三维建模技术研究进展(3)

旅游业与现代服务业互动机制研究

段的处理与显示。对于不要求具有连续的对象表面、或者近距离观察模型的应用,其优势就更为明显

。

生产成本、加快开发速度,提高产品竞争力。机械部件的三维模型可以作为原型[25],用于零部件张应力分析[26]、零部件间的过盈联接分析、产品的运动特性分析[27],以及整个生产制造过程[28]。

5　存在的问题

三维建模研究与应用的不断深入,带来了三维模型数量的快速增长,进而引发了使用上的困难。一个综合、完整的模型系统离不开高效的模型检索功能与机制。由于依靠模型所具有的形状、拓扑结构、图像颜色、表面特征等属性和特征来进行区别以及相似度的计算存在着描述上的困难,因此并不能完全满足实际的应用需求。

对现实世界中的各个物体外观及其相互之间作用规律的准确模拟,直接关系到人们在数字空间中模拟和研究现实世界的准确性和客观性。三维建模的效果与三维信息获取的方法、手段以及建模算法等过程息息相关。三维数据的获取过程,。这,决定。,不论是激光扫描、,都不能对现实世界进行完全的记录。,不可避免地损失了一些数据,使得这个过程无法成为一个可逆的过程。也就是说,无法从得到的图像、视频或者其他数字化的结果中完全还原世界的原貌。这种数字化的思路,有待我们进一步地探索与提高。

总结与展望　三维建模技术在计算机软硬件、光学等技术与设备的不断发展与促进下,已经得到快速的发展。零部件的设计与分析、生物医学工程等领域的需求,促使三维建模技术在精度上不断提高;历史文化保护、电影及艺术等领域,又对三维建模技术的真实感表现提出了更高的要求。另外,在建模时也更趋向于使用简单的设备和过程,来满足不同应用层次的需求。三维建模技术研究,应该由现在不断追求具有更高精度、看起来更加真实的静态模型,发展向未来能够模拟现实世界各个对象间相互作用的动态模型,进而更加有效地辅助人们探索事物发展规律的研究。

图1　基于图像建模与绘制IBMR的工作流程

得到对象模型之后,IBMR到对象表面,]于图像绘制(IBR)。绘制时间与场景的复杂度无关,。IBR的主要方法包括:视点插值、全光函数、光场和流明图、视图变形、同心圆拼图等。

文[3,17]在对室外场景和建筑建模的过程中,使用了激光扫描和基于图像建模相结合的方法。这种方法既可以自动、快速、精确地获取点云三维数据,又可以发挥IBMR技术中纹理映射可以很好地表现模型细节的优势,避免了在建立模型时,对大量点数据的人工处理。从某种意义上来说,基于测距和基于图像建模是两种互补的技术。

4　三维建模应用

三维建模以前多用于机器人导航和视觉检测,现在则越来越多地应用于视觉模拟、虚拟现实、计算机游戏、艺术与电影等领域。近年来,三维建模技术的应用领域扩展到了建筑、历史文化遗产保护、零部件的设计与制造、生物医学工程等领域。

近年来对建筑物进行三维建模研究的深入,为研究人员快速有效地记录、保存、重现宝贵的古代文化遗产及分析其在建筑技术上的不断进步提供了可能。使用激光扫描设备来对历史文化遗产进行数字化的有DigitalMichelangeloPro2ject[18,19]、StanfordDigitalFormaeUrbisRomaeProject等项[20]

目。文[21]开发了使用结构光的三维获取系统Shape2Cam,对土耳其的古城Sagalassos进行细致的三维建模。日内瓦大学的Pagpagiannakis等人[22]使用3DStudioMax生成土耳其伊斯坦布尔SS.瑟古斯和巴楚斯教堂的内外两个三维模型,并用照片生成模型的材质纹理。

计算机技术运用于组织工程学,诞生了一个新领域CATE(Computer2AidedTissueEngineering)。CATE主要用于生物物理的分析与模拟、组织和器官(如腰椎)的分析、人造

[23,24]

器官(如人工骨、人工血管)的设计与制造等工作,三维建模技术在这一领域应用得相当广泛。

将三维建模技术应用于零部件的设计与制造,可以降低

参考文献

1

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