三维技术精选(九篇)

第1篇：三维技术范文

关键词：CAD组件变量化(VGX)实体造型特征造型

1.引言

随着传统CAD系统在工业界的应用普及以及现代设计问题的复杂化、智能化，人们不再仅仅满足于用计算机取代人进行手工绘图。所幸随着计算机图形学、人工智能、计算机网络等基础技术的发展和计算机集成制造、并行工程、协同设计等现代设计理论和方法的研究，使得CAD系统也由单纯二维绘图向三维智能设计、物性分析、动态仿真方向发展，参数化设计向变量化和VGX(超变量化)方向发展，几何造型、曲面造型、实体造型向特征造型以及语义特征造型等方向发展；另一方面，伴随着CAD软件复杂程度的增加和各个不同应用系统间互操作的现实需要，人们希望CAD系统具有极佳的开放性同时又能“搭积木”似的自由拼装形成不同的功能配置，软件工程技术特别是组件开发技术的研究应用和逐渐成熟为解决这一问题提供了坚实的基础。

组件技术使得各CAD系统开发商们不必再完全遵从“一切从零开始”的开发模式，他们可根据自己的技术优势在满足组件接口规范要求下开发不同的构件，然后在得到许可的情况下便可以自由使用这些构件来搭建用户所需要的CAD系统。这种方式因其开发周期短、见效快、系统柔性高、开放性好、以及容易“即插即用”和进行并行开发等优势而倍受亲赖。

本文主要讨论采用组件技术开发国产商品化CAD/CAM系统——“金银花”系统的一些关键技术。

2.系统框架

“金银花”是在ACIS几何建模平台上，采用变量化特征造型技术，基于STEP标准——遵循AP214和AP203协议而研制开发出来的商品化三维CAD系统。该系统基本框架结构如图一所示，大体分为三个层次——数据层、功能层、接口层：

数据层包括物理数据文件、数据库和逻辑数据模型两部分，它是CAD系统的设计结果，也是CIMS信息集成的主模型，由于本系统是符合STEP标准的，故可以通过标准数据存取接口(SDAI)进行操作，数据是用户利用系统功能实现的。

功能层是主体部分，主要有三维零件设计、装配设计、二维工程图设计三大模块，由于有主模型的支持，三块之间相互关联：即任一部分的改变都将引起其它部分相关的自动更新。在零件设计中采用特征造型和实体造型相结合、特征模型与实体模型共存，大大方便了后续工艺分析和加工对特征信息的需求又满足了显示、变换、物性计算、干涉检查等操作对实体信息的要求。变量化VGX技术主要在草图设计、特征造型、装配设计等部分应用，极大的方便了用户对设计的编辑和修改。

接口层是提供系统的对外接口，分为功能接口与数据接口。功能接口便于用户进行二次开发，组件重用等；而数据接口为其它环节如CAPPCAMCAEPDM等提供一致性的数据访问方式。

3.组件结构

系统的组件结构设计是基于组件技术开发CAD系统的关键，主要内容是根据应用系统的功能需求列出所有构成组件、各个组件间的依赖关系和接口，并确定哪些组件自己开发而哪些可直接从组件供应商处购买以缩短开发周期。而本系统就是通过从美国STI公司(SpatialTechnologyInc.)购买三维CAD系统所需几何造型、文件管理、内存管理等基本功能组件，而集中精力开发支持特征造型、VGX约束求解、装配设计、关联绘图、用户接口等组件。

由于ACIS是完全基于组件技术开发的，其所有基础功能均通过不同的组件（表现为动态联接库DLL）实现。在ACIS6.0中大约有五十多个DLL，所有这些DLL实际可划归为两部分：ACIS3DToolkit（核心模块）和OptionalHusks（可选模块）。其中核心组件提供构造系统所需的基本功能（如：基本几何和拓扑、内存管理、模型管理、显示管理、图形交互等），这部分是ACIS几何建模的核心，类似机的发动机，其中包括许多开发商的必选构件；而另一部分可选组件则提供一些更专业化和更高级的功能（如：高级过渡、高级渲染、可变形曲面、精确消影、拔模、抽壳、与CATIA和Pro/E等系统的数据接口等），这部分作为可选组件由用户根据实际开发的系统需要自由挑选、搭配和组合，当然用户也可用自己开发的组件取代ACIS的部分组件。ACIS的各组件之间存在一定的依赖关系，其中核心组件详情可参见ACIS6.0核心组件依赖关系图。

金银花系统组件结构是在对系统功能需求和总体框架结构分析基础上得出的，同时也参照了ACIS的组件划分思想。图二给出了系统组件依赖关系简图（为节省篇幅，主要表示了三维零件设计部分的组件，而没有详细表示关联绘图和装配部分的组件），为方便组件的集中管理和调用系统采用了层次结构，主要分为核心组件、功能组件、接口组件三层，上层组件可任意调用下层组件提供的所有服务。以下对图二作一些介绍：

核心组件层：该层包含了系统最重要和最基本的组件，是三维特征造型、二维关联绘图、部件装配、动态仿真等模块的共享部分。ACIS核心组件也位于其中，为系统提供ACIS几何造型基本功能；LM_GI是提供底层显示支持，如：对OpenGL的调用、对屏幕刷新的操作、基本几何元素的绘制；LM_PUBFUN中提供通用数学运算以及公用链表、队列、堆栈的类定义；LM_RUB包容了各种几何元素的橡皮条——rubberband，该部分是支持VGX动态拖放造型（drag-and-drop)、动态约束添加以及装配模块中的动态干涉检查等的基本组件；LM_KERN包括本系统特征造型功能和ACIS几何造型引擎连接相关的类LmSuperElement(详见4)，以及为上层提供的管理类、约束类、特征类等提供超类。

功能组件层：该层建于核心层之上，系统面向应用的主要功能部件均在这一层实现。用户的不同需求会希望配置不同功能的软件系统，从该层选折所需组件集进行不同配置即可。图二所示为三维部分的核心组件LM_KERNPART、特征造型组件LM_FEATURE、VGX约束管理器组件LM_VGX、处理选折对象的组件LM_PICK、和负责总体协调管理的组件LM_MANAGE等。而其征造型和VGX组件中又分别进一步细化为：草图特征、高级特征、自定义特征和VGX约束操作、约束管理约束求解等组件。

接口组件层：是系统的最高层，也是与用户直接进行交互操作管理的组件层，所以主要有处理鼠标事件MouseTool的LM_MT和管理系统界面中涉及到的对话框、菜单、工具条等资源的组件。

可见，这种组件设计结构不仅极大的方便了不同用户需求系统的配置，而且将系统的用户接口与功能的具体实现分开，便于针对不同语种、不同操作系统平台、不同使用习惯开发丰富多彩的界面，也从技术角度实现了与ACIS几何引擎的无缝集成。

4.关键技术实现

采用软件组件技术建立组件依赖关系为三维CAD系统架设了总体结构，但具体实现还需解决许多关键性技术，以下主要以特征造型技术为例说明系统的设计思路。

由于ACIS本质上一个几何实体造型的平台，通过B-rep表示提供实体几何、拓扑结构的完整描述，但它并不直接支持特征造型。因此，如图三所示系统在实体模型和特征模型之间通过引入构造点、边、面的机制建立一种映射关系。每个特征中不仅包含工艺制造信息还包含其具体构造点、边、面信息，这些构造元素再与实体模型中的点、边、面建立联系。

其中LmFeature最终派生于ACIS的ENTITY，以便于进行内存管理、文件存储和模型操作管理。m_Construction属性记录该特征的所有构造点LmSuperPoint、边LmSuperEdge、面LmSuperFace（三者均派生于LmSuperElement)，它们又分别记录ACIS的VERTEX，EDGE，FACE和部分几何参数以及特定的语义信息；同时在每个ACIS拓扑元素（FACE，EDGE，VERTEX）中通过属性ATTRIB机制又嵌入其对应的LmSuperElement。这种双向链表结构方式不仅便于实现特征造型和实体造型间的无缝链接和快速查找，而且也为系统重建时维护拓扑关系奠定了基础。因为仅记录ACIS拓扑元素（FACE，EDGE，VERTEX）是不可能保证拓扑关系一致的。m_OtherInfo属性主要用于存放特征语义、工艺信息等，另外还为用户提供了手工添加特征语义的接口，为真正支持CIMS环境下信息集成奠定了基础。

在特征创建删除修改或模型重建过程中，为维护设计者的设计意图关键在于维护模型修改前后拓扑结构的对应关系即：拓扑一致性，因此必须考虑拓扑编码的问题。系统通过为每个从ENTITY派生的实体引入索引标志的方法解决，该索引标志不仅记录全局唯一标志符，而且通过充分利用ACISENTITY中的ATTRIB和ANNOTATION类对模型操作的具体变化做了详细的记录：操作前有那些面、边、点，操作后又产生了那些新的面、边、点等等。操作后系统自动重新整理，保证了拓扑结构的对应关系。

要支持特征造型，还必需维护特征之间的依赖关系，以便修改特征参数后重建所有依赖特征，这些关系一般形成树形结构，又称特征树。特征树方便了对特征的管理，但这种关系往往也限制了设计人员的设计思路，并且还可能出现：父特征的删除导致所有子特征的删除，如果某特证的参数依赖于其后续特征的参数导致系统重建时的崩溃等现象。于是系统采用双重坐标方法：即对每个特征既记录其相对父特征的坐标，也记录其在全局坐标系下的坐标。这样，当父特征不存在时，子特征可在全局坐标系下"生存"；另外，采用VGX技术，将约束关系从几何关系中独立出来，建立全局约束链，相对独立的约束求解器，结合代数方法和数值求解方法对约束整体联立求解，既增加了系统的动态导航、动态约束添加和动态修改机制又保证了模型的修改可以超越设计历史树的限制，使得设计人员随时、随地、随意修改成为现实。

5.结论

软件组件技术的发展为大型复杂的三维CAD/CAM系统的开发提供了极好的解决之道，它完全改变了传统CAD/CAD系统开发的低效率模式，使得该类复杂系统也可以“搭积式”的快速构建。本文深入研究了基于组件技术开发三维CAD系统的相关技术，介绍了具体实现方法，同时给出了系统组件层次结构，可为开发该类系统提供一定的参考。

参考文献

1CFACA:Componentframeworkforfeature-baseddesignandprocessplanning。Computer-AidedDesign32(2000)397-408。

2王刚。"金银花"系统中曲面特征造型模块的研究与实现。北京航空航天大学硕士论文。1998.3

3OnlineHelpforACISVersion6.0。

第2篇：三维技术范文

光学三维测量技术按测量原理可以分为摄影测量方法、结构光技术和光学干涉方法。摄影测量法是基于多视角的非主动式测量方法。在普通照明（阳光、日光灯）情况下，由摄像头获取多视角物体图像，利用计算机查找多幅图像的同态标记点，进而获得物体的表面形貌。结构光技术通过不同宽度且明暗相间的结构光照射被测物体表面，获取到的经物体调制的图像，再经过计算获取物体的立体形貌信息。光学干涉法是利用干涉原理进行测量，具有高精度、高分辨率等优点。以下介绍几种常见的光学三维测量方法。三维激光扫描技术根据光学三角形测量原理，以激光作为光源，光电探测器接收反射光，通过对采集到数据进行计算得到物体的深度信息。三维激光扫描仪包括发射器和接收器。发射器射出一束脉冲激光，激光经过物体表面漫反射，沿相同路线射入接收器。由脉冲激光发射到反射被接收的时间tL可计算出扫描点到扫描仪的距离值S。扫描仪内精密测量系统获取每个激光脉冲的水平方向角琢和垂直方向角度茁。依据上述数据计算出扫描点的三维空间坐标（XP、YP、ZP）[1]。

双目视觉技术属于摄影测量方法，是通过视差原理被动测量三维数据的技术。双目视觉技术测量物体三维形貌的原理是，从两个或以上的视角去观察一个物体，获得多张不同视角下物体的二维图片，根据三角测量原理得出同一个像素点的坐标偏差，以此获得测量物体的三维形态。此过程与人眼的立体视觉原理相类似。面结构光系统由投影仪和数码相机组成。投影仪将明暗相间光栅条纹投影到待测物体上。物体高度的变化引起光栅条纹的形变。条纹形变可认为是载波信号相位和振幅被空间物体调制。数码相机拍摄调制后的图像，对其进行解调制，获得物体的整个高度信息值，依照三角法原理，形成物体的三维立体影像[3]。

2光学三维测量的应用

光学三维测量技术具有诸多优势，如非接触式测量、高精确度、快速获得结果等。光学三维测量技术主要应用在虚拟现实、逆向工程、医学工程等领域。

2.1虚拟现实

利用光学三维测量技术对实物外形进行三维形貌扫描，经过三维建模软件处理，在计算机内生成人物、场景的三维模型。由三维模型生成人物动作，实现动画制作，满足电脑游戏、CG特效等场合需要。

2.2逆向工程

逆向工程是利用光学三维测量设备获取物体表面上所有点的三维立体坐标，根据坐标点信息利用三维设计软件进行实物模型重建的过程。逆向工程获得的模型被用于改进、完善原有的产品，被广泛地应用到磨具开发、汽车制造等领域，是现代产品快速开发的重要技术手段。

2.3生物、医学工程

第3篇：三维技术范文

关键词：三维环节；放映环节；出屏

中图分类号：TP317.4 文献标识码：A文章编号：1007-9599 (2011) 15-0000-01

Three-Dimensional Film Technology

Liu Xiaowen

(Henan Xuchang Educational TV,Xuchang461000,China)

Abstract:Using three-dimensional stereoscopic movie making software,were considered to be two links,links and show that the three-dimensional part.In the three-dimensional software,to simulate the eyes of the three-dimensional imaging principle,we must render the scene using two cameras at the same time,the relative position of these two cameras,two people should be with the same relative position.

Keywords:Three-dimensional aspect;Show links;Screen

3D电视已成为现在电视的主流，是人们关注的热门话题，什么是3D电视呢?3D电视是三维立体影像电视的简称。三维立体影像电视利用人的双眼观察物体的角度略有差异，因此能够辨别物体远近，产生立体的视觉这个原理，把左右眼所看到的影像分离，从而令用户无需借助立体眼镜即可裸眼体验立体感觉。

一、3D技术分类

3D显示技术可以分为眼镜式和裸眼式两大类。裸眼3D目前主要用于公用商务场合，手机等便携式设备上。而在家用消费领域，无论是显示器、投影机或者电视，现在都是需要配合3D眼镜使用。在眼镜式3D技术中，我们又可以细分出三种主要的类型：色差式、偏光式和主动快门式，也就是平常所说的色分法、光分法和时分法。

二、3D影视制作

运用三维软件制作立体电视有其独特的优势，如三维场景本身就具有立体特性，与立体成像相关的各种参数非常容易在软件环境中调节等。所以，计算机三维技术应用于影视行业后，很快就出现了三维立体电影，如大家俗称的3D电影、4D电影。那么，怎样运用电脑三维软件来制作立体电视？制作过程中要注意哪些问题？

三、利用三维软件形成立体图像

利用三维软件制作立体电影，需分别考虑两个环节，即三维环节和放映环节。在三维软件中，为了模拟双眼的立体成像原理，必须用两个摄影机同时渲染场景，这两个摄影机的相对位置，应尽量与人的两眼的相对位置一致，它们的间距称为镜距（camWide）。通常，我们将其中一个摄影机命名为LCam，它位于相当于人左眼的位置上，物体A经它渲染后，所形成的像素位于其渲染平面的Al处；另一个摄影机命名为RCam，它位于相当于人右眼的位置上，物体A经它渲染后，所形成的像素位于其渲染平面的Ar处。

图1：b

从图中可以明显看到，由于两摄影机的位置不同，它们分别渲染的场景会有少许差别。经Lcam和Rcam所渲染的图像，虽然看起来差异不大，但它们却包含着不同的透视信息，这才是形成立体视觉的关键元素。

在播放环境中，用两放映机分别将两渲染面投放到同一屏幕上，像素Al和Ar出现在屏幕的不同位置，通过画面分离技术，Al只能被观众的左眼看见，Ar只能被右眼看见，两眼视线交叉于A`。观众感知的A已不在屏幕上（即已“出屏”），形成了一个有距离信息的立体像A`。这样，三维场景中的物体A，就立体地还原在观众眼前。这就是三维立体电影的制作原理。

四、如何准确地控制“出屏”的距离

在实际应用中，经常会出现一些困惑：在三维场景中，即使物体A已经离渲染镜头很近了（如已经小于30cm了），但实际放映时，仍觉得想A`“出屏”不够，没有“触手可得”的效果。相反的情况也时有发生，即观众觉得像A`太近，导致胀眼和无法聚焦。如何在制作环节中控制最终的“出屏”效果就显得非常必要。放映环境与三维环境的一致，给精确定位A`提供了最好的操作性。在这样的环境下，三维制作人员在制作阶段就能很清楚地预估最终的“出屏”效果。

然而在现实工作中，放映环境和三维环境一致的要求并不能总被满足。当观众离屏幕过远，或屏幕不够大时，会导致βD，削弱了“出屏”效果，观众觉得物体飞不到眼前，没有“触手可及”的冲动。

图2在三维环境和放映环境中，当βD，削弱了“出屏”效果。

第4篇：三维技术范文

1表层地震地质条件

测区内沟谷纵横，多呈“V”形地貌，地形高差较大。地表出露的二叠系红色泥质砂岩地层常形成较陡的滑坡，粉砂岩区多形成深沟或者悬崖峭壁以及崩塌堆积场，攀越困难。区内村庄和花椒树地较多，影响激发接收效果和地震测线的布置。表层地震地质条件较差。

2浅层地震地质条件

测区内基岩和黄土塬均有分布，基岩出露较多。基岩能够较好地传播地震波，能量损失较小，激发效果较好。黄土塬的黄土对地震波有较强的吸收散射和低通滤波作用，降低了地震波的能量和频率，激发效果不佳。因此浅层地震地质条件较好。

3深层地震地质条件

测区内地层自下而上有中奥陶统下马家沟组、上马家沟组、峰峰组，石炭系中上统本溪组及太原组，二叠系下统山西组、下石盒子组，二叠系上统上石盒子组、石千峰组及第四系更新统和全新统。含煤地层为石炭—二叠系，煤层顶、底板为泥岩、砂质泥岩、粉砂岩等，其饱和抗压强度均小于30MPa，属于软弱岩石，二者之间波阻抗差异较大，具有形成反射波的良好条件。但测区局部的3煤层已经开采，可能对11煤层、奥灰的反射波形成存在较大影响。综上所述，本区表层地震地质条件较差，浅、深层地震地质条件相对较好。

二地震数据野外采集和处理

1地震数据野外采集

通过试验工作确定了地震数据野外采集参数。野外观测系统采用8线8炮制，单线96道中点放炮，道间距10m，线距40m，炮排距80m，CDP网格为5m（纵向）×10m（横向），叠加次数24次(横向4次，纵向6次)，最小非纵距10m；激发条件为单井激发，厚黄土覆盖区，钻孔打到粘土层中，药量3.0kg；薄黄土覆盖区，钻孔打到基岩面或粘土层，药量2.0kg；基岩出露区，井深4m，药量1.5kg；检波器采用60Hz二串二并堆放插置；仪器使用加拿大产ARIES遥测数字地震仪，记录的数据格式为SEG-Y，仪器前放增益用24dB，0~500Hz全频带接收，采样间隔1ms，记录长度1.5s。线束方向布置遵循一般垂直地层走向和主要构造走向的原则，呈东西向布置。

2地震数据处理

本次地震资料处理是在我公司SunBIade2000工作站上进行，使用了多套大型处理软件，本着“高信噪比、高分辨率、高保真度”的原则，加强对处理模块和参数的反复试验，确定了本次地震资料处理流程。

2.1初至折射静校正

由于地表高程及地表低（降）速带厚度、速度的横向变化使得地震波旅行时差会对信号的叠加效果产生一定的不利影响，致使反射波同相轴信噪比下降、频率降低。应用合适的静校正模块和参数，可以消除这种时差，确保叠加剖面的质量。测区属典型复杂山区，最低高程481.99m，最高高程919.61m，最大高差为437.62m，地表低、降速带地层的横向变化较大。经过对比试验，初至折射校正法可以较好解决该地区的静校正问题。

2.2反褶积技术

为了消除大地的滤波作用，拓宽频带，压缩地震子波，提高地震资料的纵向分辨率，经大量的测试对比后，选择了地表一致性预测反褶积。该方法是基于地震子波可以被分解为共炮点、共接收点、共偏移距、共反射点等多种成份的思想，它不仅能压缩地震子波，而且能进一步消除地表条件的变化对地震波的振幅特性和相位特性的影响，同时对多次波也有压制作用。由于反褶积在提高分辨率的同时将会降低资料信噪比，所以处理时在保证资料信噪比的情况下再提高分辨率。经对比分析，最终选定的处理参数为：预测步长8ms，算子长度150ms。

2.3速度分析和剩余静校正

速度分析的精度和剩余静校正的准确程度是相互影响的，为求取更准确的叠加速度场，必须求取准确的剩余静校正量。剩余静校正的求取是在给定的条带、时窗、倾角范围内，在纵横两个方向进行倾角调查形成模型道，在共炮点道集和共检波点道集做互相关，求取每个炮点、检波点的剩余静校正量，因此在选择时窗时要对层位的拾取进行试验。剩余静校正和速度分析是一个反复迭代的过程，迭代的次数在一定程度上影响着处理的精度。在本次资料处理过程中，进行了3次迭代分析，剩余静校正后剖面目的层同相轴连续性明显提高，剖面质量得到了明显改善。

2.4叠后去噪

叠后去噪是利用相邻地震道之间的反射波具有相似性而干扰波不具有相似性的这种特点使相干波得以加强的处理方法。利用相关函数测定2个以上记录道时间序列的相似程度，按相似程度的大小对记录进行加权，使得相似性好的波得以加强。本次资料处理选择多项式拟合方法来提高叠后信噪比。提高信噪比的同时影响剖面的分辨率，在叠后采用谱白化方法进一步提高频率，得到高分辨高信噪比资料。

2.5三维偏移

三维偏移的主要目的是消除地下倾斜界面对反射波的影响，使之成像归位到真实的反射界面位置上去，从而正确地反映地下形态和构造变化情况。有限差分偏移的效果主要决定于偏移速度，我们选用叠加速度经过转换建立偏移速度模型，并进行了反复测试和调整。用人工剔除奇异值，采用机器自身平滑，对速度的百分比进行偏移试验。经对比，95%的偏移效果较好。

三采空区的时间剖面特征和切片属性特征分析

1采空区的时间剖面特征

三维地震勘探成果包含了丰富的地质信息，其中包含采空区的地质信息，用来解释煤层的采空区范围。在时间剖面上采空区表现有3种现象，其一是煤层反射波变弱，在采空区边界处反射波同相轴频率和产状发生突变，在采空区内部反射波同相轴不连续且杂乱无章；其二是煤层反射波同相轴的变弱，频率和产状变化较大，与周围非采空区煤层反射波存在明显差别，而且煤层反射波之下的层位反射波同相轴增强，频率和产状突变，从整张剖面来看无采空区的地段煤层反射波较强，其下伏层位反射波很弱，而有采空区的地段煤层反射波同相轴表现微弱，其下伏层位反射波同相轴较强，形成明显反差；其三在地震时间剖面上表现为煤层反射波缺失。以韩城桑树坪井田为例，根据前人资料和矿方提供的采掘工程资料得知，井田内部，3号煤层正常采掘范围比较集中，2号煤层和3号煤层的老窑采空区比较分散。本次三维地震勘探圈定了采空区主要位于测区的东部以及中南部。根据采空区在三维地震勘探资料上的显示特征，解释了采空区的范围，面积约0.98km2。

2采空区的切片属性特征

地震属性技术的关键在于属性提取，提取方式包括同相轴属性提取和数据体属性提取。同相轴属性是与某个界面有关的地震属性，具体提取方法包括瞬时提取法、单道分时窗提取法和多道分时窗提取法。利用地震属性分析，有利于采空区边界的界定，利用Geoframe解释软件，提取了26种地震属性，选择了对采空区反映较好的弧长、均方根振幅、最大振幅和能量和四种地震属性参与了解释，对采空区范围的判别和划分起到了很好的辅助解释作用。

四结论

第5篇：三维技术范文

关键词：三维GIS；数据获取；三维建模；实现方法

一、前言

仿真技术应用于城市规划是一项新的技术理论与方法，使人们能够在一个虚拟的三维环境中，用动态和交互式的方式进行城市规划、管理。仿真技术在城市的应用，对城市规划设计理念、城市规划技术方法、城市规划的实施与管理机制有着重要的意义。

二、三维GIS的定义及特点

(1)三维GIS的定义

从不同的角度出发，GIS有三种定义：①基于工具箱的定义，认为GIS是一个从现实世界采集、存贮、转换、显示空间数据的工具集合；②数据库定义，认为GIS是一个数据库系统，在数据库里的大多数数据能被索引和操作，以回答各种各样的问题；③基于组织机构的定义，认为GIS是一个功能集合，能够存贮、检索、操作和显示地理数据，是一个集数据库、专家和持续经济支持的机构团体和组织结构，提供解决环境问题的各种决策支持。基于工具箱的定义强调对地理数据的各种操作，基于数据库的定义强调用来处理空间数据的数据组织的差异，而基于组织的定义强调机构和人在处理空间信息上的作用，而不是他们需要的工具的作用。三维GIS加上时间维方面的处理即为四维GIS。

（2）三维GIS的特点

在三维GIS中，空间目标通过X、Y、Z三个坐标轴来定义，它与二维GIS中定义在二维平面上的目标具有完全不同的性质。在目前二维GIS中已存在的0，1，2维空间要素必须进行三维扩展，在几何表示中增加三维信息，同时增加三维要素来表示体目标。空间目标通过三维坐标定义使得空间关系也不同于二维GIS，其复杂程度更高。二维GIS对于平面空间的有限-互斥-完整划分是基于面的划分，三维GIS对于三维空间的有限-互斥-完整划分则是基于体的划分，因而，通过分析基于（单一）体划分的三维矢量结构GIS几何成分之间的拓扑关系，李青元提出五组简化的拓扑关系。三维GIS的可视表现也比二维GIS复杂得多，以致于出现了专门的三维可视化理论、算法和系统。

总体来说，与二维GIS相比，三维GIS对客观世界的表达能给人以更真实的感受，它以立体造型技术给用户展现地理空间现象，不仅能够表达空间对象间的平面关系，而且能描述和表达它们之间的垂向关系；另外对空间对象进行三维空间分析和操作也是三维GIS特有的功能。而与CAD及各种科学计算可视化软件相比，它具有独特的管理复杂空间对象能力及空间分析的能力。三维空间数据库是三维GIS的核心，三维空间分析则是其独有的能力。与功能增强相对应的是，三维GIS的理论研究和系统建设工作比二维GIS也更加复杂。

（3）三维GIS的技术路线及关键技术

三维GIS的技术路线

AutoCAD和3DS MAX都具有较强的建模能力，虚拟制造是一般仿真技术的扩展，是仿真技术的最高阶段，其关键仍然是系统的建模和过程的仿真。因而将AutoCAD和3DS MAX结合起来使用，即可很好地完成虚拟制造。在AutoCAD中完成模型的轮廓，然后导入到3DS MAX中进行外形仿真，进行动画制作以虚拟实际应用时的真实情况，成为实际应用中常用手段。

三维GIS的关键技术

拿到景观照片时，先在草稿纸上重构其三维几何开头，分析用何种方法建模最快捷、最少面数，然后再动手制作。在建模过程中使用到的关键技术有: 三维模型的精确捕捉定位、拉伸、放样、旋转等技术。

①精确的捕捉定位：在AutoCAD里要善用点捕捉、线捕捉、交点捕捉、中点捕捉等功能，在3DS MAX里要善用二维捕捉、三维捕捉、角度捕捉等功能来达到模型的精确定们和拼接

②拉伸：拉伸是三维建模中最常用的操作之一，拉伸主要针对二维图形进行操作。在创建牺前首先绘制出对象的二维截面，然后拉伸出百度，通过拉伸生成实体模型，使二维的图开成为有一定厚度的物体。在3DS MAX中使用Extrude修改器来完成。

③放样：Loft Object(放样)是将一个二维形体对象作为沿某个路径的剖面，而形成复杂的三维对象。同一路径上可在不同的段给予不同的形体。我们可以利用放样来实现很多复杂模型的构建。在制作放样物体前，首先要创建放样物体的二维路径与截面图形。在3DS MAX中Loft(放样)可以通过Get Path（获取路径）、Get Shape(获取图形)两种方法创建三维实体造型。可以选择物体的截面图形后获取路径放样物体，也可通过选择路径后获取图形的方法放样物体。

④旋转：旋转是三维建模中最常用的操作之一，旋转主要针对二维图形进行操作。使我们得到想要的模型角度。

（4）三维GIS的实现方法

目前三维GIS都是通过一些平台来实现，例如Skyline、Web等等。Skyline是目前国际上应用最广泛、技术最领先的三维GIS平台,由TerraBuilder、TerraExplorer Pro和TerraGatesare三个相互独立的子系统构成,分别实现数据合成、数据、数据展示三大功能。

三、三维GIS数据采集

（1）三维建筑侧面纹理的采集

建筑物纹理是建筑物三维模型的重要组成部分，纹理数据主要是通过野外实地摄影的相片获取的，它直接关联到三维场景中的地物，它的质量决定了场景的整体效果与纹理细节，并最终决定场景的逼真程度。

纹理数据通过在野外的实地相片拍摄获取，主要涉及地物侧面纹理的采集，为提高野外摄影的工作效率，在数据采集以前，需要熟悉纹理采集区域的整体情况，同时了解该区域在整个测区内的重要程度，并对平面图中的每一地物及其包含的每一个主要面赋以唯一编号。

在野外实地摄影的过程中，必须严格按照要求完成野外调绘记录，野外调绘记录一方面是建立三维景观模型的重要依据，另一方面也是成果递交的重要原始资料，野外调绘记录以野外拍摄的纹理图片为基础，需要记录拍摄相片与实际地物的对应关系以及实际地物的名称、类型、特性、相互关系等内容，必须指出的是，由于野外摄影相片数量巨大，必须在野外实地摄影的过程中注意检查相片与调绘记录一一对应的关系，确保野外调绘记录的准确性。

为了保证纹理数据的质量，在拍摄地物侧面纹理的过程中需要注意日照条件，拍摄的角度等因素的影响，熟练地运用摄影技巧，保证影像尽量清晰。

（2）三维建筑顶面纹理的采集

三维建筑模型的顶面纹理无法由野外实地摄影直接获取，因此只有从原始分辨率的正射影像中采集建筑顶部的纹理数据。

（3）三维建筑结构数据的获取

三维建筑结构是指房屋建筑、路桥、油罐、电视塔等各种三维实体，获得这些三维目标的框架数据主要有两种方法，一种是用数字摄影测量方法，这立体模型上采集建筑物框架坐标，然后通过建模软件将它们构造成立体对象，另一种方法是采用三维设计软件，如3Dsmax,Multigen等软件，新设计好的三维实体导入并定位于地形景观模型中。

（4）特殊地物纹理的获取

使用摄影测量与遥感方法虽然可以快速地建立城市中大部分建筑物的三维模型，但是对于一些边界模糊或者由于遮挡等因素瑞星无法建立模型的特殊地物，则只能根据原始相片和野外调绘记录，采用其他通用的建模软件如3DSMAX等来建立其模型。

四、三维GIS数据处理

（1）三维建筑侧面纹理处理

三维建筑侧面纹理的处理包括原始相片的后期制作和纹理映射两个部分，原始相片的后期制作应根据野外调绘记录与航测阶段建立的三维模型，一般采用Photoshop等图形软件对期进行基本的图像复原和裁剪，必须确保建筑物主要立面的纹理完整真实，减少降低图像清晰度的操作，消除对地物侧面纹理的遮挡，并保持工作区内所有纹理影像色调的均衡，纹理文件名在整个数据采集区域内必须保持唯一，以确保纹理与三维模型每一个面的一一对应，因此，必须确定一系列标准的图像基本操作步骤，这些步骤的特点是操作简单，高效、操作结果数据量小，图像保持清晰，保证整个区域内三维建筑的纹理图像效果一致，这对于三维模型的可视化表现是非常重要的。

（2）三维建筑顶面纹理处理

从正射影像中剪取建筑物顶部的纹理数据可以减少相当程度的野外工作量，降低工作难度，同时也保证了纹理的质量。

（3）三维建筑结构数据的处理

在前文中已经介绍了获取三维建筑结构的两种主要方法：无论哪一种方法，都要对数据进行检核，使它们的连线正确，以利于粘贴侧面纹理。

三维数据检核的过程如下：

①拓扑结构检查，通过对每一地物的三维模型与航测影像对应的立体影像进行比较，枪柄三维模型的拓扑结构是否正确。

②建筑物顶部同高检查，在现实中建筑物顶面绝大部分表现为同高的情况，而这就需要对三维建筑物模型的顶面进行同高枪柄是，从而使点与平面符合，如果不同高的情况超出一定的精度，则需要重新量测。

③建筑物边缘垂直与平等检查，建筑物边缘大部分表现为垂直与平等结构，但在实际量测过程中一般难以满足，建筑物模型的平面结合航测立体模型，对不满足垂直与平等结构的部分进行纠正。

④建筑物共面检查，建筑物形态复杂的面由多个特征点线构成，由于测量误差或者某些特殊情况将导致建筑物实际在一个面内的点不能共面，这就需要寻三维建筑物模型进行工作面检查与纠正，但必须用测量正确的面纠正不能共面的点。

（4）特殊地物纹理的处理

对于在城市三维景观模型中必须表达的这些特殊地物，尽管采用数字正射影像可以得到其真实纹理，也可以反映其真实面貌，但城市三维景观模型的表现在注重真实的同时，也应当表现出城市之美。

五、三维GIS建模

（1）数字高程模型建模

数字高程模型有两种模式，一各是不规则三角网模型TIN,另一种植是规划格网模型Gird，两各模型可以相互转换，但一般大规模的地形都采用规则格网模型，格网数字高程模型的建模方法可以有多种，最常用的方法是数字摄影测量方法，通过影像匹配自动生成数字调和模型，当得不到立体影像，公有地形图时，通常采用对现有地图进行扫描，获得矢量化等高线，再由等高线内插成数字高程模型，当然，我们也可以通过外业测量的方法，获得大量高程点三维坐标，再内插成数字高程模型。

（2）地面纹理影像的生成

地面纹理影像可以从现有的答谢宴会影像或航天遥感影像获得，也可根据地面物体的特征，人工赋予相应的纹理影像，但不管用哪种方法，都要先将原始影像处理成数字正射影像，它有一致的比例尺，消除了投影误差，坐标与数字高程模型一致，这样经过处理的数字正射影像才能与数字高程模型匹配，形成真实的景观模型。

六、三维模型渲染输出

（1）对模型的要求

建筑设计中的造型和渲染区别于其他行业的主要特点之一是容量和体量大。一般建筑模型面片数量都在十万上下，如果是建筑小区或是体育场等大型公共建筑，则会有几十甚至上百万的片面容量。另一方面建筑造型的体量一般都较大，普通的建筑都在几十米，大型建筑则有几百米，这就对渲染软件的精度控制提出了新的要求。如何满足建筑设计中的这一特点，是解决建筑三维模型渲染问题的首要任务。

（2）光源的设置

建筑渲染中的光源设置是渲染前处理图过程中最重要的步骤之一，它将直接影响到渲染效果的优劣。发的光源布置会使场景明亮有层次，重点突出，质感明显。对同一栋建筑，不同的光源设置可以为我们营造出不同氛围的场景，如晴朗的白天、夕阳下的傍晚或是灯光明亮的夜景。

建筑渲染中的常用光源包括环境光、阳光及天空光、点光源、平行光、柱光源、锥光源、线光源、面光源等类型，其中锥光源、线光源、面光源常用于室内渲染。每种光源都有自己的参数，如亮度、颜色、衰减度、照射方向等。

好的渲染软件将提供丰富的光源交互设置和调整功能，除了通常的布置、移动、开头、删除等外，还应根据建筑设计的特点增加一些特殊功能。

（3）观察位置的设置

针对某一三维模型场景制作渲染图，必须行找到一个最佳的观察位置和观察角度。一般的渲染软件都提供了调整相机位置、目标点和焦距等的功能，好的程序还提供了在多视窗下随着相机移动，及时动态显示透视效果的动能。

（4）材质和纹理贴图

建筑模型不仅是一些三维的几何面片，根据所属材料的不同，往往都具有一定的反光、镜面反射、透明、折射等物理属性。根据所用原材料的不同，也会有不同的纹理，在渲染中一般用纹理贴图来表现。

第6篇：三维技术范文

关键词：三维角色；动画制作；关键技术

就我国计算机动画产业的发展状况来看，其发展空间非常大。但是，由于种种因素的制约，以至于我国三维动画的发展略有停滞。究其根本原因，除了资金缺乏、整体水平相对落后、缺乏专业教育人才等几项因素之外，技术基础薄弱是最为关键的影响因素。[1]为了稳定我国动画产业的发展态势，必须狠抓三维角色动画制作的质量。基于此，可从应用三维角色动画制作的关键技术为切入点深入分析。

1 三维角色动画

从20世纪90年代起，经历了近30年的发展变化，计算机三维动画逐渐走入大众的视野。作为采用计算机三维动画技术的首次亮相，中央电视台、北京电视台在1990年北京第十一届亚运会电视转播中制作电视片头效果明显。[2]这里所谓的三维动画，是新兴动画制作技术的一种表达，即3D动画。3D动画的制作机理：借助三维动画制作软件建立模拟环境――依据动画角色形象构架基础模型及动画场景――结合相应动画剧情设定角色基础模型的运动轨迹――确定并记录其动画设定参数――对角色基础模型进行材质合成――实施着色打光处理――输出，完成动画画面。[3]

在3D动画的制作过程中，不免需要运用到三维动画技术。将技术应用其中，主要目的是模拟真实物体及其动作，达到准确还原物体运动过程的目的。在电视剧制作过程中，采用该技术，主要展现电视剧特效及特技，展现出某些爆破场面、撞击场面，有非常震撼的效果。谈及三维角色动画制作，共包括四个步骤，依次是角色建模（几何建模技术、三维扫描仪技术、图像建模技术和专门的三维角色制作软件）、骨骼创建、蒙皮绑定、运动控制（基本的骨骼系统、专用角色动画制作的模块、运动捕捉技术和三维角色动作生成软件）。[4]尤以第一步和第四步的技术最为重要。各技术的特性突出，在选用过程中，需谨慎，并进行综合考虑，以达到较为满意的三维角色动画制作的效率和质量。

2 三维角色动画制作中的关键技术

2.1 三维角色动画制作中的建模技术

（1）几何建模技术。在三维角色动画制作中，应用的几何建模技术，即核心建模技术。涉及的内容较多，具体涵盖了表面建模、细分表面建模、多边形建模、NURBS建模以及雕刻建模。关于几何建模法，有相关的三维动画制作软件提供制作基础。但是，仍需要相关动画设计人员的美术功底过关，应对复杂的建模过程。

（2）三维扫描技术。三维角色动画制作中，需要对演员或表演动物进行全面扫描，以获取相关数据，此时需要应用到三维扫描系统。因此，将对演员或表演动物的表面采样数据过程称为三维扫描技术。其中，构建虚拟三维彩色模型就需要采集角色表面的三维坐标或其皮肤色彩信息。三维扫描技术的制作效率较高，完成复杂的建模过程较快。但该技术的应用，需要投入较高的设备成本。

（3）图像建模技术。该技术应用角色三维模型的构建，其间需要借助数码相机拍摄不同角度的角色形象，从而获取高清相片，使用软件，完成自动合成。该技术的建模效率较高，但是，存在一定的缺陷，即难以对细节进行系统微调，不能确保模型的准确率。

（4）三维角色的建模制作软件。可以完成符合三维角色动画制作要求的一种软件。以角色造型、角色物体等为基准，使相关工作人员创作出角色的头部、四肢等，进而完成基础角色模型。其间，对于需要调整的，可以采用参数盘调节。

2.2 三维角色动画制作中的运动控制技术

（1）基本的骨骼系统。关于基本的骨骼系统，一般是由三维动画制作软件提供。借此可创建骨骼指定层级关系。同时，对骨骼进行关键帧设置可以通过手动完成。使用过程中，灵活性较好。此外，为了更便于手动设置骨骼关键帧动画，使其最后动作的效果更加流畅，相关工作者需要了解和掌握正、反向运动学的知识。

（2）专用角色动画制作的模块。以3DSMAX内置的CharacterStudio为例，由于其提供了Bipe骨骼系统，因而减免了手动设置每根骨骼层级关系和各种的IK指定的过程。[5]在创建完整的人物骨骼时，非常便利，单击拖动鼠标于视图中即可。Bipe骨骼系统使用更加方便。另外，在CharacterStudio中，还有自动步迹动画，这对于难度增加的动画无疑是非常有利的。与此同时，其中的运动混合功能可实现多个动作的叠加，完成更加复杂动作的制作。总之，CharacterStudio制作动画效率较高，但是，唯一的不足之处即动画制作中关于复杂动作制作还是不够简便，且动作效果不理想。

（3）运动捕捉技术。谈及运动捕捉技术，其涉及的技术内容较为广泛，与计算机图形学、电子、机械、光学、计算机视觉、计算机动画等技术都有一定的相关性。运动捕捉技术，即通过运动捕捉系统捕捉运动物体关键部位的跟踪器，经计算机分析得出动画制作中应用数据的过程。其后，借助数据驱动三维模型即可生成动画。通常情况下，运动捕捉后的数据有两种途径完成动画制作，其一，直接调入三维动画中驱动三维模型；其二，借助第三方软件实施编辑。

（4）三维角色动作生成软件。三维角色动作生成软件是当下常见的一种应用手法。以Endorphin（英国NaturalMotion公司研发）为例，其可以实现自动生成三维角色动作。在设计模拟角色身体某部分过程中，通过参数设置，可以调整其强度和方向，进而自动产生翻滚的动作。该软件的优势在于，其能够模拟真实的动作。在三维角色动画制作中，一直以来，基于硬件的运动捕捉技术的生产效率和精度受到业内的认可。而三维角色动作生成软件与其不相上下。由于动画制作中，常常需要设置一些极其危险的动作（高空跳楼、撞击等），因而，应用三维角色动作生成软件，效果极佳。危险情况下的动作在制作过程中，较为负责，而该软件通过运用全新的动画制作技术（虚拟演员）可不需特殊的相关捕捉硬件设备而模拟出任何动作。由此可见，三维角色动作生成软件的应用前景极为广阔。

3 结语

三维角色动画制作中，其几项关键技术各有所长。在倡导创造精神的新世纪，这些技术均能够为动画制作行业增添光彩。三维角色动画制作的几项关键技术中，运动控制技术是重中之重，在结合角色形象和角色动作需要之后，综合性考虑选用其中的技术，不仅能够让动画角色进行生动、准确的表演，而且对于整个行业的发展也能够起到推进作用。另外，在技术的应用过程中，需要注重角色动作细节的刻画，以追求完美的动画效果。

参考文献：

[1] 司建楠.动画角色的动作设计对其性格塑造的探究[D].南京师范大学，2013.

[2] 李思H.运动中的人物角色动画的设计与实现[D].北京工业大学，2015.

[3] 刘洋，郭荧飞.三维角色动画制作关键技术的几点探讨[J].工业设计，2016（08）：188+190.

[4] 张兴华，孟艺.浅析运动规律在三维动画制作中的运用――三维角色的行走动画[J].艺术与设计（理论），2013（03）：100-102.

第7篇：三维技术范文

关键词：三维技术；影视广告；视觉效果

一．影视广告进入三维设计时代

现代社会已经步入数字化信息时代，影视广告设计作为品牌推广及市场营销的重要手段离不开技术的支持。近十年来在我国上映的好莱坞大片，如《侏罗纪公园》、《泰坦尼克号》、《狮子王》、《木乃伊归来》等等，在运用电脑数字特技方面取得了全球性的轰动，这种轰动使得人们在审美心理方面发生了变化，同时也给影视广告设计界带来了宝贵的经验，推进了三维技术在影视广告中的广泛应用。

三维特技手段让观众在短时间内最透彻、最省力、最准确地了解广告的内容,并以其自身的魅力来感染观众,征服观众,从而加快了广告的传播速度,使广告达到广而告之的目的。三维技术为影视广告的发展注入了新鲜活力,而影视广告也为三维技术提供了施展艺术魅力的空间。随着广告行业和IT行业的发展,两者的“互动关系”将更加交融和增强。

二．三维技术概述

三维技术，又称3D 技术，是近年来随着计算机软硬件技术的发展而产生的一种新兴技术。三维软件在计算机中首先建立一个虚拟的世界，设计师在这个虚拟的三维世界中按照要表现的对象的形状尺寸建立模型以及场景，再根据要求设定模型的运动轨迹、虚拟摄影机的运动和其它动画参数，最后按要求为模型赋上特定的材质，加进灯光、镜头、环境特效等。当这一切完成后就可以让计算机自动运算，生成最后的视觉画面。

三维技术以其特有的空间展示特性，其独特的表现能力不仅可以真实再现事物本身，而且还可以表现产品性能、特色、用途，形成完整的视觉表现。三维技术有如下特点：强大的造型能力、“自由自在”的运动表现、丰富的质感表现等。

三．三维技术在影视广告中的表现

三维计算机技术成熟以后，在影视广告制作中被广泛运用，并已经成为当今影视制作的主要手段。三维技术在广告中的应用主要有以下三个方面:虚拟模拟现实、现实与虚拟相结合、虚拟空间和虚拟角色。

三维技术的发展突飞猛进，它所赋予影视广告的视觉效果越来越强烈，特别是通过对三维动画的运用，能够把现实和虚拟完美结合，甚至达到以假乱真的效果，很好的解决了一些在现实拍摄中无法达到的画面。

（1） 三维影视广告－联想法

联想是通过事物的内在联系，把两个看似不同的事物有机的结合在一起，给人以深思与启迪的表现手法。广告常以联想的手法表达更深层的含义，或者给人以优美的意境和美好的感受。联想所表达的主题用实景拍摄方法有时很难表现，而采用三维技术使得创意的表达不再受限制，设计思维不再被舒服，广告带给我们的是全新的视觉感受。虎牌啤酒的一则广告: 几名球员出现在啤酒里面，奋力地踢球，而球便是该啤酒的气泡，利用文字修饰被踢出去的球的轨迹，极富动感的一则广告，巧妙的把啤酒的气泡与足球联想在一起。动画制作的啤酒气泡自然逼真，让人耳目一新。

（2）三维影视广告－写实法

在许多洗衣机、洗涤剂、药品广告里常常运用写实手法来表现一些视觉上无法观察的微观世界，以增强说服力。写实手法看似普通平凡，但却直观，让观众了解原理，看清结果，比含蓄更真实。一些广告运用实拍的手法很难体现出产品的超性能特点，借助三维技术形象的演示产品功效，更容易打动消费者。例如: 洗衣机广告，通过对洗衣机内部结构的分析，让观众更直接的了解到该洗衣机的独特及其功效。在利用人物和虚拟结合，使整个广告显得更为亲切。写实的手法是电脑三维广告中，运用最为普遍的一种形式。

（3）三维影视广告－拟人法

通过对角色的人性化，以人物表情与姿态来表达它们的感情，使人感到亲切可爱。运用拟人的手法，给广告增添了几分人情味与幽默感。三维广告大多采用产品拟人化或角色拟人化的形式，结合生动的故事情节，使广告更赋表现力。一则优秀的拟人手法的三维影视广告，首先要有一个可爱的动画形象，其次还要有个动人的故事脚本。这类广告往往不直接宣传产品，而是从侧面来打动观众。

（4）三维影视广告－夸张法

强化故事情节，赋予广告更鲜明的个性，同时也给观众留下深刻的印象。这也是许多广告公司惯用的手法。夸张可分为两种形式: 一是夸张形象，一是夸张故事情节。例如: Adidas运动鞋广告运用强烈的夸张手法来表现角色，通过各式各样的变形、带有涂鸦风格等的夸张塑造，给观众留下深刻的印象，甚至连画面的色彩也渲染的极具夸张性。这则广告的受众群体为20－25岁追求时尚的年轻人，采用这种夸张的表现手法，迎合了现代年轻人追求刺激与新鲜的心理。

（5）三维影视广告－幽默感

幽默型的影视广告一般都通过以简短有趣的故事情节来传达商品的特点，或树立产品的形象。这种故事可以是虚构的，也可以是真实的，喜欢幽默是世界各国人民的共性，因此幽默广告能够跨越各种民族、语言、风俗、信仰的障碍，而广受欢迎。

诚然，三维技术并不是制作影视广告的灵丹妙药，在影视广告制作中只有正确合理地使用计算机三维技术才能发挥其特有的技术优势，使影视广告的制作水平和创意空间得到进一步的提高。只有适当地运用三维技术，才能充分发挥计算机三维技术的表现力，将影视广告制作水平和表现力带入到一个全新的高度。

电脑三维技术给影视广告带来的艺术魅力是有目共睹的，当我们感叹这种新技术的无穷威力时，一定不能忽视或忘记广告的主题。在影视广告中三维动画的最终目的是为广告的创意服务，创意是广告的灵魂。技术与艺术的完美统一是电脑三维制作首要前提和最终目标，在影视广告制作中我们所要遵循的是技术为艺术服务，艺术为创意服务的设计原则。

参考文献：

[1] 施寅、胡俊，计算机动画技术[M].清华大学出版社，1999.34-38.

[2] 吴方丹.三维动画艺术的审美分析[M].现代商贸工业.2008.34-40.

[3] 沈梦忱.浅谈三维技术[M].中国科技信息.2005.20-22.

第8篇：三维技术范文

关键词：结构设计；三维CAD技术；应用

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.08.109

近年来，随着科学技术水平的逐步提高，信息技术正处于日益发展中，在电子技术与计算机技术基础上，产生了三维CAD技术，该技术对结构设计具有现实意义。但值得注意的是，三维CAD技术更多的被运用在机械类结构设计中，通过将三维CAD技术合理的运用在结构设计中，有利于结构间相互配合，从而增强了产品的质量与技术含量，为提高我国现代化工业水平奠定良好基础。基于此，在结构设计期间，应该合理的利用三维CAD技术，通过充分发挥该技术的作用，从而促进提升结构设计效果，为优化产品质量创造有利的条件。

1 三维CAD技术的优势分析

随着科学技术水平的不断提升，进而产生了三维CAD技术，对于该技术而言，主要包含了三维造型、机构运动分析和三维设计等内容，该技术在诸多领域的运用，通过发挥虚拟和仿真等的作用，可以满足性能以及几何形状等的要求，能够让产品的各个指标更加符合规范。当前，在结构设计过程中，通过运用了三维CAD技术，有利于提高产品的质量与科技含量，比如，在机械结构设计时，采取三维CAD技术对产品的结构加以设计，由于三维CAD技术与二维技术相比功能更加强大，所以结构设计质量有所保障，因而在零件加工中也有助于提高机械产品的整体质量。

同时，在结构设计期间，设计人员不但要完成设计任务，而且要对部分零件予以改装，确保结构设计更加具有科W性与合理性，所以结构设计是个复杂的过程[1]。但是，将三维CAD技术利用在结构设计中，因为三维CAD技术更加完善，系统的功能更为健全，在具体设计时，设计速度更快，能够提高到4倍以上，缩短了结构设计的时间，并且设计质量也有所保证。总之，三维CAD技术有很多的优势，将其运用在结构设计中对提升设计质量具有主要作用，也为推动行业发展提供了坚实的保障。

2 三维CAD技术在结构设计中的具体应用

2.1 制作装配图

当前，由于三维CAD技术有很多的优势，所以被广泛应用在诸多领域，以机械行业为例，在结构设计过程中，三维CAD技术作为比较核心的辅助工具，将其应用在制作装配图中，对最大限度的提高设计质量创造了有利条件。在实际运用CAD技术制作装配图时，设计人员认真地分析零部件结构，合理的利用CAD软件中的三维编辑功能，当鼠标运动到某一具置时，然后将零部件的装配制定到该坐标处，从而以最快和最准确的方式完成装配图的制作，也达到了良好的结构设计效果。

2.2 制作产品的零件和装配图建模

在结构设计时，为了保证设计质量，需要充分发挥三维CAD技术的重要作用，在制作产品的零件和装配图建模阶段，通过正确的运用三维CAD技术，将该技术运用在制作产品的零件和装配图建模中，从而为提高产品结构设计整体效果具有现实意义。CAD技术将线框、表面和实体建模作为主要方式，然而，三维CAD技术与其相比有很大的差异性，该技术还兼具圆锥形、立方体和环状体等六大建模体系，将三维CAD技术应用在机械产品结构设计中，对不同类型的零件予以实体建模发挥了关键作用，尤其是在对零件进行分解过程中，采用了交、并和差等布尔运算，能够更好的对机械零件的三维造型实施实体建模[2]。当对产品的零件进行了实体建模之后，借助于CAD软件对相关资料予以合理的整理与分许，进而整合出最为科学的机械装配图形，不但提高了结构设计质量与效率，而且保证了产品的整体质量。

2.3 检查零部件设计情况

在将三维CAD软件运用在结构设计过程中，设计人员借助于动画播放或是建模的形式，可以快速、比较直观的演示机械产品零部件实际装配状况，也有利于利用资源查找器修改机械产品中的某部分零件，对产品模型予以重新构建，检查零部件的设计情况，继而有效的增强了机械零件间适配的性，也在一定程度上防止零件存在误差，从而最大程度的降低了机械产品在装配存在问题。其中设计人员利用三维CAD软件系统可以对整体装配予以合理的调整，所以能够呈现出不同形状结构的实体建模，一旦发现问题，进而立即对机械零件结构设计与装配加以调增，从而保证了结构设计的整体质量[3]。因此，在结构设计期间，通过加大三维CAD技术的利用力度，能够实现对零部件设计情况加以检验的效果，以自动化的方式对零部件予以检查，并且直观的观察设计状况，不但缩短了设计的周期，而且也最大程度的提升了产品质量。

3 结语

我国作为工业大国，工业的发展为社会经济增长发挥了关键作用。在机械、汽车和电子领域，为了优化产品结构，进而创造出高品质的产品，必须对结构进行合理的设计，那么，在结构设计期间，需要利用到计算机技术与电子技术等，实现对产品结构的优化。在行业发展过程中，企业需要对产品结构进行设计，进而制造出质量更高的产品，继而满足市场的需求，那么，在结构设计期间，应当采取合理的技术，为提高结构设计效率奠定良好基础。由于三维CAD技术具有很多的优势，所以需要将三维CAD技术合理的应用在结构设计中，从而为提高结构设计质量发挥主要作用。

参考文献：

[1]倪广树.结构设计中三维CAD技术的应用[J].中国机械，2014（06）：198-199.

第9篇：三维技术范文

关键词：三维技术；动画电影；三维动画

三维技术是计算机软硬件而催生出来的产物。与传统的二维动画不同，三维技术使动画电影在视觉效果上更加立体、生动。三维技术的出现并应用到动画制作中像是一场动画领域的革命，是动画电影一次里程碑式的跨越。三维技术的出现打破了人们对动画的传统认识，取代了之前的二维动画，使三维动画成为动画领域的代表。

1三维动画的产生和发展

三维动画又称3D动画，是通过三维动画软件在计算机中虚拟建立以立体长、宽、高的空间来展示动画的。三维动画在制作的过程中其制作流程与传统动画基本如出一辙，只是在其中加入了三维动画效果的制作，把传统动画中需要手绘的角色形象与场景，通过三维动画软件制作成立体效果，模拟出需要的角色形象与场景。并在三维动画软件中赋予其动作、灯光、材质、渲染等参数设置，最后生成精美的动画画面。

20世纪80年代，美国开始探索运用计算机制作动画。此时，三维动画技术还处于探索阶段，三维动画影片也不是特别多，最初的三维动画技术大多应用在影视电影中，电影《侏罗纪公园》通过计算机编码对画面进行处理，从实境中插入三维动画恐龙造型，在银幕上逼真地表现古代生物在地球上活动的情景。庞大的恐龙吼叫着穿过大地，鲸鱼训练幼子……这些充分证明三维动画技术在电影创作中的重要作用。计算机动画技术的突飞猛进，使得制作大型逼真的场景成为可能，随着三维动画技术的日臻成熟，1995年由迪斯尼公司推出了世界电影史上第一部由计算机制作的三维动画电影《玩具总动员》。这部立体的动画片，是推动动画向三维领域发展的里程碑。2011年梦工厂推出《怪物史莱克》，这部影片获得了巨大的成功，把美国动画电影推向了新的高峰，同时标志着三维动画进入迅猛发展时期。2004年，《怪物史莱克2》在世界各地势头未尽，《鲨鱼黑帮》《超人特攻队》《极地快车》等三维动画大片又接踵而至，三维动画大有百家争鸣，百花齐放的情景，三维动画影片进入全盛时期。三维动画作品的问世给观众带来了全新的视觉冲击，给人以耳目一新的感觉。

2三维动画的特点和作用

三维动画与传统的二维动画相比，在角色的表情丰富度和真实度上优于传统手绘动画；在视觉效果上更加立体、生动，在动画制作上向着低成本、高效率的方向前进。其制作过程中可以完成不可能完成的镜头，可以创建出不存在的角色形象，它将虚拟的东西真实化，给观众视觉上无限的冲击。

2.1突出的模型建设能力

三维动画在角色模型上不受客观条件的限制，动画设计者可以随心所欲的制造出现实存在的真实物体或景观，也可以将现实中没有的，超乎于现实的物体和景观制造出来。例如，电影《阿凡达》中潘多拉星球中的参天巨树、星罗棋布飘浮在空中的群山、色彩斑斓充满奇特植物的茂密雨林，夜晚如同梦中奇幻花园会发光的各种动植物等等这些都是通过三维技术实现的。

2.2空间与角色运动实现的无约束性

在传统的二维动画制作过程中，由于受到手绘动画的限制，一些高难度的动作难以完成。三维技术的出现改变了这一现象。例如，在动画影片《美女与野兽》中，影片最后的场景，美女与野兽共舞，实际上就是应用三维动画软件制作成二维动画效果完成的，人物与环境都呈现在360度的旋转之中。这种动作用传统的动画技术无法实现，也不可能现的。由于三维技术的出现，从而创造了精彩的画面，达到了意想不到的效果，同时在形式上达到完美的统一。

2.3光影表现力的多样性

相对于传统动画来说，三维动画可以任意发挥制作者的想象力，做出更接近理想化的效果。三维动画中灯光的应用遵循超写实的仿照自然原则，同时结合电影艺术和艺术大师的画面感进行制作，使画面既真实又充满艺术感。灯光效果在服从于剧情的同时，还要创造场景氛围，如欢乐、悲伤、欣喜、邪恶等情绪。

2.4质感表现力的丰富性

三维动画中的质感主要指动画画面整体所表现的精细感与真实感程度。2009年推出的《飞屋环游记》中视觉表现无与伦比，既有绚丽的自然风光，也有精致的皮肤质感塑造和毛发表现。将真实的自然景观艺术化地展现在观众的眼前。

2.5制作过程的简单化

三维动画技术相对与传统动画而言，节省了很多的绘制工作，在三维动画的制作过程中将模型创建好，给予好材质、灯光、骨骼、摄影机等。就可以在软件中进行动作的编辑了，通过后面对机位的选择，渲染出需要的镜头。从而节省了传统动画中绘制原画和中间画的过程，三维动画的制作过程更加简便与高效。

3三维动画的发展潜力

在动画发展的百年历史中，三维动画还是一个新兴的动画类型，但纵观三维动画的发展历程，随着计算机技术的不断发展，三维动画技术的灵活性将逐渐融入影视领域中，解决其拍摄过程中的局限性问题，弥补其拍摄角度的不足。