都要有远处的整体照片，用于观看实物的形状。
(2) 拍摄纹理时尽量拍摄建筑物的正面照片，每一面都要拍摄并尽可能保证每面墙完整。
3.3.2 建模工作
(1) 优化建模实物
通常我们将一个模型分解为N 个部分进行单个创建。模型分为多个部分，对于所建的模型要进行优化，在维持模型显示效果的前提下，使用尽可能少的点、面和多边形。
(2) 创建模型轮廓
在3D —Objects 工具栏中选择
航空影象图
(3) 画出模型的其他部分
用同样的方法画出建筑物的其他部分，并与主体对齐，对齐的方法是使绿线与主体的底部对齐。
(4) 调整模型属性
模型建好后,根据照片进行调整各部分的高度、宽度、以及大小等，使之与实际相符。
方法：沿屋顶画出建筑物主体轮廓（红线），画好后点击
鼠标右键出现绿线，按照建筑
物的投影方向把绿线拖到屋基
位置，把房屋立起。并给出
模型属性图
3.3.3 导入3D MAX模型阶段
运用3D MAX创建模型，模型建好后，安装3D插件，导出·X文件，（·X文件是3D MAX软件和TerraExplorer都可以识别的一种文件类型），然后在TerraExplorer中导入，最后调整其大小，旋转角度等属性值。
3D MAX模型展示
罐体闸门
旗台宣传栏
3.3.4 贴图方法
选中要贴图的建筑，在编辑对话框里选择相应的墙体贴上运用Photoshop编辑好的图片即可。
贴图后的效果图
3.3.5 数据打包阶段
首先在本地路径创建一个新的文件夹用于存放最终数据，Creat TerraExplorer Viewer Kit,复制
Mpt文件到kit中保存Mpt的原始路径包含TerraExplorer Viewer安装程序整个存储整个图层创建数
据流的存储方式创建网络发布地址。
打包示意图
3.4 技术处理
图片处理
(1) 通过photoshop6.0图形图像处理工具软件将所拍摄的图片依据辅助线进行拉伸，使之方正。
(2) 截取整面墙的范围，当图片范围不足一面墙时，可截取一部分图片进行拼接、复制或通过参数设置墙体。
(3) 重新定义图像大小，保持图片宽度值为2的N次方，如图片需上下排列时，高度值也需设为2的N次方。
2 的n次方
图片处理示意图
TerraExplorer Pro附材质时采用平铺方法，如图
图片平铺效果图
(4) 图片命名时尽量避免使用汉字及名称缩写，以免与他人命名图片出现命名重复，出错。
(5) 通过Photoshop调整图片像素大小及图片质量，处理后的图片尺寸由原来的10.4MB调整到3.1MB, 减少了70.1%，极大地提高了运行速度。
3D MAX模型处理
(1) 获得建筑物的基础数据，在此基础上建模，把复杂的物体拆分为简单的形体，而后使用POLYGON
的建模方式进行建模。
(2) 对于所建的模型要进行优化，在维持模型显示效果的前提下，使用尽可能少的点、面和多边形。
(3) 如果模型中有实体的重复（例如罐，闸门，泵）那么只创建重复部分的一个模型，然后在
TerraExplorer中进行复制。
4.1 三维地理信息系统在油田应用的几点建议
(1)保障数据安全： Internet与三维GIS融合,正逐渐形成一新的技术——WebGIS.可视化中大量
数据的交流和传输问题可借助这种新技术得到解决.需要加以控制的是数据的保密性,从而保障数据安全。
(2) 完善三维地理系统管理体系，使其标准化、制度化。如:建立标准模型库，制定管线、标签、工艺流程等建模标准；实现地下三维模型制作及应用，如：地质剖面、地下管网等。
(3) 与数据库相结合,真实、动态再现各类生产数据。只有与数据库相连，三维GIS才能显示出它的生命力。
(4) 大数据量的存储与快速处理：在三维GIS中，对于不规则地学对象的精确表达都会遇到大数据量的存储与处理问题。除了在硬件上靠计算机厂商生产大容量存储设备和快速处理器外，还应该研究软件方面的算法以提高效率，例如针对不同条件的各种高效数据模型设计、并行处理算法、小波压缩算法及在压缩状态下的直接处理分析等。
4.2展望
三维地理信息系统能管理复杂空间对象，具有较强的空间分析能力，随着油田公司GIS技术、信息技术及网络的逐步发展，三维技术会广泛应用于勘探、开发、自动化及企业管理等各个生产环节，形成多专业的综合业务管理体系。我们相信，三维地理信息系统在油田信息化建设中必将具有广泛的发展前景。
结束语
近年来, GIS 作为信息产业的重要组成部分, 正以前所未有的速度向前发展, 而我们石油人更要去预见三维GIS 的发展趋势, 快速推进新疆油田数字化建设，要“以信息化带动工业化，以工业化促进信息化”为核心，在建立油田生产和管理流程优化应用模型的基础上，不仅要使新疆油田信息化成果能为新疆油田带来巨大经济效益，而且要赢得社会政府部门的支持，使之扩大运用到克拉玛依城市建设领域，产生更多的社会效益。
参考文献
1、3DS MAX 7.0 入门与提高教程
2、光影空间3ds Max 9实例教程
3、三维地理信息系统三维模型建模规范
三维建模数字化设计与制造
附件4： 山西省第九届职业院校技能大赛（高职组） “三维建模数字化设计与制造”赛项规程 一、赛项名称 赛项名称：三维建模数字化设计与制造 赛项组别：高职组 赛项归属产业：加工制造类 二、竞赛目的 本项竞赛旨在考核机械制造、数控技术应用等机械类相关专业的学生，组队完成三维逆向扫描、逆向建模设计、机械创新设计、数控加工技术应用等方面的任务，展现参赛队选手先进技术与设备的应用水平和创新设计等方面的能力，以及跨专业团队协作、现场问题的分析与处理、安全及文明生产等方面的职业素养。引领全省职业院校机械制造类专业将新技术、新工艺、新方法应用于教学，加快校企合作与教学改革，提升人才培养适应我国制造业更新换代快速发展的需要。 三、竞赛内容与方式 （一）竞赛内容 竞赛内容将以任务书形式公布。 针对目前批量化生产的具有鲜明自由曲面的机电类产品（或零部件）进行反求、建模，并对产品(或产品局部)外形进行数控编程与加工，对无自由曲面的结构或零件根据机械制造类专业知识按要求进行
局部的创新（或改良）设计。 整个竞赛过程，分为第一阶段“数据采集与再设计”和第二阶段“数控编程与加工”这两个可以分离、前后又相互关联的部分，分别为60%和40%的权重。 1、第一阶段：数据采集与再设计 该阶段竞赛时间为3小时，竞赛队完成三项竞赛任务。 任务1：样品三维数据采集。利用给定三维扫描设备和相应辅助用品，对指定的外观较为复杂的样品进行三维数据采集。该模块主要考核选手利用三维扫描设备进行数据采集的能力； 任务2：三维建模。根据三维扫描所采集的数据，选择合适软件，对上述产品外观面进行三维数据建模。该模块主要考核选手的三维建模能力，特别是曲面建模能力； 任务3：产品创新设计。利用给定样品和已经完成的任务2内容，根据机械制造知识，按给定要求对样品中无自由曲面部分的结构或零件或附属物进行创新设计。该模块主要考核选手应用机械综合知识进行机械创新设计的能力。 2、第二阶段：数控编程与加工 竞赛时间为3小时，竞赛队完成两项竞赛任务。 任务4：数控编程与加工。赛场提供第一阶段被测样品的标准三维数据模型,选手根据这组三维模型数据和赛场提供的机床、毛坯，选择合适软件对该产品进行数控编程和加工。主要考核选手选用刀具，以最佳路径和方法按时高质量完成指定数控加工任务。并考核选
三维实体建模与设计
三维实体建模与设计 课程编码：202561课程英文译名：3D Solid Design and Construction 课程类别：学科基础选修课 开课对象：机械工程机自动化专业开课学期：5 学分：2学分；总学时：328学时；理论课学时：16学时； 上机学时：16学时 先修课程：工程图学、机械原理、机械设计 教材：Solid Works 2005机械设计及实例解析．胡仁喜等．北京：机械工业出版社，2005 参考书：【1】机械设计课程设计图册．龚溎义等．北京：高等教育出版社，1989，第三版．【2】SolidWorks 原厂培训手册实威科技.北京：中国铁道出版社，2004 一、课程的性质、目的和任务 本课程是面向机械工程等各专业开设的一门课程，是学习利用三维CAD软件进行零部件造型设计及制图的实践性课程。课程的目的是使学生掌握用Solid Works软件进行产品的零件造型设计、部件装配设计以及工程图绘制的基本技能，初步学习基于三维的产品开发设计，掌握自下而上的设计方法，自上而下的设计方法以及两种方法结合使用的设计过程。 课程的主要任务： 1.学习掌握三维CAD的特征造型方法； 2.学习掌握三维CAD下的零件造型与部件装配方法； 3.初步掌握三维CAD下基于装配的设计方法； 4.学习掌握三维CAD的二维工程图绘制方法； 5.初步学习利用三维CAD软件Solid Works进行产品设计的方法。 二、课程的基本要求 通过课堂讲授与上机实践，使学生： 1.了解三维CAD的发展历史、现状及软硬件配置条件； 2.了解三维CAD的发展历史、现状及软硬件配置条件； 3.了解利用三维CAD软件进行设计、制图的基本思路与方法； 4.掌握利用Solid Works进行三维立体造型设计的实现方法； 5.掌握利用Solid Works下的零件造型与部件装配方法； 6.初步掌握Solid Works下自上而下的设计方法以及自下而上和自上而下相结合 的方法； 7.掌握Solid Works的二维工程图绘制技术； 8.具有一定的实践体会和相关的应用能力。 三、课程的基本内容及学时分配 第一章Solid Works 2005 概述（1学时） 1．工作窗口 2．菜单简介 3．工具栏简介 第二章零件建模的特征分类（2学时） 1．基于特征的零件建模的基本过程 2．Solid Works的设计思想
《三维建模技术》课程教学大纲
《三维建模技术》课程教学大纲 课程代码：020032031 课程英文名称：Three-dimensional Modeling Technology 课程总学时：32 讲课：32 实验：0 上机：0 适用专业：车辆工程、装甲车辆工程、能源与动力工程专业 大纲编写（修订）时间：2017.5 一、大纲使用说明 （一）课程的地位及教学目标 本课程为车辆工程、装甲车辆工程和能源与动力工程专业学生的一门专业基础选修课，是一门计算机软件学习与应用课程。三维建模软件是工程人员提高设计水平与效率、改进产品质量、缩短产品开发周期、增强竞争能力的有力工具。通过本课程的学习，使学生掌握Catia软件中几个基本模块的操作和应用，培养学生应用大型工程软件解决问题的能力，使学生毕业后能够适应社会的发展。为毕业设计的顺利进行知识储备并奠定基础，为今后从事科学研究和工程技术工作打下扎实的计算机应用基础。 通过本课程的学习，学生将达到以下要求： 1．掌握Catia软件中几个基本模块的操作和应用，建立三维建模的概念； 2．能够进行基于草图的三维模型建立并合理添加约束进行装配； 3．能够对所设计零件或装配进行工程图设计，并进行合理标注； 4．能够进行简单的曲线和曲面设计。 （二）知识、能力及技能方面的基本要求 1.基本知识：掌握三维建模的基本构成及软件的安装等基本知识。 2.基本能力：掌握应用catia软件进行三维建模、装配及工程图设计等基本技能。培养学生分析和处理实际问题的能力，能够独立面对问题、分析问题、解决问题。 （三）实施说明 1．教学方法：课堂讲授中重点对基本命令和建模思路的讲解；采用启发式教学，培养学生思考问题、分析问题和解决问题的能力；引导和鼓励学生对学习生活中的实际模型进行建模练习，培养学生的自学能力；增加实例强化学生对命令的理解，调动学生学习的主观能动性。 2．教学手段：采用现场教学模式，即教师在讲授基本命令后，对命令的应用示例在教师机上讲授演示,学生在自带的笔记本上同步操作演练，强化教师与学生的互动，学生当场对软件相关命令进行吸收并应用，并在练习中增加变换，使学生在实际应用中能举一反三，灵活运用。 课程的教学目标通过教师演示讲授，学生课堂练习和课后作业三个环节来实现。 （四）对先修课的要求 要求学生先修：《机械制图》并达到课程的基本要求。本课程将为《虚拟样机技术》、ANSYS技术》、课程设计以及毕业设计的学习打下良好基础。 （五）对习题课、实践环节的要求 1．根据课程的要求，结合专业特点安排一定的实例，通过课堂练、教师讲解相结合和课后作业完成。对重点、难点命令如多截面实体等加强习题练习以培养学生消化和巩固所学知识，用以解决实际问题为目的，课堂学生完成指定任务的先后顺序作为评定平时成绩的一
(完整版)三维机械设计软件对比
三维机械设计软件对比 一、如果你是机械设计，那么强烈推荐学习SolidWorks 这个软件的最新版本是SolidWorks 2010，但笔者推荐使用SolidWorks 2008 因为这个版本比较稳定。SolidWorks 有以下几大优点： 1、软件的亲和力比较好； 2、容易上手，特别适合初学者； 3、其它主流三维软件有的功能它都有。 这个软件的缺点是对电脑的要求比较高。 二、如果你是模具设计推荐你使用pro/E 这个软件使用的人比较多，功能很强大，尤其在曲面生成方面性能优异。缺点是软件的亲和力比较差，初学者比较困难。 三、如果你是经常和数控机床打交道的，那么推荐你学习UG 这个软件在和数控编程的结合方面有非常优异的其特色。 ?目前国内外的三维设计软件主要有来自美国PTC公司的高端Pro/E, 美国UGS公司的高端UG 和中端Solidedge，法国Dassault公司的高端CATIA和中端Solidworks，以及Autodesk 公司的Inventor。同时，这两年国内院校开发的北航海尔CAXA在低端市场也占有一定份额。 根据调研结果，下面将这几个软件从公司背景到产品功能做个系统的比较，便于最终决策。 公司、软件背景 PTC：美国公司，有三维设计软件Pro/E和产品数据管理软件Windchill，以一体化的产品 解决方案而著称业界。从三维设计、分析、仿真/优化、数控加工、布线系统到产品数据管理 等各方面都有相应模块，产品覆盖企业设计/管理全流程。它的销售方式是根据企业不同阶段、 不同层次的需求，购买相应的模块，逐步扩充形成完整的产品研发系统，保证了企业在 CAD/CAE/CAM/PLM方面有统一的数据平台。 PTC公司成立于1989年，是目前三大设计软件公司最年轻的，拥有最先进的技术，公司名称为参数技术公司，在美国Nasdaq上市，其Pro/E软件以参数化、全相关、实体特征设 计文明，在通用机械设计行业占据领先地位。典型用户：卡特匹勒、John-Deer、小松、现 代重工、北起、徐工、宣工、柳工、厦工等。 销售模式：直销/渠道，在中国有6家办事处，215名员工，800免费售后服务热线中心（中国热线中心22个技术支持）。 UGS：美国公司，有高端三维设计软件UG和产品数据管理软件TeamCenter，近年来先后
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数控机床三维建模与设计I 数控机床三维建模与设计 摘要 数控车床是装有数字程序控制系统的自动化车床。其通过数字化信号由伺服系统对机床运动及加工过程进行控制，最终实现车床自动完成对零件的加工。与其他控制相比，数控的最大特点是运动的执行与程序的编制相互独立。其集中了自动化机床、精密机床和通用机床的优点，具有高效率、高质量和高柔性的特点。 计算机建模技术将机械设计的参数化应用于数控机床的设计与研究，以提高机床产品的质量，加快数控机床的更新换代。在传统机械设计的基础上，使用功能强大的Pro/e 工程建模软件建立数控机床主轴部件的实体模型，并模拟机床主轴部件的装配过程、主传动、换刀运动等过程，使设计者在制造样机之前，及时发现设计过程中潜在的缺陷，为下一步的设计提供良好的条件。 关键字：计算机建模，参数化，数控机床，主轴部件，装配过程，主传动，换刀运动
陕西科技大学毕业设计说明书II NUMERICAL CONTROL MACHINE THREE DIMENSIONAL MODELLING AND DESIGN ABSTRACT Numerical control (NC) lathe is an automatic lathe that installed numerical program control system. It transmits numerical signal to control the machine tool’s movement and machining process by servo system, eventually realizes that it automatically completes to processing of parts. With NC’s biggest characteristics that other control compare, Discharge movement and program mutually independent. It collects the advantages of automatic machine tools, precise machine tools and general purpose machine tools, having the characters of high-efficiency, high-quality and high-flexibility. The calculator is set up the mold technique to turn the parameter that the machine design to apply in the design and researches that the number control the tool machine, with the quantity of the exaltation tool machine product, the renewal that speeds number to control the tool machine changes the generation. On the foundation that the traditional machine design, the strong engineering of Pro/ e of the usage function sets up the entity model that the mold software builds up number to control the tool machine principal axis parts, and imitate the assemble process, lord of the tool machine principal axis parts to spread to move, change the knife the sport etc. process, make design is before make the kind machine, discovering to design the process in time in the latent blemish, provide the good condition for the design of the next move. KEYWORDS: Computer modelling，Parametrization，Numerical control machine，Main axle part，Assembly process，Master drive，The knife movement trading
浅谈三维建模技术的研究与应用
浅谈三维建模技术的研究与应用 兰文涛 新疆油田公司风城油田作业区 摘要：以应用为主的三维地理信息系统模型，通过Skyline TerraExplorer Pro和3ds Max模型制作，并发布应用到GIS,从而推进了GIS应用，实现了油田设施在计算机中的展示、研究与管理步伐，加快了数字油田建设，并促进了克拉玛依标志性建筑三维模型的早日完成。 关键词：3ds Max；Skyline TerraExplorer Pro；建模；GIS；应用 1.1 前言 2000年，中国石油天然气股份有限公司新疆油田分公司（以下简称油田公司）在“数字地球”技术背景下，提出了数字新疆油田的宏伟战略，并制定了“数字新疆油田”信息建设“三个阶段”的战略部署。不仅将从根本上建立从分散到集中，从无序到有序的信息化建设新秩序，而且标志着“数字新疆油田”规模化建设的开始。 但是“数字油田”是一个庞大，复杂的工程，涉及的内容之多，之广，它涉及数据建设，信息系统建设，网络工程建设等，其中信息系统的建设，是由二维地理信息来表示的。二维 GIS始于二十世纪六十年代的机助制图，今天已深入到社会的各行各业中，如土地管理、电力、电信、城市管网、水利、消防、交通以及城市规划等。但二维GIS存在着自身难以克服的缺限，本质上是基于抽象符号的系统，不能给人以自然界的本原感受。随着应用的深入，第三维的高程信息显得越来越重要。一些二维GIS 和图象处理系统现已能处理高程信息，但它们并未将高程变量作为独立的变量来处理，只将其作为附属的属性变量对待，能够表达出表面起伏的地形，但地形下面的信息却不具有，因此它们在国际国内也被俗称为2.5维的系统。考虑到2.5维这一概念并不严密，作者称之为“地形面三维”或简称面三维。我们认为，面三维的GIS本质上仍然是二维GIS系统。 二维GIS只能处理平面X、Y轴向上的信息，不能处理铅垂方向Z轴上的信息。它在表达上通常是将Z值投影到二维平面上进行处理，因此对于同一（x, y）位置的多个Z值不能表达。 世界的本原是处在三维空间中的，二维GIS将现实世界简化为平面上二维投影的概念模型注定了它在描述三维空间现象上的无能为力，克服这一缺陷迫切需要真正的基于三维空间的GIS的问世。三维地理信息系统就是在这一前提下进行的开发，它充分体现了三维建模技术，对三维物体进行了真实再现，从而满足生产、科研、管理、决策等对空间信息的可视化需求。 2.1 三维地理信息系统的定义与特点 2.1.1 三维地理信息系统的定义 三维地理信息系统（Geographical Information System）简称三维GIS，三维GIS是近年来迅速发展起来的一门融计算机图形学和数据库技术于一体的新型空间信息技术,它把现实世界中对象的空间位置和相关属性有机地结合起来,满足用户对空间信息管理的要求 ,并借助其特有的空间分析功能和可视化表达,进行各种辅助决策。从而满足了生产、科研、管理、决策等对空间信息的可视化需求。 从不同的角度出发，GIS有三种定义：①基于工具箱的定义：认为GIS是一个从现实世界采集、存
各种三维软件对比及ug学习方法
对于绝大多数刚入门的新手来说，哪个软件好，哪个版本好，都是学习某个软件的第一个问题。这很正常。少数人也会更理智细致的提出我现在正在从事某行业或者想从事某行业，我该学习哪个软件和版本呢。我这句话的意思是想告诉你，ug很好，任何能持续存在和被使用的软件都很好没知识它们的优势领域不同。 现在应用在工业设计，制造加工行业里，应用到得软件很多，比如ug，catia，proe，cad，犀牛，mastercam，powermill，cimatron，solidwork，inventor，caxa，solidedge，逆向造型建模软件，Imageware，CopyCAD，RapidForm，Geomagic，专业A级曲面软件class A，alais studio!再加上一些专业的模流分析软件等等，实在是很多，它们在不同的领域里大展风采。举个例子吧，ug在模具设计，实体建模，加工编程方面是非常优秀的，在装配，工程图方面也是足够你使用的。而在汽车外观的建模，属于高级曲面造型，要求曲面质量很高，百分之八十的企业是使用catia，还有少量的则使用ug。单论加工编程，powermill，mastercam，cimatron 相对于其他软件来说，是非常强大地。单论结构设计，proe一直是主流，现在使用solidwork 的人数也在增多。单论工程图，毋庸置疑，cad是非常强大的，而做逆向的朋友，当然都熟悉imageware，和geomagic那几个专业逆向软件了而很多从事概念创意设计的朋友，用的较多的是犀牛。每人软件都有自己的特长，也都有自己的缺陷，全才的软件对于商家来说也是行不通的。我说了这么多，我想朋友应该知道自己该选择那些适合自己的软件了吧。 我想既然朋友提到了ug，应该是有朋友向你介绍的，我猜想你可能是想从事模具，三维造型方面的工作吧。现在专门说说ug吧。Ug里应用最多的模块是建模，加工编程，其次是工程图，装配，运动仿真，模流分析，其他的用处就比较少了。我想这些功能足够你用了吧。Ug的在建模方面的最大优势是建模灵活。如果你是画简单规则一些的实体模型的话，ug的建模速度是相当强悍的，并且可以实现全参数建模，结合一些直接建模的功能，修改起来是相当方便的。对于曲面建模来说，ug的优势依然是灵活，不像proe那样必须全参，出了一点问题都拖住了整个进度。虽然说曲面建模修改起来没有proe快，但是一些大的曲面改动proe同样是无法更新很麻烦的。如果你是做模具，或者建模造型的话，我非常支持大家使用ug。如果是结构设计的话可能还是选择proe更好些。 关于ug好不好学的问题，我想说的是任何软件在你么有基础的情况下前期都会感到很多迷惑，那是正常的，在你熟悉ug之后，设置好快捷键，你会发现你的操作速度吓人。 关于学习ug方法的问题，我想就我自己的学习经历提点建议。 1不要光看书和看视频，要大量的结合书籍和视频练习，往往你会觉得你都能看的懂，等到自己动手的时候才发现，各种莫名其妙，意想不到的事情都出现，解决一个问题，可能你一个星期或者一个月之后才找到答案。而这个过程，也正是你开始收获进步的过程。 2个人建议视频比书的效果更好，看书乏味，容易犯困，而视频则直观生动很多，一些思路更是值得你去学习，学习起来进步更快。在这里我强烈建议一个免费视频网站，“我要自学网”https://www.360docs.net/doc/0115581279.html,。虽然里面的视频对于老手来说用处不大了，但是对于入门来说那是不二的选择，非常的细致和专业。 3在掌握基础之后，你就要向复杂一点的曲面开始了，买一些关于曲面建模的教程视频，前期熟悉各种曲面指令，后期学习建模思路，学习曲面构成的原理是点构线，线构面。等到了你会熟悉的构造的曲面轮廓线的时候，那基本上你看到什么就能画什么了。 4这最后一点我想说的是，软件熟悉到一定地步，自己综合技能提升到一定层次之后，才发现之前的过程只是一个学习积累广泛经验的过渡工具。我们在使用软件的过程中，可能会逐渐在公司里学到了结构，模具，工艺，成本，材料，市场等各种知识，等到你这些知识了解到一定地步的时候，你就不会再使用这些软件了，软件再熟悉，那也只是一个工具，我们也只能算是软件操作工。那个时候，你应该成为顶级的工程师，张张嘴吧，或者在草纸上画上几笔，让下面的人来领会你的意图。就像一个将军，一句话，就顶的上万千小兵。经验
机械产品三维建模通用规则第1部分：通用要求
ICS XX.XXX.XX J XX 机械产品三维建模通用规则 第1部分：通用要求 General Principles of Three- Dimensional Modeling for Mechanical Products— Part 1: General Requirements （征求意见稿） 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 中国国家标准化管理委员会
目次 前言................................................................................. II 1 范围 (1) 2 规范性引用文件 (1) 3 术语和定义 (1) 4 三维数字模型的分类 (2) 5 三维数字模型构成 (2) 6 三维建模通用要求 (2) 7 模型文件的命名原则 (3) 8 三维数字模型检查 (3) 9 三维数字模型管理要求 (3)
前言 GB/T xxxxx—xxxx《机械产品三维建模通用规则》由四部分组成： ——第1部分：通用要求； ——第2部分：零件建模； ——第3部分：装配建模； ——第4部分：模型投影工程图。 本部分为xxxxx—xxxx《机械产品三维建模通用规则》的第1部分，给出了机械产品三维建模术语、模型分类与构成、建模通用要求、模型文件的命名原则、模型检查以及模型管理要求等方面的规范性要求。 本部分由全国技术产品文件标准化技术委员会提出并归口。 本部分主要起草单位：机械科学研究总院中机生产力促进中心、北京清软英泰信息技术有限公司、中国电子科技集团公司第三十八研究所、北京数码大方科技有限公司、北京艾克斯特信息技术有限公司、北京理工大学、西安电子科技大学、上海交通大学、广西玉柴机器股份有限公司、上汽通用五菱汽车股份有限公司、广西柳工机械股份有限公司、北京科新纪元信息技术有限公司。 本部分主要起草人： 本部分为首次发布。
三维模型轻量化技术
三维模型轻量化技术 1 模型轻量化的必要性 设计模型是一种精确的边界描述(B-rep)模型，含有大量的几何信息，在现有的计算机软硬件条件下，使用设计模型直接建立大型复杂系统装配、维修仿真模型是不可能的，因此需要使用轻量化的模型建立仿真模型，以达到对仿真模型的快速交互、渲染。 2 细节层次轻量化技术 90年代中期以来，模型轻量化技术得到了快速的发展，出现了抽壳(hollow shell)技术和细节层次(Level of Details, LOD)技术。抽壳技术只关心产品模型的几何表示而不考虑产品建模的过程信息，LOD技术将产品几何模型设定不同的显示精度和显示细节，根据观察者眼点与产品几何模型之间的距离来使用不同的显示精度，以此达到快速交互模型的目的。 LOD技术是当前可视化仿真领域中处理图形显示实时性方面十分流行的技术之一。LOD模型就是在不影响画面视觉效果的条件下，对同一物体建立几个不同逼近精度的几何模型。根据物体与视点的距离来选择显示不同细节层次的模型，从而加快系统图形处理和渲染的速度。保证在视点靠近物体时对物体进行精细绘制，在远离物体时对物体进行粗略绘制，在总量上控制多边形的数量，不会出现由于显示的物体增多而使处理多边形的数量过度增加的情况，把多边形个数控制在系统的处理能力之内，这样就可以保证在不降低用户观察效果的情况下，大大减少渲染负载。 通常LOD算法包括生成、选择以及切换三个主要部分。 目前轻量化的技术有多种，具有代表性的有JT和3DXML两种。3DXML是Dassault、微软等提出的轻量化技术，JT是JT开放组织提出的轻量化技术。SIEMENS公司的可视化产品都采用JT技术，如我们使用的VisMockup软件。 JT技术用小平面表示几何模型，采用层次细节技术，具有较高的压缩比，模型显示速度很快。 jt、ajt模型及其结构 jt模型文件是三维实体模型经过三角化处理之后得到的数据文件，它将实体表面离散化为大量的三角形面片，依靠这些三角形面片来逼近理想的三维实体模型。 模型精度不同，三角形网格的划分也各不相同。精度越高，三角形网格的划分越细密，三角形面片形成的三维实体就越趋近于理想实体的形状。模型曲面精度由Chordal、Angular 两个参数控制。图1(a)，Chordal表示多边形的弦高的最大值，图1(b)，Angular表示多边形相邻弦的夹角的最大值。?????????????????????????????? 图1 Chordal和Angular示意图 jt模型有三种结构形式，都保持了原来的产品结构。分别是： (1)Standard(标准结构形式)。包含一个装配文件和多个零件文件，其中零件文件都放在一个和装配文件同名的目录下。我们建立的虚拟样机模型都采用这种结构形式。 (2)Shattered(分散结构形式)。包含多个子装配文件和多个零件文件，其中子装配文件和零件文件都放在一个目录下。这种结构的优点是有子装配文件，并可以直接使用子装配，缺点是文件管理比较乱、不清晰。
最流行的五种三维软件分析与比较
最流行的五种三维软件分析与比较 对于许多想要涉足三维计算机图形领域的初学者来说，脑海中闪现出的第一个问题就是：我该学习那个三维软件？实际上，这个困扰了许多中国三维爱好者的问题，同样也是一个世界性的问题。准确地说，关于这个问题，并没有一个确定的答案，在https://www.360docs.net/doc/0115581279.html,网站上，DominikDryja总结了一些专家的观点，写就了这篇文章。希望这篇文章也能为广大的中国CG爱好者起到一个抛砖引玉的作用。 作者简要地比较了几种目前国际上最为流行的三维软件，这包括：Discreet的3ds max、Maxon的 Cinema 4D、Alias的 maya、softimage/XSI和NewTek的lightwave 3D。详细说明了它们各自的特点、差异以及用途，对各自的优势与弱点也有说明，甚至对于获得工作机会等话题也有说明。尽管这只是作者个人的观点，但对中国的CG爱好者们，特别是那些初学者们却不失为一篇好的入门文章。通过这篇文章，大家可以了解当今三维制作的趋势，什么是三维制作的高端和低端、哪些是当今世界上主流的三维软件，各种软件的主要应用领域，各自的特点、优缺点以及就业前景等，希望这篇文章对广大的中文用户了解三维软件、进而做出自己明智的选择能够有所帮助。 前言 每周之中，在https://www.360docs.net/doc/0115581279.html,网站的社区论坛里，都有许多想要开始学习计算机动画和视觉特效、三维图像制作以及游戏制作的艺术爱好者的大量来信和询问，他们心目中的第一个问题通常就是：“我该学习那个三维软件”？对于这个问题，应该说从来就没有一个唯一的答案。准确地说，应该根据你想要达到的目的和期待三维软件所能提供给你的功能来决定选择哪种三维软件。在https://www.360docs.net/doc/0115581279.html,这个热情的交流平台上所能给出的最佳解决方案就是，选择当今工业生产中最流行的几种三维软件，请大家各抒己见，如果你愿意的话，还可以给出简单的介绍，因为你们所有对于这个问题的回答都将会对初学者有所帮助。 在阅读这篇文章的同时，还应该知道，实际上还有许多其它非常好的软件可供选择。这篇文章只能涉及几种，不可能将所有的软件都包括进来。每一个软件都各有特点，因此也只能根据各自的特点进行评判。作者的观点也只代表他个人，其中还涉及到他对软件的熟悉程度和使用能力。所有的观点并不代表https://www.360docs.net/doc/0115581279.html, 网站。读完这篇文章之后，请大家自己做更多的研究工作，比如访问一些软件的官方网站、寻找一些网上的相关文章、进行一些更深入的研究等等。要想回答“那个三维软件最适合你？”这个问题，答案只能由你自己来寻找。 --------------------------------------------------------------------------------
三维建模在各个领域的应用
三维建模在各个领域的应用 （武汉纺织大学工程造价11403王博） 摘要：自上世纪五十年代马特龙把地质统计学引用地质研究以来三维建模已经在多个领域得到应用，本文通过对前人的文献进行分析整理得出三维建模在各个领域中的应用及其发展始末。 关键词：三维设计；三维建模；技术应用 Application of three dimensional modeling in various Fields Abstract:since the1950s matalon applied geological statistics to the geology,the study of geological3D modeling has got application in many areas.In this paper,we give a sight on the application of3D modeling in various fields and the development of the whole story through the previous literature collation and analysis Keywords:3D design;3D modeling;application technology 1引言 随着社会经济的迅速发展，人民生活水平的不断提高和三维建模技术的不断完善，人们对三维建模产品的需求急剧增加。而三维建模技术在对交通、能源、动画、影视、通讯等各个项目中的利用也急剧增加。本文从三维建模的发展历史及其应用和意义三个方面对三维建模进行綜述。 根据百度百科的定义，三维模型是物体的多边形表示，通常用计算机或者其它视频设备进行显示。显示的物体是可以是现实世界的实体，也可以是虚构的物体。任何物理自然界存在的东西都可以用三维模型表示。回顾一下地质建模在油田开发中的作用，可以发现目前的三维建模主要有两个作用：一个是为数值模拟提供基础模型，第二是用于油藏的整体评价，例如油藏勘探开发的风险评价。但三维建模一直没能深入到油田的生产中。 油田开发地质研究工作中，目前还没有十分有效、先进的技术。油藏地质研究还主要依靠手工编制的厚度图、油藏剖面图、连通图等。十分需要新的技术的补充与提高。在整个开发阶段地质研究工作中，唯一可以称为新技术的就是三维建模。因此三维建模完全可以在开发阶段地质研究中起到更为突出的作用。实际上，三维建模应该，也完全可以成为油藏开发阶段油藏精细描述和生产措施部署的核心技术。 现在，三维模型已经用于各种不同的领域。在医疗行业使用它们制作器官的精确模型；电影行业将它们用于活动的人物、物体以及现实电影；视频游戏产业将它们作为计算机与视频游戏中的资源；在科学领域将它们作为化合物的精确模型；建筑业将它们用来展示提议的建筑物或者风景表现；工程界将它们用于设计新设备、交通工具、结构以及其它应用领域；在最近几十年，地球科学领域开始构建三维地质模型。 2．三维建模的发展历史
三维竣工验收建模标准
三维竣工验收建模标准 （征求意见稿） 上海市测绘院编制
三维竣工验收建模标准 1 主要内容与适用范围 为了规范三维竣工验收模型制作流程，明确三维竣工验收模型制作内容和制作要求，确保三维竣工验收模型数据的质量，特制定本标准。 本标准适用于上海市三维竣工验收模型数据的生产和制作。 2 总则 2.1 要求 ●本标准采用上海城市平面坐标系统，吴淞高程系统。 ●硬件：CPU P4以上、内存1G以上、硬盘100G以上、显卡显存256M以上。 ●软件：三维模型制作相关软件。 2.2 引用标准 ●GB/T 20258.1 《1:500、1:1000、1:2000基础地理信息要素数据字典》 ●GLW020《测绘产品质量检验实施规定》 ●CJJ8《城市测量规范》 ●CJJ/T157-2010 《城市三维建模技术规范》 ●DGJ/T08-86《1:500、1:1000、1:2000数字地形测量规范》 使用本标准时，应注意使用上述引用标准的现行有效版本。 3数据源 三维竣工验收模型数据源主要是竣工测量数据，主要包括： ●竣工分层平面图 ●竣工立面图 ●竣工项目地形图
●竣工验收测量报告书 ●建设项目总平面图 ●建设项目设计图 ●竣工现场照片 4数据内容 三维竣工验收建模涉及的数据内容主要有建筑物及其附属设施、地面、小品和植被等，详细描述如表1所示。 表1 数据内容 5 数据类型 5.1 建筑物类型 三维竣工验收建筑物模型主要有两类，分别是标准模型和精细模型，实际操作中主要根据用户需求和区域重要性来确定建模类型。 表2 建筑物类型
5.2 地面类型 5.3 小品类型 5.4 树类型
建模技术三种方法
建模技术是虚拟现实中的技术核心，也是难点之一，目前主要有三种方法实现。 虚拟现实是在虚拟的数字空间中模拟真实世界中的事物，这就需要真实世界的事物在数字空间中的表示，于是催生了虚拟现实中的建模技术。虚拟现实对现实“虚拟”得到底像不像，是与建模技术紧密相关的。因此，建模技术的研究具有非常重要的意义，得到了国内外研究人员的重视。 数字空间中的信息主要有一维、二维、三维几种形式。一维的信息主要指文字，通过现有的键盘、输入法等软硬件。二维的信息主要指平面图像，通过照相机、扫描仪、PhotoShop等图像采集与处理的软硬件。对于虚拟现实技术来说，事物的三维建模是更需要关心的核心，也是当今的难点技术。按使用方式的不同，现有的建模技术主要可以分为: 几何造型、扫描设备、基于图像等几种方法。 基于几何造型的建模技术 基于几何造型的建模技术是由专业人员通过使用专业软件（如AutoCAD、3dsmax、Maya）等工具，通过运用计算机图形学与美术方面的知识，搭建出物体的三维模型，有点类似画家作画。这种造型方式主要有三种: 线框模型、表面模型与实体模型。 1. 线框模型只有“线”的概念，使用一些顶点和棱边来表示物体。对于房屋、零件设计等更关注结构信息，对显示效果要求不高的计算机辅助设计（CAD）应用，线框模型以其简单、方便的优势得到较广泛的应用。AutoCAD软件是一个较好的造型工具。但这种方法很难表示物体的外观，应用范围受到限制。 2. 表面模型相对于线框模型来说，引入了“面”的概念。对于大多数应用来说，用户仅限于“看”的层面，对于看得见的物体表面，是用户关注的，而对于看不见的物体内部，则是用户不关心的。因此，表面模型通过使用一些参数化的面片来逼近真实物体的表面，就可以很好地表现出物体的外观。这种方式以其优秀的视觉效果被广泛应用于电影、游戏等行业中，也是我们平时接触最多的。3dsmax、Maya等工具在这方面有较优秀的表现。 3. 实体模型相对于表面模型来说，又引入了“体”的概念，在构建了物体表面的同时，深入到物体内部，形成物体的“体模型”，这种建模方法被应用于医学影像、科学数据可视化等专业应用中。 利用三维扫描仪 理论上说，对于任何应用情况，只要有了方便的建模工具，有水平的建模大师都可以用几何造型技术达到很好的效果。然而，科技在发展，人们总希望机器能够帮助人干更多的事。于是，人们发明了一些专门用于建模的自动工具设备，被称为三维扫描仪。它能够自动构建出物体的三维模型，并且精度非常之高，主要应用于专业场合，当然其价格也非常“专业”，一套三维扫描仪价格动辄数十万，并非普通用户可以承受得起。三维扫描仪有接触式与非接触式之分。
三维建模数字化设计与制造
附件4：山西省第九届职业院校技能大赛（高职组） “三维建模数字化设计与制造”赛项规程 一、赛项名称 赛项名称：三维建模数字化设计与制造 赛项组别：高职组 赛项归属产业：加工制造类 二、竞赛目的 本项竞赛旨在考核机械制造、数控技术应用等机械类相关专业的学生，组队完成三维逆向扫描、逆向建模设计、机械创新设计、数控加工技术应用等方面的任务，展现参赛队选手先进技术与设备的应用水平和创新设计等方面的能力，以及跨专业团队协作、现场问题的分析与处理、安全及文明生产等方面的职业素养。引领全省职业院校机械制造类专业将新技术、新工艺、新方法应用于教学，加快校企合作与教学改革，提升人才培养适应我国制造业更新换代快速发展的需要。 三、竞赛内容与方式 （一）竞赛内容 竞赛内容将以任务书形式公布。 针对目前批量化生产的具有鲜明自由曲面的机电类产品（或零部件）进行反求、建模，并对产品(或产品局部)外形进行数控编程与加工，对无自由曲面的结构或零件根据机械制造类专业知识按要求进行局部的创新（或改良）设计。 整个竞赛过程，分为第一阶段“数据采集与再设计”和第二阶段“数控编程与加工”这两个可以分离、前后又相互关联的部分，分别为60%和40%的权重。 1、第一阶段：数据采集与再设计 该阶段竞赛时间为3小时，竞赛队完成三项竞赛任务。
任务1：样品三维数据采集。利用给定三维扫描设备和相应辅助用品，对指定的外观较为复杂的样品进行三维数据采集。该模块主要考核选手利用三维扫描设备进行数据采集的能力； 任务2：三维建模。根据三维扫描所采集的数据，选择合适软件，对上述产品外观面进行三维数据建模。该模块主要考核选手的三维建模能力，特别是曲面建模能力； 任务3：产品创新设计。利用给定样品和已经完成的任务2内容，根据机械制造知识，按给定要求对样品中无自由曲面部分的结构或零件或附属物进行创新设计。该模块主要考核选手应用机械综合知识进行机械创新设计的能力。 2、第二阶段：数控编程与加工 竞赛时间为3小时，竞赛队完成两项竞赛任务。 任务4：数控编程与加工。赛场提供第一阶段被测样品的标准三维数据模型,选手根据这组三维模型数据和赛场提供的机床、毛坯，选择合适软件对该产品进行数控编程和加工。主要考核选手选用刀具，以最佳路径和方法按时高质量完成指定数控加工任务。并考核选手工艺编制、程序编制、机床操作等方面的能力。 任务5：职业素养。主要考核竞赛队在本阶段竞赛过程中的以下方面： （1）设备操作的规范性； （2）工具、量具的使用； （3）现场的安全、文明生产； （4）完成任务的计划性、条理性，以及遇到问题时的应对状况等。 （二）竞赛方式 1、竞赛采用团体赛方式。 2、竞赛队伍组成：每支参赛队由2名正式学生比赛选手组成，其中队长1名。每队设指导教师2名。
三维建模及装配设计
六安职业技术学院 毕业论文（设计） 题目P ro/ENGINEER三维建模及装配设计 机电工程系计算机辅助设计与制造0701 专业学号 学生姓名 指导教师 起迄日期2009.7.11至2009.9.14 设计地点六安职业技术学院
六安职业技术学院学生毕业设计（论文）开题报告书 2009年 7 月 11 日
目录 第一章设计目的与要求 (04) 1.1设计目的 (04) 1.2设计要求 (04) 第二章应用软件介绍 (05) 2.1 Pro/ENGINEER软件简介 (05) 第三章绘图 (07) 3.1垫板的绘制 (07) 3.2轮子的绘制 (09) 3.3辅助版的绘制 (11) 3.4螺栓的绘制 (17) 3.5轴的绘制 (19) 第四章装配 (20) 4.1底板 (20) 4.2组装辅助版 (20) 4.3组装轮子 (21) 4.4组装轴 (22) 4.5装上螺栓 (22) 致谢 (24) 参考文献 (25)
第一章设计目的与要求 1.1设计的目的： 培养学生独立分析和处理专业问题的能力；完成技术人员的基本训练。通过本课程的学习，使学生能用绘图软件绘制中等复杂的机械零件和装配图。 1. 培养学生综合运用所学基础课、技术基础和专业课，分析和解决工程技术问题的独立工作能力。 2. 巩固、深化和扩大学生所学基本理论、基本知识和基本技能。 3. 使学生受到综合产品设计的能力的综合训练。例如，产品设计的一般程序和方法、产品系统设计以及产品的开发设计等产品设计的全过程，并以此为核心，对产品设计过程中所涉及的设计理论以及美学和工学基础、设计表达和计算机辅助设计的相关知识和内容作全面系统的训练，同时不断总结提高撰写论文和设计说明书的能力等等。 4. 培养学生的创新能力和团队精神，树立良好的学术思想和工作作风。 1.2设计的要求： （1）应掌握查阅本专业涉及的各种文献资料和各种工具书的方法。（2）应在思想作风、工作态度、纪律和团结协作等方面受到良好的训练，为毕业后走上工作岗位作好思想和心理上的准备。 （3）参加毕业设计的学生，应在规定的时间内，在教师的指导下，独立完成毕设课题给定的任务（如；完成工程图纸和设计任务）充分发挥主动性，创造性和刻苦钻研精神，严禁抄袭他人的设计成果。（4）参加毕业制造的学生，在教师的指导下，应在规定的时间内，完成数控工艺、合格制品及编写设计说明书。
数字化重建三维模型技术规范-
工厂数字化重建三维模型技术规范 南京恩吉尔工程发展研究中心 2014
目录 1 目标 (3) 2 范围 (3) 3 规范性引用文件 (3) 4 定义 (3) 4.1 建模对象 (3) 4.2 建模分类 (3) 4.3 建模区域 (3) 4.4 建模精度 (3) 5 建模范围 (4) 5.1 三维模型的建模范围 (4) 5.2 建模的功能分类与应用 (5) 6 建模精度要求 (6) 6.1 精度等级 (6) 6.2 专业建模描述 (7) 6.3 功能性建模 (8) 7 建模对象属性要求 (9) 7.1 一般对象属性 (9) 7.2 功能与属性的对照 (11) 8 装备拆解建模与建筑建模 (11) 8.1 装备建模 (11) 8.2 建筑建模 (12) 9 工厂信息采集及文档 (12) 9.1 建模文档及信息收集 (12) 9.2 三维扫描及场景照片 (13) 9.3 现场测绘及草图 (13) 9.4 工程变更信息收集 (13) 10 建模审查与交付 (14) 10.1 建模的中间审查 (14) 10.2 建模的终审与数字化交付 (14) 11 附件：资料收集一览表 (14)
1目标 工厂数模重建主要面向工厂的实际运营和维护需求的数字化，不同于三维工厂设计及建造建模，主要面向工厂建设和制造。而现代的数字化设计建造产生的数字化交付成果，可以通过迁移转换重用，还需要通过数字化的重建，补充大量的后续工厂数模信息，满足工程运维的数字化需求和大工厂物联网的大数据建设需求。 本规范适用于企业已建工厂的数字化重建工作。定义数字化三维模型重建工作中的建模类型、范围、编码规则、建模精度及模型属性等方面的要求和规则。 2范围 三维的数字化建模主要包括工厂的主装置区、辅助装置区、公用工程区、厂前区；以工厂的专属的站场、码头、管网、办公楼及辅助设施等。 3规范性引用文件 下列文件对于建模及信息收集应用是必不可少的。 ISO 15926（GB/T 18975）《工业自动化系统与集成及流程工厂(包括石油和天然气生产设施)生命周期数据集成》 GB/T 28170《计算机图形和图像处理可扩展三维组件》 HG/T 20519-2009《化工工艺施工图内容和深度统一规定》 4定义 4.1建模对象 指流程工厂模型的基本单元，如设备、管子、管件、结构、建筑、门、窗等。一个模型对象具有四类关键信息：唯一标识、几何属性、工程属性、拓扑关系（与其他模型对象间）。 4.2建模分类 三维工厂重建分为功能性建模和一般建模。 功能性建模：配合运维的管理功能要求，建立的符合一定功能需求的全息数模； 一般性建模：主要用于辅助管理功能要求的虚拟环境（如模型参考、信息索引、标识）的数模建模。 4.3建模区域 指按一定标准将工厂进行划分所得的空间分区（如装置区、功能区），区域间不可重叠。一般将以工程初始设计中的区域定义为准则。 4.4建模精度 建模精度按照一定的功能性需求分为：粗模、精模、全息模。分别在模型的尺寸及