三维人体建模
数字人体建模 Blender身体解剖学解析
数字人体建模：Blender身体解剖学解析数字人体建模是计算机图形学中的一个重要领域，它用于创建虚拟人物或角色。
Blender是一款功能强大的开源三维计算机图形软件，它在数字人体建模方面具有出色的性能和灵活性。
在本教程中，我们将重点介绍Blender在身体解剖学方面的应用和技巧。
首先，让我们从整体的身体建模开始。
在Blender中，可以使用基本形状如立方体、圆柱体和球体来创建身体的主要部分，如头部、胸部、腿部和手臂等。
使用这些基本形状，可以通过调整大小和位置来构建一个粗略的身体框架。
下一步是添加细节。
在人体建模中，细节非常重要，因为它们能够使虚拟人物看起来更真实。
在Blender中，可以使用各种工具和技术来添加细节。
例如，可以使用细分表面技术（Subdivision Surface）来增加模型的分辨率，从而获得更加光滑的曲线和曲面。
还可以使用雕刻工具（Sculpting）来添加皱纹、肌肉和骨骼等细节。
在数字人体建模中，重点要注意比例和比例准确性。
通过研究身体的解剖学知识，可以更好地掌握人体的比例特征。
Blender提供了一些测量和对称工具，可以帮助准确地确定人体的比例和对称性。
此外，在建模过程中可以使用参考图像或参考模型来指导并确保比例的准确性。
除了身体的外部模型，内部解剖学也是数字人体建模的关键部分。
对内部解剖学的准确理解有助于创造逼真的虚拟人物。
在Blender中，可以使用剖面模型（切割面）来模拟人体的内部器官和骨骼结构。
可以通过调整剖面模型的位置和形状，来描绘人体内部的结构，如肺部、心脏、肝脏等。
在建模完成后，还可以添加材质和纹理来增强虚拟人物的真实感。
Blender提供了强大的材质编辑器和纹理绘制工具，可以根据不同的需求来创建各种各样的表面效果。
例如，可以使用皮肤材质和纹理来模拟人体皮肤的特征和变化。
还可以使用光照和阴影效果来增强虚拟人物的立体感和光影效果。
在数字人体建模的最后阶段，需要进行调整和优化。
运动员人体三维建模研究
持， 其中科学化训练仪器越来越受到教练 的重视 。 目前 ， 国内
外都在积极开发电子模 拟训练 系统来辅 助训练 ， 提高 了训 练
２ 人体 造型设 计
２ １ 人 体 尺 寸数 据 的确 定 ．
了准确的运 动员人体造型； 同时在准确确定 的人体 运动范 围
１ 引言
运动训练理论 与实践 表明 ， 在科技 发达 的今 天 ， 刻苦 训 练 固然重要 ， 但要想取 得更好 的成绩 ， 必须有 足够 的科技 支
的数据后 ， 即通过人体测 量学 、 体工程学 等相关 方法 建立 人
科 学的运动学模 型 ， 对运动员人 体运 动进行 了仿真 。
ＡＢＳ ＴＲＡＣＴ ： ｉ ａ ｅ ｎ ｅ ｔｇ ｔ ｓｔ ｅ ｄ ｔ ｆ ｌｙ ｒ ｓｎ ｈ ｈ ｏ ｙ ｏ ｒ ｏ ｏ ｃ ｎ ｎ ｈ ｏ ｏ ｔ ．Ｔ ｅ Ｔｈ ｓｐ ｐ ｒｉ ｖ ｓｉ ａｅ ｈ ａａ ｏ ａ ｅ ｓｕ ｉ ｇ ｔ ｅ ｔ ｅ ｒ ｆｅ ｇ ｎ ｍｉ ｓａ ｄ ａ ｔ ｒ ｐ ｍｅ ｒ ｐ ｙ ｈ
确地模拟了排 球运动员 的拦网技术动作， 对提高 国家排球 队技术水平起到了有效 的辅助作用。 关键词 ： 人体造型设计 ； 运动学建模及仿真； 人体三维模型 中图分类号 ：９ ５ １ Ｎ４．２ 文献标识 码： Ｂ
Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ｎ ３ Ｈ ｕｍ ａｎ Ｍ ｏ ｅ ｓ ｏ ａ ｅ ｓ ｓ ａ ｃ ｏ Ｄ ｄ ｌ ｆ Ｐｌ ｙ ｒ
（ 清华大学精密仪器与机械学系制造工程研究所 ， 北京 １０ ８ ） ００ ４
摘 要： 运用人体测 量学 、 人体工程 学等相 关理论 ， 汇集 整理 了运动 员的人体 工程 学数据 。 用工 程图学 的高 级造 型软件 使 （ ｒ／ Ｎ Ｉ Ｅ Ｒ 作为主要的建模平 台， Ｐ０ Ｅ Ｇ Ｎ Ｅ ） 对运动员人体三维造型进行 了设计 ， 到了易于 编程控制 的人体三维模 型。 得 在该 三维模型基础上 ， 建立运动员多体系统的运动学模 型， 获得运动员训练或 比赛 的真 实模 拟效果。 仿真结果 表明 ， 该模型可 以 准确模拟运动员 的各种动作 ， 可应用于各种模拟训练 当中； 实践中 ， 模型运用于排球 电子模拟拦网训练 系统 的研 制 ， 将该 准
什么是三维建模？
什么是三维建模？一、三维建模的定义与作用三维建模是指利用计算机技术将三维对象的形状、纹理、颜色、光照等信息进行数学描述，并用虚拟三维图形的形式进行呈现的过程。
它是计算机图形学的核心内容之一，广泛应用于多个领域，如电子游戏、电影特效、工程设计、医学影像等。
通过三维建模，我们可以创建具有逼真外观和动态效果的三维模型，使得用户可以从各个角度观察和交互操作。
二、三维建模的基本原理1. 几何建模：通过定义几何体的形状、大小和位置等参数来创建三维模型。
常见的几何建模方法包括多边形网格模型、曲面建模和体素表示等。
这些方法可以利用数学方程和算法来描述物体的几何形状。
2. 材质与纹理：除了几何形状，三维建模还需要考虑物体的材质和纹理特性。
材质决定了物体的表面光泽、反射率和折射率等，而纹理可以模拟物体表面的细节和纹理特征。
3. 光照与渲染：在三维建模中，合理的光照和渲染是确保模型逼真性的重要因素。
通过模拟光线在物体表面的传播和反射，可以产生真实的光照效果，使得模型在渲染过程中更加真实。
三、三维建模的应用领域1. 电子游戏与影视特效：三维建模在电子游戏和影视特效中扮演着重要角色。
通过对游戏场景、角色和特效的建模，可以创造出逼真且精彩纷呈的虚拟世界，提升玩家的沉浸感和游戏体验。
2. 工程设计与制造：三维建模在工程设计和制造领域发挥着关键作用。
例如，在建筑设计中，通过三维建模可以更好地模拟和预览建筑物的外观和结构，帮助工程师和设计师提前发现和解决问题。
3. 医学影像与生物科学：三维建模在医学影像和生物科学研究中有着广泛的应用。
通过对人体器官、细胞和分子等进行三维建模，可以帮助医生和科学家更好地理解和研究人体结构和生物过程，推动医学和生物科学的发展。
四、三维建模的发展与趋势随着计算机技术和图形学的不断进步，三维建模也在不断发展和演进。
未来的三维建模将更加注重真实感和交互性，模型的细节和精细度将更加精确，用户可以更加灵活地对模型进行操作和定制。
学习如何使用计算机进行人体建模和仿真
学习如何使用计算机进行人体建模和仿真人体建模和仿真是计算机科学和医学领域的重要研究方向。
通过计算机技术对人体进行建模和仿真，可以深入理解人体结构与功能，探索人体各种疾病的发生机理，为医学研究提供重要参考。
本文将介绍如何使用计算机进行人体建模和仿真。
一、人体建模的基本原理人体建模的基本原理是将人体的形态结构、器官系统以及相关生理参数通过数学模型和计算机算法进行建立和表示。
主要分为以下几个步骤：1. 数据采集：通过医学影像设备（如CT、MRI等）获取人体的三维形态数据，包括器官的位置、形状和尺寸等信息。
2. 数据处理：对采集到的数据进行预处理，包括图像的分割、去噪、重建等操作，以得到高质量的人体数据。
3. 模型建立：利用得到的人体数据，建立数学模型来描述人体的结构和功能。
常用的模型包括有限元模型、刚体模型、神经网络模型等。
4. 参数标定：根据实际测量数据和相关文献资料，对模型中的参数进行标定，使模型能够准确地模拟真实的人体行为。
5. 仿真验证：通过数值计算和仿真技术，对建立的人体模型进行验证和评估。
可以通过仿真实验来模拟人体受力、运动、疾病等情况，进一步了解人体的工作原理和特性。
二、人体建模与仿真的应用领域1. 医学研究：人体建模和仿真可以帮助医学研究人员深入了解疾病的发生机制，提供新的治疗方案和手术模拟。
比如，通过对心脏的建模和仿真可以帮助诊断和治疗心脏病；对脑部进行建模和仿真可以辅助脑部手术的规划和操作等。
2. 生物力学研究：通过人体建模和仿真，可以研究人体运动学和动力学，揭示人体运动的原理和机制。
比如，通过对骨骼和肌肉的建模和仿真，可以研究人体姿势、步态、力学负荷等，对设计人机界面、改进人体工程学具有重要意义。
3. 虚拟现实和游戏开发：人体建模和仿真技术在虚拟现实和游戏开发中有广泛应用。
通过建立逼真的人体模型和运动规律，可以增强虚拟世界的真实感，提高用户的身临其境感和沉浸感。
4. 教育培训：人体建模和仿真可以用于医学教育、外科手术培训等领域。
使用Blender进行人体解剖和医学模型的创作
使用Blender进行人体解剖和医学模型的创作Blender是一款功能强大的三维建模和动画软件，它不仅可以用于电影、游戏和动画制作，还可以用于人体解剖和医学模型的创作。
本文将介绍如何使用Blender来进行人体解剖和医学模型的创作。
首先，我们需要收集人体解剖和医学模型相关的参考资料。
可以在图书馆、互联网或者专业出版物中找到大量的解剖学书籍和模型图。
收集到足够的参考资料后，我们可以开始创建Blender项目。
在Blender中，我们可以使用建模工具来创建人体解剖和医学模型的基本形状。
通过使用顶点、边和面，我们可以构建出骨骼、器官、肌肉等模型的基础结构。
可以使用多边形建模或者Sculpting（雕刻）工具来精确地塑造模型的细节。
在模型的创建过程中，我们可以使用Blender强大的材质和纹理编辑工具来增加模型的真实感。
可以通过添加适当的材质、纹理和光照效果来模拟肌肉、皮肤和骨骼的外观。
通过对材质和纹理参数的调整，我们可以实现更加逼真的效果。
另外，在模型的创建过程中，我们可以使用Blender的动画功能来模拟人体的运动和功能。
可以使用骨骼动画或者逐帧动画来模拟肌肉的收缩和放松，以及人体的各种姿势和动作。
通过动画功能，我们可以更加清晰地呈现人体解剖和医学模型的功能和结构。
当模型创建完成后，我们可以使用Blender的渲染功能来生成高质量的图像或者视频。
可以选择不同的渲染引擎和设置来实现不同的视觉效果。
渲染完成后，我们可以使用Blender的后期处理功能来进一步调整图像的亮度、对比度、色调等参数，以达到更好的呈现效果。
除了人体解剖和医学模型的创作，Blender还可以用于教育和研究领域。
通过使用Blender创建人体解剖和医学模型，我们可以帮助学生更好地理解人体结构和功能，以及各种疾病和损伤对人体的影响。
同时，Blender还可以用于医学研究，例如通过模拟和分析人体运动和功能来辅助医学诊断和治疗。
总结起来，使用Blender进行人体解剖和医学模型的创作是一项复杂而有趣的工作。
人体模型
反向动力学（IK inverse kinematic ）
通过指定末端关节位置，由计算机自动计算出各中间关节的位置。 Inverse: a,β=f-1(A)
关节、自由度的设计与模拟
眼 闭合一个自由度
头 额 一个自由度
世界坐标系 相对坐标系
Y Z
O
φ
θ
X
Ｐ１
某一肢体绕XYZ轴转α，φ，θ角，再相对局部坐标移动X0，Y0，Z0.。 RX（ α），R y (φ)，Rz(θ)分别为绕XYZ轴转α，φ，θ的旋转矩阵， T（ X0，Y0，Z0）为相对于本身坐标系的平移变换矩阵，则其对应的与上 一肢体之间的局部欧拉变换矩阵的计算过程为： M= RX（ α） .R y (φ).Rz(θ). T（ X0，Y0，Z0 ）
人机工效分析
讲在前面
本课的宗旨 本课的内容 作业的方式 作业的内容
作业的内容
儿童座椅 学生书桌椅 餐具 文具 电脑桌椅 五金工具 手机界面 公交车座椅
第一讲 人体模型与人机工效分析
一、人体模型的分类
1 分析用人体模型 研究和分析人体动作范围、作业姿态和作业区域
Design
Manufacturing
Maintenance
Training
四、在人机工效分析中人体模型软件的特征（Feature）
1、人体测量数据库（ANTHROPOMETRY） 尺寸库 模型库
各国人体平均身高尺寸
美国 日本 前苏联 英国 法国 德国 意大利
男 1755 1651
1780 1690 1750 1680
嘴 闭合、歪嘴两个自由度 人
面向三维服装CAD的人体建模与动态仿真技术综述
虚拟 现 实技术 ，智 能信 息安 全 系统 。
基金 项 目 ：湖 北省 数字 化 纺织装备 重 点实验 室 ＤＴ ２ ００ Ｌ ０ ７２项
目 “ 装 个 性 化 三 维 人 体 变 形 模 型 研 究 与 实 现 ” 服 。
纺 织 导 报 Ｃｈｎ ｅ ｔｅＬ ａ ｅ ２ ０ ． ｉａＴ ｘｉ ｅ ｄ ｒ． ０ ８Ｎｏ ２ ｌ
文／ 陈永强 彭利华
Ｃ Ｄ领 域 中的理 论和技 术应 用到 服装 的设 计 、生产 、 Ａ 产 品发 展 、经营管 理等 各个环 节 ，形成 了一 个全 新的领 域
— —
胸 围和 腰 围等关键 部位 的 参数信 息 ， 快速 修改 和调 整标 准
虚拟 人 体模 型的细 部或 整 体尺 寸 ， 到适 合于 个体 的个性 得
体本 身运 动产 生的 人体表 面 、衣物 的变 形效 果 ，更 需要 实
（）与建立 服装 模型 的所 需数 据具 有一 致性 ， 于选 ５ 便 择服 装 ，实现 人体 和服 装 的一体化 动 态仿 真处 理 。
２ 三维 人 体 建 模 技 术
２ １ 人体数据 的获取 ．
快速 、 确地 测量 三维 人体 数据 是实现 三维 Ｇ Ａ 精 Ｃ Ｄ系 统 的前提 。传统 的方 法以 卷尺 、卡 尺等 为测 量 工具 ， 量 测 人体 有关 部位 的长 度 、宽度 、围度 等数 据 ，以此 为 参数进 行造 型 设计 。服装 生产 中广 泛使 用的 号 型 、 型分 类即是 体
服 装 ＧＣ ＡＤ。现在 的 Ｇ ＡＤ正在 从二 维发 展到 三维 ， Ｃ
化 的逼 真人 体模 型 ；
发 展到具 有三 维人 体测量 、 三维 服装 设计 、 三维 立体裁 剪 、
服装CAD中三维人体建模技术研究
科技信息
。高校讲 坛ｏ
Ｓ Ｉ Ｎ Ｅ＆Ｔ Ｃ Ｎ ＯＧ Ｆ Ｒ ＣＥ Ｃ Ｅ Ｈ ＯＬ ＹＩ Ｏ ＭＡＴＯ Ｎ ＩＮ
２０ ０ ８年
第１ 期
服装 Ｃ Ｄ中三维人体建模技术研究 Ａ
李 宋明 林德 静 （ 京服 装学 院计 算机 教 学 中心 中国 北京 １ ０ ２ ） 北 ０ ０ ９
Ｌ ｏ ｇ ｍｉｇＬ ＮＤｅ ｊ ｇ ＩＳ ｎ － ｎ 卫 ＿ｉ ｎ （ ｏ ｕｅ ｅ ｔｒ， ｉｇＩｓｔｔ ｆ ｏｈｎ ｅｈ ｏｏ ｙＢ ｉｇ１ ０ ２ ，ｈｎ ） Ｃ ｍｐ ｔｒＣ ｎｅ Ｂ啕 ｎ ｎ ｉ ｅｏ ｔｉｇＴ ｃ ｎ ｌｇ ， ｎ ０ ０ ９Ｃ ｉａ ｕ Ｃｌ
【 摘 要】 本文从 Ｐ Ｅ ＯＳ Ｒ软件 中导 出包含 三雏人 体数 据点的 ０ Ｊ Ｂ 文件 ， 通过 三角剖 分算法对数据点进行优化 ， 利用 Ｖｃ ＋ Ｏ ｅ Ｇ ＋ 和 ｐ ｎ Ｌ建立
三 雏人 体 仿 真拱 型 。此 方 法建 立人 体 模 型 快 速 ， 确 度 较 高 ， 进 一 步 开 发 功 能 完善 的服 装 三 雏 Ｃ Ｄ 系统提 供 了良好 的 平体 。 精 为 Ａ
步骤 ２创建第一个三角形。 ： （） 点链 表 中取 出第 一 个 点 Ｐ ， 历 点 链 表 Ｎ ｄ Ｌｓ 计 算 相 邻 １从 １遍 ｏ ｅｉ ， ｔ
件 的 三 维 人体 建 模 。 面体 建 模 技 术 是 一 种 设 计 者 的 构 思来 进 行局 部 各 点 距 离 ，寻 找 最 近 的 点 Ｐ ， Ｐ１Ｐ 多 ２ 以 ２为基 边 用 准 则 ４找 第 三 点 Ｐ ， ３ 处 理并 生 成 人 体 模 型 的 方 法 ， 以灵 活 的进 行 人 体 结 构 设 计 。本 文 则 Ｐ１Ｐ ， ３为 顶 点 的 三 角 形 。 将 Ｐ ， ２ Ｐ 可 ］ ， ２Ｐ １ Ｐ ， ３的 索 引 号 读 入 点 三 角 形