基于图形图像的三维建模技术探讨
基于计算机图形学的三维建模技术研究
基于计算机图形学的三维建模技术研究一、引言随着计算机图形学的快速发展，三维建模技术成为了数字媒体、游戏开发、工业设计等领域中不可或缺的重要技术。
本文将对基于计算机图形学的三维建模技术进行研究，并进行分类和探讨。
二、三维建模的定义三维建模是指通过计算机图形学技术将现实世界中的物体或场景转化为可用于计算机处理的三维模型的过程。
三维建模不仅仅是在计算机界面上寻找适合展示的模型，而是通过数学算法和计算机图形学原理，将物体或场景的形状、材质和运动等属性精确地描述出来。
三、三维建模技术的分类基于计算机图形学的三维建模技术可以分为几个主要类别，包括多边形建模、体素建模、曲线建模等。
1. 多边形建模多边形建模是最常见的三维建模技术之一。
它通过将物体或场景分解为多个平面多边形来描述形状。
多边形建模具有较高的灵活性和模型细节控制能力，常用于建模静态物体。
2. 体素建模体素建模是一种基于体素（体素为三维空间中的立方体单元）的建模方法。
通过将物体或场景划分为均匀的立方体网格，每个立方体单元称为一个体素，可用于描述复杂的形状和体积。
体素建模适用于对密集结构和有详细内部特征的物体进行建模。
3. 曲线建模曲线建模是基于数学曲线的建模技术。
它通过在三维空间中定义曲线，并进一步将曲线转化为曲面，来描述物体或场景的形状。
曲线建模适用于复杂、流线型的形状建模，可以产生光滑度较高的模型。
四、三维建模技术的应用领域基于计算机图形学的三维建模技术已在许多领域得到广泛应用。
1. 数字媒体三维建模技术在数字媒体领域中起着关键作用。
它被广泛应用于电影、动画、虚拟现实和游戏开发等方面。
通过三维建模技术，可以创建栩栩如生的虚拟角色、逼真的场景、特效等，提升视觉效果的真实感。
2. 工业设计在工业设计中，三维建模技术被用于产品设计、原型制作和工艺分析。
通过三维建模，设计师可以在计算机上快速创建产品模型，进行设计验证和改进，大大缩短了产品开发周期和成本。
三维数字化建模技术的研究与应用
三维数字化建模技术的研究与应用随着计算机技术的快速发展和数字技术的快速普及，三维数字化建模技术在各行各业得到广泛的应用。
这种技术能够快速、高效地创造出精致、真实的三维模型，广泛用于电影、游戏、建筑、工业制造、医学等领域。
本文将围绕三维数字化建模技术的研究和应用展开论述。
一、三维数字化建模技术的研究与发展三维数字化建模技术起源于计算机辅助设计领域，旨在为电子设备提供三维图像和模型，以供实际制造使用。
20世纪80年代以来，通过将计算机辅助设计软件与数字成像和模拟技术结合使用，三维数字化建模技术得到了快速的发展。
现在，它已经成为计算机图形学、计算机辅助设计、计算机辅助制造等领域中最主要的支撑技术之一。
在三维数字化建模技术研究的过程中，主要包括三个方面的问题：数据获取、模型构建和数据处理。
1. 数据获取数据获取是指采集和获取原始数据。
目前，常用的数据获取方式包括激光扫描、结构光扫描、相机拍摄等技术。
这些技术可以在短时间内获取大量的数据，并且保持较高的精度和准确性，保证了数字模型的高质量。
2. 模型构建模型构建是指根据图像和数据生成三维模型。
这个过程中需要进行数据的处理、编码和表示，并将其转化为3D模型。
这些过程主要通过计算机程序实现，包括曲线与曲面建模、三角化等技术。
3. 数据处理数据处理是指对三维模型进行编辑、处理、分析和优化，以满足建模要求。
数据处理技术包括颜色纹理映射、UV映射、法线贴图等。
二、三维数字化建模技术的应用1. 电影、游戏制作电影和游戏行业是三维数字化建模技术应用最为广泛的领域之一。
制作电影和游戏需要大量的人物、场景、物品等三维模型。
三维建模技术能够让制作人员轻松地设计、编辑和调整模型，生成逼真漂亮的场景和角色。
2. 建筑工程三维数字化建模技术在建筑工程中也有着重要的应用。
通过该技术，建筑师可以使用计算机工具创建和调整整个建筑物的3D模型，确认建筑结构和工程流程。
此外，三维建模技术还可以优化施工方案并确定工程进度，有助于提高建筑物的效率和质量。
基于ContextCapture的三维建模研究
作者简介：崔文化，高级工程师，注册测绘师，现主要从事测绘 地理信息质量检查与评价研究工作。
（上接第 54 页） 效率高、精度可靠、三维场景真实等 优点，适合智慧城市大面积快速化作业；但在实际作 业过程中，由于三维模型的复杂性，建模时会出现一 些细节部分不尽完善、少部分纹理丢失、复杂模型表 现困难等情况，需要总结经验方法、提高生产效率。 本文研究总结的作业方法和经验希望在实际建模作业 时有一定的参考价值。
项目利用大白测绘六旋翼无人机 DB-X6H 搭载索 尼相机进行倾斜摄影测量，共飞行 7 个架次，获得有 效航片 54 169 张，下视影像地面分辨率为 0.05 m；共 布设 24 个控制点、10 个检查点；利用 ContextCapture 软件生产 3.07 km2 的实景三维模型。整个项目从航飞 到建成实景三维模型大约需 3 个人 15 d 完成，其中利 用 ContextCapture 软件自动处理数据时间相对较短， 但测区分散在多个地方，需航飞多个架次，航飞花费 较多时间，若项目面积大且连续，整体效率会更高。 2.3 质量检查
无人机倾斜摄影测量是在飞行平台上同时搭载多 镜头相机，获取前视、后视、左视、右视与垂直 5 个 角度的影像数据 [4]，从而获得地表物体正摄和不同侧面 的纹理照片。
航飞前收集测区现有资料作为航摄布网航飞设计 的基础资料，再根据测区最大最小高程以及所需的影
像地面分辨率设定飞行航高。航飞设计时，应保证航 片范围覆盖有效建模范围，一般将航线各方向外扩大 于 3 条航线或 3 条基线，影像重叠度应满足规范要求。 航飞应选择晴朗无云能见度高的天气和时间，确保影 像清晰、反差适中、颜色饱和、测区色调一致，从而 保证三维建模的最终效果。 1.2 空三加密
图形学中的三维模型渲染技术
图形学中的三维模型渲染技术数字化时代，三维模型的应用越来越广泛。
如果想要在虚拟空间中重建一个真实的物体或场景，不可避免地需要通过三维建模技术来进行处理，但是三维建模之后的模型却仍然是一个无生命的物体，而如何让其更真实地呈现在视觉上，进而产生跨足现实和虚拟的奇妙体验呢？这个问题涉及到图形学（Graphics）很深的领域，而三维模型渲染技术便是图形学中的重要分支之一。
本文将以三维模型渲染技术为切入点，深入探讨渲染的背景、分类、算法和优化等方面。
一、背景三维图形渲染正是计算机图形领域中的最富挑战性和热门的研究领域，特别是在虚拟现实、游戏等领域的应用非常广泛。
渲染技术的基本任务是将3D场景中的物体用2D的方式展现出来。
自1990年代后期以来，计算机的运算性能、图形硬件和图形算法都得到了很大进展，开发者们得以采用飞快的现代计算机处理更为复杂的3D场景，开发更具交互性和感染力的游戏和虚拟现实应用。
大量的研究工作也被投入到了三维渲染领域，许多优秀的三维渲染算法和引擎被开发出来，并广泛应用于游戏、电影、动画等等领域。
二、分类三维模型渲染技术的基本分类主要包括离线渲染和实时渲染两类。
- 离线渲染方法为了得到更为逼真的图像，通常使用离线渲染方法，目的是真正摆脱实时硬件的限制，采用计算密集型的算法，在数据采集完成之后，利用计算机大量的时间来完成最优化的渲染工作。
三维场景需要先行建模，并将其储存到计算机内部。
随后需要进一步定义光线位置和各种照明条件等环境参数，才能在渲染引擎死缓存入正确的渲染流程。
- 实时渲染方法区别于离线渲染相对不需要高性能的实时渲染，是通过一些特别的技巧和算法，在几乎没有延迟的时间里，渲染出更有趣的3D 场景和物体。
通常情况下运用实时渲染技术的核心设备是电脑或在手机、智能电视等便携式设备。
实时渲染技术能够实现复杂的纹理效果、计算照明、使用真正的物理模拟和支持挤出模型。
同时，基于着色器编程的编码必须能够利用现有的图形外部引用库。
计算机图形学中的三维重建与渲染技术
计算机图形学中的三维重建与渲染技术计算机图形学是现代计算机科学领域的一个重要分支，它研究如何利用计算机来处理和呈现图像和图形。
而在计算机图形学中，三维重建与渲染技术是一项十分关键的技术，它可以让我们在计算机上实现对三维物体的建模、可视化和呈现，是计算机图形学的核心技术之一。
一、三维重建技术三维重建技术是计算机图形学中研究三维模型建立的技术，它主要通过对物体的几何结构、纹理、色彩等特征进行探测、测量、分析和计算，从而重建出三维模型。
三维重建技术主要有以下几种：1.点云重建点云重建是三维重建中的一种常见技术，主要通过采用激光扫描技术等手段，将物体表面上的所有点云数据收集起来，然后利用点云数据预先定义的处理算法将其处理成三维模型。
点云重建技术可以重建出物体的真实几何形态，适用于自然风景模型、雕塑模型等。
2.多视图重建多视图重建是指基于多个视角下的图像，通过计算视点、视角、景深等参数建立三维模型。
多视图重建主要是通过利用相机、扫描仪等设备观察物体，并将获得的多张图像进行分析、处理和重建，最终得到完整、准确的三维模型。
多视图重建技术适用于建立物体表面细节特征丰富的模型。
3.立体视觉重建立体视觉重建技术是指基于人眼的两个视点，将不同的影像信息进行组合和重建，以建立真实、立体感强的三维模型。
立体视觉重建技术主要利用双目相机拍摄物体不同视点下的影像，通过计算两个影像之间的差异从而建立物体的三维模型。
立体视觉重建技术适用于建立真实、逼真的物体模型。
二、渲染技术渲染技术是指将三维模型转化为二维图像的过程，主要是通过光线追踪、阴影处理、纹理映射、透视变换等手段，将三维模型转化为视觉上真实、逼真的二维图像。
渲染技术主要包括下面几个方面：1.光线追踪光线追踪是渲染技术中的一种十分重要的技术，能够以真实方式呈现物体的阴影、反射和折射效果。
光线追踪的原理就是根据物体表面法线方向，从视点向各个方向发射光线，当光线与物体发生交叉时，计算光线的反射、折射、透明等信息，最终生成真实逼真的图像。
基于图像的三维重建技术研究
基于图像的三维重建技术研究一、本文概述随着科技的不断进步和计算机视觉领域的快速发展，基于图像的三维重建技术已成为当前研究的热点和前沿。
本文旨在对基于图像的三维重建技术进行深入的研究和分析，探讨其原理、方法、应用以及未来的发展趋势。
本文将介绍三维重建技术的基本概念、发展历程和应用领域，为后续研究提供背景和基础。
重点阐述基于图像的三维重建技术的核心原理和方法，包括图像采集、特征提取、相机标定、三维建模等关键步骤，以及近年来出现的深度学习、神经网络等新技术在三维重建中的应用。
本文还将对基于图像的三维重建技术在不同领域的应用进行详细介绍，如文化遗产保护、城市规划、医疗诊断、机器人导航等，以展示其广泛的应用前景和社会价值。
对基于图像的三维重建技术的发展趋势进行展望，提出未来可能的研究方向和应用领域。
通过本文的研究，旨在为相关领域的研究人员和技术人员提供全面的技术参考和启发，推动基于图像的三维重建技术的进一步发展和应用。
二、基于图像的三维重建技术原理基于图像的三维重建技术主要依赖于计算机视觉和图像处理的相关算法和理论，通过从二维图像中提取深度信息，进而恢复出物体的三维形状和结构。
这一过程涉及多个关键步骤，包括特征提取、相机标定、立体匹配和三维模型构建等。
特征提取是三维重建的基础。
通过算法识别图像中的关键点和特征，如角点、边缘等，这些特征在后续的三维重建过程中起着重要的作用。
这些特征点不仅帮助确定图像间的对应关系，也为相机标定和立体匹配提供了依据。
相机标定是确定相机内外参数的过程，包括相机的内参（如焦距、主点等）和外参（如相机的位置和方向）。
准确的相机标定对于后续的三维重建至关重要，因为它直接影响到三维点的计算精度。
接着，立体匹配是基于两幅或多幅图像，通过寻找相同特征点在不同图像中的对应关系，以获取深度信息的过程。
这一步骤依赖于特征提取的准确性和算法的效率。
立体匹配的结果直接影响到后续三维模型的精度和细节。
根据相机参数和立体匹配的结果，可以通过三角测量等方法计算出物体的三维坐标，从而构建出物体的三维模型。
基于图像的三维建模技术综述
1999 基于数据库 交互建模 2004 2006
Blanz Mao Muller
基于人脸数据库 基于人体数据库 基于建筑元素数据库
重庆科技学院
电气与信息工程学院
测控技术与仪器
交互法 避免建模过程的发散
依赖客户
优点
通用性较高
缺点
依赖交互操作
商业建模软件的核心 Autodesk ImageModeler；Google Sketchup
映射 二维图像点 三维空间点
重庆科技学院
电气与信息工程学院
测控技术与仪器
1997 基于灭点 与几何约束 1999 2000
Horry Cipolla Criminisi
基于单张相片的漫游 灭点求取相机参数 单目度量技术
只能处理一些比较规则的平面与几何体
重庆科技学院
电气与信息工程学院
测控技术与仪器
基于复杂信息 直接使用交互的手段，给图像中的像素设置复杂 的深度、法向等信息，从而恢复得到三维模型。 交互建模
重庆科技学院
电气与信息工程学院
测控技术与仪器
基本分类
基于图像的建模
基于图像的建模能够生成物体精确的三维几何模型， 根据图像采集时对光源是否进行主动控制，基于图像的几 何建模可以分为主动法与被动法2 种。
基于图像的建模
主动法
被动法
重庆科技学院
电气与信息工程学院
测控技术与仪器
基本分类 主动法
激光扫描法 优点
重庆科技学院
电气与信息工程学院
测控技术与仪器
1976 Bajesy 傅里叶变换 1990 Brown 等方性纹理重建
存在过约束 实用性较差
1992 Garding 理论联系纹理梯度与表面曲面 谱分析法 1993 2002 2005 Malik Clerc Loh 仿射变换重建 小波分解 仅适用于纹理单元 结构不发生改变
计算机图形学与三维建模技术
计算机图形学与三维建模技术计算机图形学是一门研究如何使用计算机来生成和处理图像的学科，而三维建模技术则是计算机图形学中的一个重要组成部分。
在现代科技发展的背景下，计算机图形学与三维建模技术在游戏、动画、影视等领域的应用日益广泛，本文将探讨其原理与发展。
计算机图形学的基础是图像处理和几何学。
图像处理是指对图像进行数字化处理，如改变亮度、对比度、色彩等，以及对图像进行滤波、增强、降噪等操作。
而几何学则是研究点、线、面的形状和变换关系，常用于实现图形的旋转、缩放、平移等变换。
在计算机图形学中，三维建模技术起着至关重要的作用。
三维建模是指通过计算机技术创建具有虚拟三维形态的模型。
其主要包括建模、渲染和动画三个方面。
建模是指利用计算机软件工具创建三维模型的过程，可以通过线框模型、曲面模型、体素模型等方式进行。
渲染是指将三维模型转化为二维图像的过程，包括光照、阴影、纹理等效果的添加。
动画则是通过对三维模型进行连续变换和运动，使其具有动态效果。
随着计算机图形学与三维建模技术的不断发展，其应用范围也在不断扩大。
在影视制作方面，计算机特效技术的应用使得许多原本无法实现的场景变得可能，如科幻片中的空间飞船、外星生物等。
而即使在现实影像的合成中，计算机图形学的技术也扮演着重要角色，比如把真实演员的脸部表情替换成动画形象，或通过计算机合成场景中缺失的道具。
此外，在游戏领域，三维建模技术也被广泛应用，使得游戏画面更加逼真，玩家的沉浸感更强。
然而，计算机图形学与三维建模技术仍然面临着许多挑战和问题。
首先是计算资源的需求。
随着细节的增加和效果的提升，计算机图形学中的算法变得更加复杂，对计算资源的需求也越来越大。
其次是真实感的追求。
现实世界中的光照、纹理、运动等是非常复杂和多样的，如何模拟这些效果，使得计算机生成的图像看起来更加真实，一直是计算机图形学研究者努力追求的目标。
此外，还有建模和动画的技术难点，例如如何简化复杂几何模型的建模过程、如何更加自然地模拟角色的运动等等。
计算机图形图像处理的关键技术探析
计算机图形图像处理的关键技术探析计算机图形图像处理（Computer Graphics and Image Processing，简称CGIP）是一门研究如何使用计算机生成、处理、显示和存储图形图像的学科。
它涉及许多学科领域，如数学、物理学、计算机科学等，其中数学是CGIP的核心基础，因为它用到了大量的线性代数和微积分知识。
在CGIP中，各种技术都有其特点和优势，下面我们来简单探析几种关键技术。
1. 数学基础数学是CGIP的核心基础，它涉及许多数学知识，如几何、线性代数、微积分等。
在三维计算机图形学中，最基本的就是对向量和矩阵的基础知识的掌握。
在图像处理中，函数逼近、图像变换和滤波等都需要用到数学知识。
因此，学习数学知识对于掌握CGIP技术非常重要。
2. 三维建模技术三维建模技术是指用三维数字模型来描述三维对象的形状和结构。
在三维建模中，最基本的操作是通过将简单交互体元素组合在一起来构建完整的三维模型。
其中最重要的工具是3D建模软件，如3DS Max等。
三维建模技术的应用非常广泛，如电影、游戏、产品设计等。
3. 渲染技术渲染技术是指将三维模型转化为二维图像的过程，目的是根据光线、材质、纹理等属性来模拟真实的图像。
渲染技术可以分为实时渲染和非实时渲染。
实时渲染是指在计算机程序中以实时方式生成图像，用于游戏、虚拟现实和计算机动画等。
实时渲染使用的算法是比较快速的，因为它需要在每秒渲染数百帧图像。
而非实时渲染则是将三维模型转换成高质量图像，例如细节较多的照片和影片等。
在渲染技术中，光照方程、阴影算法、纹理映射、反射和折射等都是非常重要的技术。
4. 图像处理技术图像处理技术是指利用计算机对图像进行处理和分析的过程，从而得到所需的图像信息。
图像处理技术可以分为数字图像处理和计算机视觉两种。
前者是将图像通过算法转换成另一幅图像，而后者则是基于人工智能技术自动提取图像的特征和信息。
图像处理的具体应用包括医学图像处理、图像分割和图像识别等。
计算机图形学中的三维物体建模与渲染技术研究
计算机图形学中的三维物体建模与渲染技术研究随着计算机技术的不断发展，计算机图形学在现代社会中得到了广泛应用，尤其是在三维物体建模与渲染方面的技术研究。
三维物体建模与渲染技术是将现实世界中的物体转换为计算机可以处理的数字形式，并通过逼真的渲染技术再现出来的过程。
一、三维物体建模技术在计算机图形学中，三维物体建模是将物体从真实世界转换为计算机可以理解的三维模型的过程。
常见的三维物体建模方法包括以下几种：1. 手工建模：这是最传统且直接的三维物体建模方法。
艺术家使用计算机辅助设计（CAD）软件或三维建模软件手工绘制和雕刻物体的各个部分，获得精确的物体表面和细节。
2. 参数化建模：这种建模方法使用数学参数来描述物体的形状和结构。
通过调整参数，可以快速创建不同形状和大小的物体。
参数化建模常用于建模重复和对称的物体，例如柱子、球体等。
3. 扫描建模：扫描建模是从真实物体获取三维数据的过程。
这可以通过使用激光扫描仪或摄像机等设备来实现。
将扫描到的点云数据转换为三维模型，并进行后续处理和编辑。
4. 体素建模：体素是三维空间中的一个立方体单元。
体素建模使用一系列立方体单元来构建物体的三维模型。
体素建模适用于创建有机形状和较复杂结构的物体。
以上四种三维物体建模方法各有优劣，适用于不同的应用场景。
根据实际需求和设计目标，可以选择合适的建模方法来创建三维物体。
二、三维物体渲染技术三维物体渲染是指将三维模型转换为真实感图像的过程。
通过合理的光照、材质和纹理等处理，使得虚拟物体在渲染结果中看起来逼真。
常见的三维物体渲染技术包括以下几种：1. 光照模型：光照模型是描述光线如何与物体表面交互的数学模型。
常用的光照模型包括经典的Lambert模型、Phong模型和Blinn-Phong模型等。
这些模型考虑了光源的位置、物体表面的材质和光照的强度等因素，以计算出最终的颜色。
2. 纹理映射：纹理映射是将二维图像映射到三维物体表面的过程。
基于图形图像的三维建模技术研究
ｌ字 术 ｆ 技 效 蟹
刘 燕 洪 智风 秦 建 波
（ 城 大学 已经广泛 应用于各 个行业领域 ， 虚拟校 园是 虚拟现 实 术在现 代教 育中的应用之一 ， 技 能够给使 用者创建 了 一个感受到身临其 境的环境 ， 构建虚拟校 园的过程 中， 在 三维场景建模 是一项很 重要 的工作 ， 据 工程量的７％￣ ０ 所 以建模技 术是构建 虚拟校 园的基 础， 它占 ０ ８％， 是建立 立 体校 园的关键技 术 ， 是整 个虚拟 现 实技 术的骨架。 文以聊城 大学虚拟 校 园的实案 为研 究对 象， 本 以建立聊域 大学虚拟校 园为目 ， 讨基于图形图像的 的 探 建模技 术， 以期 为其他虚拟 现 实中的场景建模提供 参考。 关键词 ： 图形图像 三 维建模 技 术； 虚拟 现实技 术
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中 图分 类号 ： ３ ９ 文 献 标 识码 ： ＴＰ １ Ａ 文 章 编 号 ： ０ ７ ４６（ ０ １ Ｏ — １４ ２ １０ —９ １ ２ １ ） ５ ０ ３ —０
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计算机图形学中的三维建模
计算机图形学中的三维建模计算机图形学（Computer Graphics）是研究用计算机生成和处理图像的一门学科，三维建模是其中最基础、最重要的技术之一。
三维建模就是将一个物体从现实世界中进行数字化，通过计算机来构造、变换、渲染三维模型。
本文将结合图形学的基础知识，介绍三维建模技术的实现方法与工具。
一、三维建模的分类三维建模根据不同的用途和方法，可以分为以下几类：实体建模、曲面建模、几何建模、搜索建模、边界表示建模等。
其中，实体建模（Solid Modeling）是最常见的一种建模方法，其目标是从物理的角度描述物体的空间形态以及物体内部的结构和特性，通常用于机械产业等领域。
曲面建模（Surface Modeling）是将多边形网格表面进行分段光滑进行建模，可用于汽车、船舶、航空等领域；几何建模是通过点和线条来描绘物体的几何特征，常用于制作地图、城市规划等行业；搜索建模则是将计算机图形学和人工智能技术相结合，通过大规模的数据搜索和机器学习技术来实现建模过程。
二、三维建模的建模流程三维建模的建模流程通常由以下几个环节组成：概念阶段、设计阶段、制造阶段、分析阶段。
其中，概念阶段是指根据设计目标来确定设计方案；设计阶段是指将概念阶段确定的设计方案，转化为计算机能理解的数字模型；制造阶段是指将数字模型转化为实际的物理产品；分析阶段则是指对数字模型进行各种性能和可行性检测，以确保产品的质量和性能达到预期要求。
三、三维建模的实现方法三维建模的实现方法有多种，其中最常见的是基于软件的建模方法，如Maya、3DS MAX、Blender等三维建模软件。
这些软件通常提供了更加智能化的建模工具，可以使用拖拽、拉伸等手段轻松的进行建模。
此外，基于CAD的建模方法也十分常见，特别适用于机械工程等领域的建模需求。
此外，三维扫描技术也是一种非常有用的建模方法，它可以将真实世界中的物体进行数字化，并用于后续的三维建模操作。
三维扫描技术可以采用光线扫描、结构光扫描、激光扫描等多种方式进行实现，对于一些精度要求较高的建模需求尤其适用。
基于图像分割的三维建模技术研究
基于图像分割的三维建模技术研究三维建模技术是指将物体的三维空间形态进行数字化表示的一种技术。
在计算机科学中，三维建模技术已经发展到非常高的水平，被广泛应用于视觉效果、数字游戏、工程设计等领域。
而图像分割技术，则是将图像分成多个不同区块的一种技术，可以用于识别和分析图像中的不同对象。
在三维建模中，图像分割技术也非常重要，能够有效地从图像中提取需要建模的物体，是建模过程中一道不可忽视的关键步骤。
一、图像分割技术的基本思路图像分割技术是一种将图像分成不同区块的技术，被广泛应用于计算机视觉、医学成像、人脸识别等领域。
它的基本思路是将一幅图像分成多个不同的区域，使得同一个区域内的像素具有相似的属性，而不同区域内的像素属性对比则具有明显的差异。
这样就可以通过对图像不同区域的分析来实现对图像中不同对象的识别和分析。
在图像分割的基础上，结合三维建模技术，可以通过对多个图像中同一物体的分割，将多个图像中的同一物体进行三维重建，从而实现对三维物体的数字化描述和建模。
二、图像分割技术的主要方法1、阈值分割阈值分割是一种将图像中不同像素分为不同区块的基本方法。
它的基本思路是将图像中的像素根据其灰度值与预先设定的阈值进行比较，将大于或小于阈值的像素分别分成两个不同的区块。
这样就可以将一个灰度图像分成两个不同的区域，其优点是简单易用，但是比较依赖于阈值的设定。
2、边缘检测边缘检测是一种更高级的图像分割方法，它能够通过对图像中不同像素之间的变化来识别不同区域。
边缘检测通常采用边缘跟踪算法，在图像中搜索不同的边缘，将同一个边缘内的像素作为一个区块，从而实现图像的分割。
边缘检测的优点在于能够获取难以通过阈值分割得到的图像信息，但也存在着对噪声敏感、容易出现错误等问题。
3、区域生长区域生长是一种通过种子像素和特定的生长规则将图像进行分割的方法。
它的基本思路是选取一个种子像素作为初始值，然后通过定义生长规则，将周围与种子像素相似的像素都归纳到同一个区块中去。
计算机图形学中的三维建模算法研究
计算机图形学中的三维建模算法研究计算机图形学是计算机科学领域中的一个重要分支。
随着计算机技术的发展，图形学技术被广泛应用于游戏、电影、建筑、医疗等多个领域，为人们带来了更加丰富的视觉体验。
其中三维建模技术是图形学领域中最重要的技术之一。
本文将着重介绍三维建模算法的研究现状。
一、三维建模的概念和意义三维建模是指利用计算机技术对现实世界中的物体、场景、人物等进行虚拟化的过程。
它可以帮助人们更加直观地展现物体的外观、结构和材质，同时也可以为后续的动画、渲染、仿真等操作提供基础数据。
因此，三维建模技术在游戏、特效、建筑、医疗等领域中得到了广泛应用。
二、三维建模算法的分类为了实现三维建模的目标，需要运用各种各样的算法。
目前常用的三维建模算法主要可以分为以下几类：1、多边形网格建模算法多边形网格建模算法是三维建模领域中最常见的算法之一。
它通过将物体表面划分成一个个小的三角形面片来表示物体的形态。
这种算法具有计算速度快、渲染效果好等优点，因此被广泛应用于游戏、电影等领域中。
2、基于曲面的建模算法基于曲面的建模算法是一种较新的三维建模算法，它主要利用曲面拟合技术将物体表面拟合成一个个曲面来表示物体的形态。
这种算法具有较高的精度和真实性，因此被广泛应用于建筑、产品设计等领域。
3、基于体素的建模算法基于体素的建模算法是一种利用三维像素网格来表示物体的建模算法。
它通过将空间划分成一个个小的立方体单元来表示物体的形态。
这种算法具有较高的表现力和灵活性，因此被广泛应用于医疗、工业设计等领域。
三、三维建模算法的研究现状目前，三维建模算法在国内外受到了广泛的关注和研究。
在实现三维建模的过程中，往往需要运用到计算机视觉、机器学习、数值计算等多个学科的知识。
下面将从三个方面介绍三维建模算法的研究现状。
1、三维建模算法中的计算机视觉技术计算机视觉技术是实现三维建模的重要技术之一。
在实现三维建模的过程中，需要对物体进行三维重建和纹理映射等操作。
计算机图形学技术在三维建模中的应用
计算机图形学技术在三维建模中的应用一、引言三维建模是计算机图形学技术的一个重要应用领域。
通过计算机图形学技术，可以将现实世界中的物体模拟、建模，并在虚拟环境中进行视觉表达和交互操作。
本文将详细介绍计算机图形学技术在三维建模中的应用。
二、计算机图形学技术概述计算机图形学是一门研究计算机如何生成、显示和处理图形图像的学科。
其核心技术包括几何建模、图像处理、渲染算法等。
三维建模是计算机图形学技术的一个重要应用领域，它通过虚拟的计算机模拟手段，将三维对象表达为计算机中的模型，然后通过渲染算法将其呈现为现实可视化的效果。
三、三维建模的分类三维建模可以分为实体建模和曲面建模两大类。
实体建模是通过对物体的内部结构进行建模，从而表达物体的几何形状和物理特性。
曲面建模则是通过对物体表面进行建模，从而表达物体的外形和纹理特征。
实体建模主要应用于工程领域，例如机械设计、工业设计等；曲面建模主要应用于艺术领域，例如动画电影、游戏开发等。
四、三维建模的应用1. 工程建模三维建模在工程领域有着广泛的应用。
通过三维建模技术，可以对建筑、车辆、机械等工程项目进行准确的模拟和分析。
工程建模可以帮助设计师直观地了解物体的结构和外观，优化设计方案，提高工程效率。
同时，通过三维建模还可以进行物体的模拟运动和碰撞检测，从而精确预测实际物体的行为和性能。
2. 虚拟现实虚拟现实是一种通过计算机生成的模拟环境，可以在其中进行视觉和听觉上的交互操作。
三维建模技术是虚拟现实实现的重要基础。
通过三维建模技术，可以创建虚拟场景和虚拟角色，使用户身临其境地感受虚拟世界。
虚拟现实广泛应用于教育、娱乐、医疗等领域，例如飞行模拟器、游戏、手术模拟等。
3. 视觉效果三维建模技术在影视和游戏开发中有着广泛的应用。
通过三维建模技术，可以创建逼真的角色、场景和特效，提高电影和游戏的视觉效果。
三维建模可以精确呈现物体的形状、光线、材质等，使其看起来更加真实。
同时，通过三维建模还可以进行动画效果的制作和物体的运动模拟，为影视和游戏增加更多的互动性和娱乐性。
计算机图形学中的三维建模和渲染技术
计算机图形学中的三维建模和渲染技术随着科技的不断进步，计算机图形学成为了一门越来越重要的学科，它可以让我们在虚拟的世界中打造出真实的场景。
三维建模和渲染是其中的两个重要方向，本文将对它们进行探讨。
一、三维建模三维建模是指使用计算机软件将真实的场景转化为三维的数字模型。
这个过程通常涉及到几何建模、纹理贴图、动画和物理模拟等多个技术。
几何建模是三维建模的基础，它利用数学方法和算法将物体表面的形状和位置等信息转化为计算机可处理的数值。
常见的几何建模方法包括多边形网格、NURBS等。
纹理贴图是将真实的物体表面的纹理信息添加到三维模型上，以增强其真实感。
在实际应用中，纹理贴图通常是使用摄影器材拍摄物体表面纹理并将其添加到三维模型中。
动画则是用于在三维场景中实现物体的运动和变化。
它可以让三维场景更加生动，增强用户的交互体验。
物理模拟则是用于模拟真实世界中的物理规律。
通过模拟物体的运动和变形等过程，可以让三维场景更加真实。
二、三维渲染三维渲染是将三维模型转化为逼真的图像的过程。
它是将计算机模型变为数字图像的关键。
三维渲染通常分为三个步骤：光照模型、材质模型和纹理模型。
光照模型是根据光线的物理特性模拟场景中的光照效果，包括颜色、亮度和方向等。
它可以让三维图像更加真实。
材质模型是用于模拟物体表面的粗糙程度和反射率等物理特性。
它可以让三维图像更加真实，增强用户的交互体验。
纹理模型则是将真实的材质和纹理特征映射到三维模型表面上。
它可以增强三维场景的真实感和美观度。
三、应用领域三维建模和渲染技术在现代社会中得到了广泛的应用。
它常常用于电影、游戏、虚拟现实、医学、工程设计等多个领域。
例如，在电影制作中，三维建模和渲染技术不仅可以方便地制作逼真的特效，还可以对场景、摄像机等内容进行编辑和调节，以达到预期的效果。
在游戏中，三维建模和渲染技术可以让游戏角色、场景以及特效更加逼真，让玩家更加身临其境地感受游戏的世界。
在虚拟现实中，三维建模和渲染技术可以实现虚拟环境和真实环境的无缝连接，让用户感受到身临其境的真实感。
基于二维图像的计算机三维建模方法研究
基于二维图像的计算机三维建模方法研究摘要：文章以基于二维图像的计算机三维建模方法为研究对象，围绕在实际进行三维建模时存在的一些问题，提出了一些针对性的三维建模方法，比如形体分析法、异面直线公垂线段中点算法等，希望能够为相关研究提供一定的参考。
关键词：二维图像；计算机；三维建模方法如今在信息化时代下，各种先进的计算机技术层出不穷，比如计算机图形学、计算机视觉等，这些都为基于二维图像的计算机三维建模发展带来了新的发展机遇。
如今三维建模技术已经在多个领域中得到了广泛的应用，通过对三维建模方法进行探讨分析，对于促使三维建模作用价值发挥，推动我国三维技术实现更好发展具有重要意义。
一、型值点均化参数化采用这种方法进行计算机三维建模，主要优势在于，针对于一些复杂的曲面，能够避免在建模时出现皱折现象。
在实际应用实践时，针对不均匀截面型值点，不要改变生成曲线，使其更加符合原有理论图。
通过分析截面型值点，从中寻找一些截面，做好均匀化处理，其他截面则保持不动。
在具体操作方面，先以原本数据为依据,在建模软件Spli ne的帮助下，生成初始截面曲线，然后对曲线进行等距划分,由此能够生产一组新的数据点，然后拟合这些新数据点，能够得出匀化后的曲线。
同时值得注意的是，在这一过程中，应保证分段数合适，才能有效新曲线与原曲线的偏差，要求偏差在0.001以内。
完成横向曲线均匀化处理后，需要进行纵向曲线进行均匀化处理。
由于在不同截面范围内，截面分布并不均匀,因此在实际进行均匀化处理时，需要从不均匀处入手，做好分别建模成型，如此一来新的曲面便不会出现皱折问题，更有助于三维建模质量的提升。
二、异面直线公垂线段中点算法相机在实际开展二维图像拍摄过程中，若光心与像点已经确定，便会组成一个唯一的射线,如果成像模式是针孔成像，那么对于物点而言，势必会在上述唯一射线之上。
如果是两台相机交汇，那么就会形成两条射线,并且都会经过这一物点,在物点之上进行相交。
基于图像的几何建模技术综述
基于图像的几何建模技术综述束搏;邱显杰;王兆其【期刊名称】《计算机研究与发展》【年(卷),期】2010(047)003【摘要】三维建模是计算机图形学与计算机视觉领域研究的重要问题.近年来,基于图像的三维建模技术因其成本低、操作简单、逼真性高等优势,逐渐得到研究者的重视,相关研究成果也被广泛应用于文物数字保护、智能人机交互、数字特效制作、实时监控等领域,具有极其重要的研究意义与实用价值.基于图像的建模研究由单一图像、图像序列或视频中,通过自动或交互的方式,恢复出物体、场景三维模型的方法.而基于图像的建模首先需要解决的核心问题是基于图像的几何建模问题.它主要研究的是如何从图像中恢复出物体或场景的三维几何信息.而该技术领域当前综述性文章的缺乏成为其发展的制约因素.因此,对基于图像的几何建模技术进行了综述性的分析与讨论.侧重从计算机视觉的角度,按照建模时所使用视觉线索信息的区别,对目前主流的基于图像几何建模方法进行了归类;分别对各类方法进行了基本原理探讨与研究现状介绍,并作了较深入的对比分析与讨论;最后,经过对现有研究工作的分析,对该领域存在的问题作出了总结,并对其未来可能的发展与研究方向给出了一些预测性建议.【总页数】12页(P549-560)【作者】束搏;邱显杰;王兆其【作者单位】中国科学院计算技术研究所,北京,100190;中国科学院研究生院,北京,100049;中国科学院计算技术研究所,北京,100190;中国科学院计算技术研究所,北京,100190【正文语种】中文【中图分类】TP391.9【相关文献】1.基于图像的超分辨率三维几何建模技术 [J], 黄斌2.基于图像的超分辨率三维几何建模技术 [J], 黄斌;3.基于图像建模技术研究综述与展望 [J], 刘钢;彭群生;鲍虎军4.基于图像的建模和绘制技术综述 [J], 邱建雄;赵跃龙;杨瑞元5.基于图像的头发建模技术综述 [J], 包永堂;齐越因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
虚拟现实中基于图形与图象的混合建模技术
虚拟现实中基于图形与图象的混合建模技术
虚拟现实中基于图形与图象的混合建模技术是指将计算机图形技术和图像处理技术相结合，利用其各自的优势，将真实的图像信息嵌入到虚拟场景中，以实现更加真实自然的虚拟现实体验。
具体而言，基于图形与图象的混合建模技术主要包括以下几个方面：
建模与渲染：在虚拟场景中，我们需要对真实世界的物体进行建模。
利用计算机图形学技术，可以将一些三维模型渲染出来，以实现更加真实的视觉效果。
同时，利用图像处理技术，可以将真实世界中的图像信息转化为模型纹理贴图，使得虚拟物体更加逼真。
立体重构：在图像处理中，可以使用计算机视觉技术进行立体重构，即从不同角度的图像中还原出物体的三维形状信息。
将立体重构后的物体融合到虚拟场景中，可以大大提高虚拟现实体验的真实性。
匹配与融合：将真实世界中的图像信息与虚拟场景进行匹配融合，可以实现更加自然的虚拟现实体验。
例如，将真实世界中的人物图像嵌入到虚拟场景中，可以实现更加逼真的游戏场景。
总之，基于图形与图象的混合建模技术可以使虚拟现实体验更加真实、
自然。
随着计算机技术的不断发展，该技术也将不断完善，拥有更加广泛的应用前景。
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基于图形图像的三维建模技术探讨摘要：现代的工程建筑设计、产品设计和地理信息研究等方面离不开三维建模技术。
虚拟场景的构建是虚拟技术的重点和难点，同时，在产品设计中也要应用图像图形的融合技术来构建三维模型。
本文对基于图形的三维建模、基于图形的三维建模和图形图像混合建模进行了探讨，为三维建模提出了新的思路。
关键词：图形图像；三维建模；探讨
中图分类号：tp319 文献标识码：a 文章编号：1007-9599 （2013） 02-0000-02
1 基于图像的虚拟建模技术
1.1 基于图像建模技术的实现过程。
基于图像的建模技术技术摆脱了对三维几何的依赖，单纯利用照相机拍摄的离散图像或摄像机录下的视频图像为基础，经过技术处理后生成真实的景观图像，之后利用适合表现图片景象的空间模型把全景图像做成虚拟的实景空间，通过软件操作，可以对实景空间进行前进、后退、环视、仰视、近看、远看等操作，实现用户对场景的三维角度观察，这些操作过程在普通计算机上就可以实现。
全景生成技术是基于图像处理来建立三维模型的关键，有了它就可以实现对实景的虚拟再现，生成的全景图按照可浏览的角度划分为柱面全景图和球面全景图。
柱面全景图可以满足对水平空间的360度转化观察，而球面全景图可以实现经纬360的浏览转化。
1.2 基于图像建模的基本方法。
按照视觉的形式来构建三维模型是计算机视觉领域中的典型技术，主用用车船、飞机等交通工具的导航设备上。
由pollefeys等人提出的多幅图像的处理技术，主张从同一物体所对应的几个不同的对应点信息中提取出物体外形
的轮廓信息，这些信息由5部分构成：匹配和抽取特征点；相机定标；重投影图像生成；立体像的校正位置和曲面散乱点构建。
建立立体视觉模型有一个完善的基本原理，具体内容是：根据已知的两幅照片来确认物体所一一对应的点，这些对应点实际上是物体表面上同一个的投影形成的两个不同位置的点。
通过对物体同一点在两个图片中的两个投影点位置的确定，可以找出相机内部和外部的参数。
然后，从两个照片的同一投影点出发，画出每两个对应点的形成的直线，这些直线在空间上会有一个交点，这个点就是场景中物体上某个点的三维坐标。
这样通过对物体的每个点就进行这样的
1.3 基于图像的三维建模技术的性能分析。
基于图像来进行三维建模的优点有：漫游的效果和处理的时间仅仅受到画面分辨率的影响，而不会受到场景复杂度的影响；事先形成的图像既可以是计算机生成的，也可以是照相机拍摄的，即使二者混用也不会对模型的形成造成负面影响；有很强的真实感，可以收到身临其境的效果；操作中处理的数据量小，所以对计算机的硬件软件要求不高，实用性强。
总之，基于图像的虚拟建模技术可以很好地对实物进行虚拟化
处理，是对无法进行cad制图环境的有益补充，可以广泛应用在建筑、模型设计、交换式游戏、虚拟空间构建和远空间研究等许多热点领域。
2 基于图形的建模技术
基于图形的建模技术是利用计算机图形学的原理来按照几何图形建模的技术，这是一种传统的构建三维模型的方法。
2.1 基于图形来建模的一般过程。
构建二维图形是基于图形建模的前提。
目前常用的绘制几何模型的软件主要是cad系统，它可以实现图形的绘制和三维图形的转化。
一个和多个样条线组成了二维图形，通过使用extrude、bevel、bevelprofile、lathe和lattice 的编辑修改器，可以实现从二维图形到三维几何体的转化。
2.2 cad系统在图形转化和三维建模中的应用。
基于图形的三维建模技术主要的应用领域就是进行产品或建筑的设计。
cad技术以其强大的绘图和转化功能，可以提高对设计产品型面分析、装配干涉分析、强度分析、机构运动分析效率和准确率，为产品的设计和开发节省时间。
3 基于图形和图像的混合建模技术在产品设计中的应用
从国内外建模技术的发展来看，基于几何图形和图像的混合建模、人工智能和感知理论成为了虚拟现实技术的发展方向。
基于图像的建模仅能提供一个虚拟环境，这种环境中难以实现用户和实体之间的交互，而几何模型实体必然是用户产生交互作用的对象。
因
此，虚拟建模的理想设计必然提高真实感、逼真度和实时性，混合建模技术所建立的三维场景模型具备了这样的优势，图形和图像的融合可以在计算机中形成真实感图形。
3dsmax、softimage等软件带有的强大的纹理映射功能很好的融合了图形图像技术。
3.1 图像定位。
图像定位就是把设计产品的外在形状特征定位到产品表面的应有位置，在二维空间中，这样的定位是很容易的。
如果图像的原点是01（0，0），则设计产品的表面点的映射点为0p （x，y，z），如下图所示。
产品模型图像定位
3.2 物体表面形态细节度量。
工业产品的外在形态是一种客观的物理存在，兼具图案特征和形貌特征。
产品的表面图案的视觉效果和质感取决于它的光学结构，而表面形貌的内容则是产品表面的几何层次细节，对产品的功能有很大影响，比如一个零件的表面光滑程度、波纹的细腻度、形状的规则程度、沟槽、凹坑和凸台的形状等，产品的图案和形貌共同构成了产品的外在形状。
产品的外在形貌和图案是相互影响的关系，一方面，表面的形貌本身就是一种图案，它直接影响了产品表面的光学效果，形貌不同光泽和反射率就不同，从而让产品具有不同的感观；另一方面，表面图案可以改变形貌特征，进而使外形具有了良好的仿真效果。
所以，综合考虑图案和形貌，对于产品的模型的外观细节量度可以从以下几个方面入手：a颜色和明暗：反映材质和图像的特征；b反射率：由图像
和几何体决定；c图案和凹凸：有图像和映射决定。
根据是上述的量，我们可以用这样的公式来表示细节量度：a——细节量度；g——产品的几何形状；m——产品的材料；i——产品的外观图像；m ——图像和图形融合后的映射；被设计的产品的外观细节量度为：a=f（g，m，i，m）
3.3 特征描述。
特征描述就是在产品的表面信息图像和零件的形状之间建立联系，从而生成有生产意义的产品模型，图像和图形相融合的描述方式为：{关联实体：图像中的几何形状；关联表面：产品的表面面片；图像定位参数：产品映射图像的定位点和位置；图像数据：产品外观属性的相关数据如分辨率、大小、i（r，c）等；映射变换：把图像嵌入到产品外形的指定位置的相关转化函数；检测参数：描述产品表面加工所需要的参数，如颜色、纹理、精确度等；加工描述：得出产品的形貌方式}
4 结束语
以计算机技术为支撑的三维建模技术在多个领域被广泛应用，虚拟现实技术成为了一个快速发展的创新点，无论是来理论研究，还是在硬件建设上都都取得了不俗的成就。
国内的许多研究单位都在大力开展虚拟现实和建模技术的开发，通过大量的实践来积累经验，为以后的技术发展作出了许多有价值的探讨。
而对于市场主体的企业来说，总是迫切需要新的技术来支持他们的产品设计和开发，所以基于图形图像的三维建模技术和二者相融合的建模技术必
然还会在产品设计、工程设计等方面发挥更大的作用。
参考文献：
[1]刘燕.基于图形图像的建模技术研究[j].数字技术与应用，2010，24（08）：（134-135）.
[2]李博.cad三维绘图研究[j].机械管理与开发，2008，23（7）：（105-107）.
[作者简介]王艳（1982.10-），女，山西，吕梁学院，软件工程，讲师，本科。