单纱的三维模型的研究及其应用
第一章绪论
分的参数作修改，模拟图像都会实时的进行调整，保持输入数据和显示输出同步。该系统提供以下功能“”：
?经纬纱方向可以使用最多１６种不同的纱线
?可以改变经纬纱排列顺序
?每根纱线可以显示期望的颜色
?经纬纱密度可以单独设定
?单层织物可以由经纬纱自由定义
?纱线截面或轮廓随经纬纱系统而改变
?纱线尺寸可由输入的绝对精确数值决定
?每根纱线间和纱线层间的位置是可变
模拟效果图如下：
图１．１Ｅａｔ的３Ｄｗｅａｖｅ模拟效果图
２、ＮｅｄＧｒａｐｈｉｃｓ：该软件是提花织机软件，由织纹编辑、织机编辑、织物编辑和产品生产几个子系统组成；可以从纱线库中调用需要的纱线，也可以编辑经纬纱的颜色和排列；可以由简单组织转换成复杂组织，也可从复杂组织转换成简单组织；能够模拟显示股线、花色纱、花式纱等各种纱线的织物模拟效果；织物
第一章绪论
的生产设计数据可在各个子系统交换、显示、打印、存储；在向导工具的帮助下，可以多角度观测织物的三维模拟效果。模拟效果如下图１．２所示…１。
图１．２ＮｅｄＧｒａｐｈｉｃｓ织物的三维模拟效果图
３、ＳｅｏｔＷｅａｖｅ：ＳｃｏｔＷｅａｖｅ由多个功能完善单一系统组成。有纱线设计系统，
工艺图设计系统，大小提花设计系统，天鹅绒大小提花设计系统和动态悬垂性模拟系统。纱线和工艺图设计系统是提花设计该系统的基础，通过扫描现有的纱线、
织物，分析织物结构和纱线排列顺序，获得纱线和织物组织的相关参数，改变相
，
关纱线组织参数获得不同的设计目标，模拟仿真设计织物的三维外观，控制织机生产设计的产品。Ｗｅａｖｅ３Ｄ是提花设计系统的一个子系统，允许观察者改变观察点，来多角度观察研究不同层织物的结构形态和不同组织点区域内纱线的截面形态。外观动态悬垂性模拟系统是一个三维可视化工具，显示ＳｅｏｔＷｅａｖｅ织物覆盖在真实的三维模型上时的动态形变状态和阴影形态，用以表示织物的服用悬垂性能。Ｗｅａｖｅ３Ｄ显示的模拟效果如下图所示【１２１。
图１．３ＳｃｏｔＷｅａｖｅ织物的三维模拟效果图
人体三维模型解读
三维人体建模 摘要：对当今广为应用的线框模型、体模型和曲面模型等传统的三维人体建模方法进行了研究和分析,本文通过对三维人体建模的介绍，它的发展现况以及它对服装行业的影响，来阐述三维人体建模。 关键词:人体建模,发展，影响
目录 一：人体（三维）建模定义和内涵 1.1.三维模型（定义） 1.2.三维模型的构成 1.3.构建三维模型的方法 1.4.人体三维建模（定义） 二：人体建模发展现状 2.1.“3D人体扫描仪介绍” 2.2.主要人体三维扫描仪3D CaMega DCS系列（人体数字化系统）三：对服装产业的影响意义 3.1.三维服装仿真中的参数化人体建模技术 3.2.3D试衣系统中个性化人体建模方法 3.3.服装CAD中三维人体建模方法综述 四．文献来源
一：人体（三维）建模定义和内涵 1.1.三维模型（定义） 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。 1.2.三维模型的构成
（1）网格网格是由物体的众多点云组成的，通过点云形成三维模型网格。点云包括 三维坐标、激光反射强度和颜色信息，最终绘制成网格。这些网格通常由三角形、四边形或者其它的简单凸多边形组成，这样可以简化渲染过程。但是，网格也可以包括带有空洞的普通多边形组成的物体。 （2）纹理纹理既包括通常意义上物体表面的纹理即使物体表面呈现凹凸不平的沟纹, 同时也包括在物体的光滑表面上的彩色图案，也称纹理贴图，当把纹理按照特定的方式映射到物体表面上的时候能使物体看上去更真实。纹理映射网格赋予图象数据的技术；通过对物体的拍摄所得到的图像加工后，再各个网格上的纹理映射，最终形成三维模型。 1.3.构建三维模型的方法 目前物体的建模方法，大体上有三种：第一种方式利用三维软件建模；第二种方式通过仪器设备测量建模；第三种方式利用图像或者视频来建模。 三维软件建模目前，在市场上可以看到许多优秀建模软件，比较知名的有 3DMAX,SoftImage, Maya,UG以及AutoCAD等等。它们的共同特点是利用一些基本的几何元素，如立方体、球体等，通过一系列几何操作，如平移、旋转、拉伸以及布尔运算等来构建复杂的几何场景。利用建模构建三维模型主要包括几何建模(Geometric Modeling)、行为建模(KinematicModeling)、物理建模(Physical Modeling)、对象特性建模(Object Behavior)以及模型切分(Model Segmentation)等。其中，几何建模的创建与描述，是虚拟场景造型的重点。 仪器设备建模三维扫描仪(3 Dimensional Scanner)又称为三维数字化仪(3 Dimensional Digitizer)。它是当前使用的对实际物体三维建模的重要工具之一。它能快速方便的将真实世界的立体彩色信息转换为计算机能直接处理的数字信号，为实物数字化提供了有效的手段。它与传统的平面扫描仪、摄像机、图形采集卡相比有很大不同：首先，其扫描对象不是平面图案，而是立体的实物。其次，通过扫描，可以获得物体表面每个采样点的三维空间坐标，彩色扫描还可以获得每个采样点的色彩。某些扫描设备甚至可以获得物体内部的结构数据。而摄像机只能拍摄物体的某一个侧面，且会丢失大量的深度信息。最后，它输出的不是二维图像，而是包含物体表面每个采样点的三维空间坐标和色彩的数字模型文件。这可以直接用于CAD或三维动画。彩色扫描仪还可以输出物体表面色彩纹理贴图。早期用于三维测量的是坐标测量机(CMM)。它将一个探针装在三自由度(或更多自由度)的伺服装置上，驱动探针沿三个方向移动。当探针接触物体表面时，测量其在三个方向的移动，就可知道物体表面这一点的三维坐标。控制探针在物体表面移动和触碰，可以完成整个表面的三维测量。其优点是测量精度高；其缺点是价格昂贵，物体形状复杂时的控制复杂，速度慢，无色彩信息。人们借助雷达原理，发展了用激光或超声波等媒介代替探针进行深度测量。测距器向被测物体表面发出信号，依据信号的反射时间或相位变化，可以推算物体表面的空间位置，称为“飞点法”或“图像雷达”。
三维建模方案分析
三维建模方案及报价 1 矢量数据生成建模 管线在已知边界坐标等参数情况下，可直接构造模型。按照一定的顺序剖分为三角网，保证其法向量向外；平面则通过边界多边形的三角剖分来构造，保证其法向量向上。基准高通过查询属性数据得到。 若模型结构相似，可复制相关属性建模，勾勒轮廓线，基本忽略细节，贴仿真纹理，即该类型管线的通用纹理，不追求与真实情况完全一致。 2 软件建模 软件建模即人工外业采集拍照，内业通过一些模型制作软件（如：3dsmax、maya 等），以多方面数据为依据（如：照片、图纸等），手工建立模型数据。这种数据的特点是模型结构准确，外观美观；可以根据应用精度来自用控制模型的数据量；可维护性比较高。但制作的周期比较长。比较适合高精度、高美观度、密集度较低的场合使用。
1）获取准确的位置及外观数据 首先，将管线外轮廓线提取出来，并进行整理。以确定管线的真实地理位置和大致外形轮廓。 2）将数据转换为模型制作软件的可用数据。 将数据转换为模型制作软件可以识别的格式，如：AutoCAD的dwg和dxf 格式；并导入到模型制作软件中。 3）在模型制作软件中建立模型结构。 三维模型的搭建主要是指手工建模的部分，建模之前根据现有采集的，经过整理和编号的照片，以及甲方提供的资料（如cad 等），对建筑的级别进行划分，针对每个级别进行不同精度的模型搭建。 依据模型的外轮廓线建立模型的大体结构。然后参考照片和结构图，分别建立管线的各个结构。基本上分为三个等级： 一级模型：0.5 米以上的凹凸特征要建模表现。 二级模型： 1 米以上的凹凸特征要建模表现。 三级模型：1.5 米以上凹凸特征要建模表现。每个级别有相应的精度和规范，总体概括为：模型结构特征准确，能够通过该特征明显辨认，模型制作要求和注意事项有专门的制作规范。 4）制作贴图 为模型制作纹理，必须依据模型的结构调整贴图的尺寸。不同的模型精度要求，所对应的贴图尺寸也有所不同。 在保证贴图的清晰度的前提下将制作好的贴图尽量合并，以减少贴图加载数
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
三维建模在虚拟现实中的应用
龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/2b12764099.html, 三维建模在虚拟现实中的应用 作者：冯丹 来源：《商情》2019年第49期 【摘要】虚拟现实建模技术是当下计算机技术当中的一项热门话题。当今三维建模技术主要以Autodesk maya和3Dmax两款设计软件为主要创怍工具，三维建模方法主要有多边形建模、非均匀有理B样条曲线建模、细分曲面技术建模。每种建模方法各有其优点和缺点。本文主要围绕多边形建模和NURBS建模两种方法进行介绍。 【关键词】虚拟现实; 多边形建模; NURBS建模 一、引言 随着现在科技的发展以及计算机的普及应用，高科技技术产品的出现，三维技术和虚拟现实技术的应用逐渐发挥着重要的作用。虚拟现实技术是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统，它利用计算机生成一种模拟环境，是一种多源信息融合的、交互式的三维动态视景和实体行为的系统仿真，并使用户沉浸到该环境中。这是现代计算机技术高度发展的主要象征之一，有效提高了各类产品、建筑、景观、动画等的设计效果，使得图形不再仅局限于二维空间当中，而是转变为了三维立体图像，有种身临其境的感觉，标志着人类计算机科技的进步。 二、虚拟现实技术 虚拟现实技术简称 VR 技术，同时也被叫做灵境技术，是针对图像进行数字化处理，并包含了图形学、多媒体、网络、人工智能、传感器与高分辨率显示等技术，将人们的五感融合在一起，形成真实虚拟三维空间的信息集成技术系统。 三、三维建模技术 三维建模技术是一门通过软件来实现模型的技术手段。3D Studio Max，常简称为3ds Max 或MAX，是Discreet公司开发的（后被Autodesk公司合并）基于PC系统的三维动画渲染和制作软件。而NURBS曲面建模和Polygon多边形建模是这两款软件主要的建模类型。 （一）多边形建模 多边形建模是三维建模技术当中最早的建模技术之一。多边形建模方法是虚拟现实制作和虚拟建筑制作中最常用的三维建模方法，通过使用大量的、小的面片，多边形建模方法建立的模型可以建立任何平面或者曲面，并且使用这种方法建立的模型可以任意变化修改，能充分使用建模师的想象力，建立超现实三维模型。
【CN109903213A】一种用于光固化立体造型术三维模型文件的数字水印系统【专利】
(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910156977.5 (22)申请日 2019.03.01 (71)申请人 太原科技大学 地址 030024 山西省太原市万柏林区窊流 路66号 申请人 中国人民公安大学 (72)发明人 田华伟 李卓容 肖延辉 许智寅 王安红 (74)专利代理机构 太原中正和专利代理事务所 (普通合伙) 14116 代理人 焦进宇 (51)Int.Cl. G06T 1/00(2006.01) G06F 21/16(2013.01) (54)发明名称 一种用于光固化立体造型术三维模型文件 的数字水印系统 (57)摘要 一种用于光固化立体造型术三维模型文件 的数字水印系统，属于多媒体内容安全领域，本 发明公开了一种用于STL三维模型文件的数字水 印系统，能有效抵抗旋转、缩放、面片重排序等攻 击，该数字水印系统有两个部分组成：1)数字水 印嵌入部分；2)数字水印提取部分，本发明能成 功地从遭受旋转、缩放、三角面片重排序等攻击 的含水印STL三维模型中提取数字水印，能有效 地用于版权保护。权利要求书2页 说明书6页 附图2页CN 109903213 A 2019.06.18 C N 109903213 A
1.一种用于光固化立体造型术三维模型文件的数字水印系统，其特征在于，包括两个部分： 第一部分：数字水印嵌入部分 水印嵌入部分具体包括以下3个主要步骤： 步骤一、水印序列冗余编码 1)代表版权信息的长度为L的水印序列表示为W＝{w1,w2,w3,...,w i,...,w L}，其中W i∈[0,1]，若L为奇数则在w L之后补一位“0”； 相邻两位为一组，对水印序列W进行编码，其中“00”编码为“1”，“01”编码为“2”，“10”编 码为“3”，“11”编码为“4”， 得到编码后的水印序列其中W i∈[0,4]； 2)第一次加入校验位：在水印序列W1中的相邻重复或近邻重复数字之间加入校验位，相邻重复的情况下，首先在两位重复数字中间加入一位校验位，然后将第二位重复数字变化为其配对数字；近邻重复的情况下，首先加入一位校验位，然后重复上单元结尾数字，得到一次校验的水印序列W2； 3)第二次加入校验位：第一次加入校验位后，完整连续的水印序列W1被校验位分隔开，这里称两个校验位中间的数字元素集合为一个单元，且一个单元数字元素个数不超过4； 3.1在水印序列W2中数字元素个数为2、数字元素个数为3和数字元素个数为4的单元后面分别加入不同数量的校验位； 3.2当且仅当校验位前后数字为配对数字时，首先在原始校验位之前重复插入本单元结尾数字，然后在新插入数字之后加入一位校验位，得到二次校验的水印序列W3，此时单元与单元之间存在一个或多个校验位，单元仍然只为校验位与校验位之间的数字元素集合，且一个单元数字元素个数不超过5，无论何种情况校验位本身都不被列入单元范围内； 4)编码二进制化：将二次校验的水印序列W3中数字元素还原为相邻两个为一组的二进制编码序列，得到含水印信息的二进制序列W4； 步骤二:STL三维模型三角面片排序； 步骤三：冗余编码水印序列嵌入:采用对STL三维模型的三角面片的顶点进行重排序的方式，实现水印序列的嵌入； 第二部分：数字水印提取部分 水印提取部分具体包括以下3个主要步骤： 步骤一、STL三维模型三角面片排序； 步骤二、数字水印序列提取，具体步骤如下： 1)比较三角面片顶点坐标值大小，比较方法为先比较x坐标，x坐标相同时比较y坐标，y 坐标相同时比较z坐标，其中顶点坐标值最大的顶点命名为A顶点，按照逆时针方向，其余两个顶点依次命名为B顶点和C顶点，确定三角面片的A、B、C顶点； 2)根据顶点排序提取出含水印信息的二进制序列Q1，将二进制序列信息Q1每相邻两位为一组进行编码，其中“00”编码为“1”、“01”编码为“2”、“10”编码为“3”、“11”编码为“4”，得到含水印信息序列Q2； 步骤三、数字水印序列校验与修正 权 利 要 求 书1/2页 2 CN 109903213 A
ANSYS三维模型导入研究
ANSYS三维模型导入研究 关键字:A N S Y S三维模型接口有限元分析 采用三维CAD软件软件进行模型的建立，并导入到ANSYS中进行分析，已经成为了一种非常流行的方法，如何能够准确，快速的进行模型的导入一直是人们关注的问题，本文介绍了采用Solidworks软件进行三维建模并导入到ANSYS中的一些研究。 ANSYS软件是一个功能强大的结构设计分析和结构优化软件包，具有多物理场藕合的功能，允许在同一模型上进行各种各样的荆合计算，如热结构藕合，磁结构藕合，流体热祸合等，可以用于进行结构的静力分析、动力分析、结构的高度非线性分析、电磁分析、计算流体动力学分析、设计优化、弹性接触分析等等。ANSYS设计数据访问模块(DDA)能够使用户将由CAD建立的模型转换传送到ANSYS软件中，避免了不必要的重复建模工作。 1 ANSYS与Solidworks之间的数据转换 使用ANSYS进行有限元分析时，技术人员在进行三维模型的建立过程中耗费了大量的时间与精力。由于ANSYS自带的建模功能非常有限，只能建立一些结构简单的模型。随着ANSYS的应用日益广泛，在很多时候需要对非常复杂的模型进行有限元模型的建立，其需要处理的模型也越来越复杂，ANSYS自带的建模功能显出很多的不足之处。 Solidworks作为一款三维CAD软件，其拥有强大的参数化建模能力，可以建立非常复杂的实体模型。因此，如果充分利用Solidworks快速准确建模的特长，把在Solidworks建立好的模型导入到ANSYS中进行分析就可以很好地解决ANSYS建模能力的不足。现在，大多数的技术人员都是利用三维CAD软件建模，通过ANSYS与三维CAD软件之间的图形接口将建立好的模型导入到ANSYS。了解ANSYS与Solidworks之间的导入接口，能有效提高模型质量，简化分析工作，对CAE分析人员有着非常重要的意义。 2 使用ANSYS软件的图形接口进行数据的导入 ANSYS软件提供了与一些主流三维CAD软件进行数据交换的接口，ANSYS的图形接口可以准确的识别Solidworks的文件。使用ANSYS的导入接口转换模型的方法很简单，只要在Solidworks中将建好的模型使用“另存为”或“导出”，保存为ANSYS软件可以识别的标准文件，通常使用的有类型有IGES和Parasolid文件。在ANSYS中使用Import命令导入三维CAD模型，而后需要进行模型结构的失真处理与缺陷的修改。 对于Solidworks软件而言，ANSYS可以对其保存的文件直接识别，不需要另存为其他格式的文件。使用接口导入三维模型虽然很方便，但导入后的图形往往会出现一些问题，甚至会出现文件不能识别的现象。例如IGES格式是把产品的数据转换成中性文件格式的行业标准，对于实现文件之间的数据交换非常方便，但是ANSYS软件对IGES格式的文件读取存在着很多的问题，使用ANSYS导入IGES文件的时ANSYS软件对于细小的几何结构无法识别，从而造成导入的图形结构不连续，只是由一些面组成，而无法生成实体。并且使用ANSYS
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
章3-角色(二、三维角色人体模型,场景建模)讲解
第三章角色 3.1 前言 “角色”一词的源于戏剧，自1934年米德（G.H.Mead）首先运用角色的概念来说明个体在社会舞台上的身份及其行以后，角色的概念被广泛应用于社会学与心理学的研究中。社会学对角色的定义是“与社会地位相一致的社会限度的特征和期望的集合体”。角色是一个抽象的概念，不是具体的个人，它本质上反映一种社会关系，具体的个人是一定角色的扮演者。 而在我们动漫产业中，角色更是一个非常重要的元素，没有一个吸引人的角色，就出不了一个好的作品。我们本章来介绍角色的建模。 3.2 骨骼动画原理 骨骼动画(Skeletal Animation)[9]又叫Bone Animation，它与关键帧动画(Key-frame Animation)相比，占用空间小，因为它不需要像关键帧动画那样在每一帧中存储各个顶点的数据，而只需要存储骨骼变换数据，骨骼与顶点相比，当然要少得多。所以骨骼动画有很多优势，当然其技术难度也很高。骨骼动画在计算机图形学中是一个十分重要的内容，不管是在游戏、电影动画还是虚拟现实中，生动逼真的角色动画（人、动物等）会使其增色不少。 骨骼动画的实现思路是从人的身体的运动方式而来的。动画模型的身体是一个网格(Mesh)模型，网格的内部是一个骨架结构。当人物
的骨架运动时，身体就会跟着骨架一起运动。骨架是由一定数目的骨骼组成的层次结构，每一个骨骼的排列和连接关系对整个骨架的运动有很重要的影响。每一个骨骼数据都包含其自身的动画数据。和每个骨架相关联的是一个“蒙皮”(Skin)模型，它提供动画绘制所需要的几何模型信息(Vertex信息,Normal信息等)和纹理材质信息。每个顶点都有相应的一组权值(Weight)，这些权值定义了骨骼的运动对有关顶点的影响因子。当把动画人物的姿势和全局运动信息作用到骨架上时，这个“蒙皮”模型就会跟随骨架一起运动。 3.2.1实时角色动画 由于骨骼动画是从另外两种实时角色动画发展演变而来，因此，为了更好的理解骨骼动画的原理，就很有必要对它们进行研究分析。角色动画是计算机动画技术的一个重要组成部分，也是计算机图形学的一个重要分支。在实时渲染环境下，主要应用于虚拟现实，视频游戏，甚至是建模软件，动画制作软件。现在，随着计算机硬件技术的发展，特别是带有硬件加速功能的显卡性能的提高，实时渲染的角色动画技术得到了较快的发展且被广泛的应用。目前，实时角色动画技术大体可分为三种类型。
三维人体建模与显示
基于单目视觉测量的人体建模与显示 盛光有1，姜寿山1，欣2 (1.工程大学电子信息学院，710048; 2.工程大学服装与艺术设计学院，710048 ) 摘要：以一种基于单目视觉测量原理的三维人体扫描装置获得的人体数据为来源，运用三角面片法构建人体表面，并把人体模型保存为一种标准的模型格式文件OBJ文件，获取了三维人体模型。然后在Visual C++的编程环境中采用OpenGL （Open Graphics Library）作为三维图形接口,编程实现了三维人体模型，获得了可视化的人体模型。 关键词：三维人体模型；虚拟试衣；OpenGL；人体显示 随着人们对服装的舒适性，合体性和款式的个性化的要求越来越高。传统的二维服装CAD软件暴露出了种种不足之处,如号型难以适应不同形态的人体,不能在衣片设计阶段就看到成衣后的效果,需要反复修改等。根据个人体型进行单量单裁的量身定制方式(Made To Measure，简称MTM)应运而生，由于能满足个性特殊需求，这种方式深受人们欢迎。法国力克公司推出了一种服装量身定制系统[1]，按照客户具体要求量身定制,做到量体裁衣,使服装真正做到合体舒适. 德国TechMath公司的FitNet软件系统针对该顾客的体型,从人体数据库中直接搜索出相近的体型及配套服装样板,并提供了进一步根据顾客体型和穿着习惯修改样板的功能[2]。还有英国的Baird Menswear西服公司，其销售到国和国际市场的西服中有80％是通过量身定制系统完成的，并且服装系列涵盖了不同款式、颜色和规格的组合[3]。而国的三维服装CAD技术远远落后于西方发达国家，近几年来国的一些院校和公司也都在研究这方面的技术。其中获得可视的三维人体模型的是三维虚拟试衣系统和三维服装CAD系统中的关键技术。本文以一种人体扫描仪所获取的三维人体数据为数据为基础，采用三角面片法构建了人体表面模型，并编程实现了人体模型的真实感显示。 1 三维人体模型构建 1.1 数据获取 目前，获取用于三维人体模型重建的数据，主要用两种途径。一种是从Poser, Maya 和3DSMax等软件系统导出人体模型数据，另外一种是采用非接触测量方法，通常是采用非接触式人体扫描仪获取人体表面的三维数据。本为获取数据的方法属于第二种。本文中人体建模用到的数据来源于一种基于单目视觉的双扫描头人体扫描仪所测得的[4]。由于获得的原始数据点云数量很大，并且排列不太规则，因此对原始点云进行了一定的处理，有效地减少了数据点云的数量和增加了点云数据的规律性。关于数据处理的细节不是本文的所讨论的重点，在此不讨论。处理之后的点云如图1所示。
三维模型 论文
计算机辅助设计的发展与应用 三维建模 摘要：我们身在一个三维的世界中，三维的世界是立体的、真实的。同时，我们处于一个信息化的时代里，信息化的时代是以计算机和数字化为表征的。随着计算机在各行各业的广泛应用，人们开始不满足于计算机仅能显示二维的图像，更希望计算机能表达出具有强烈真实感的现实三维世界。三维建模可以使计算机作到这一点。所谓三维建模，就是利用三维数据将现实中的三维物体或场景在计算机中进行重建，最终实现在计算机上模拟出真实的三维物体或场景。而三维数据就是使用各种三维数据采集仪采集得到的数据，它记录了有限体表面在离散点上的各种物理参量。它包括的最基本的信息是物体的各离散点的三维坐标，其它的可以包括物体表面的颜色、透明度、纹理特征等等。三维建模正在广泛地应用于越来越多的领域，并且以其提供直观、方便的三维图像等特点在各领域中发挥越来越重要的作用。 关键字：三维建模、三维模型绘制、伞状网络 1、三维数据的应用 我们身在一个三维的世界中，三维的世界是立体的、真实的。同时，我们处于一个信息化的时代里，信息化的时代是以计算机和数字化为表征的。随着计算机在各行各业的广泛应用，人们开始不满足于计算机仅能显示二维的图像，更希望计算机能表达出具有强烈真实感的现实三维世界。三维建模可以使计算机作到这一点。所谓三维建模，就是利用三维数据将现实中的三维物体或场景在计算机中进行重建，最终实现在计算机上模拟出真实的三维物体或场景。而三维数据就是使用各种三维数据采集仪采集得到的数据，它记录了有限体表面在离散点上的各种物理参量。它包括的最基本的信息是物体的各离散点的三维坐标，其它的可以包括物体表面的颜色、透明度、纹理特征等等。三维建模在建筑、医用图像、文物保护、三维动画游戏、电影特技制作等领域起着重要的作用。在建筑领域，一个建筑物如果用普通二维图片（比如照片）表示，会造成对某些细节部位或内部构造观察的不方便。而建造时使用的图纸虽然包含了大量的信息，对于非专业人士来说却不容易看懂而且很不直观。如果使用三维建模的方法重建出这个建筑的三维模型，那么就可以直接观察这个建筑的各个侧面，整体构造，甚至内部的构造，这无论对于建筑师观看设计效果，还是对于客户观看都是很方
利用3DMINE等软件建立三维数字矿山模型及其应用
3Dmine矿三维数字矿山系统的步骤及简单应用 这是2012年时候，我看了网友的相关帖子然后按照他们的流程，梳理出来的方法。当时对3DMINE软件理解还不够，以为建几个实体模型就是数字矿山了，实际上还差比较远，最基本的钻孔数据库、块体模型储量估算那些部分还没有，所以题目应该叫做“利用3DMINE 等软件生成三维数字矿山模型”更恰当一些吧。 因为许多朋友问这个方法，所以我再整理一下分享给大家。 网友的方法还是比较简单实用的，能够快速生成一套三维矿山模型，我添加的一些内容仅供参考，里面还是有不少小错误，请大家以网友原创为准。网友原创网页链接在上面，主要是两个帖子，一个是采集等高线，一个是截图的。 需要再补充一点，刚截出来的卫星图片，范围可能不是很准确，可以用PHOTOSHOP裁剪图片。如果有CAD实测平面图，将卫星图片多次插入CAD平面图中，图片后置显示，将卫星图片与测量实测地表建筑等对比，用PHOTOSHOP多次裁剪后就非常准确了。将裁剪准确后的卫星图片贴在DTM表面模型上，才与实际地表更吻合（如图13）。 摘要：利用3Dmine软件建立矿山地下巷道、矿体、空区、矿岩界面模型；利用Google Earth、Getscreen软件截取矿区地表高清卫星图片；利用Global Mapper 、MapGis 、3Dmine 建立地表等高线图和三维地表模型，并将高清卫星图像贴在三维地表模型表面；三维数字矿山系统在矿山生产设计中简单应用。 关键词：3Dmine ;三维建模;Google Earth ;Getscreen;Global Mapper; MapGis ;三维模型应用 随着计算机软硬件不断发展，三维矿山工程设计软件在很多矿山、设计院、地勘单位、高校得到越来越多的应用，比较有代表性的软件有3Dmine、dimine、supac、micromine、sd、龙软等等。三维软件有着许多传统二维设计软件不具备的优势，并且逐渐成为发展趋势，这里尝试用3Dmine结合其它一些软件建立铁山矿数字矿山系统，介绍详细制作流程并浅谈一下它的部分应用。 国产大型3DMine矿业工程软件可应用于地质、测量、采矿和生产管理等方面，主要为固体矿产的地质勘探数据管理、矿床地质模型、构造模型、传统和现代地质储量计算、露天及地下矿山采矿设计、露天短期进度计划以及生产设施数据、规划目标数据建立实用三维可视化基础平台。 Global Mapper 是一款地图绘制软件，不仅能够将数据（例如：SRTM数据）显示为光栅地图、高程地图、矢量地图，还可以对地图作编辑、转换、打印、记录GPS及利用数据的GIS (地理信息系统)功能；可以转换数据集的投影方式以符合项目的坐标系统，并可以同时对数据集的范围进行裁剪；还提供距离和面积计算，光栅混合、对比度调节、海拔高度查询、视线计算等。 GetScreen(全称Get Screen Copy from Google Earth)是自动截屏Google Earth地图至本地的专用软件，根据用户确定的截图区域和高程，自动计算所需要的相关数据，自动拼接成无缝隙的地图文件，支持BMP 和JPEG两种存盘文件格式，并同时生成可用于OZI的GPS导航文件。 图1三维数字矿山系统侧视图 铁山矿三维数字矿山系统包括地上和地下部分。 地上是带有等高线的DTM表面模型，并贴上了卫星图片。等高线是从中科院下载的地形TIFF文件，通过Global Mapper、MAPGIS、3DMINE等软件转变而来，而卫星图片是通过GetScreen软件从Google Earth上截取而来。 地下部分就是通过3DMINE常用功能将CAD图纸转换到真实空间坐标位置的平面图、剖面图，再利用平面图、剖面图制作出巷道、矿体、空区、矿房矿柱等实体模型。 技术路线如图2。
三维建模技术应用论文：三维建模技术应用方法比较研究
三维建模技术应用论文：三维建模技术应用方法比较研究 摘要：文章对于现下流行的几种三维建模技术应用方法进行比较，同时分析这几大类主流建模方法在制作中的侧重点和优势以及存在的问题，为广大三维动画爱好者提供可供参考价值的资料。 关键字：三维建模多边形建模曲面建模插件 中图分类号：TH86文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2011）05-0116-01 建模是每个动画项目最先需要解决的问题，为项目中的场景需要寻找一种合适的技术表达，才能达到项目制作中追求高效快速的目的。因此比较研究各种建模方法的应用技巧对于提高项目制作效率就显得尤为重要，悉数当下建模技术方式，分别有多边形建模、曲面建模、细分表面建模、插件建模四种，在建模技术上各自有各自的侧重点和优劣势。 多边形建模方式是属于三维制作软件领域中传统的建模方式，其原理是利用一组顶点和顶点间的边组成所需要的边形，Polygon物体是多边形面的集合呈现简单的形状。也就是说可以利用3D MAX预先设置的Box、Cone、Torus、plane 、Teapot 这样的标准几何体，和扩展几何体中的Capsule、Prism 、ChamferBox等多边形，针对于对象的需要，任意的修改这些基
本多边形的他们的组合方式，使他们的外形达到制作方提出的要求，比如建筑效果中的楼房、起居用品、器皿等简洁规整的物件外形，而对于复杂的模型创建则可以利用3DMAX内置的编辑操作和多边形工具对Box反复Extrude和Edit Mesh来完成，因为这些工具的存在使得它具备创建复杂模型的实力。 NURBS曲面建模方式是用来做曲面造型物体的专业的方法，全称是……非一致性合理基础样条曲线，曲线和曲面是曲面模型的定义单位。由于NURBS曲线和曲面在传统的制图领域并不存在,是为使用计算机进行3D建模而专门建立的在3D建模的内部空间用曲线和曲面来表现轮廓和外形，因此NURBS能够比传统的多边形建模方式更好地控制物体表面的曲线度。有棱有角的形状要想在NURBS表面里制作生成是很难的，这种建模方式在制作复杂的曲面造型和精致的卡通造型、接近真人的效果的模型、曲线型的工业模型才更有优势。3DS MAX从2.0版就引入了NURBS技术使其建模水平有了质的飞跃，到目前4.0版NURBS技术更加完善创建和控制NURBS物体更为便捷，使NURBS建模方式在设计和动画行业越来越广泛地使用,NURBS 建模现已成为曲面与工业造型的标准方式,在工业设计领域有着重要的意义。 细分曲面技术是1998年以来业界最流行的建模技术，大有赶超NURBS技术之势，它可以使模型建立更容易，而且效果
在计算机中如何表示三维人体模型
在计算机中如何表示三维人体模型 关于人体建模技术的研究始于20 世纪70 年代末。在目前研究领域中，常见的算法主要有曲面建模、基于物理特性建模和基于解剖学的分层建模方法[1]。曲面建模又称表面建模，这种建模方法的重点是由给出的离散数据点构成光滑过度曲面，使这些曲面通过或逼近这些离散点。为使三维人体动画仿真效果更佳，A.H.Barr 在1987 年提出了基于物理特性的建模思想，将人体的物理特性加入到其几何模型中，通过数值计算进行行为仿真。为了进一步体现人体生理结构的层次性，Chadwick et al.在1989 年提出了“人体分层表示法”的感念，在此基础上Thalmann et al.在1996 提出了一种更加高效的基于解剖学的分层建模算法来实现人体的建模与仿真。在研究java 3D 人体建模的过程中，本文用一种把java 3D 和人物造型软件Poser 结合起来的方便办法。在获取人体曲面数据阶段通过对三维图形软件导出的3DS 文件研究的基础上获得java 3D 建模所需的人体表面顶点数据，避免了使用现代自测量工具所需耗费的财力物力，最终通过java 3D 建立人体模型实现环境渲染和交互控制，为进一步的实现动态修改人体模型打下基础。2．Java 3D 简介Java 最大的特点在于它的平台无关性，在Windows 95/98,Windows NT，Solars，Unix 等平台上，都使用相同的代码，Java 实现了"Write once, Run anywhere"。Java 的平台无关性使其特别适合于互联网环境下编写应用程序。Java3D 是适用于网络环境的跨平台的三维图形开发工具包，是Java 2 JDK 的标准扩展的一组API(Application Programming Interface)[2]，对底层的图形库OpenGL 和DirectX 进行了封装，更容易掌握，编程效率更高，保证高效的执行效率。Java3D 封装了大量的类，编写Java3D 程序时，大多情况下只需找到所需的类并加以应用。和其它Java 程序一样，利用Java3D 可以编写Application 程序和Applet 程序，用来生成三维场景的Applet 可以方便的从服务器传送到客户端，然后在客户端运行，具有优良的可传输性。 支持简单的脚本控制场景与用户的交互行为。Java3D 则是Java 语言在三维应用的扩展，Java3D的功能和可编程性更强，Java3D 有丰富的Java 类库的支持，实现各种编程行为，这是VRML 难以达到的。 3．人体曲面建模 人体曲面建模有两个关键的步骤：人体曲面数据的获取和在这些数据的基础上的曲面建模方法的确定。在曲面数据获取方面本节主要分析了传统第1 期陈君：一种构建三维人体模型的方法37测量方法的缺陷并介绍了现代先进的自动测量方法；在曲面建模方法方面本节通过分析了NURBS曲面的优缺点，采用了较简单的曲面三角面逼近的三 维人体建模方法。3.1 人体数据获取 人体曲面数据的获取是建立三维人体模型的前提，也是一项基础性的工作。人体形状为复杂的曲面，要对其进行较为精确的测量并获得全面细致的人体数据是很困难的。为了建立统一的测量方法，常根据明显、固定、意测的特点，选取骨骼端 点、突起点和肌肉沟槽等部位作为测量基准。传统的人体测量方法主要采用软尺、测高计、滑动计等手工工具，依据测量基准对人体进行测量，工具简单，方法简便，可以获得较细致的人体数据，但这种传统测量方法在精确性等方面存在很多的缺陷，随着服装CAD 技术的普及和深入，落后的人体测量技术已经成为一个制约因素。因此，国内外出现了很多先进的以现代光学为基础，融光电子学、计算机图像学、信息处理、计算机视觉等科学技术为一体的三维人体自动测量方法[3]。主要有光学图像法(干涉法、莫尔法、相位法等)和基于图像传感器的光电法。与传统的测量方法相比，三维人体自动测 量方法主要特点是快速、准确、效率高等[4]。
PDS三维模型设计软件在工程设计中的应用
-------------------------------------------------------------------------------- PDS三维模型设计软件在工程设计中的应用 PDS（Plant Design System）三维模型设计软件不仅具有多专业设计模块、强大的数据库，还有应力计算、结构分析等许多功能软件接口，而且具有模型漫游功能(用专用软件SmartPlant Review完成)，可发现模型错误，设计中的错、漏、碰、缺，以保证设计质量。三维模型设计在计算机上可动态直观地展示出工厂或单元装置建成后的实际情景（见上图），有利于业主更客观准确地作出决策，进行施工控制及生产维护。目前国外大型工程公司已广泛采用此软件。 我公司于1993年引进美国PDS三维模型设计软件，先后在多个项目配管设计中应用，取得了成功。2000年在100万吨/年柴油加氢精制装置设计中，全公司各专业均参与三维模型设计，经各专业共同努力，此项目三维设计取得圆满成功。这使我公司三维设计水平大大提高，缩小了与国外工程公司的差距，在国内设计院中处于领先地位，增强了我公司在国际和国内市场的竞争力。同时也为我公司创造了一个与国际工程公司合作、交流的良好环境。 在多年从事PDS三维模型设计软件的应用过程中，加深了对PDS系统的了解和认识，对解决工程三维模型设计应用中出现的各种各样问题积累了宝贵的经验，为今后全面开展三维模型设计提供了有利条件。为使三维模型设计工作在今后项目设计中顺利开展，提高三维设计水平，并取得圆满成果，应作好以下几方面工作。 建立一个良好的系统环境 硬件设施和应用软件是完成项目设计的基础。在任何项目开始之前应检查所有硬件，包括服务器和工作站，以及它们之间的网络设备，以确保硬件系统的良好工作环境。相应的应用软件也要配置完成，以保证设计人员的项目设计。 作好项目的建立和管理工作 在项目建立时首先要注意对种子文件的设置，如果设置不当，对整个项目的影响很大。以前就有因为种子文件设置不当，造成每一个分区都要手工设置，带来极大的不便，增加了大量的重复工作，影响了工作效率。 分区和模型的划分也十分重要，关系到设计时的操作速度及模型的视角效果，对设计人员的工作影响较大。一般是按功能分区，如按设备分区有加热炉区、反应器区、高压设备区、压缩机区等，按配管分区有管带区、压缩机区等。每个区设立一个设计坐标系，将设计坐标系原点的全厂坐标值输入，以保证整个工厂各区的坐标统一，同时又可保证每个区的设计人员按设计坐标系建立模型，不必考虑该区与整个工厂坐标的关系，避免由于坐标混乱产生的错误。对于区中的模型不能过大，否则屏幕上的内容太多，造成对模型特定内容的搜寻和查
常见的三维建模流程
常见的三维建模流程 目前，在市场上可以看到许多优秀建模软件，比较知名的有3DMAX, ArcGIS, Maya以及AutoCAD等等。它们的共同特点是利用一些基本的几何元素，如立方体、球体等，通过一系列几何操作，如平移、旋转、拉伸以及布尔运算等来构建复杂的几何场景。下面分别介绍下几款常用的软件建模流程。一般的三维建模流程如下图： 1. ArcGIS 三维建模步骤： （1）使用ArcGIS桌面，即ArcMap，加载矢量数据； （2）在ArcMap环境中，利用SketchUp插件工具，将所需要建模的区域导入SketchUp中； （3）在SketchUp创建模型； （4）在SketchUp中将模型转成ArcGIS的Multipatch模型要素文件并保存于Personal GeoDatabase（后面统称为PGDB）中。 （5）将导出模型加载到建模空间内；在SketchUp中添加适当的纹理。需要特别注意的是，在SketchUp中贴纹理的标准单元是模型个体。可以在选中状态下，右键/炸开，依次对每个面进行贴图。 （6）SketchUp导出生成Multipatch。该步骤需要谨慎对待，只有在
SketchUp操作空间中被选中的模型，才能以独立Multipatch要素导出。未被选中的模型也会被导出成Multipatch要素导出，但是将作为一个整体要素存在于Multipatch图层中。 2. 3DMAX三维建模步骤： （1）数据搜集与整理：将搜集好的数据绘成地形图将纸质地形图及校园规划图经过扫描数字化后导入计算机，经图像配准后进行矢量化，然后将拍摄得到的贴图资料导入计算机，利用Photoshop 软件对其进行处理，备三维模后贴图用。 （2）模型建立：模型的生成一般有3种方法，即多边形、面片及NURBS建模，常用的立体图制作使用多边形建模，这样可以描述足够的细节，创建任何表面。三维模型的制作是依据Auto CAD对其进行矢量跟踪数字化，将CAD格式的地图导入到3DMax中，其底图在3DMax中形成一个很小的透视线条组，此时必须将顶视图（Top-view），前视图（Front view），左视图（Left view），透视图（Perspective view）中的底图按比例拉伸成具有一定高度的实体模型，即可以每增加一层在图上拉伸2.4mm。 （3）背景灯光的设置：灯光是用来模拟真实照明的一类特殊对象，是构成场景的重要组成部分。在精美模型、真实材质的情况下，灯光效果的好坏直接影响整体的效果。 （4）成果输出。灯光设置完成后，便可以进行渲染地图的输出了。 3. Auto CAD三维建模步骤： （1）分类提取：分类提取，明确分类：建筑物、草坪、活动场地、道路、砖路、路灯、井盖、树木、围墙(栏)。分好类以后需要依次提取，过程是：在已有的二维平面图上新建图层，图层以上面的分类名字命名，之后依次进行描图，每完成一类的描图要将其提取出来单独保存一个Auto CAD文件。如果没有Auto CAD二维平面图有点数据那就要重新绘图再分类。 （2）建模，建模之前需要注意的就是模型的尺寸，还要注意单位要统一，如果单位没统一也可以通过SC命令来做比例缩放。同时CAD中还可以设置精度。另外为了避免文件太大影响Auto CAD文件打开和AutoCAD运行的速度，在建模的时候要尽量减少构成模型的体的数量。