三維圖像技術論文

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

　　三維圖像技術論文篇一

　　基于圖形圖像的三維建模技術探討

　　摘要：現(xiàn)代的工程建筑設計、產(chǎn)品設計和地理信息研究等方面離不開三維建模技術。虛擬場景的構建是虛擬技術的重點和難點，同時，在產(chǎn)品設計中也要應用圖像圖形的融合技術來構建三維模型。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行了探討，為三維建模提出了新的思路。

　　關鍵詞：圖形圖像;三維建模;探討

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

　　1 基于圖像的虛擬建模技術

　　1.1 基于圖像建模技術的實現(xiàn)過程?；趫D像的建模技術技術擺脫了對三維幾何的依賴，單純利用照相機拍攝的離散圖像或攝像機錄下的視頻圖像為基礎，經(jīng)過技術處理后生成真實的景觀圖像，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景空間，通過軟件操作，可以對實景空間進行前進、后退、環(huán)視、仰視、近看、遠看等操作，實現(xiàn)用戶對場景的三維角度觀察，這些操作過程在普通計算機上就可以實現(xiàn)。全景生成技術是基于圖像處理來建立三維模型的關鍵，有了它就可以實現(xiàn)對實景的虛擬再現(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建三維模型是計算機視覺領域中的典型技術，主用用車船、飛機等交通工具的導航設備上。由Pollefeys等人提出的多幅圖像的處理技術，主張從同一物體所對應的幾個不同的對應點信息中提取出物體外形的輪廓信息，這些信息由5部分構成：匹配和抽取特征點;相機定標;重投影圖像生成;立體像的校正位置和曲面散亂點構建。建立立體視覺模型有一個完善的基本原理，具體內(nèi)容是：根據(jù)已知的兩幅照片來確認物體所一一對應的點，這些對應點實際上是物體表面上同一個的投影形成的兩個不同位置的點。通過對物體同一點在兩個圖片中的兩個投影點位置的確定，可以找出相機內(nèi)部和外部的參數(shù)。然后，從兩個照片的同一投影點出發(fā)，畫出每兩個對應點的形成的直線，這些直線在空間上會有一個交點，這個點就是場景中物體上某個點的三維坐標。這樣通過對物體的每個點就進行這樣的

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

　　總之，基于圖像的虛擬建模技術可以很好地對實物進行虛擬化處理，是對無法進行CAD制圖環(huán)境的有益補充，可以廣泛應用在建筑、模型設計、交換式游戲、虛擬空間構建和遠空間研究等許多熱點領域。

　　2 基于圖形的建模技術

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

　　2.1 基于圖形來建模的一般過程。構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)，它可以實現(xiàn)圖形的繪制和三維圖形的轉(zhuǎn)化。一個和多個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用。基于圖形的三維建模技術主要的應用領域就是進行產(chǎn)品或建筑的設計。CAD技術以其強大的繪圖和轉(zhuǎn)化功能，可以提高對設計產(chǎn)品型面分析、裝配干涉分析、強度分析、機構運動分析效率和準確率，為產(chǎn)品的設計和開發(fā)節(jié)省時間。

　　3 基于圖形和圖像的混合建模技術在產(chǎn)品設計中的應用

　　從國內(nèi)外建模技術的發(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)實技術的發(fā)展方向?；趫D像的建模僅能提供一個虛擬環(huán)境，這種環(huán)境中難以實現(xiàn)用戶和實體之間的交互，而幾何模型實體必然是用戶產(chǎn)生交互作用的對象。因此，虛擬建模的理想設計必然提高真實感、逼真度和實時性，混合建模技術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算機中形成真實感圖形。3DSMAX、SoftImage等軟件帶有的強大的紋理映射功能很好的融合了圖形圖像技術。

　　3.1 圖像定位。圖像定位就是把設計產(chǎn)品的外在形狀特征定位到產(chǎn)品表面的應有位置，在二維空間中，這樣的定位是很容易的。如果圖像的原點是01(0，0)，則設計產(chǎn)品的表面點的映射點為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)感取決于它的光學結(jié)構，而表面形貌的內(nèi)容則是產(chǎn)品表面的幾何層次細節(jié)，對產(chǎn)品的功能有很大影響，比如一個零件的表面光滑程度、波紋的細膩度、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)品的模型的外觀細節(jié)量度可以從以下幾個方面入手：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節(jié)量度：A――細節(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;被設計的產(chǎn)品的外觀細節(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：{關聯(lián)實體：圖像中的幾何形狀;關聯(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和位置;圖像數(shù)據(jù)：產(chǎn)品外觀屬性的相關數(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

　　以計算機技術為支撐的三維建模技術在多個領域被廣泛應用，虛擬現(xiàn)實技術成為了一個快速發(fā)展的創(chuàng)新點，無論是來理論研究，還是在硬件建設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)實和建模技術的開發(fā)，通過大量的實踐來積累經(jīng)驗，為以后的技術發(fā)展作出了許多有價值的探討。而對于市場主體的企業(yè)來說，總是迫切需要新的技術來支持他們的產(chǎn)品設計和開發(fā)，所以基于圖形圖像的三維建模技術和二者相融合的建模技術必然還會在產(chǎn)品設計、工程設計等方面發(fā)揮更大的作用。

　　參考文獻：

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

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

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

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