三維圖像技術(shù)論文

　　三維圖像技術(shù)是現(xiàn)在國際最先進(jìn)的計(jì)算機(jī)展示技術(shù)之一,下面小編給大家分享三維圖像技術(shù)論文，大家快來跟小編一起欣賞吧。

　　三維圖像技術(shù)論文篇一

　　基于圖形圖像的三維建模技術(shù)探討

　　摘要：現(xiàn)代的工程建筑設(shè)計(jì)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)和地理信息研究等方面離不開三維建模技術(shù)。虛擬場景的構(gòu)建是虛擬技術(shù)的重點(diǎn)和難點(diǎn)，同時(shí)，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中也要應(yīng)用圖像圖形的融合技術(shù)來構(gòu)建三維模型。本文對基于圖形的三維建模、基于圖形的三維建模和圖形圖像混合建模進(jìn)行了探討，為三維建模提出了新的思路。

　　關(guān)鍵詞：圖形圖像;三維建模;探討

　　中圖分類號：TP319 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9599 (2013) 02-0000-02

　　1 基于圖像的虛擬建模技術(shù)

　　1.1 基于圖像建模技術(shù)的實(shí)現(xiàn)過程?；趫D像的建模技術(shù)技術(shù)擺脫了對三維幾何的依賴，單純利用照相機(jī)拍攝的離散圖像或攝像機(jī)錄下的視頻圖像為基礎(chǔ)，經(jīng)過技術(shù)處理后生成真實(shí)的景觀圖像，之后利用適合表現(xiàn)圖片景象的空間模型把全景圖像做成虛擬的實(shí)景空間，通過軟件操作，可以對實(shí)景空間進(jìn)行前進(jìn)、后退、環(huán)視、仰視、近看、遠(yuǎn)看等操作，實(shí)現(xiàn)用戶對場景的三維角度觀察，這些操作過程在普通計(jì)算機(jī)上就可以實(shí)現(xiàn)。全景生成技術(shù)是基于圖像處理來建立三維模型的關(guān)鍵，有了它就可以實(shí)現(xiàn)對實(shí)景的虛擬再現(xiàn)，生成的全景圖按照可瀏覽的角度劃分為柱面全景圖和球面全景圖。柱面全景圖可以滿足對水平空間的360度轉(zhuǎn)化觀察，而球面全景圖可以實(shí)現(xiàn)經(jīng)緯360的瀏覽轉(zhuǎn)化。

　　1.2 基于圖像建模的基本方法。按照視覺的形式來構(gòu)建三維模型是計(jì)算機(jī)視覺領(lǐng)域中的典型技術(shù)，主用用車船、飛機(jī)等交通工具的導(dǎo)航設(shè)備上。由Pollefeys等人提出的多幅圖像的處理技術(shù)，主張從同一物體所對應(yīng)的幾個(gè)不同的對應(yīng)點(diǎn)信息中提取出物體外形的輪廓信息，這些信息由5部分構(gòu)成：匹配和抽取特征點(diǎn);相機(jī)定標(biāo);重投影圖像生成;立體像的校正位置和曲面散亂點(diǎn)構(gòu)建。建立立體視覺模型有一個(gè)完善的基本原理，具體內(nèi)容是：根據(jù)已知的兩幅照片來確認(rèn)物體所一一對應(yīng)的點(diǎn)，這些對應(yīng)點(diǎn)實(shí)際上是物體表面上同一個(gè)的投影形成的兩個(gè)不同位置的點(diǎn)。通過對物體同一點(diǎn)在兩個(gè)圖片中的兩個(gè)投影點(diǎn)位置的確定，可以找出相機(jī)內(nèi)部和外部的參數(shù)。然后，從兩個(gè)照片的同一投影點(diǎn)出發(fā)，畫出每兩個(gè)對應(yīng)點(diǎn)的形成的直線，這些直線在空間上會有一個(gè)交點(diǎn)，這個(gè)點(diǎn)就是場景中物體上某個(gè)點(diǎn)的三維坐標(biāo)。這樣通過對物體的每個(gè)點(diǎn)就進(jìn)行這樣的

　　1.3 基于圖像的三維建模技術(shù)的性能分析?；趫D像來進(jìn)行三維建模的優(yōu)點(diǎn)有：漫游的效果和處理的時(shí)間僅僅受到畫面分辨率的影響，而不會受到場景復(fù)雜度的影響;事先形成的圖像既可以是計(jì)算機(jī)生成的，也可以是照相機(jī)拍攝的，即使二者混用也不會對模型的形成造成負(fù)面影響;有很強(qiáng)的真實(shí)感，可以收到身臨其境的效果;操作中處理的數(shù)據(jù)量小，所以對計(jì)算機(jī)的硬件軟件要求不高，實(shí)用性強(qiáng)。

　　總之，基于圖像的虛擬建模技術(shù)可以很好地對實(shí)物進(jìn)行虛擬化處理，是對無法進(jìn)行CAD制圖環(huán)境的有益補(bǔ)充，可以廣泛應(yīng)用在建筑、模型設(shè)計(jì)、交換式游戲、虛擬空間構(gòu)建和遠(yuǎn)空間研究等許多熱點(diǎn)領(lǐng)域。

　　2 基于圖形的建模技術(shù)

　　基于圖形的建模技術(shù)是利用計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的原理來按照幾何圖形建模的技術(shù)，這是一種傳統(tǒng)的構(gòu)建三維模型的方法。

　　2.1 基于圖形來建模的一般過程。構(gòu)建二維圖形是基于圖形建模的前提。目前常用的繪制幾何模型的軟件主要是CAD系統(tǒng)，它可以實(shí)現(xiàn)圖形的繪制和三維圖形的轉(zhuǎn)化。一個(gè)和多個(gè)樣條線組成了二維圖形，通過使用Extrude、Bevel、BevelProfile、Lathe和Lattice的編輯修改器，可以實(shí)現(xiàn)從二維圖形到三維幾何體的轉(zhuǎn)化。

　　2.2 CAD系統(tǒng)在圖形轉(zhuǎn)化和三維建模中的應(yīng)用。基于圖形的三維建模技術(shù)主要的應(yīng)用領(lǐng)域就是進(jìn)行產(chǎn)品或建筑的設(shè)計(jì)。CAD技術(shù)以其強(qiáng)大的繪圖和轉(zhuǎn)化功能，可以提高對設(shè)計(jì)產(chǎn)品型面分析、裝配干涉分析、強(qiáng)度分析、機(jī)構(gòu)運(yùn)動分析效率和準(zhǔn)確率，為產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和開發(fā)節(jié)省時(shí)間。

　　3 基于圖形和圖像的混合建模技術(shù)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

　　從國內(nèi)外建模技術(shù)的發(fā)展來看，基于幾何圖形和圖像的混合建模、人工智能和感知理論成為了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展方向?；趫D像的建模僅能提供一個(gè)虛擬環(huán)境，這種環(huán)境中難以實(shí)現(xiàn)用戶和實(shí)體之間的交互，而幾何模型實(shí)體必然是用戶產(chǎn)生交互作用的對象。因此，虛擬建模的理想設(shè)計(jì)必然提高真實(shí)感、逼真度和實(shí)時(shí)性，混合建模技術(shù)所建立的三維場景模型具備了這樣的優(yōu)勢，圖形和圖像的融合可以在計(jì)算機(jī)中形成真實(shí)感圖形。3DSMAX、SoftImage等軟件帶有的強(qiáng)大的紋理映射功能很好的融合了圖形圖像技術(shù)。

　　3.1 圖像定位。圖像定位就是把設(shè)計(jì)產(chǎn)品的外在形狀特征定位到產(chǎn)品表面的應(yīng)有位置，在二維空間中，這樣的定位是很容易的。如果圖像的原點(diǎn)是01(0，0)，則設(shè)計(jì)產(chǎn)品的表面點(diǎn)的映射點(diǎn)為0p(x，y，z)，如下圖所示。

　　產(chǎn)品模型圖像定位

　　3.2 物體表面形態(tài)細(xì)節(jié)度量。工業(yè)產(chǎn)品的外在形態(tài)是一種客觀的物理存在，兼具圖案特征和形貌特征。產(chǎn)品的表面圖案的視覺效果和質(zhì)感取決于它的光學(xué)結(jié)構(gòu)，而表面形貌的內(nèi)容則是產(chǎn)品表面的幾何層次細(xì)節(jié)，對產(chǎn)品的功能有很大影響，比如一個(gè)零件的表面光滑程度、波紋的細(xì)膩度、形狀的規(guī)則程度、溝槽、凹坑和凸臺的形狀等，產(chǎn)品的圖案和形貌共同構(gòu)成了產(chǎn)品的外在形狀。產(chǎn)品的外在形貌和圖案是相互影響的關(guān)系，一方面，表面的形貌本身就是一種圖案，它直接影響了產(chǎn)品表面的光學(xué)效果，形貌不同光澤和反射率就不同，從而讓產(chǎn)品具有不同的感觀;另一方面，表面圖案可以改變形貌特征，進(jìn)而使外形具有了良好的仿真效果。所以，綜合考慮圖案和形貌，對于產(chǎn)品的模型的外觀細(xì)節(jié)量度可以從以下幾個(gè)方面入手：a顏色和明暗：反映材質(zhì)和圖像的特征;b反射率：由圖像和幾何體決定;c圖案和凹凸：有圖像和映射決定。根據(jù)是上述的量，我們可以用這樣的公式來表示細(xì)節(jié)量度：A――細(xì)節(jié)量度;G――產(chǎn)品的幾何形狀;M――產(chǎn)品的材料;I――產(chǎn)品的外觀圖像;m――圖像和圖形融合后的映射;被設(shè)計(jì)的產(chǎn)品的外觀細(xì)節(jié)量度為：A=f(G，M，I，m)

　　3.3 特征描述。特征描述就是在產(chǎn)品的表面信息圖像和零件的形狀之間建立聯(lián)系，從而生成有生產(chǎn)意義的產(chǎn)品模型，圖像和圖形相融合的描述方式為：{關(guān)聯(lián)實(shí)體：圖像中的幾何形狀;關(guān)聯(lián)表面：產(chǎn)品的表面面片;圖像定位參數(shù)：產(chǎn)品映射圖像的定位點(diǎn)和位置;圖像數(shù)據(jù)：產(chǎn)品外觀屬性的相關(guān)數(shù)據(jù)如分辨率、大小、I(r，c)等;映射變換：把圖像嵌入到產(chǎn)品外形的指定位置的相關(guān)轉(zhuǎn)化函數(shù);檢測參數(shù)：描述產(chǎn)品表面加工所需要的參數(shù)，如顏色、紋理、精確度等;加工描述：得出產(chǎn)品的形貌方式}

　　4 結(jié)束語

　　以計(jì)算機(jī)技術(shù)為支撐的三維建模技術(shù)在多個(gè)領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)成為了一個(gè)快速發(fā)展的創(chuàng)新點(diǎn)，無論是來理論研究，還是在硬件建設(shè)上都都取得了不俗的成就。國內(nèi)的許多研究單位都在大力開展虛擬現(xiàn)實(shí)和建模技術(shù)的開發(fā)，通過大量的實(shí)踐來積累經(jīng)驗(yàn)，為以后的技術(shù)發(fā)展作出了許多有價(jià)值的探討。而對于市場主體的企業(yè)來說，總是迫切需要新的技術(shù)來支持他們的產(chǎn)品設(shè)計(jì)和開發(fā)，所以基于圖形圖像的三維建模技術(shù)和二者相融合的建模技術(shù)必然還會在產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工程設(shè)計(jì)等方面發(fā)揮更大的作用。

　　參考文獻(xiàn)：

　　[1]劉燕.基于圖形圖像的建模技術(shù)研究[J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用，2010，24(08)：(134-135).

　　[2]李博.CAD三維繪圖研究[J].機(jī)械管理與開發(fā)，2008，23(7)：(105-107).

　　[作者簡介]王艷(1982.10-)，女，山西，呂梁學(xué)院，軟件工程，講師，本科。

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