基于WebGL的岩心图像的三维重建及应用

程 中发挥着 举足轻 重 的作用 。传 统的岩 心 图像三 维重建 需要借 助于 Ａ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ Ｘ ， 需要安装插件 ， 使得 系统 的跨 平 台性 差， 使用不 方便。针对上述 问题 ， 提 出采用 Ｗｅ ｂ Ｇ Ｌ 来实现岩心 图像 的三 维重建， 充分发挥 Ｗｅ ｂ Ｇ Ｌ 无插件 、 跨平 台、 依
靠硬件加速 的优势 ， 使得 石油地 质部门可 以更方便快捷的获取三维的岩心 图像 。 关键词 ： Ｗｅ ｂ Ｇ Ｌ ； 岩心 图像 ； 无插件 ； 三维重建
０ 引 言
岩心 是 石 油地 质勘 探 部 门研 究 开 发过 程 中重 要 的、 不可或缺 的实物研究资料 ， 石油地质工作 中所 需 的 地质 参数大 多是从岩心获取 的。利 用岩心扫描 仪获取 岩 心 出筒后 的外表 面的 图像 ， 结合相 关的地 质数据 作 为考 察研究储层 的物性 、 含 油性 、 电性及物性等 关系 的 重要分析 资料 。三维 的岩心 图像 给石油勘探 专家提供 了很大 的便捷 ， 专 家们无 需再 亲临现场 就 可 以获 取逼 真 的岩心外 貌 。传统 的三维重建 是基于 ｃ ／ ｓ 架 构借助 于Ａ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ Ｘ插件实现 的， 用户在使用时需要下载 Ａ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ Ｘ 插件 ， 造成 网络 流量 的浪 费， 同时 Ａ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ Ｘ不稳 定、 易出
何 珊 ， 卿粼波 ， 何小海 ， 张余 强
（ １ ． 四川大学电子信息学院图像信息研究所 ， 成都 ６ １ ０ ０ ６ ５ ； ２ ． 成都西 图科技有限公司， 成都 ６ １ ０ ０ ６ ５ ）
摘要 ：
岩心 图像作 为钻井 获取 的第一手资料， 为石油 、 地质部 门研究岩心提供很 多重要 的地质参 数， 在石 油地质部 门研究过
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图 形图像
粜 足 一致 的即距离视点越近 ， 物 体越 大； 距 离越远时物 体越 小 ， 而更 能真实 的反映三 维卒 问。本文采 用 的
是透视投影 。
相 关 的 数据 信 息 给 、 Ｊ ｋ 务 辑 层 。
场 景
Ｊ ，
３ Ｄ 渲 染器
上
ｌ系统 架 构 冈
Ｗ ｅ ｂ 页面
通 过 采川 ＿ 『 述的 Ｂ ／ Ｓ架 构 ， 用 户不 ｛ 耳 前 要 安 装 任 ｆ ｉ ｌ 』 的插 件 ， 利 用 Ｗｅ ｂ客 ， ’ 端就 町以直接 访 问剑系统 ，
阁 ２ 设 汁流 程 『 冬 １
Ｔ ｈ ｒ ｅ ｅ ． ｊ ｓ － ｝ ， 的透视投 影的模型如 图 ３所 示， 二棱 锥 的锥 顶处 的陶标代 表 的是照午 Ｉ ｌ Ｉ 机， 第… 个 小的矩形 平面代 表 的是近 裁剪平 面， 后 面的矩形平 面 则代 表 的 是远裁 剪 面 。两平面将棱锥 的顶部和底 部进行截断 形成 一 个棱 台（ 可 视Ｉ ） ， 只有位 ｌ ｆ棱 台内部 的实物模 型是可 见的。透视投影 的作用就 是将 图 ３中的棱台转 换 为‘ 方体 ， 进 行转换后 使得前 裁剪平面 的右 Ｌ 角成 为 方 体 的前裁剪平 面 （ 如 图 ４中的弧 线所 示） ， 如图 ４所 示， 达到将棱台 『 １ ｌ 较 小的部 分放 大， 较大的部 分进 行 缩 小 。最 终 实 现 肉眼看 物 体 时近 小远 大 效 果 。调 节远近 从裁剪 平面 以及视 角， 将在 视窗 巾看到
文 章编 号 ： １ ０ ０ ７ — １ ４ ２ ３ （ ２ ０ １ ７ ） ２ ０ — ０ ０ ７ ２ — ０ ５
ＤＯＩ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ７ — １ ４ ２ ３ ． ２ ０ １ ７ ． ２ ０ ． ０ １ ６
基 于 Ｗｅ ｂ ＧＬ的岩 心 图像 的 三 维 重 建 及 应 用
图１ 所示 。
现卡顿、 跨 平 台性 差进 而降低 了用户 体验和 系统 的实
用性， 使系统 移植性变差 ， 影 响石油地质专 家分析数据 的效 率 。传统 的三维 重建只 能查看 单幅 图像 的重建 效果 ， 无法 同时查 看多 幅岩心 图像 的三 维重 建 。本 系 统提 出 的三 维重建 的技 术 ， 可 以实现 同时查看 多幅 图 像 三 维重建 效果 图， 从 而可 以有 效地 方便地 质专 家对 岩心的物性等进行对 比分析 。 针对 以上 问题 ， 本文提 出一种 基于 Ｗｅ ｂ Ｇ Ｌ 、 Ｈ Ｔ ＭＬ ５ 和 Ｂ ／ Ｓ 模 式 下 的岩 心 图像 的在 线三 维重 建技术 ， 利 用
通过特殊 的键盘按钮操作可 以查看单幅图像 的三维重 建的效果 ， 以及对重建的 图像进行放大、 缩小、 ３ ６ ０度旋 转等功 能。本文提 出的在 线三维重建技术具有无 需插 件、 跨平 台、 利用 硬件加 速 的优 势 ， 为岩 心 图像 的三维 重建提供 了一种新 的途径和 方法 。 同时将三维重建技 术应 用到综 合柱状 图中， 通过 各种交互 实现特 殊 的效 果， 为石油勘探专家提供 了重要的作用 。
１ 三维重建 的系统框架
由于 Ａ Ｓ Ｐ ． Ｎ Ｅ Ｔ Ｗｅ ｂ ｆ ｏ ｒ ｍ框 架主要 依赖于控 件进行 系统 开发 ， 不利于 Ｄ Ｏ Ｍ 交互 ， 同时对 于服务器 的分层 于 Ｂ ／ Ｓ 的架 构 的 Ａ Ｓ Ｒ Ｎ Ｅ Ｔ ＭＶ Ｃ分层 的体系 结构 ， 以实现整个 业务 的 明确 划分达 到 高 内聚低 耦合 ， 系统 的架 构 图如
给业 务逻辑 层 ， 业 务逻辑 层主 要是对数 据信息进 行逻 辑分 析与整 合后 向数据 访 问层 发送相 关请求 ， 数据访
交互 式 的操 作实现 了多幅 图像 的在线 三维 重建 ， 同 时
问层 主要用 于对 数据库进 行增删 查改 等操作 ， 并返回
现代 计算 机 ２ ０ １ ７ ． ０ ７ 中 囝
Ａ Ｓ Ｒ Ｎ Ｅ Ｔ ＭＶ Ｃ中的三 层体 系结构按 照逻辑 划分可 分为 ： 表示层 （ Ｕ Ｉ ） 、 业务逻 辑处理层 （ Ｂ Ｌ Ｌ ） 、 数据访 问层 （ Ｄ Ａ Ｌ ） ， Ｗｅ ｂ客户 端 作为表 示 层主 要用 于接 受用 户请
求， 并将用 户 的请求信 息通 过 Ａ Ｊ Ａ Ｘ异步通信技术提交