计算机三维表现概述
计算机图形学中的三维建模技术研究
计算机图形学中的三维建模技术研究随着科技的发展，计算机图形学中的三维建模技术越来越受到重视，成为数字媒体、游戏、影视等众多领域不可缺少的组成部分。
三维建模技术旨在将物理世界的实体对象精确地转化为数字化的三维模型，为后续的渲染、动画制作和虚拟现实等提供了坚实的基础。
本文将从常用的三维建模技术、三维建模工具以及三维建模应用等角度，分别进行分析和探讨。
一、常用的三维建模技术1.多边形建模多边形建模是目前应用最为广泛的三维建模技术之一，它主要基于多边形网格构建物体的表面。
多边形建模包括拓扑结构的建立和纹理映射的贴图等步骤。
由于多边形建模技术易于掌握和应用，因此在游戏、动画、建筑设计等众多领域得到了广泛的应用。
2.曲面建模曲面建模是比多边形建模更高级的三维建模技术，它可以更加精细地表现物体表面的曲率和光滑度，同时也能够提高模型的真实感。
曲面建模主要分为由参数方程描述的和由Bézier曲线和B样条曲面等数学方法描述的。
3.体素建模体素建模是一种基于三维图像的体素化方式，它将三维物体分成许多体素，并对每个体素进行着色，在显示器上合成出三维模型。
这种建模技术主要应用于医学影像、飞行模拟等需要真实体验的领域。
二、常用的三维建模工具1.MayaMaya是由Autodesk公司开发的三维建模软件之一，它可以创建高品质的动画特效、游戏以及影视作品等数字媒体制作。
Maya适用于从建模、纹理映射到灯光渲染等整个制作流程，是三维建模领域的重要工具。
2.3ds Max3ds Max是由Autodesk公司开发的三维建模软件，主要应用于游戏、可视化、建筑、工程等领域。
3ds Max具有强大的模型工具、渲染技术、动画特效等功能，可以满足建模师的需求。
3.BlenderBlender是一款由Blender Foundation开发的免费开源的三维建模软件，它支持物理引擎、节点编辑器、视觉效果仿真、渲染和动画等多种功能，拥有广泛的用户群体。
计算机辅助工业设计-三维产品表现课程设计
计算机辅助工业设计-三维产品表现课程设计背景介绍随着科技不断发展，计算机辅助工业设计逐渐成为工业设计的必备工具。
在这个过程中，三维产品表现技巧的学习和应用也越来越重要。
本文将介绍一种基于计算机辅助工业设计的三维产品表现课程设计方案，以帮助学生掌握这一技能。
设计思路该课程设计主要包括以下三个步骤：步骤一：选题首先，需要选取一个具体的产品作为表现的对象。
可以选择一款已经存在的产品，根据其特点进行创新，或者选择一个完全新的产品进行设计。
步骤二：制作3D模型在选定产品后，需要使用计算机辅助设计软件制作一个完整的三维模型。
这可以使用市场上现有的软件，如三维建模软件SketchUp、SolidWorks等。
制作模型时，需要保证模型的准确性和完整性。
可以适当增加一些细节来提高模型的真实感和吸引力。
步骤三：表现及呈现制作完成的三维模型可以通过以下几种方式进行表现及呈现：1. 渲染利用计算机辅助设计软件中的渲染功能，将模型渲染成真实的三维图像。
可以在此过程中设置不同的光源和材质，来达到更加真实的效果。
2. 动画演示利用计算机辅助设计软件中的动画功能，制作产品的演示视频。
可以在视频中展示产品的不同功能和特点，让观众更好地了解和认识产品。
3. VR展示利用虚拟现实技术，将产品制作成VR展示。
通过VR设备，观众可以在虚拟的世界中亲身体验产品的功能和特点。
设计目的通过该课程设计，可以帮助学生掌握计算机辅助工业设计的基本技能，同时提高其三维产品表现的能力。
具体目的如下：1.了解计算机辅助工业设计软件的基本功能和操作流程；2.掌握制作三维模型的技巧；3.学会使用渲染、动画和VR等技术对产品进行表现及呈现；4.提高学生的创新思维和设计能力。
设计效果该课程设计具有以下几个方面的效果：1.增强学生的设计能力和创新思维；2.提高学生的计算机辅助工业设计能力，提升其就业竞争力；3.培养学生沟通能力和团队合作能力；4.促进学生对工业设计的发展和前沿技术的了解。
计算机形学三维建模
计算机形学三维建模计算机形学三维建模是一种利用计算机技术对三维模型进行建立、编辑和渲染的过程。
它是计算机图形学的重要应用领域，广泛应用于电影特效、游戏设计、工业设计等领域。
本文将介绍计算机形学三维建模的基本概念、方法和应用。
一、概述计算机形学三维建模是指利用计算机生成三维物体模型的过程。
它通过数学和计算方法模拟现实物体的形状、结构和外观，并将其表示为计算机可识别的数据形式。
这种数据形式可以被进一步处理、编辑和渲染，用于实现各种视觉效果。
二、基本概念1. 顶点：三维建模中的基本元素，用于定义物体的位置和形状。
顶点通常由三个坐标值(x, y, z)表示。
2. 多边形：由多个顶点连接而成的平面图形，是构建三维物体的基本元素。
常见的多边形包括三角形、四边形等。
3. 网格：由多个相邻的多边形组成的三维物体表面。
网格可以用于表示复杂物体的形状和拓扑结构。
4. 法向量：用于定义物体表面的朝向和光照效果。
法向量垂直于表面，并指向物体外部。
5. 纹理映射：将二维图像映射到三维物体表面，用于增加物体的视觉效果和真实感。
三、建模方法计算机形学三维建模有多种方法和技术，常见的方法包括以下几种：1. 实体建模：基于物体的几何形状和结构进行建模。
可以通过对几何体进行布尔运算、体素细分等操作，实现复杂物体的建模。
2. 曲面建模：利用数学曲面方程对物体进行建模。
常见的曲面建模方法有贝塞尔曲线、B样条曲面等。
3. 多边形建模：将物体表示为由多边形组成的网格。
可以通过调整多边形的顶点和边界，实现物体形状的变化和编辑。
4. 数字雕刻：利用专业的数字雕刻软件对物体进行建模。
可以通过在三维空间中添加、删除和变形等操作，实现精细的物体建模。
四、应用领域计算机形学三维建模广泛应用于各个领域，主要包括以下几个方面：1. 电影特效：三维建模可以用于电影中的特殊效果制作，如人物角色、场景和特殊物体的建模。
2. 游戏设计：三维建模是游戏设计中必不可少的一部分。
三维造型方法概述
三维造型方法概述
三维造型方法是一种在计算机图形学中广泛使用的技术，用于创建和表示三维对象。
以下是一些常用的三维造型方法：
1.几何造型法：这是早期的一种方法，主要通过一些基本几何元素（如点、线、面、体等）来构造三维模型。
这种方法虽然简单，但表达能力有限，对于复杂的模型构建效率较低。
2.边界表示法：这种方法将三维模型表示为一系列的边界曲线和曲面，每个边界都由一组参数化的曲线和曲面定义。
这种方法表达能力较强，但计算复杂度较高。
3.构造实体几何法：这是一种基于集合运算的方法，通过一组基本几何元素的布尔运算来构造三维模型。
这种方法表达能力较强，计算效率较高。
4.参数化造型法：这种方法通过一组参数来定义三维模型的形状，参数之间存在一定的约束关系。
这种方法表达能力较强，但计算复杂度较高。
5.自由造型法：这是一种基于用户交互的方法，用户可以通过鼠标或触摸屏等设备直接在计算机图形界面上进行
操作，构建三维模型。
这种方法表达能力较强，但需要一定的计算机图形学知识。
以上这些方法各有优缺点，适用于不同的应用场景。
在实际应用中，通常会根据具体需求选择合适的方法。
第5章三维全景技术
5.3全景图制作实例
5.3.3 用Ulead COOL 360制作动态全景图 步骤3：图片加入后出现预览窗口，下方的按钮可以删除、 旋转、缩小或放大图片。
5.3全景图制作实例
5.3.3 用Ulead COOL 360制作动态全景图 步骤4：单击“下一步”按钮，选择用于拍摄照片图像的相 机镜头。如果相机镜头不在列表中，可选择程序提供的缺省 镜头，也可自定义镜头参数，这里选择“普通镜头”。“关 闭变形功能”是禁止弯曲，选择后浏览时全景图无弯曲感， “关闭混合功能”是禁止融合，这样相邻两张相片拼成全景 图可见其重叠部分。
5.3全景图制作实例
5.3.3 用Ulead COOL 360制作动态全景图 步骤5：单击“完成”切换到“调整”窗口，在这里可以调 整图片的各种属性。例如：对于拼好的图片中某一幅不满意， 可单击该图片，在选项面板中调节参数即可。参数有旋转图 像、调整透视效果、调整色调、调整饱和度、调整亮度、调 整对比度等；还可通过鼠标拖拉来调整各幅图像间的重叠程 度。若对调整效果不满意，可单击“撤销”和“重复”两个 功能进行取消和重复操作，单击“重置”按钮，恢复调入图 像的初始状态。
单击“保存”按钮，保存当前全景图；单击“电子邮件”按 钮，将当前全景图转换为EXE文件，并作为电子邮件附件发送；单 击“网页”按钮，以Web页面的形式保存当前全景图，且可在浏览 器中观看；单击“屏幕保护”按钮，设置全景图为默认的屏幕保 护程序；单击“打印”按钮，以平面图形式打印该全景图；单击 “复制”按钮，将该全景图复制到剪贴板上以便其他程序调用； 单击“导出”按钮，生成一个可执行文件，执行它就可浏览全景 图的内容。这里选择“导出”按钮，文件名称设置为“COOL360全 景图”，输出文件夹设置为“D:\全景图”，单击“确定”按钮， 则在D:\全景图文件夹下生成了COOL360全景图.exe文件。
三维空间 rrt算法 python-详细解释说明
三维空间rrt算法python-概述说明以及解释1.引言1.1 概述在计算机科学和机器人学领域中，三维空间具有广泛的应用和研究价值。
三维空间是指由三个坐标轴（x、y和z）构成的空间，它可以用来描述和模拟真实世界中的物体和环境。
Rapidly-Exploring Random Trees (RRT) 算法是一种用于路径规划的重要算法，它可以在复杂的环境中找到可行的路径，并且具有快速、高效、自适应的特点。
RRT算法通过随机采样和不断生长树结构的方式搜索可行解，其主要思想是通过对搜索空间的随机探索，逐渐扩展搜索树，直到达到目标位置。
本文主要介绍三维空间和RRT算法的概念、特点以及在路径规划中的应用。
同时，我们还将针对Python语言进行讨论，介绍如何使用Python 实现RRT算法，并提供相应的方法和步骤。
通过阅读本文，读者将了解到三维空间的基本概念和特点，以及RRT 算法的原理和应用。
此外，对于具有Python编程基础的读者来说，我们还提供了使用Python实现RRT算法的详细方法和步骤，以帮助读者更好地理解和应用RRT算法。
最后，本文将总结三维空间和RRT算法的重要性，评价Python实现RRT算法的优势和挑战，并展望未来在三维空间RRT算法研究方面的发展。
无论是在实际应用中还是在学术研究领域，三维空间和RRT算法都具有重要的价值和潜力，值得我们深入探索和研究。
1.2文章结构1.2 文章结构本文将按照以下结构进行论述：第一部分是引言，包括概述、文章结构和目的。
在这一部分中，我们将介绍本文的主要内容和研究目的，为读者提供一个清晰的导读。
第二部分是正文，共分为三个小节。
2.1 三维空间的概念和特点。
我们将首先介绍三维空间的基本概念，包括其坐标系、表示方法以及在现实世界中的应用。
同时，我们将探讨三维空间相较于二维空间的特点和挑战。
2.2 RRT算法的原理和应用。
在这一小节中，我们将详细介绍RRT （Rapidly-exploring Random Tree）算法的原理和应用。
三维建模方案
实时渲染需要支持更多的交互性， 如动态光照、阴影、物理效果等， 这需要更强大的计算能力和更复杂 的算法。
跨平台兼容性挑战
01
02
03
平台差异
不同的平台具有不同的硬 件和软件环境，需要不同 的优化和适配。
文件格式
不同的平台可能使用不同 的文件格式，需要保证模 型的兼容性和可移植性。
性能平衡
在跨平ห้องสมุดไป่ตู้兼容性方面，需 要平衡不同平台的性能和 功能需求，以确保一致的 用户体验。
虚拟现实中的三维建模案例
总结词：交互性强
详细描述：虚拟现实中的三维建模需要模拟真实的环境和物体，并提供与用户的交互功能。例如，在虚拟展览中，通过三维 建 模 可 以 展 示 真 实 比 例 的 展 品 ， 用 户 可 以 通 过 交 互 操 作 进 行 旋 转 、 放 大 和 缩 小 等 操 作 ， 以 获 得 更 加深入的体验。
04
三维建模应用案例
工业产品设计案例
总结词：精确度高
详细描述：工业产品设计的三维建模需要精确地反映产品的外观和结构，以便进 行后续的工程分析和制造。例如，汽车设计中的三维建模可以用来模拟空气动力 学性能、碰撞安全性和人机工程学等方面。
游戏开发中的三维建模案例
总结词：逼真度强
详细描述：游戏开发中的三维建模需要创建逼真的场景和角色，以提供沉浸式的游戏体验。例如，在 角色扮演游戏中，通过三维建模可以创建栩栩如生的角色和精美的场景，提高游戏的可玩性和视觉效 果。
模型数据量
高精度模型的存储和传输需求更大， 需要更高效的数据压缩和传输技术。
几何复杂性
高精度模型具有更高的几何复杂性， 需要更高效的算法和工具来处理和优
化。
三维设计基础ppt课件
结合具体案例，分析照明技巧的 应用及效果。
环境光与全局照明
环境光
模拟环境中的漫反射光线，使场景中的物体 呈现均匀的亮度。
光线追踪
模拟光线的传播路径，实现全局照明的精确 计算。
全局照明
计算场景中所有物体间的光线反射和折射， 实现更真实的光照效果。
光子映射
通过发射光子并记录其传播路径，实现全局 照明的近似计算。
贴图的使用方法
通过贴图坐标调整贴图在 模型表面的位置和大小， 使用不同的贴图通道实现 多种效果。
材质球设置与调整
材质球的概念
表示模型表面材质属性的球体， 通过调整其参数来改变模型表面
的视觉效果。
材质球的设置
包括颜色、透明度、反射、折射等 属性的设置。
材质球的调整技巧
如使用渐变、噪波等效果增加材质 的复杂性和真实感，通过调整高光 和反射属性实现金属、玻璃等特效。
三维场景中的光源类型
点光源
模拟点状的发光体，光 线向四周均匀发散。
平行光
聚光灯
面积光
模拟远处光源发出的平 行光线，常用于模拟日
光。
模拟具有方向性的光源， 光线在一定范围内汇聚。
模拟较大发光面发出的 光线，光线柔和且均匀。
灯光属性设置与调整
01
02
03
04
灯光颜色
调整灯光的颜色属性，以改变 场景的光照色调。
三维设计基础ppt课件
CATALOGUE
目 录
• 三维设计概述 • 三维建模技术 • 三维材质与贴图 • 三维灯光与照明 • 三维动画制作 • 三维渲染输出
01
CATALOGUE
三维设计概述
三维设计的定义与发展
定义
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
概述
.
1
产品设计程序 设计流程简图
思维发散
思维收敛
产品市场资讯收集及调研 样机模型
概念性设计草图 方案工程图纸
设计方案确定稿
方案评审
平面或是三维效果图
.
2
计算机三维表现的工作流程 • 基本工作流程：
创建模型
制作材质
创建灯光
渲染输出
.
3
三维设计软件
1. Autodesk 3Dsmax 2. Rhinoceros (Rhino,犀牛） 3. ProE 4. Solidworks 5. Autodesk AliasStudio
.
20
产品造型三维效果的计算机辅助设计
Rhino
.
21
产品造型三维效果的计算机辅助设计
Rhino建模——奥迪TT （渲染需要导入3ds、C4D等软件）
.
22
RHINO
Rhino是是美国Robert McNeel & Assoc.开发的PC上强大的专业3D造型 软件，它可以广泛地应用于三维动画制作、工业制造、科学研究以及机 械设计等领域。它能轻易整合3DS MAX 与Softimage的模型功能部分， 对要求精细、弹性与复杂的3D NURBS模型，有点石成金的效能。能输 出obj、DXF、IGES、STL、3dm等不同格式，并适用于几乎所有3D软 件，尤其对增加整个3D工作团队的模型生产力有明显效果，故使用3D MAX、AutoCAD、MAYA、Softimage、Houdini、Lightwave等3D设计 人员不可不学习使用。
.
7
3DS MAX
.
8
3DS MAX
2）曲线及其曲面建模
适用情况（复杂建模如双曲面轿车） 缺点：3D曲面工具并不强大，如果用曲面建模可以用专业的曲面建模工 具Rhino
.
9
MAX
.
10
3DS MAX
3)面片建模可编多边形建模
适用情况（3D最适合建汽车模型的一种方式；建模思路简单明确，不容 易出错，做精确曲面有一定的困难）。
.
31
proe
优缺点分析
优点： 老牌建模分析软件，参数化建模。比 较普及设计公司主流的建模分析软件 。可做模拟分析（如受力分析，虚拟 现实分析，可与CAM设备连接）。
缺点： 界面并不人性化，软件操作较难。渲 染功能不强大。
.
32
SOLIDWORKS 优缺点分析
优点：参数化建模新贵。建模逻辑性强，拥有较强的可操作性。界面及 操作设计人性化。可做分析及CAM接口软件。新版本加强了渲染功能。
Polygon多边形建模则被广泛的用于影视动画、建筑表现、游戏设计等 领域。Polygon多变形建模是通过对计算机模型的最基本元素——面进行编 辑，通过创建和排列这些面，就可以制作出任何形状的模型，具有很高的制 作效率。
NURBS 曲 面建 模是目 前工业 建模中 所普遍 使用的 ， NURBS是 NonUniform Rational B-Spline的缩写，即非均匀有理B样条。NURBS建模 方式通过创建空间曲线来生成空间曲面，然后通过对多个曲面进行处理得到 最终的模型。
.
4
产品造型三维效果的计算机辅助设计
3ds max
.
5
3DS MAX
3ds Max是Autodesk一款著名3D动画软件， 是目前世界上应用最广泛的三维建模、动画、 渲染软件，广泛应用于游戏开发、角色动画、 电影电视特效、工业设计、景观园林等领域。
.
6
3DS MAX 1）基本形建模（玩具工厂） 适用情况（非曲面造型如工程机械车）案例
.
23
RHINO
.
24
RHINO
.
25
RHINO
.
26
RHINO
.
27
RHINO
.
28
RHINO
.
29
优缺点分析
优点： 最先进主流的建模思路，造型方法灵活，可以建造精确的双 曲面模型。使目前工业设计公司设计建模的主流软件。可与 CAM设备连接。
.
30
优缺点分析
缺点：
1，对软件掌握程度要求较高，如果软件不够熟练很容易造 成建模失败的情况。 2，兼容性较差，所导出的模型不稳定。 3，单纯的建模软件渲染能力不强，但又第三方插件可以弥 补这个问题。如flamingo,vary for rhino
连续有三种类型：Position、Tangent、Curvature ,即位置连续、相切连续 和曲率连续。曲面之间的连续方式在数学上用G来表示，G0对应Position、G1 对应Tangent、G2对应Curvature。
在这一看似复杂的过程中对物体点、线、面的编辑是Polygon多边形建 模的基础，而在各种多边形建模软件中也都提供了多种工具来对物体的点、 线、面进行编辑。
.
38
Polygon多边形建模
Polygon多边形建模案例分析
.
39
NURBS曲面建模
NURBS曲面建模概述
对于曲面来讲，最为重要的是要保持各个曲面之间的连续性。单一的曲面是 无法完成复杂模型的制作的，绝大多数的模型都是由多个曲面拼合而成的。曲面 之间的连续性决定了各个曲面之间的关系，连续是评价曲面质量的一个重要依据。
.
37
Polygon多边形建模
Polygon多边形建模概述
与NURBS曲面建模相对的则是Polygon多边形建模，这种建模方式与 NURBS曲面建模完全不同，是通过编辑多边形的顶点的方式来制作出物体 的形态。
我们知道空间中的三个顶点可以形成一个平面，改变顶点的位置就可以 改变平面的形状，而多个平面连接到一起就会形成空间中的体，也就是我们 要制作的模型。
缺点：曲面建模功能不强大，软件普及度不高。
.
33
Alias
优缺点 优点：最专业的汽车建模软件之一 缺点：普及度不高，在国内较少用到。
.
34
产品造型三维效果的计算机辅助设计
Alias——整车设计
.
35
产品造型三维效果的计算机辅助设计
Alias 其他日用产品
.
36
三维模型的分类与特点
三维模型按照模型生成方式和制作方法的不同可以分为Polygon多边形 模型和NURBS曲面模型两大类。
.
11
3DS MAX
.
12
3DS MAX
.
13
3DS MAX
.
14
3DS MAX
.
15
3DS MAX
.
16
3DS MAX
.
17
3DS MAX
.
18
3DS MAX
.
19
优缺点分析
优势：
1、性价比高 2、上手容易 3、使用者多，便于交流 4，软件功能全面
缺点：
3dmax在做精细模型的时候并没有十分突出的表现。