基于营造法式的客家古建筑规则构件建模方法

客家古建筑在独特的地理位置及社会环境中产生并形成独具客家特色的建筑风格,但受社会经济多方面因素制约,客家古建筑正面临破损和毁坏的风险,对其进行数字化重建是有效的保护方法,客家古建筑的高效的三维批量建模方法是技术的关键.根据营造法式的构件理论,在分析客家古建筑的结构特征基础上,将客家古建筑拆分为多种建筑构件,并利用CityEngine的CGA规则语法进行三维构件建模,最后组合构件,得到完整的古建筑数字三维模型.实验结果表明:所提出的方法能够极大地降低建模成本、提高建模效率,为今后对客家古建筑三维建模及其数字化保护提供理论基础和技术支持.     

植物三维形态虚拟仿真技术体系研究

植物形态结构及生命属性的数字化、可视化表达是现代农业的重要研究内容,开展数字植物研究具有重要理论意义和应用价值.提出数字植物三维形态虚拟仿真技术体系框架,按照数据-知识-模型的逻辑关系,从三维数据获取、几何建模、场景显示和交互应用4个层次论述和总结了数字植物三维形态虚拟仿真关键技术,系统介绍了相关技术的理论基础和应用前景.重点阐述了数字植物三维形态虚拟仿真所面临的关键问题及可行的解决方案,以期为数字植物研究的进一步发展提供参考.     

基于激光三维扫描的数据采集技术在模型黄河数字化河床试验中的应用

激光三维扫描和三维地质建模技术的应用能够使工程地质体表面的变形、沉降、扭转、位移等勘察工作变得更加高效、快速和经济.介绍了逆向工程的基本思想,探讨了逆向工程在数字化河床试验中的应用模式,阐述了激光三维扫描技术的发展现状、工作原理和技术特点,在此基础上讨论了河床数据的采集方法,描述了数据有效性诊断、数据拼合和曲面建立的算法过程.研究认为, 激光三维扫描数据采集技术能够全面、有效地获得模型河床的表面数据和曲面建立,为下一步建模工作打下良好的基础,而且该技术在工程勘察领域的发展前景较为广阔.     

中国古代宫殿建筑参数化设计与三维建模

古建筑的数字化研究是古建筑保护的重要手段.通过对中国古代宫殿建筑主要结构和构件的分析,对古建筑进行数字化、参数化描述,应用数据库技术进行管理,用VB编程生成宫殿建筑三维模型的脚本文件,在AutoCAD中运行后生成古建筑模型.     

园林文化遗产三维数字化测绘与信息管理研究进展

为了解三维数字化测绘和信息管理技术应用于园林文化遗产对象的研究进展,通过梳理三维数字化测绘和信息技术应用于园林文化遗产及其相关对象的中、英文文献,从近景摄影测量、三维激光扫描和多技术综合测绘等三维数字化测绘技术与三维地理信息系统和信息模型等三维信息管理技术等方面,分析了三维数字化测绘和信息管理技术应用于园林文化遗产对象的技术特点、应用情况和相关案例。笔者认为,文化遗产保护工作至关重要,三维数字化测绘和信息技术的应用在古建筑、古遗址等对象上收获颇丰,园林文化遗产研究成果相对较少,但足以证明其应用具优势,且将成为必然趋势。三维数字化测绘方法上,近景摄影测量和三维激光扫描技术各有千秋,利用多传感器的综合测绘方法能够克服单一技术和仪器的局限,是园林文化遗产数据获取的理想方法;三维信息管理方法上,三维地理信息系统的应用和园林信息模型等概念将成为园林文化遗产信息管理的研究热点。园林文化遗产保护,乃至风景园林学科,将向基于三维数字化、信息化技术的方向发展。利用现代三维数字化测绘和信息技术进行数据采集、处理、储存和信息管理、维护、更新、分析,对园林文化遗产的保护、研究和可持续利用具有重大的历史和现实意义。     

三维建模及其应用

伴随着社会经济的发展和科技水平的提高,人们已经不能满足于传统的平面二维数据展现形式。一种更直观、多维度的数据展现方式出现了,这就是三维模型技术。本文首先展示了常见的三维建模方法,并对各种建模方法的特点进行了对比分析,然后介绍几种典型的三维模型应用场景,并根据不同应用场景的实际特点,选择相应的建模方法进行分析。     

基于运动捕捉的民间舞蹈保护研究

应用数字技术对非物质文化遗产保护是近年来研究的一个主要议题,三维的数字化保护手段将逐渐取代传统的保护手段。本文主要研究民间舞蹈泉州拍胸舞数字化数据保护,对舞蹈动作进行捕捉和数据的采集处理,通过三维软件进行建模和骨骼绑定,然后利用Motion Builder把动作数据和三维模型进行绑定,最后结合OGRE的场景管理方法完成动画驱动和交互。实现了观看者能够以任意角度、任意距离进行浏览。     

故宫古建筑三维数字化建模方法研究

故宫古建筑是全人类的珍贵文化遗产,具有很高的历史价值和艺术价值,也有很高的科学价值。对故宫古建筑进行数字化探索和研究意义重大,故宫文化资产数字化应用研究所针对获取古建筑资料的人工测量、二维影像和三维扫描三大方式,研究了以测绘图纸结合二维影像为主、扫描点云数据为辅形成三维模型重建的关键技术,取得了一定的成果。     

三维激光扫描仪在红色古建筑建模的应用 ——以龙江书院为例

红色古建筑因其形状独特、结构复杂,传统的测绘方法难以精确还原其真实空间三维场景。三维激光扫描仪能完整的获取红色古建筑的整体结构和细节形态特征,快速、自动、准确地获取目标物体表面的点云信息,具有传统测量无法比拟的优势。运用天宝TX8三维激光扫描仪,以井冈山市的龙江书院为研究对象,阐述红色古建筑的外部和内部点云数据采集和处理,提出一种分步的古建筑精细模型的三维重建方法,探讨了三维激光扫描技术在古建筑建模中的应用。结果表明:三维激光扫描技术能够极大节省工程时间,提高测量精度,降低数据处理的复杂程度,能够快速、精确的获得红色古建筑的三维模型,为红色古建筑三维重建提供借鉴和参考。     

基于激光雷达里程计的高速公路三维建模方法

构建三维道路数字模型对智能车服务和道路管理具有重要意义。文中针对高速公路不同路段应用场景下车辆运行速度快、干扰噪声多、特征少和无回环检测辅助等一系列问题，提出一种以激光雷达信息为建模基础数据、激光雷达里程计与LOAM技术等多传感器融合的高速公路三维建模方法。首先，通过车载激光雷达获取道路场景的激光点云数据，使用激光雷达图像分割技术赋予每一个点有关构造物的标签，剔除道路上其他运动车辆的信息，减少建模噪声；其次，制定了一个精确的同步策略来对GNSS、IMU和激光雷达等传感器进行集成；在此基础上，结合惯性导航预积分结果、基于特征点云的位姿约束和RTK数据构建因子图，消除激光雷达里程计的累积误差，从而构建全局一致性的高速公路三维数字模型。为了保持姿态估计的有限数量，文中还引入了基于关键帧的滑动窗口优化策略。最后，分别采集高速公路场景中常见的3种路段（一般路段、桥梁和隧道路段）进行建模分析，结果表明，在具有挑战性的高速公路场景建模中，文中方法能够有效提高建模鲁棒性、精度以及模型有效性。     

面向手势交互的古建场景快速搭建方法

随着行业快速发展,虚拟现实应用对人机交互方式的要求越来越高,基于非接触手势控制的交互方式日益普及.针对虚拟环境下三维场景构建问题,提出一种面向Leap Motion体感交互设备的古建筑三维场景快速搭建方法.通过Leap Motion获取手部运动数据,实现物理空间与三维空间的实时映射,以及三维模型交互控制与编辑;提出一种基于概率图模型的古建筑构件推荐方法,通过构造贝叶斯网络,实现古建筑各构件之间的概率关系推理;推荐结果实时反馈用户,用户可通过手势选择相应部件,并在三维空间优化模型位置,最终实现古建筑场景的快速搭建.实验证明,相比二维交互方式,本文方法有效利用三维空间信息,并实现模型推荐,因此更加直观、便捷、高效.      

基于3D Max的校园场景可视化的设计与实现

基于三维GIS技术、3D Max软件平台,利用CAD底图、数码影像等数据实施学校三维景观可视化的操作,以校园办公大楼建模为例,研究基于3D Max创建虚拟校园快捷简便的多边形建模方法,具体描述建筑物三维模型创建的流程,探讨提高模型精确度的方法,为场景可视化、校园漫游、信息查询等提供技术支撑.最后,通过对校园办公大楼建模的具体实例,分析在将矢量数据导入3D Max时应注意的问题,提出利用3D Max实现校园场景建模的优化技术,如纹理技术、实例技术、摄像机技术等,可美化模型外观和提高校园场景可视化的效率,对地理空间信息的可视化等领域具有一定的借鉴作用.     

基于三维激光扫描数据的金龙塔结构研究

以金龙塔为研究对象,基于三维激光扫描技术,探讨三维激光扫描技术应用于古建遗址数字化保护的工作流程,包括技术方案的制定、外业数据采集和内业数据处理、成果展示等。研究结果表明,三维激光扫描技术可以有效提高建筑现状采集效率,保证外业数据获取的完整性。该研究充分肯定了该技术在古建筑保护领域的应用优势,为古建筑领域的结构研究开辟了全新的途径。     

基于运动捕捉技术的民族舞蹈的保护

为了保护中国非物质文化遗产中的少数民族舞蹈,本文通过运动捕捉技术对非物质文化遗产中的摆手舞进行三维数字化保护.首先通过运动捕捉技术,采集舞蹈演员的动作信息,然后采用三维建模技术对舞蹈演员进行人物建模、服饰模拟,最后将捕捉到的舞蹈演员关键的动作数据点与人物模型相绑定,合并场景,生成舞蹈动画,并与摆手舞乐曲进行合成.该方法与传统的舞蹈保护方法相比,可以更好的全方位的展示舞蹈的特点.     

“特色小镇”视角下的云南红河城子村三维可视动态规划与虚拟现实

该文以云南省红河城子村为研究对象,利用三维激光扫描技术对村落进行了数据采集,获取到了城子村原始三维点云数据;依托3D建模技术,对城子村建筑单体及场景进行了复建,开发了具有人机交互功能的漫游场景;结合虚拟现实硬件设备,形成了具有浸入式漫游体验功能的软硬件套件;在3D模型及漫游场景的基础上,进一步对城子村进行了三维可视动态规划系统研发,形成了能够实现对建筑、地形、道路等进行三维动态规划的系统。基于三维激光扫描、3D建模、人机交互开发及规划设计技术的一整套成果,为城子村的数字化保护、旅游推介及规划提供了可靠的支撑。     

利用数字化地形图构建三维地形模型

为了解决在多山地区地形三维建模过程中数据采集难度较大的问题,采用格网地形建模方法,充分利用该地区已有的数字化地形图,结合格网法地形建模的数据结构简单,数据存储量小等优点,研究提出了一种地形三维建模方法．并实现模型的可视化。研究结果表明:利用数字化地形图来替代传统的地形三维建模的数据获取方法,有助于快速、高效地构建多山地区的地形三维模型。     

数字化车间信息模型及其建模与标准化

数字化车间作为智能制造和智能工厂的核心基础单元,是智能制造领域的重点研究方向之一。标准化信息模型是打破信息孤岛、实现车间之间及其内部设备互联互通的基础。该文针对数字化车间的信息互联互通问题,给出了数字化车间信息模型的内涵、组成要素和建模要求,并对现有信息模型建模方法进行了梳理,通过对比研究明确各建模方法的特点,探讨智能制造背景下数字化车间信息模型的建模方法。针对信息模型的标准化问题,梳理标准化的途径及方法,建立信息模型建模指导流程,明确信息模型建模技术及标准化的发展方向。     

高空摄影测量在三维场景虚拟建模中的应用研究

利用无人机航空摄影测量快速高效获取城市三维信息已经成为当前三维城市建模技术研究和工程应用的热点.高空摄影测量是一种利用航高1.5 km以上无人机搭载长焦距拍摄系统、高效采集地面测绘数据的新技术，在城市三维建模中崭露头角.该文采用300 mm焦距的数字航拍系统搭载高空航行器完成湖北省孝感市汉川市垌塚镇老观湖村高空拍摄与测量，标定相机后提取空间点三维信息；根据数字航拍系统拍摄的影像与测量数据在三维虚拟场景中制作DEM模型，完成三维模型定向，为模型框架添加纹理，最终得到完整的三维场景虚拟模型.测试结果显示：最低拍摄分辨率不低于9.6 cm,空间点三维信息提取误差在1%以下，是一种高质量、低误差的三维建模方法，可为构建城市三维虚拟模型提供一种新的途径.     

基于ICT切片图像数字化分析的反求建模方法

目的 建立复杂结构产品零件的反求建模方法。方法借助非接触测量设备获取产品零件的尺寸数据或图像，并通过分析计算和CAD软件等辅助工具，建立产品的几何模型。结果将新一代三维工业CT作为测量手段，对产品实物的切片图像进行数字化分析、图像边界提取和二维轮廓数据读取，并对生成的产品数字模型进行了误差分析。得到反求建模技术和三维产品数学模型。结论所得技术适合于小型、复杂和不可拆卸产品零件的设计和再设计工作；所得模型为产品进入再设计阶段奠定基础；应依据产品的结构特点和设计精度确定ICT切片采样分辨率。     

公路隧道视景仿真建模技术

对目前常用建模技术进行比较，提出了以多边形建模方法进行视景仿真建模的思路。结合公路隧道，对模型的数据组织结构进行剖析，对建模的实例、细节层次（LOD）、自由度（DOF）等关键技术进行了应用研究，探讨了这些技术的理论和具体实现方法。仿真结果表明，这些技术对公路隧道实时场景的生成具有重要的作用，能有效地提高三维视觉的真实感受和虚拟系统场景的细节表达能力，使整个视景仿真画面更加生动逼真。