浅析三维建模技术的应用4篇

浅析三维建模技术的应用4篇浅析三维建模技术的应用　·272·82018年年99月　01计算机与信息科学　自然科学　浅析基于虚拟现实的三维建模技术　白永昕　王下面是小编为大家整理的浅析三维建模技术的应用4篇,供大家参考。

篇一：浅析三维建模技术的应用

iddot; 272 ·8 2018 年 年 9 9 月

　01 计算机与信息科学

　自然科学

　浅析基于虚拟现实的三维建模技术

　白永昕

　王

　鹏 西宁市测绘院，青海 西宁 810001

　 摘要：进入新时期后，计算机领域技术日趋成熟，目前开始深入广泛的研究 VR 系统技术。而 VR 系统的基础是三维建模技术，发挥着核心作用。因此，在 VR 技术研究中，就需要将三维建模技术作为研究的重点。

　关键词：虚拟现实；三维建模；技术 中图分类号：TP391.9

　文献标识码：A

　文章编号：1671-5578（2018）01-0272-01

　具体来讲，虚拟现实技术是将计算机运用过来，借助于相应的技术手段，将三维虚拟环境构建起来。研究发现，虚拟现实技术具有较强的交互性和自主性，除了能够带给人视觉感知之外，还可以带给人们听觉、触觉、力觉等一系列感知。

　1 虚拟现实技术概述

　研究发现，一般情况下，虚拟现实通常将头戴式眼镜运用过来，眼睛前面会有屏幕，借助于扬声器、耳机等传递声音。而在视频游戏中运用虚拟现实技术，则是借助于游戏控制器将振动等感觉传送给用户。同时，虚拟现实技术还可以将虚拟存在的远程通信环境提供给用户。虚拟现实技术的出现，创新了原有的媒介形式，能够给人们情感方面带来更加复杂的刺激和感受。实践研究表明，虚拟现实技术具有一系列的优势，能够将更加丰富的体验带给人们，同时综合运用了一系列的新型技术，如脑电波处理技术、信号传送技术等，使用体验得到了显著提升。近些年来，在心理治疗等医学领域内也开始广泛运用虚拟现实技术，借助于 VR 显示器，对大脑活动时产生的电信号有效接收，电脑通过预算分析，生成虚拟环境，对心理疾病患者的心情有效缓解。

　2 基于虚拟现实的三维建模技术

　VR 系统在设计开始之前，首先要对虚拟环境进行创建。因为视觉因素会对用户体验的直观性和形象性产生直接的影响，因此，构建虚拟环境的过程中，需要充分考虑环境呈现的实时性、动态性和逼真性。完成了模型构建，就相当于成功构建了系统。具体来讲，在构建 VR 系统过程中，需要采用的三维建模技术有这些方面的内容：

　X 2.1 3DMAX 和 和 A VRMA 语言

　经过不断的发展和完善，目前市场上的虚拟现实应用软件种类繁多，其中，3D MAX 软件具有较强的代表性，其具有简洁明了的界面和强大的功能，在游戏开发设计中得到了较为广泛的运用。3D MAX 软件的设计理念较为独特，能够在三维建模设计中，将可行规则快速寻找出来，进而促使设计进度得到加快，设计质量得到提升。在 3D MAX 模型中，各种角色的处理利用自定义模块即可完成。统一使用特定模型、自定义组件与所有的动画工具，其促使实时交互性得到了有机优化，可以增强动画系统的灵活性，能够在 3D 空间的任何地点移动任何节点。

　VRML的全称是虚拟现实语言，其能对3D多边形的顶点、边缘、表面颜色等一系列细节有效指定。且可以关联 URL 和图形组件，这样如果用户对特定图形组件进行点击时，WEB浏览器能够对新的 VRML 文件及时获取。借助于虚拟现实语言所构建的虚拟世界，不管是动画、声音，还是照明等一系列方面，都可以满足用户的交互需求。VRML 文件将纯文本格式运用过来，为了便于互联网传输，会采用 ZIP 技术进行压缩。

　2.2 模式识别技术

　在机器学习领域内，非常重要的一个分支是模式识别，其能够对数据中的模式和规则有效识别。研究发现，在大部分情况下，模式识别系统主要是训练一些原始数据，如果没有可用的标记数据，利用其他算法，对此前未知的模式进行发现和识别。从本质上来讲，模式识别、机器学习、数据挖掘等技术具有较强的关联性，分开难度较大，因为其具有重叠的内容。而人工智能工程、统计学则是模式识别技术的基础，互相整合和发展，形成了相似的想法。从机器学习角度来讲，模式识别主要是向输入值分配标签，科学分类每一个输入值，比如利用计算机能够识别的信号转化人的情感，以便科学选择显示的内容。

　2.3 传感器技术

　研究发现，光电传感器的连接器组件包括较多方面的内容，如传感器接头、电缆连接器、电缆等等，在外部电路的电缆、电缆连接器中连接光电传感器，在电缆一端设置，且与传感器接头所连接，如果改变了环境介质的折射率，如出现振动、温度变化等现象，就会随之改变传感光纤的光波相位。通过相位调制传感光纤中的相干光，就可以对外界环境改变造成的干涉结果变化有效观察。

　3 结语

　综上所述，随着科学技术的革新和完善，虚拟现实技术日趋成熟，因为其更加的稳定和快捷，应用范围也在不断的扩大。三维建模技术是虚拟现实的核心，借助于三维建模技术的科学运用，方可以构建逼真的虚拟系统。因此，在未来发展中，就需要深入研究虚拟现实的三维建模技术，对目前虚拟现实建模技术的应用环境不断改善，以便最大程度的扩大虚拟现实建模的价值和意义，促进我国虚拟现实技术的整体进步和发展。

　参考文献

　[1]吴桐桐，周国辉.基于虚拟现实的三维建模技术的研究[J].智能计算机与应用，2016,5（10）：123-125. [2]陈晨.基于 3DMAX的虚拟现实三维建筑模型建模技术初探[J].电子技术与软件工程，2016,7（11）：44-46. [3]孙玉晶.浅谈三维建模技术在虚拟现实行业中的应用[J].工程技术：全文版，2016,7（11）：55-58.

篇二：浅析三维建模技术的应用

iddot;10· 2014年7月中城乡规划建筑工程技术与设计浅析数字城市中三维建模的作用柏

　林（宿迁市规划测绘院有限公司）【摘要】三维数字技术是在二维地理信息基础上制作出的一种三维模型，经过程序开发，已发展成为三维地理信息系统，由于它可以使城市管理者制定更加科学、 人文、 生态的城市规划， 因此，可被广泛地应用于国土资源管理、城市规划、电力、电信、公安、供排水、旅游等领域。【关键词】

　数字城市

　 基本框架

　技术

　构成

　 模型 前言三维城市模型包含了建筑物三维结构模型、 建筑物纹理贴图、数字高程模型、地面纹理影像等多种数据，首先对城市的地形地物进行测量， 获取建筑物和地面的结构信息， 高度信息和纹理信息，再通过三维可视化软件制作成三维仿真景观模型。１　数字城市建设的现状及基本框架１．１　数字城市建设的现状近年来， 我国数字城市建设呈现出强劲的发展态势， 据统计，全国有将近７００个大、中城市，约有３０　０００个小城镇已经开展了“数字城市”建设工程。“数字城市”作为城市信息化建设的关键环节，涉及到城市规划、管理、文化、经济等社会生活各领域。１．２　数字城市建设的内容及技术１）

　数字城市建设主要包括：建立由城市空间基础信息平台、城市综合信息平台和城市电信基础平台组成的核心系统，通过该系统的正常运转实现信息的共享；建立应用系统；建立网络与信息接入设备，通过这些设备可以直接面向终端用户服务；建立政策法规与保障体系，该体系能够为数字城市的建设及运行提供法律、经济、标准、组织和管理等方面的保障；２）数字城市建设的信息支撑技术主要包括遥感技术、全球定位系统（ＧＰＳ）技术、地理信息系统技术、城市综合功能ＧＩＳ技术、 数字城市的管理信息技术、 虚拟技术、 数据库建设技术、元数据和宽带网络等，可以将这些技术进行组合应用，最终达到城市空间数据的获取、分析、归纳及整合；３）数字城市的服务对象主要包括政府，企业，社会以及公众四方面。２　三维数字城市模型的构成及分类三维数字城市模型主要由基础数据，三维模型，运行环境（包括硬件环境和软件环境）及三维投影设备组成。２．１　模型的总体构成城市三维地理信息服务系统通常使用Ｂ／Ｓ模式，Ｗｅｂ服务器可以完成数据的发布服务器与使用终端的无缝链接，并在浏览器环境下为用户提供正常的数据浏览以及查询服务。城市三维地理信息服务系统的应用体系一般由数据层，功能展示层，应用服务层构成。２．１．１　数据层数据层一般是利用地形数据融合软件，将遥感影像数据和高程数据融合成三维场景，再经过压缩处理后形成地形文件（ＭＰＴ），再以数据流的方式被读取 出 来。ＷＦＳ（Ｗｅｂ　Ｆｅａｔｕｒｅ　Ｓｅｒｖｉｃｅ）和ＷＭＳ（Ｗｅｂ　Ｍａｐ　Ｓｅｒｖｉｃｅ）会被进行规范化处理，通常以ＯｐｅｎＧＩＳ数据服务接口进行规范，并提供二维数据服务。２．１．２功能展示层功能展示层可以提供完整的用户界面，支持系统完成三维地理信息的浏览、查询、分析以及展示等功能。同时，还可为其他增值业务提供一些扩展接口，满足未来的业务扩展需要。２．１．３应用服务层应用服务层是通过空间数据网络提供三维数据的服务接口，提供各种行业的使用服务。例如公共安全，交通国土资源，水利，虚拟旅游以及电力能源等领域。２．２　模型分类２．２．１　地形地貌三维模型为了将地形的高低起伏状态真实地模拟出来，通常是利用基础测绘数据，如带有高程值的数字线划图，建立地面高程模型（ＤＥＭ），再根据具体的制作要求作成不同的高程模型。一般情况下，正射影像（ＤＯＭ）的数据可通过一些影像的数据分析得到，这些影像具有不同的分辨率，主要影像有遥感影像、高分辨率的航空影像、低空摄影及近景摄影等。可以根据要求选择不同的影像数据，再根据统一的空间参考系，将正射影像叠加到地面高程模型上，这样就得到了一个真实反映地形地貌的三维模型。２．２．２　现状建构筑物三维模型作为三维模型中的重要组成部分，现状建构筑物主要由两部分构成：一类是房屋，道路，人行天桥，桥梁，隧道，堤坝，公园，绿地，树木等地物要素；另一类是路灯，消防栓，井盖，公交车站等城市附属设施。现状建构筑物模型制作时耗费的工作量大、周期长，因此，在制作模型前应先根据精度要求进行选择，制作出不同的模型。而对于一些对精度要求标准较低的规则形状建构筑物，可采用大批量机器建模生产的方法，如果建构筑物顶端纹理较为复杂，可以使用高分辨的影像，进行贴图处理。２．３规划设计三维模型三维模型的规划设计主要是用来满足城乡规划管理的需要，规划设计师在三维软件中进行设计必须与现状三维模型融为一体，并根据现状三维模型的真实环境对具体模型进行修改、 调整、 替换，或在三维仿真系统上重新生成新模型， 包括设计和定义位置、 朝向、形状、高度、外部色调和纹理等，这些修改调整都需要在统一的空间参考系中按照比例进行。３　三维数字城市模型的建模方法三维城市模型的主要任务是先对城市的三维环境进行数字化表达，然后进行可视化处理，同时，能够提供相应的操作与分析功能。目前，城市三维景观的构建有许多方法，具有代表性以及比较常用的有以下一些类型：１）基于单纯形的３ＤＧＩＳ数据模型物和虚拟城市景观模型重建法。可以将城市的实体模型按照维数划分为０维、１维、２维、３维四类，相应地用０、１、２、３的单纯形来对应表示构建。同时，将地形作为城市各种建筑物的承载体，用ＴＩＮ来表示，称作２．５维，用２ＤＧＩＳ矢量线划数据来确定建筑物的平面位置，属性高度、建筑物的侧面纹理由数字相机获取，顶 部 纹 理 由 航 空 遥 感 数 据 获 得，生 成 景 观模型；２）基于航空影像生成城市三维城市景观。将建筑物按照外形特征分成平屋顶房屋、“人”字型屋顶房屋和复杂房屋，并分别采用不同几何数据模型进行构建；３）ＴＩＮ表达地形法，是用ＢＰ、ＣＳＧ表达以点、线、面、体形式存在的空间实体城市三维ＧＩＳ数据模型，并在立体空间中逐层引入空间信息， 同时， 为每个对象建立属性特征和空间关系 ；４　三维建模技术应用及未来发展４．１　三维建模技术应用４．１．１　用于城市规划对城市的未来形态进行预演，消失的城市形态也可以重新模拟出来，并根据规划成果随时进行修改，从而获得城市规划方案调整的科学依据，使城市规划更具前瞻性。４．１．2　用于城市管理三维建模技术可以完成城市灾害事件和突发事件的动态模拟，实现城市各类信息的可视化查询，为政府对城市的管理和服务提供决策。４．２　三维建模技术的未来发展方向由于城市三维景观主要是人工建筑物，因此，三维建筑物信息的获取与建模一直是城市建模的主要内容。近年来，一些新的建筑物三维重建方法陆续被提出来，其主要发展方向有以下三个方面：（下转 556 页）

　·556·水电工程建筑工程技术与设计2014年7月中水电站设备运行管理中存在的问题及策略王

　尧

　时玉玲（郑州大学水利与环境学院）【摘要】本文主要阐释了我国水电站的设备以及运行管理中存在问题以及处理方法。【关键词】水电站

　设备

　运行管理 前言我国河流众多，径流丰沛，落差巨大，蕴藏着丰富的水能资源。据统计，我国河流水能资源蕴藏量 6．76 亿 kw，年发电量 5922 亿 kwh；可能开发水能资源的装机容量 3．78 亿 kw，年发电量 9200 亿 kwh。大力发展水利水电已经成为我国一项基本方针，在大力发展水电站的同时，一些管理中的漏洞及不足也暴漏的出来。随着我国该开放 30 年以来，我国的水电事业取得了不斐的成绩与发展，尤其是水电站的运行与管理方式，伴随我国电力市场竞争的不断改革和深化，我国的水电站管理正向着国际标准化发展。然而，在实践中仍有许多问题亟待人们去努力解决，如若处理不好这些困难与问题，不仅仅会阻碍我国水电事业的发展，更会深深影响国民经济社会的发展和居民的日常生活。因此，如何解决水电站运行管理中存在的问题已经是迫在眉睫、不得不亟待我们解决的问题之一。一 水电站设备及运行管理中存在的问题众所周知，伴随着我国水电事业的不断发展与改革，其水电站的运行管理体系已经逐渐不能满足我国水电事业的发展，而且一些水电站企业并没有明确任何的安全生产质量的总体目标，更加使得我国水电站的运行管理存在大量的漏洞与安全隐患，以下几点就是我国水电站存在的主要问题与不足之处。1 投资的盲目性，导致了管理重视程度不够。一些水电站，尤其是小型水电站是有一些个体企业及私人老板投资而成，这些群体对水利水电开发知之甚少，属于盲目跟从型投资。他们有时为了私人的经济利益，盲目的追求产值最大化，狠抓发电环节，忽略了设备管理。甚至直至设备出现了严重的问题，影响水电站的生产发展时，才会考虑设备的管理问题。2 目前我国水电站仍没有严格执行设计施工流程。据调查资料显示，目前我国大多数的水电站只求尽快地投产发电，没有考虑到任何的节省材料与为国家节约资源的心态，而且在运行的过程中为了追求高利益与经济，也并没有严格执行设计施工流程，这不仅仅给水电站的运行管理带来了诸多不便，还浪费了国家重要的资源。3 安全检查工作没有真正落实到位。安全检查有多种多样的形式，有专项检查，有节日检查，有例行检查，这些都是主管部门对基层单位的有组织性的检查。在基层主要的是本单位自查。自查的内容是根据安全检查大纲来制定的， 但检查工作不深， 不透，流于表面。管理人员对现场工作忽视安全，不遵守安全规章制度，违反的不安全现象，现场工作人员的习惯性违章等，没有批评教育考核记录。5. 现代大型水电站建成运行后，势必对大坝下游的生态环境带来一系列的问题已开始慢慢地显现下游河道水流量减少，水位下降，水电站的机组安全运行受到威胁，干流河道的通航压力不断突现，一旦处理不好，不仅对水电站有一定的影响，还可能引发社会矛盾的发生激化。6 管理不正规， 导致管理的混乱性。

　中小型电站本身规模就小，投资不是很大。而开发商的目的就是效益最大化。有的投资为了节约投资，工程建设中不安建设工程的管理程序进行。首先是没有认真对电站的前期工作进行落实，实行“三边工程”。其次是没有招投标过程，不管施工队伍有没有素质，也不请监理单位来进行监管施工。最后是参建单位无质量监督体系，工程质量低劣，不经验收和安全鉴定就投入运行。没有安全保障体系，安全管理时空，导致安全事故频发。7 水电站运行管理中仍有生产事故现场应急处理机构不完善的情况。该现象发生的原因主要是由于我国的水电站仍缺乏一个完善的运行管理体系造成的。一个完善的运行管理体系不仅仅是保障我国水电站顺利运行的先决条件，更是我国水电站管理企业员工的重要依据与管理方式。二 加强水电站设备及运行管理的建议对策1 水电站要正确处理好电站自身的经济效益和国家利益以及社会利益之间的关系为此水电站要建立先进完善的水库水情测报系统，发电运行、水库调度以及船闸通航等相关人员要严格执行国家防讯抗旱制度的相关规定，既要为国家节约宝贵的水资源，充分合理地利用每一滴水，要在运行中灵活地处理好发电、防洪、灌溉、用水等关系，最大限度地平衡各方的利益。2 水电站要努力加强企业巡查监视的力度与设备的维护、养护工作。要努力加强水电厂巡查监视工作，只有不断地增强水电站的巡查监视力度， 才能从本质上控制好水电站的运行管理 ； 另外，水电站还要不断增强企业中设备的维护与养护工作才能保证水电站的经济效益，尤其是在安全性方面，水电站的运行管理人员一定要进行妥善的管理与安排，要做到以下几点。3 对员工进行有目的的安全技术培训，是提高运行管理意识的方法之一。只有加强了对人员综合素质的提高，从而对安全生产才能提供有力的保障。人员安全技术的高低是减少事故发生，确保安全生产的关键。大家知道，安全生产不是单靠哪一个人就能实现的，是靠大家共同参与的，共同努力才能完成的。要提高人员的安全意识和责任感，就必须加强安全技术的学习培训。4 建立合理化生产检疫管理制度。从制度上，程序上是运行值班员对生产过程中存在的问题及解决方案通过有效地管理通道进行反馈。这样有利于发挥值班员的工作积极性和创造性，做到群策群力，及时发现和解决生产过程中存在的各种问题。结束语综上所述，在努力发展水电站的运行管理时，一定要本着一切从水电站的资源利用出发，采取不同的改进措施与发展手段，为我国的水电事业取得成绩的同时，还要最大限度地兼顾到我国工农业的发展需要；在确保电站能够安全、高效、经济、可靠运行的情况下， 拓展员工的工作能力， 做到运维合一， 以管理促发展，更好地发挥水电站的经济效益，为国家社会做出应有的贡献。（上接 10 页）１）数据的多元化、多线索和多信息的引入及融合；２）提取过程中知识的运用渗透到从低级到高级处理的各个层次，在识别匹配推理过程中引入较多的人工智能理论与方法；３）建筑物模型的多样化，如参数模型、棱柱模型、多面体模型以及构造实体几何模型（ＣＳＧ）等，提取策略逐渐由单纯的模型驱动或数据驱动转向二者混合运用。５　结　语城市现代化建设是城市信息化建设的主体， 在工业化、 城镇化、市场化、国际化、信息化的大背景下，数字城市是未来城市建设的发展方向。三维城市模型是以三维数字技术为基础，给城市建设带来了数字化的思维及设计方式，更为城市的规划和管理提供方便、直观、可行的平台。随着科技的发展，三维数字技术发展会越来越快，其作用也将越来越大，有着良好的发展前景。参考文献：［１］陈良超，向泽君，谢征海．三维模型数据标准技术研究与应用［Ｊ］．测绘科学，２００９

　浅析数字城市中三维建模的作用浅析数字城市中三维建模的作用作者：柏林作者单位：宿迁市规划测绘院有限公司刊名：建筑工程技术与设计英文刊名：Architectural Engineering Technology and Besign年，卷(期)：

　引用本文格式：柏林 浅析数字城市中三维建模的作用[期刊论文]-建筑工程技术与设计 2014(20)2014(20)

篇三：浅析三维建模技术的应用

7新科技机械产品设计中三维建模技术的应用研究郑开方（南京钢铁股份有限公司第一炼钢厂，江苏 南京 210035）摘要：近几年，我国计算机技术得到飞速发展，机械产皮内设计工业工程开发技术也变得更加成熟，三维建模技术在机械产品设计过程中得到了广泛应用，并且从具体应用情况来看，也取得了不错的效果。从目前我国机械产品设计行业的发展情况来看，通过对三维建模技术的合理应用，能够延长机械的应用寿命，促进行业的发展。下面，针对机械产品设计中三维建模技术的应用进行详细分析，希望文中内容对相关工作人员可以有所帮助。关键词：机械产品；三维建模；虚拟样机；外观设计在机械设计过程中对三维建模技术进行应用，对具体设计进行适当指导，在实际设计过程中为了确保设计的合理性，应兼顾设计的创造性、新颖性、确保最终设计的机械符合动力学对能量的消耗。在机械产品设计过程中，为了提高机械产品最终设计的合理性，相应技术人员在具体工作开展期间，要做数据控制工作，提高设计质量。一、三维模型阐述三维模型经常利用三维模型工具的专门软件生产，也可通过其他方法生产。三维模型是点和其它信息结合而成的数据，可以通过手工方式完成相应的生作业，在实际生产期间，也可以用过一系列的算法，最终生产相应的三维模型。三维模型通常都是通过虚拟的形式存在与计算机闳文件中，但是，在纸上描述的类似模型，也可以将其称作三维模型[1] 。二、开发机械设计中三维建模技术的原则在机械产品设计中对三维计息建模技术进行应用，并非只是对机械产品中的某一个零部件进行设计，而是要对机械产品的整体进行科学设计，对机械产品在具体应用过程进行合理优化[2] 。针对机械产品的设计，以及相应的创新活动要做好相应的思考，尽量应用新技术，完成相应的设计工作，使最终设计的机械产品的性能可以得到进一步提升，满足应用需求。同时，相应的工作人员在具体作业中，要不断提高机械产品设计过程中涉及的理论内容的研究，从而能够在正确的基础理论内容的指导下，使机械设计制造的最终水平能够得到进一步提高。概念设计期间，作为设计人员应从工业角度入手，通过对三维技术的合理应用，完成对机械产品中各项零部件的调整，例如，在进行转炉设计时，对转炉中的各个零部件进行全面调整，通过分析制定出一种最佳的设计方案，确保最终设计的合理性[3] 。从机械产品的结构入手，设计人员应当从新型建模技术入手，通过对其的全面分析，在动态仿真中的关键细节特点进行寻找，针对传统机械设计过程中存在的各项不足之处，进行针对性的改进，合理的对机械产品中的新材料和新技术进行应用，从而实现对机械零件的具体安装，以及相应的调配加以改进，确保最终设计的机械产品的合理性。三、合理应用三维建模技术的有效措施（一）开发设计师的创新能力将三维技术模型应用到机械产品设计中，作为技术人员要先对机械样品中的设计参数内容进行全面分析，通过对 3D数据测量方法，完成对虚拟样机的产品机构的前期开发工作。对同类产品在具体设计过程中取得优势进行适当参考，针对采集到点数据内容进行适当处理，进而保证产品在设计过程中，采用的各项零件的硬度、尺寸等各项内容都符合相应的规定。通过对 CAD 曲面构造方式的应用，完成对后期全面造型的创建[4] 。为了确保机械产品在具体设计过程中，各项零件构成的合理性，构造人员要通过对 CAD 的应用，对机械中各个零件进行适当优化，整理前期参数，最终形成 ATL 文件，对设计构成中的文字和设计图片进行对应存档。后期生产作业进行期间，如果出现技术问题，可以对单个模块的原始设计参数进行调取，依据具体情况，进行适当修正，从而确保最终生产的机械产品的性能可以得到进一步提升。（二）工程图的实现对于建模产品来说，制造执行和参数更改是两项重要工作。设计人员在具体工作期间，要充分考虑机械三维设计模型与实体转化过程中的具体差异，集合所有的设计人员，对参数的更改方案进行探讨，做好相应的分析工作，最终对产品的外观和的设计，以及相应的更改计划进行合理安排。在对设计的机械产品的尺寸进行控制时，要对对控制代码进行多次调试，保证生产过程中应用的各项数据都能够采集成功[5] 。在生成三维轴线期间，作为技术人员要合理的应用计算机捕捉零部件的投影，同时，还要做好同期检测，避免发生投影叠加现象，导致最终的建模存在缺陷。（三）利用计算机进行三维建模进行三维实体建模实际上就是设计人员利用计算机，对设计的机械化产品的性能、制造进行测试的过程。构造三维实体时，设计人员通可以通过对计算的应用，完成三维实体建模，在该过程中，对设计的机械产品进行有限元分析。设计分析过程中，技术人员要对机械产品的各项零部件进行全面拆分，然后对设计的实际尺寸与三维实体工艺编程存在的差异性进行对比，做好相应的分析工作，最终完成对最佳零部件的组合方式的调试。现代机械产品设计过程中，设计人员应从全局性的设计角度出发，完成对问题的思考，最终落实到大机械产品上。从机械产品的设计与产生来看，大型机械在生产期间，零部件容易出现问题，这会导致整个机械的生产活动进行都出现各种不良现象，会对最终生产的机械产品的质量和性能造成不良影响，而采用三维建模技术可以减少该现象的发生。针对相同行业不同品牌的机械产品设计，对于产品的参数应当进行统一设计，这不仅可以降低设计工作量，而且方便管理。四、结束语随着三维建模技术的不断发展，其在许多行业中都得到了广泛应用，特别是将其在机械产品设计中应用取得了不错的效果。将三维建模技术应用到机械产品设计中，相应的工作人员应当加强对该项技术的分析，确保最终设计的合理性，提升最终设计的机械产品的性能。参考文献：[1] 林晓慧 . 三维 CAD 技术在机械设计中的应用 [J]. 绿色科技，2019（04）：189-190.[2] 牛辰，张贵林 . 三维 CAD 技术在机械设计中的实践运用探讨 [J]. 南方农机，2018，49（16）：40-41.[3] 屈福康 . 浅析三维 CAD 技术在机械设计中的应用 [J].中国设备工程，2018（04）：179-180.[4] 王水林 .CAD 三维软件在机械加工中的应用 [J]. 吉林广播电视大学学报，2018（02）：159-160.[5] 赵显日 . 三维特征建模在机械设计与制造中的应用[J]. 化工管理，2018（04）：160.作者简介：郑开方，南京钢铁股份有限公司第一炼钢厂。万方数据

篇四：浅析三维建模技术的应用

4 期 侯玉敏：基于实景三维模型的单体化建模技术浅谈 2020 年 8 月侯玉敏（山西省测绘地理信息院第二测绘院，山西 太原 030001）摘要 随着倾斜摄影测量技术的快速发展及城市建设的不断推进，其快速高效的实景三维数据获取手段，在实景三维建模、城市发展、测绘等各个领域都有着良好的应用前景。不过，实景三维模型只能和影像一样作为底图来进行浏览，不能选取单独的对象进行操作和管理，无法进行深层次的应用，因此需要对三维模型进行单体化建模。本文以 DP-Modeler 为单体化平台，对实景三维模型的单体化建模技术进行阐述，对不同结构类型的建筑物进行单体化以及纹理贴图的操作。关键词 倾斜摄影；实景三维模型；单体化建模中图分类号 P231 文献标识码 B 文章编号 2095-7319（2020）04-0117-05基于实景三维模型的单体化建模技术浅谈0.引言最近几年，无人机技术和倾斜摄影技术取得了快速发展及应用，无人机是一种动力驱动、无人驾驶、可重复使用的飞行器。它具有机动性强、灵活性强、低空飞行快速安全等特点。作为一种新的遥感图像获取方法，它被广泛运用。无人机倾斜摄影测量技术以范围大、精度高、清晰度高的形式全方面感知不同的复杂场景，由此获得的数据可以快速地生成直观的实景三维模型，能准确地反映地物的方位、外观等信息，为基础测绘、地理国情、专题地图制作等测绘产品提供参照依据，同时有效提升三维模型的生产效率。倾斜摄影技术是一项革命性建模技术，它的出现大大减少了人工成本和建模时间，提高建模的真实感，加速了三维 GIS 技术的发展。关于倾斜摄影，模型单体化技术始终是一个热点问题。无论基于哪一种建模方案，受生成技术的限制，最终生成的是一个地表连续的数字地表模型。而在实际的应用中，不能对某个指定的建筑物进行单独选择和查询，只能跟底图一样进行浏览，无法进一步深入运用，因此就非常有必要对其进行模型单体化，实现单独管理，进行对象的选择及查询，提高数据的价值，使最终的模型既“好看”，又“实用”。1.倾斜摄影三维建模关键技术伴随着“数字城市”建设的快速推进，作为地理信息框架的基础数据，城市三维模型越来越受到广泛重视。传统的三维建模方法虽然在模型精细度上能够得到很好控制，但无法满足大范围快速构建城市三维模型的需求。倾斜摄影测量三维建模，以倾斜式航空摄影为数据源，通过集成倾斜摄影与垂直影像数据到统一的作业系统，构建无死角三维建模环境，形成严格成像关系下真实纹理的三维重建，弥补了数据源的单一视角、遮挡等局限，集成化的建模环境大幅提升作业精度和效能。根据倾斜摄影组合数据源，克服影像在分辨率、摄影角度、影像辐射特性等方面的差异，通过 POS辅助、DSM 引导、计算机图形识别等技术综合应用，实现自动化程度较高的高精度三维建模。2.单体化建模倾斜摄影三维建模软件 DP-Modeler 是一款集精细化单体建模及 Mesh 网格模型修饰于一体的新型软件。通过特有的摄影测量算法，支持航测影像、无人机影像、地面影像、车载影像、激光点云等多数据源集成，实现空地一体化作业模式，有效提高了三维建模的精度及质量。通过软件可以直接对照原始影像勾勒建筑物轮廓线，交互式建模，突破传统立体像对作业方法，无需佩戴立体眼镜，自动检索多角度影像，具有在任意表面的精细操作，达到测图级精度成果，测图与建模同步完成，二、三维矢量完全对应便于后期分析应用。基于严格多视成像模型，基于拍摄角度、遮挡、投影面积等因素，优选算法对几何模型进行自动纹理映射，并一步完成修补、融合处理。自动化生成的模型受生成技术的限制，最终生成的是一个地表连续的数字地表模型，无法单独选择和管理不同的对象，单体化则可以实现这一功能，它可以117 / /

　2020 年 8 月 经 纬 天 地 第 4 期使我们想要单独管理及查看的对象呈现出来。基于DP-Modeler 软件对三维模型进行单体化建模后，通过对模型踏平、删除等操作，使单体化模型与原有实景三维场景更好地融为一体，进而形成可单体化管理的高精度场景。具体的单体化操作流程（如图 1 所示）：2.1 单体化建模及纹理修饰倾斜摄影的实景模型单体化主要包括矢量切割单体化、矢量叠加单体化和模型重建单体化 ３ 种方式。这次我们主要研究的是单体化的重建，它是以连续倾斜摄影测量数据为基础数据源，通过在原有实景三维模型的基础上对模型进行重建，从而实现不同对象的模型单体化。对某个建筑物进行单体化时我们应选择多边形绘制工具，在顶视图视角下对影像提取建筑顶部轮廓线（如图 2 所示）。根据倾斜影像判断建筑物高度，设定基准面，将平面模型通过挤出操作，转化成立內 体模型。通过挤出柱体将其挤出到指定高度，再用 偏移及外扩、切割等操作来创建建筑物立体面以及房屋附属结构，例如屋檐、女儿墙、单元楼门洞等（如图 3 所示）：图 1 基于实景三维模型的单体化建模技术流程图图 2 建筑物顶部轮廓线 图 3 建筑物立体面对建好的单体化模型进行一键贴图，利用倾斜影像可以采集到建筑物不同层面的纹理特征，可以从相机影像中自动采集模型图，然后可以通过一键完成来进行单体化模型的贴图，效果（如图 4 所示）。对于个别不合适的面可以通过选择最佳影像进行手动贴图，以达到三维模型所需要的最佳效果（如图 5 所示）。自动映射与手动贴图所得到模型贴图，不免有些瑕疵，我们可以通过调用 PhotoShop 进行纹理修改，修改后保存的贴图可以在 DP-modeler 下直接进行替换，无需查找贴图。118 / /

　2.2 建筑物轮廓线采集技术标准2.2.1 轮廓线采集技术要求建筑物轮廓线采集是后续制作建筑物三维模型的基础，采集轮廓线时按如下规则进行矢量采集。对于平顶建筑物，沿建筑物边沿采集；对于人字形房顶，按两次采集，先采集建筑物的边缘线，使其直角化，再采集建筑物顶部屋脊线，将其拉升至实际高度，构出斜面；对于复杂结构，需要先后采集同一高度闭合的外轮廓线、各屋脊线、屋顶凸出结构的轮廓线，对于圆或是弧，用五、六个点连起来表示。具体采集规则（如图 6 所示）：第 4 期 侯玉敏：基于实景三维模型的单体化建模技术浅谈 2020 年 8 月图 4 建筑物自动纹理贴图效果图 图 5 建筑物手动纹理贴图效果图2.2.2 数据采集指标（1）郊区：房上房，高＞2.5 米，面积＞5 平方米；基本房，高＞2.5 米，面积＞5 平方米。城区：房上房，高＞2.5 米，面积＞2 平方米；基本房，高＞2.5 米，面积＞2平方米。（2）在保持原有房屋外观的情况下，高度差小于0.5 米的以及水平方向拐折小于 0.5 米的房子视情况可以适当综合。（3）房上房必须抬到基本房上，该接边的房子必须接边，两者之间不能出现空隙。（4）房屋构造线必须均匀有序，不能杂乱无章。（5）高档住宅，沿街道两边的商场，企事业单位，机关学校医院等建筑，凡女儿墙高度大于 0.5 米且宽度大于 0.5 米的要单独表现；高档住宅，沿街道两边的商图 6 不同形状建筑物轮廓线采集方案图119 / /

　2020 年 8 月 经 纬 天 地 第 4 期场，企事业单位，机关学校医院以及工矿等建筑，凡女儿墙高度大于 1.5 米（除广告牌）女儿墙需要单独表现,女儿墙表现时都需要以房上房的形式表现。2.2.3 各等级模型采集要求（1）政府建筑、商业建筑、公共建筑大于 0.5 米的凸凹部分需采集。（2）沿街建筑大于 0.8 米的凸凹部分需采集。（3）建筑的屋檐、装饰墙等结构大于 0.8 米以上需按照实际的尺寸、形状采集，细节可以使用贴图表现。（4）突出门厅、进出口大门需要采集。（5）建筑顶部结构需要按照实际情况采集，不能出现比例、结构形状与实际不符的情况。（6）建筑的女儿墙需要按照实际高度、宽度采集，居民自建房屋除外。（7）沿街建筑如有面积较小，面数较多的情况，如百叶窗、栏杆等，可做成块状，直接贴影像。（8）建筑重要面的装饰柱（墙线）凹凸在 1 米以上需要采集。（9）房屋墩、柱：直径大于 1 米，且高度大于 1.5 米需要采集。（10）围墙需要采集。（11）屋顶装饰物：投影面大于 4 平方米，或者最长的一边大于 2 米的几何造型必须采集。2.3 三维建模技术标准2.3.1 城市三维几何模型（1）建筑直角化。勾勒建筑轮廓线时要在垂直影像（顶视图）上操作，描绘时尽可能地避免取消直角约束，保证建筑的边角为直角。（2）建筑咬合问题。模型不得有漏缝、共面、废点等现象。建筑各结构需保证咬合，避免出现大的穿插、与主体分离的现象。（3）建筑比例问题。建筑各结构的比例要与实际相符。（4）模型同一空间位置上的点要对齐并且焊接（不要存在 2 个和多个点的问题存在）。（5）模型重面。应遵守不同细节层次模型面数生产要求，看不到的面或多余面应删除，交叉面的情况下沿街模型穿插大于 1 米需要删除，非沿街模型不需处理。模型应避免出现重面，否则后期平台里会出现黑面闪烁的现象。同一法线方向的两个面之间避免共面闪烁。（6）不同层次的几何模型在数据量上应至少有一个数量级的差别。（7）统一参照。所有模型应在统一的参照系下，模型的坐标位置和高程数据应准确。模型数据应统一以“米”为计量单位。模型自身轴心点统一为独立 object中心。2.3.2 城市三维模型纹理（1）贴图 UV 编辑。由于模型建模时的直角化操作，或程序自动选片的出入，导致模型面与贴图结合不准确，需人工编辑 UV 或 PS 贴图，调整至合理状态。（2）重复纹理使用。弧形结构由于贴图时比较繁琐，可以采用手工编辑 UV 与影像中的弧形匹配，匹配完成后在 MAX 立面视图中渲染出图，在此基础上处理拼接问题。在保证与周围墙面贴图融合的前提下，允许使用重复纹理。（3）光影统一。建筑的光影必须保持方向统一，避免出现光影错乱的现象。（4）应与几何模型细节层次相匹配。（5）贴图纹理统一以 *.jpg 格式存储。（6）贴图纹理使用原始尺寸。（7）有效模型面必须赋予贴图。（8）对错误及漏建的结构贴图时需要根据影像改正模型。（9）贴图不可出现拉伸、扭曲、变形的现象。（10）贴图时对过曝、过黑的贴图需进行影像亮度及色差调整。（11）建筑楼层要对齐，避免出现接缝没对齐、楼层错层的现象。2.4 三维模型与纹理命名规则（1）命名应合理、简明。（2）名称使用字母、数字和下划线表示。（3）不区分大小写字母，统一使用小写字母表示。（4）所有模型名称及纹理命名必须唯一。（5）命名规则应具有可扩充性。（6）所有模型名称及纹理名称应考虑数据集成通用性命名。3.结束语无人机技术和倾斜摄影技术已成为快速制作实景三维模型及获取三维地理信息数据的重要手段，可以真实有效获取地表特征和地面人工建筑。但是，在实景三维模型的应用过程中发现，其存在“可远观不可近看，可浏览不可查询”的问题，这些问题直接制约着倾120 / /

　【3】范士杰，王振杰，彭秀英.基于自主学习理念的 GPS 课程实践教学改革[J].实验室研究与探索，2016(1):146-149．【4】王华，陶庭叶. “GPS 测量原理与应用”课程教学改革实践[J].测绘通报，2016( 6):138-141.【5】汤俊.面向 OBE 模式的“GNSS 原理与应用”课程教学改革与实践[J].测绘工程，2018，27（10）：71-75．【6】

　俍 张亚，刘娜，谢忠 ，等.以生产项目为载体的《GPS 测量技术与应用》课程教学评价方式探究[J].矿山测量，2016，44( 4):110-112．【7】赵桂玲，王崇倡，祝会忠.以科研项目为导向的“探究式”教学探索与实践—以 GNSS 原理与应用课程改革为例[J].测绘与空间地理信息，2018(6):5-10．作者简介：文 晔（1987—），女，讲师。主要从事测绘工程方面的科研与教学工作，研究方向：卫星导航与定位。（上接第 116 页）第 4 期 侯玉敏：基于实景三维模型的单体化建模技术浅谈 2020 年 8 月参考文献：．【1】陈思，冯学兵，刘阳.基于倾斜摄影实景三维模型单体化分类与应用［J］.北京测绘，2018,32（4）：409-414.【2】李永泉，韩文泉，黄志洲.数字城市三维建模方法比较分析［J］.现代测绘，2010，33(2)：33-35．【3】张红华，赵威成，刘强凯.倾斜摄影实景三维模型建筑物单体化方法研究［J］.北京测绘，2020,34(3):289-291.【4】聂赞，文琳，黄山等.倾斜摄影的单体化建模研究［J］.地理空间信息，2019,17(3)：113-114，122．作者简介：侯玉敏（1984—），女，本科，工程师。主要从事基础测绘与地理信息方面工作。斜实景三维模型广泛应用，本文详细介绍了以DP-Modeler 为单体化平台对建筑物进行单体化建模的作业流程及几何模型制作和模型纹理贴图的技术标准。此作业流程已取得了较好的适用性，可为其他项目做可行性参考。121 / /

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