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建模技术三种方法.doc

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文档介绍:建模技术是虚拟现实中的技术核心,也是难点之一,目前主要有三种方法实现。
虚拟现实是在虚拟的数字空间中模拟真实世界中的事物,这就需要真实世界的事物在数字空间中的表示,于是催生了虚拟现实中的建模技术。虚拟现实对现实“虚拟”得到底像不像,是与建模技术紧密相关的。因此,建模技术的研究具有非常重要的意义,得到了国内外研究人员的重视。
数字空间中的信息主要有一维、二维、三维几种形式。一维的信息主要指文字,通过现有的键盘、输入法等软硬件。二维的信息主要指平面图像,通过照相机、扫描仪、PhotoShop等图像采集与处理的软硬件。对于虚拟现实技术来说,事物的三维建模是更需要关心的核心,也是当今的难点技术。按使用方式的不同,现有的建模技术主要可以分为: 几何造型、扫描设备、基于图像等几种方法。
基于几何造型的建模技术
基于几何造型的建模技术是由专业人员通过使用专业软件(如AutoCAD、3dsmax、Maya)等工具,通过运用计算机图形学与美术方面的知识,搭建出物体的三维模型,有点类似画家作画。这种造型方式主要有三种: 线框模型、表面模型与实体模型。
1. 线框模型只有“线”的概念,使用一些顶点和棱边来表示物体。对于房屋、零件设计等更关注结构信息,对显示效果要求不高的计算机辅助设计(CAD)应用,线框模型以其简单、方便的优势得到较广泛的应用。AutoCAD软件是一个较好的造型工具。但这种方法很难表示物体的外观,应用范围受到限制。
2. 表面模型相对于线框模型来说,引入了“面”的概念。对于大多数应用来说,用户仅限于“看”的层面,对于看得见的物体表面,是用户关注的,而对于看不见的物体内部,则是用户不关心的。因此,表面模型通过使用一些参数化的面片来逼近真实物体的表面,就可以很好地表现出物体的外观。这种方式以其优秀的视觉效果被广泛应用于电影、游戏等行业中,也是我们平时接触最多的。3dsmax、Maya等工具在这方面有较优秀的表现。
3. 实体模型相对于表面模型来说,又引入了“体”的概念,在构建了物体表面的同时,深入到物体内部,形成物体的“体模型”,这种建模方法被应用于医学影像、科学数据可视化等专业应用中。
利用三维扫描仪
理论上说,对于任何应用情况,只要有了方便的建模工具,有水平的建模大师都可以用几何造型技术达到很好的效果。然而,科技在发展,人们总希望机器能够帮助人干更多的事。于是,人们发明了一些专门用于建模的自动工具设备,被称为三维扫描仪。它能够自动构建出物体的三维模型,并且精度非常之高,主要应用于专业场合,当然其价格也非常“专业”,一套三维扫描仪价格动辄数十万,并非普通用户可以承受得起。三维扫描仪有接触式与非接触式之分。

1. 接触式三维扫描仪 需要扫描仪接触到被扫描物体。它主要使用压电传感器,捕捉物体的表面信息,这种设备价格稍便宜,但使用不方便,已经不是主流。
2. 非接触式三维扫描仪 不需要接触被扫描物体,就可捕捉到物体表面的三维信息。根据使用传感器的不同,有超声波、电磁、光学等多种不同类型。其中,光学的方法有结构简单、精度高、工作范围大等优点,得到了广泛的应用。激光扫描仪、结构光扫描仪技术是当今较主流的方向,其扫描结果可以达到非常高的精度。
总的来说,三维扫描仪以其高精度的优势而得到应用,但由于传感器容易受到噪声干扰

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上传人:精品小课件 2021/1/21 文件大小:77 KB

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