基于Simpleware的图像处理及三维建模解决方案
基于图像处理技术的三维场景重构与模拟研究
基于图像处理技术的三维场景重构与模拟研究随着计算机图形学和图像处理技术的不断发展，基于图像处理技术的三维场景重构与模拟研究在许多领域都得到了广泛应用。
本文将探讨该领域的研究内容、方法和应用，并对未来的发展趋势进行展望。
一、研究内容基于图像处理技术的三维场景重构与模拟研究主要涉及以下几方面内容：1. 图像采集与处理：通过摄像机、激光扫描仪等设备获取现实世界中的图像数据，并对采集到的图像进行处理和优化，包括噪音降低、颜色校正、去除遮挡物等。
2. 三维场景重构与建模：基于采集到的图像数据，通过三维重建算法将二维图像转换为三维场景模型。
这一过程涉及图像对齐、深度估计、稠密重建等技术。
3. 场景模拟与增强：在三维场景模型的基础上，通过虚拟现实技术、计算机图形学等手段对场景进行模拟和增强。
可以包括物体的运动仿真、光线的模拟、材质的渲染等。
二、研究方法在基于图像处理技术的三维场景重构与模拟研究中，常用的研究方法包括：1. 特征提取与匹配：通过对图像的特征点进行提取和匹配，确定不同图像之间的对应关系。
这对于后续的场景重构和建模至关重要。
2. 三维重建算法：根据特征点的对应关系，利用三维重建算法计算出场景中物体的三维形状和位置。
常用的算法包括结构光法、立体视觉法、多视图几何法等。
3. 虚拟现实技术：通过使用虚拟现实技术，如头戴显示器、手柄等设备，将场景模型投射到用户眼前，实现用户在虚拟环境中的交互与体验。
三、应用领域基于图像处理技术的三维场景重构与模拟研究在许多领域都有广泛的应用，例如：1. 文化遗产保护：利用图像处理技术可以重建和模拟文化遗产建筑物、艺术品等，实现对文化遗产的数字化保存和传承。
2. 游戏与娱乐：虚拟现实技术的发展，使得基于图像处理技术的三维场景重构与模拟在游戏与娱乐行业有着广泛的应用前景。
3. 建筑设计与可视化：通过将三维场景模型投影到平面上，可以实现对建筑设计方案的可视化和交互式展示，帮助设计师和决策者更好地理解和评估设计效果。
基于图像处理技术的3D建模研究
基于图像处理技术的3D建模研究近年来，基于图像处理技术的3D建模方法也变得越来越流行。
这种技术的出现，能够在传统二维图像媒体的基础上，更加丰富地描述实物，向用户提供与实物更加接近的展示方式，让用户更直观地感受实物的外形和结构。
要了解基于图像处理技术的3D建模，首先需要明确什么是图像处理。
简单地说，图像处理指通过计算机来处理图片，包括增强图像、去除图像中的噪音、改变图像的大小、颜色或亮度等。
这种处理能够让用户更加清晰地看到图片中的细节和信息。
基于图像处理的3D建模，就是建立在这种基础之上的。
它通过将图像处理的结果转换成三维实体，从而生成3D模型。
这种技术在工程设计、医学影像、艺术创作等领域中得到了广泛的应用。
那么，这种技术是怎么实现的呢？首先需要获取大量图像，这些图像需要包括实物的各个角度的照片。
然后，通过对这些图片进行处理，通过计算机算法将这些二维图像转换成三维模型。
这个过程需要非常高的计算能力和精确度，需要使用专业的软件和硬件设备，才能够完成。
目前，市场上有很多种基于图像处理技术的3D建模软件，例如Autodesk、Blender等。
这些软件都提供了丰富的工具，能够帮助用户快速地完成3D建模过程，并且提供了不同的渲染和动画效果，让用户更好地展示和呈现自己的作品。
基于图像处理技术的3D建模，让用户在三维空间中更加自由地操作和设计模型，为设计和创作提供了更多的可能性。
它也可以被应用在许多不同的行业中，例如医学影像中用来建立人体内部结构的3D模型，工程设计中用来建立机械零件和结构的3D模型等。
不得不说，基于图像处理技术的3D建模，是计算机技术发展的另一个重要里程碑。
它通过将二维图像转换成三维模型，提供了更真实、更直观的展示方式，让用户更好地了解和感受作品。
在未来，这种技术还将不断地发展和完善，为各个行业带来更多的创新和变化。
Simpleware_石油与天然气行业的应用
逆向工程流程
Manifold
As part of a reverse engineering project, an aluminum car engine manifold was scanned in a hospital CT scanner. Reverse engineering allows researchers to acquire CAD data for legacy parts or to inspect faults or features of the manufactured part.
Case study courtesy of : NASA Glenn Research Center 仿 真 智 领 创 新
Simulating inspires innovation
复合材料的无损检验
Mesh Generation
The anti‐aliasing techniques implemented ensure high accuracy of reconstruction; unlike many smoothing schemes they are volume, topology and geometry preserving ensuring models whose geometric accuracy is contingent only on image quality.
Simpleware 石油与天然气工程
• • • • • 基于日益提升的图像在岩芯样品的 无损检测中的运用 工业CT可用于以影像样本研究内部 结构与特性* Simpleware支持研究过程中超越标 准的图像处理技术 为多物理场仿真重新构造三维图像 的高质量多部分体FE/CFD 网格 允许试样和样品的虚拟测试， 提高石油和天然气的勘探技术
Simpleware软件功能及其在数字骨科的应用数字骨科入门(三)
Ｓｍｐｅ ｒ 软 件 是 医 学 图 像 三 维 处理 软件 ， ｉ ｌ ｅ ｗａ 它 具有 强大 的三维 处理和 建模 功能 ， 内容 丰 富 ， 实
像 分割 的工 具， 以帮助 用 户将 Ｃ ／ ｃｏ ＴＭＲ 可 ＴＭｉ Ｃ ／ Ｉ ｒ 数据 中感 兴趣 的 区域可视 化 并对相 关 区域进 行分
用性强， 为骨 科 医生 进 行 数字 骨 科 学实 践提 供 了
理 想 的平 台 。 ２ ０ ０ ９年 ， 部 位 于英 国 的 Ｓｍ ｌ 总 ｉ ｐｅ — ｗａｅ 司推 出 了 Ｓｍｐｅ ｒ ．版本 ， 以对二 维 ｒ公 ｉ ｌ ｅ ２ ｗａ ３ 可 平 面序 列 图像 （ ＴＭＲ ） 行提 取 、 Ｃ ／ Ｉ进 分割 、 并 等 合 操作 ， 生成表 面重 建后 的三 维 图像 ， 并将其输 出到 第三 方 软件 进 行 快速 成 型 （ａ ｉ ｐ ｏ ｔ ｉｇ Ｒ ） ｒｐｄ ｒｔ ｙ ｎ ， Ｐ ｏｐ 制造 ； 同时 面 向三 维 影像 数据 提 供 各种 可 供选 择 的模块 来生 成有 限 元分析 （ ｎｔ ｅｅ ｎ ａ ｓ ， ｉ ｅ ｍｅ ｔ ｎ ｌ ｉ ｆ ｉ ｌ ａ ｙｓ
主国量
基石 出
圭 １午 第２ ０ 卷第 １ Ｃ ｉ Ｊ ｌ ａ ｃＯ￣ ｐＲ ｓＭａ ２ １ ｏ２ Ｎ ． 期 ｈ Ｃｉ Ｂ ｓ ｒ ｏ ｅ ｎ ｎ ｉ ， ｒ ００Ｖ１， ｏ ． １
・
７ ・ ３
用 户 界 面 ， 有对 复 杂数 据 集 的可视 化 功 能 ， 具 生成 封 闭 的 Ｓ Ｌ模 型 ， 证 低 扭 曲度 的 高质 量 表 面 网 Ｔ 保
式 的用 户 平 台 ， 有 包 括 水平 集 方法 在 内的强 大 拥 的 分 割 工 具 ， 供 去 除金 属 伪 影 算 法 ， 行 体保 提 进 留／ 扑保 留光 滑 ， 拓 生成 精确 的多部 分表 面 网格 以 及 Ｓ Ｌ文件 等 。其 主 要优 点在 于 ： Ｔ 提供 直 观 化 的
Simpleware软件功能及其在数字骨科的应用数字骨科入门(三)
Simpleware软件功能及其在数字骨科的应用数字骨科入门(三)尹庆水;万磊【摘要】@@ Simpleware软件是医学图像三维处理软件,它具有强大的三维处理和建模功能,内容丰富,实用性强,为骨科医生进行数字骨科学实践提供了理想的平台.2009年,总部位于英国的Simple-ware公司推出了Simpleware 3.2版本,可以对二维平面序列图像(CT/MRI)进行提取、分割、合并等操作,生成表面重建后的三维图像,并将其输出到第三方软件进行快速成型(rapid prototyping,RP)制造;同时面向三维影像数据提供各种可供选择的模块来生成有限元分析(finite element analysis,FEA)或计算机流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)模型;并可通过与其他计算机辅助设计(computer aided design,CAD)软件的接口直接读取三维设计文件,实现手术过程的三维模拟与设计.【期刊名称】《中国骨科临床与基础研究杂志》【年(卷),期】2010(002)001【总页数】3页(P72-74)【关键词】数字骨科学;软件【作者】尹庆水;万磊【作者单位】510010,广州军区广州总医院骨科医院;510010,广州军区广州总医院骨科医院【正文语种】中文【中图分类】R68;R319.1Simpleware软件是医学图像三维处理软件，它具有强大的三维处理和建模功能，内容丰富，实用性强，为骨科医生进行数字骨科学实践提供了理想的平台。
2009年，总部位于英国的Simpleware公司推出了Simpleware 3.2版本，可以对二维平面序列图像（CT/MRI）进行提取、分割、合并等操作，生成表面重建后的三维图像，并将其输出到第三方软件进行快速成型（rapid prototyping，RP）制造；同时面向三维影像数据提供各种可供选择的模块来生成有限元分析（finite element analysis，FEA）或计算机流体动力学（computational fluid dynamics，CFD）模型；并可通过与其他计算机辅助设计（computer aided design，CAD）软件的接口直接读取三维设计文件，实现手术过程的三维模拟与设计。
基于图像处理技术的三维建模与渲染
基于图像处理技术的三维建模与渲染随着科技的发展，三维建模与渲染技术越来越成熟，成为了影视、游戏等领域不可或缺的一部分。
而在三维建模与渲染技术中，图像处理技术起着至关重要的作用，能够将平面的图像转化为有立体感的模型。
本文就介绍一下基于图像处理技术的三维建模与渲染。
一、图像处理技术在三维建模中的应用图像处理技术是三维建模中非常重要的步骤之一，能够将平面图像转化为有立体感的模型。
在三维建模过程中，需要从两个角度考虑图像处理技术的应用。
首先，图像处理技术被用来将平面图像转化为三维模型。
例如，在建筑设计中，设计师可能会根据客户提供的平面图纸，使用图像处理技术将其转化为真实的三维模型。
这样，设计师能够更好地理解建筑的结构和比例，从而得出更好的设计方案。
其次，图像处理技术还被用来进行三维模型的纹理贴图。
在进行三维渲染时，需要对模型进行纹理贴图，让模型更加真实。
这时候，图像处理技术就发挥了作用，能够将二维的纹理图像转化为三维模型上的纹理贴图，精准地贴到模型的表面上。
二、三维建模的流程三维建模的流程包括三个主要步骤：建模、纹理贴图和渲染。
建模是三维建模的第一步，这里的建模主要指的是对物体的几何形状进行建立。
常见的建模方式有手工建模和使用建模软件进行建模。
手工建模需要具备较高的绘画技巧和良好的想象力，而使用建模软件进行建模则需要掌握相应的建模工具和技巧。
纹理贴图是将二维图像贴到三维物体表面上，用来赋予物体颜色、外形等特征的过程。
纹理图像可以是手工创作，也可以是从图片或图像库中获取。
在进行纹理贴图时，需要考虑材质、纹理的大小等因素，使得纹理能够更加真实地贴到物体表面上。
渲染是将三维模型转化为二维平面图像的过程。
在渲染过程中，需要考虑光线、材质、纹理贴图等因素，使得渲染出来的图像更加真实。
对于渲染的效果，可通过调整相应的渲染参数来达到最理想的效果。
三、三维建模与渲染在游戏行业的应用三维建模与渲染在游戏行业中有着广泛应用。
全球领先的3D图像数字建模与有限元分析软件simpleware
全球领先的3D图像数字建模与有限元分析软件Simpleware介绍一、Simpleware软件概况随着社会的发展和人类科学技术的进步，传统的FEA/CFD仿真流程所构建的三维模型比较简单和理想化，真实感不强，但是各行业都有更为真实的模拟需求。
3D图像数字建模基于图像的建模方式能够构建更加真实的模型。
Simpleware是全球领先的3D图像数字建模与有限元分析软件。
是集成逆向工程、材料工程、生物力学工程、有限元分析等多工业、多学科领域的统一解决方案的专业软件，包括ScanIP、ScanFE、ScanCAD三大部分。
借助其image-to-mesh技术，Simpleware三维数字图像重构软件已成为图像到数值模型的图像处理先驱者，获得了包括Queen’sAwardforEnterpriseinInnovation 2012、InstituteofPhysics’ (IOP) InnovationAward 2013在内的多个国际奖项，为数字图像三维建模的发展做出了重要贡献。
目前Simpleware在世界范围内广泛应用于生物医学、材料科学、石油天然气科学、3D打印等众多领域。
Simpleware软件基于核心图形处理平台ScanIP图像处理模块，可选择的网格生成FE Module 有限元模块，以及CAD集成+CAD模块和NURBS Module 曲面建模模块。
基于专有的技术，在处理与整合图像、CAD与仿真技术领域有显著效果。
利用全新的物理模块：固体力学模块（+SOLIDModule）、流体分析模块（+FLOWModule）以及多学科分析模块（+LAPLACEModule），通过均质化技术计算扫描样品的有效材料属性。
Simpleware一直致力于三维成像技术、CAD建模技术与仿真分析技术的整合。
Simpleware 提供创新的软件以及完善的数字建模仿真解决方案，其技术从集成图像的数据采集到建立CAD模型，并提供多种体网格生成技术，和导出NURBS曲面描述的CAD模型技术，该方案提供了完整的图像三维建模技术路线，使用户的工作流程大幅简化。
常见的医学图像三维重建软件
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要点
本章要点
了解医学图像三维重建技术的国内外研究现状, 熟悉三维重建的过程, 熟悉医学图像三维重建软件,
教学 设计
本章教学设计
本 一、学习知识点制作演讲幻灯片 (参考教材、老师课件、网络检索)
章
实技术中医学图像三维重建技术的意义。
Addtheauthorandtheaccompanyingtitle
生活
图标元素
商务
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商务
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商务
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商务
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Amira的主要功能
7.2.5MITK及3DMed
医学影像开发包MedicalImagingToolKit,MITK是由中国科学院 自动化研究所复杂系统与智能科学重点实验室医学影像处理研 究组研发的一套医学影像处理与分析算法的C++类库,其主要目 的是为医学影像处理领域提供一个一致的算法框架,以整合医学 图像的重建、分割、配准、可视化等各类算法,
Amira是VisageImaging公司出品的一个 功能强大的、多方面的工具软件,用于对 数据进行可视化、操纵控制,
Amira软件中自动和交互式分割和 建模工具,支持灵活创造的三维表面 和有限元模型为最优的可视化和模 拟,
7.2.4Amira软件
现代图形硬件被有效地利用来显示大型数据 集,Amira的三维渲染功能强大,无论是用于三维数据 研究还是演示都能获得优秀的效果,
7.2.1Mimics软件
根据各种扫描的数据CT、MRI等,建立3D模型进行编辑, 然后输出通用的CAD计算机辅助设计、FEA有限元分析、 RP快速成型格式,在PC上进行大规模的数据转换处理,
基于图像处理的三维建模技术研究
基于图像处理的三维建模技术研究随着科技的不断发展以及人工智能和计算机技术的迅猛进步，图像处理技术逐渐成为了现代科技领域内的一个重要分支，而在图像处理技术的应用领域中，三维建模技术也越来越受到了人们的重视。
三维建模技术是一种通过对现实世界中的物体进行数字化处理，生成三维模型的方法。
而这种方法的实现离不开图像处理技术的支撑。
其基本原理是：通过对物体进行多组图像的采集，然后对这些图像进行分析、处理和重组，从而得到一个三维物体模型。
三维建模技术的发展历程最初的三维建模技术是通过手工制作的。
这种方法需要手动测量、绘制和切割，非常耗时且效率低下。
但是随着计算机技术的逐步发展，出现了基于计算机的三维建模技术。
该技术说明了数字化建模的基本原理，将物体测量和建模与计算机技术相结合，实现了物体的高速数字化处理。
随着计算机技术的进步和算法的不断优化，三维建模技术逐渐实现了从简单静态物体到复杂动态物体的数字建模。
同时，由于对物体的测量精度和效率的要求不断提高，三维扫描仪的出现也进一步推动了三维建模技术的发展。
目前，三维建模技术已经广泛应用于电影特效、游戏、工业设计、建筑设计、文化遗产保护等领域。
其应用范围越来越广，技术也越来越成熟。
基于图像处理的三维建模技术的优势基于图像处理的三维建模技术主要是通过对多组图像进行处理，提取图像中的深度信息和颜色信息，再根据相邻图像的差别进行匹配，最终生成三维模型。
相较于传统的三维建模技术，基于图像处理的三维建模技术具有以下优势：采用基于图像处理的三维建模技术，可以实现高速快捷的数字化过程，为建模提供更加高效、精准的解决方案。
这种方法可以在几秒钟内采集数百幅图像，为后续三维模型的制作提供更加精确的数据。
2.匹配精度高基于图像处理的三维建模技术可以通过多角度、多位置的视角动态采集物体，从而得到更加全面、精准的像素数据。
这种数据可以用于匹配和计算，从而进一步提高建模的精度。
3.结构简单基于图像处理的三维建模技术不需要任何额外的扫描设备，只需使用普通的相机就可以进行拍照采集。
Simpleware自动化解决方案-关于骨科应用的图像处理说明书
Simpleware Automated Solutions Image Processing for Orthopedics ApplicationsSimpleware Automated SolutionsLess Segmentation…More Innovation• Reduce time spent on tedious manual segmentation • Free up engineering time for more complex and high- value tasks• Use Simpleware automated solutions to accelerate your image to model workflowExample dataset: good quality MRI scan of a knee Novice user:Intermediate skill user:Expert user:Simpleware AS Ortho:Achieve Consistentand Reliable Results• Simpleware automated solutions are powered by AI technology using Machine Learning (ML) algorithms • Simpleware ML algorithms are trained by experts in 3D image segmentation for hundreds of hours• Segmented anatomies and landmarks are meticulously reviewed, ensuring precise and reliable results• Eliminate inconsistencies between different users and datasets, reducing the need for multiple reviews• Shorten the learning curve for new technicians and engineersSignificantly Reduce Segmentation Time Consistency is KeySimpleware Automated SolutionsQualityAssuranceAutomated Analysis& ReportingOptimizedProduct DesignMore Timefor Innovation 3 hours1.5 hours40 minutes2 minutes (or faster)Efficiently ProcessLarge Numbers of Datasets• Simpleware automated solutions allow you to scale upquickly and easily• Process large batches of data 20-50 times faster, whilstachieving highly consistent results• Reducing time on manual segmentation frees upengineering time for more complex tasksBoost Your ThroughputAnkle CT• Suitable for use on CT scans• Parts segmented: Talus, Calcaneus, Tibia, Fibula • Landmarks placed on: Ankle Center, Fibular Notch, Lateral and Medial MalleolusAnatomy-Specific Automated SegmentationSimpleware AS Ortho (Auto Segmenter for Orthopedics)Simpleware AS Ortho provides patient-specific automated segmentation tools for Ankles, Hips, Knees, and Shoulders. It segments the chosen bones and/or cartilage as well as identifying common landmarks in 1-3 minutes using a standard engineering laptop.Hip CT• Suitable for use on CT scans• Parts segmented: Promixal Femurs, Pelvis, Sacrum • Landmarks placed on: Pelvis, Coccyx, and FemursKnee CT & MRI• Suitable for CT scans (Knee CT) and PD weighted, T1 Coronal and T2 Sagittal MRI scans (Knee MRI)• Parts segmented: Femur, Tibia, Fibula, Patella, Fabella (only CT), and associated cartilage (only MRI)• Landmarks placed on Femur, Tibia (both), Patella, and Fibula (only CT)Shoulder CT• Suitable for use on CT scans• Parts segmented: Humerus, Scapula and Clavicle • Landmarks placed on: Humerus, Scapula and ClaviclePlease note: Simpleware AS Ortho requires a hardware specification with a NVIDIA graphics card with a minimum of 4GB of video memory.Working with Different Anatomies?Customized AI/ML Solutions with Simpleware Custom ModelerSimpleware Custom Modeler is an automated solution purpose-built for your needsusingproblem-specific data and techniques. Harness the power of Simpleware softwareand our expert engineering knowledge by working with our team to create a tailored solution for your current processes.In addition to automated segmentation, your custom solution can include fully automated:• Image processing (such as noise reduction, smoothing, or artefact reduction)• Landmarking• Measurements and statistics • Report generation• Models meshed and ready for 3D printing, CAD or simulation • And much more...Want to know more?Show us your current process and work with our engineers to fulfill your requirements and create a perfect solution.The software modules in this brochure are intended for non-clinical research use only, and have not been cleared for use as a medical device in accordance with U.S. Food & Drug Administration (FDA) 510(k) or European Union CE marking standards.。
Simpleware数字岩心建模与数值分析解决方案
中仿Simpleware数字岩心建模与数值分析解决方案一、概述在当今世界能源格局下，石油与天然气仍然是工业消耗的主要来源，油气资源是保证国民经济发展的命脉，在当前各种新的替代能源还未发展成熟之前，人们对油气资源的需求与开釆量仍然会日益增加。
石油、天然气资源作为一种不可再生能源，如何对其高效合理的开采和利用，是推进石油工业技术发展的关键。
测井作为一种重要的地球物理探测技术，一度被誉为“地质家的眼睛”，其在油气勘探开发中起到了决定性的作用，然而，随着目前油气勘探开发领域和规模的不断扩大，测井评价技术面临巨大挑战，特别是在岩石物理特征研究领域，常规实验方法遇到了诸多技术瓶颈，如岩心资料获取不全、岩心致密无法驱替、裂缝发育段岩心获取代表性差、页岩和油砂等非常规资源岩石物理实验工艺尚不成熟等。
因此，加强对储层岩石物理特征的研究对于油气勘探开发具有至关重要的意义。
随着计算机的发展，数值模拟已经成为最经济且有效的科学研究方法。
如数值模拟手段代替了核爆炸实验；模特卡罗粒子数值模拟代替了大多数放射性测量实验等。
中仿科技公司技术团队在十多年的数值计算工作中，参与了众多重大项目，包括三峡大坝、某卫星系统设计、某核电站建设、某机场建设、二氧化碳封存、大型垃圾填埋场设计等等，发现越来越多的领域的用户都在逐渐开展数值计算工作。
在石油行业领域，数值模拟方法同样贯穿于油气田勘探与开发的始终，特别是在岩石物理研究方向，数值模拟方法与传统岩石物理实验方法相比，不仅节约成本，还可以开展微观尺度上的岩石物理属性影响因素分析，而且对于传统岩石物理实验无法直接测量的物理性质（如三相相对渗透率等），岩石物理数值模拟具有明显的优势。
岩石物理数值模拟研究必须基于一定的岩石物理模型，岩石物理模型的准确与否关系着岩石物理数值模拟结果的准确程度。
岩石物理模型的发展经历了由简单到复杂的演化历程，根据模型的复杂程度，将其划分为两大类，即简单、规则的孔隙网络模型和复杂、真实的数字岩心模型。
Simpleware ScanIP 图像处理软件说明书
Description of Simpleware ScanIPSimpleware™ ScanIP provides a core image processing interface with additional modules available for Finite Element model generation, CAD integration, NURBS export, and material property calculation. Simpleware ScanIP is the software device, with modules integrating into the same software, rather than representing separate software programs in their own right. Indications for UseScanIP is intended for use as a software interface and image segmentation system for the transfer of imaging informationfrom a medical scanner such as a CT scanner or a Magnetic Resonance Imaging scanner to an output file. It is also intendedas pre-operative software for simulating/evaluating surgical treatment options. ScanIP is not intended to be used for mammography imaging.Warnings and RecommendationsThis product is for professional use only and should be used only by trained technicians with a professional level of English. English is the language used in the Simpleware ScanIP software interface.The output must be verified by the responsible clinician.Simpleware ScanIP has the ability to process, store or discard information contained in medical image files such as DICOM files during the import process of these files. When such files contain personal patient information, it is the responsibility of the end-users to follow the local laws related to appropriate handling of personal data, and to discard any information when required.It is recommended to use Simpleware ScanIP within a hardware and/or network environment in which cyber security controls have been implemented including anti-virus and use of firewall.AccuracySimpleware ScanIP image processing and meshing algorithms are designed to use partial volume effects to improve surface accuracy. The reconstructed 3D surface typically has a maximal error of ½ of a voxel size.Note: the accuracy of a model is dependent on the image resolution and the quality of the original scan. The accuracy of a model for simulation is also dependent on user requirements and choice of simulation software.During surface reconstruction, error can be found near sharp edges, which are difficult to reconstruct when using any image-based meshing techniques. Excessive noise in scanned images can also affect surface reconstruction accuracy.Other Ways of Viewing this Information and EmergenciesEnd-users of Simpleware ScanIP can request a free paper copy of this document. To do so, please contact***********************.If information is needed in an emergency, please call +44(0)1392 428750.In the event that you experience temporary unavailability of this document through the Synopsys website or to the Internet in general, or of your institutional access, we recommend temporarily suspending use of the software until access is restored, unless you have a paper copy of this document.There are no foreseeable medical emergencies related to this device. If you believe that the device may have directly or indirectly contributed to a patient’s injury or death, then please immediately contact *********************** or call +44(0)1392 428750. Dialog SymbolsSimpleware ScanIP uses a set of standard symbols (icons) when displaying information dialogs. The table below provides information about the severity of the risk associated with each type of symbol.Instructions for UseStarting Simpleware ScanIPAfter installing the software on your PC, double click the Simpleware ScanIP icon on your desktop. Alternatively, you can click on the Windows icon in the “taskbar” and navigate to Synopsys > Simpleware ScanIP N-2018.03.Simpleware ScanIP usage is controlled through a license key file which may either be node-locked or floating. Instructions for setting up both license options are described in the Reference Guide. All required software installers (product and licensing tools) and license keys can be downloaded from SolvNet (https://). Please note that only active licenses of Simpleware ScanIP will be able to get access to SolvNet.Supported Operating Systems•Windows 7 (Service Pack 1)*•Windows 8*, Windows 8.1*•Windows 10*†•Windows Server 2008 R2*•Windows Server 2012*•Windows Server 2016*•Licensing tools for Linux 32-bit and 64-bit*Only 64-bit versions of these operating systems are supported.†Simpleware ScanIP is fully tested on this operating system.2Recommended System Requirements©2018 Synopsys, Inc. All rights reserved. Synopsys is a trademark of Synopsys, Inc. in the United States and other countries. A list of Synopsys trademarks isavailable at /copyright.html. All other names mentioned herein are trademarks or registered trademarks of their respective owners.06/14/18.CS12917_SimplewareScanIP-InstructionToUse.。
图像处理技术在三维建模中的应用研究
图像处理技术在三维建模中的应用研究随着科技的不断进步和发展，图像处理技术在各个领域都得到了广泛的应用，特别是在三维建模领域中。
三维建模是指将现实世界的物体通过计算机技术，转化为一个虚拟的三维模型。
而图像处理技术则可以对现实世界中的图像进行数字化处理和分析，从而可以得到更加精准和细致的数据，用于辅助三维建模。
一、图像处理技术在三维建模中的优点图像处理技术在三维建模中的优点主要表现在以下几个方面：1.快速获取数据通过使用摄像头或者扫描仪等设备对现实世界中的物体进行数字化处理，可以快速获取大量的数据和图像，用于三维建模。
2.分析数据数字化处理后的图像可以通过预处理、分析、处理等方法，得到更加精准、细致、丰富的数据。
可以获取更加准确的外形、颜色、纹理等信息，帮助用户进行三维建模。
3.减少错误率传统的三维建模需要用户手工测量物体尺寸、外形等信息，容易出现误差。
而图像处理技术可以对物体进行数字化处理，可以大大减少由于人为原因引起的误差。
4.提高效率采用图像处理技术可以快速获得数据，可大幅降低建模时间和成本。
同时，图像处理技术还可以对大量的数据进行处理和分析，可进一步提高效率。
二、图像处理技术在三维建模中的具体应用图像处理技术在三维建模中的应用非常广泛，主要分为以下几个方面：1.物体测量通过数字化处理后的图像，可以快速获取物体尺寸、重量等基本信息。
同时，还可以获取物体的表面及其纹理等详细信息。
这些数据可以用于进行详细的三维建模。
2.三维建模图像处理技术可以用于三维建模的各个环节中，如模型建立、纹理贴图、模型修改等。
其中，模型建立最为关键，通过预处理和分析图像数据，可以进行自动建模和半自动建模等方式，大大降低了建模的时间和成本。
3.虚拟现实应用图像处理技术还可以用于虚拟现实领域，通过融合实时物理计算和图像处理技术，可以实现三维空间中虚拟物体的快速建立和交互。
例如，在游戏开发中，可以使用图像处理技术进行人物建模，制作逼真的游戏场景等。
基于图像处理的三维模型重建方法、装置和存储介质[发明专利]
![基于图像处理的三维模型重建方法、装置和存储介质[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/f601b4a2e45c3b3566ec8b53.png)
专利名称：基于图像处理的三维模型重建方法、装置和存储介质
专利类型：发明专利
发明人：孙苗博
申请号：CN201910439476.8
申请日：20190524
公开号：CN111986246A
公开日：
20201124
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明提供一种基于图像处理的三维模型重建方法、装置和存储介质，该方法包括：获取第一拍摄装置和第二拍摄装置在同一时刻拍摄同一对象的图像，分别为第一图像和第二图像；根据所述第一图像，获取多个第一特征点；根据每个所述第一特征点的图像坐标，以及，与每个所述第一特征点的相似度大于相似度阈值的第二特征点的图像坐标，获取每个所述第一特征点的相机三维坐标；根据多个连续时刻的第一图像中的第一特征点的相机三维坐标，构建所述第一图像中的所述对象的三维模型。
本发明根据图像中特征点的匹配，以及特征点的图像信息可以构建对象的三维模型，提高了构建对象的三维模型的效率。
申请人：北京四维图新科技股份有限公司
地址：100094 北京市海淀区丰豪东路四维图新大厦A座10层
国籍：CN
代理机构：北京同立钧成知识产权代理有限公司
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基于虚拟现实技术的图像处理与建模
基于虚拟现实技术的图像处理与建模近年来，随着虚拟现实技术的飞速发展，图像处理和建模技术也得到了极大的提高。
利用虚拟现实技术，我们可以让自己仿佛置身于一个全新的环境，观察和操作虚拟图像，深度理解和挖掘现实世界中复杂的信息和结构，对未来的科学研究和工程设计带来了前所未有的价值和意义。
一、虚拟现实技术与图像处理虚拟现实技术是一种通过仿真技术，将人工创造的数字化图像与现实世界相结合的技术。
其核心理念是提供一个让人仿佛亲身参与其中的虚拟环境，让人可以自由地操作和体验其中的各种元素，得到一种身临其境的感觉。
而在这种虚拟环境内，图像处理成为了一个不可少的环节。
虚拟环境内的图像处理旨在通过算法和模拟手段，加工和优化所展示的虚拟图像，从而提高虚拟环境与人的亲和度和真实感。
虚拟环境内的图像处理技术主要分为两类。
一类是预处理类技术，意味着对虚拟世界中的模型、材质、光照等元素进行预先处理和加工。
这种技术能够使得虚拟环境内的展示效果更为逼真，更加贴近现实。
比如，在进行建筑模型的展示时，可以通过预先处理模型和材质，让建筑物的外观和结构更为精细和真实。
另一类技术是即时处理类技术，也就是在用户进行操作时进行处理和优化。
这种技术能够让虚拟环境内的操作更为流畅和逼真，比如，在VR游戏中，即时处理技术能够让用户的操作和游戏画面得到更加及时和互动的效果。
二、虚拟现实技术与建模在虚拟现实技术中，建模也是一个非常重要的环节，它是对虚拟环境内各种元素的重建和创造。
建模技术的核心是对各种物体和场景进行数字化处理，以方便用户进行浏览和操作。
同时，在建模过程中，需要对物体的形状、纹理、光照等属性进行精细的调整和处理，使其更加逼真和真实。
虚拟环境的建模包含了三维建模和二维建模两种技术。
三维建模是虚拟环境中最常见的建模方式，它通过三维建模软件将各种物体进行模拟和构建。
三维建模的过程中需要考虑许多因素，例如物体的边缘、纹理、光照、遮挡等。
同时，三维建模还需要考虑建模的效率和真实度的平衡。
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基于Simpleware的图像处理及三维建模解决方案
一、概述
近年来随着3D影像技术的发展，基于图像数据的逆向建模方式，在各行各业应用得越来越广泛，尤其在医疗与工业领域，计算机数字模型研究方式已逐渐取代了传统的实物实验研究。
在此背景下，图像处理就成为了逆向建模的关键环节，图像处理技术很大程度上决定了建模的最终效果。
二、当前图像处理的技术需求
目前基于图像的三维建模技术只能简单地体现处实物的形状，并不能完整地展现出实物的内部结构。
而要获得物体内部结构数据，只能通过传统的物理实验方法获得。
行业需求：
研究真实的拓扑和内部结构
模拟真实情况，不仅仅是简化、理想化版本
三、图像处理及三维建模全球高端解决方Simpleware
基于上述图像处理的技术问题，如今中仿Simpleware软件已可以完全解决，它致力于为CAD、CAE以及3D打印领域提供世界领先的三维图像处理、分析以及建模和服务，已在世界范围内被业界广泛采用。
2011年5月中仿科技应邀参加西安电子科大举办的中德先进图象处理技术研讨会，会议期间中仿科技公司为参会代表展示了中仿Simpleware软件的图像处理功能的优势与特点，并解答了参会代表提出的技术问题，得到了与会人员一致的认可。
Simpleware软件帮助您全面处理3D图像数据（MRI，CT，显微CT，FIB-SEM……），并导出适用于CAD、CAE、以及3D印刷的模型。
使用图像处理模块（ScanIP）对数据进行可视化，分析，量化和处理，并输出模型或网格。
图3.1各种扫描设备
（一）软件图像处理模块（ScanIP）简介
ScanIP可以处理各种格式的二维和三维图像，如BMP、GIF、JPEG、PCX、PNG、XPM 等诸多图像格式。
为用户提供了宽泛的选择。
ScanIP为3D图像数据的图像可视化、测量和处理工具提供了宽泛的选择。
处理后的图像可导出为STL或点云文件，应用于CAD分析、求解、和3D打印领域。
ScanIP为3D图像数据（MIR，CT，micro-CT，FIB-SEM…）的综合处理提供了软件环境。
软件为用户提供了功能强大的数据可视化、分析、分割、以及量化工具。
ScanIP易于学习和使用，内置视频录制功能，并能基于处理后的数据导出可用于CAD或3D打印的曲面模型/网格。
附加模块可用于通过扫描数据导出CAE网格、整合图像数据、建模、导出NURBS曲面、计算有效材料属性的功能。
主要特征：
1、立体渲染
自动可视化背景数据
CPU 和GPU 能力
丰富的可选择预置值
创建独创的高品质图像quality images
2、、平滑–保持拓扑结构
3、平滑–保持体积
图3.3人体下颌图像的立体化
图3.4非光滑体素模型
图3.5传统非拓扑结构，可以
保持平滑，但连接不稳
图3.6 Simpleware拓保
持平滑且连接稳定
图 3.7原始图像平滑
（443e-6毫米）
图3.8传统的平滑（385.7e-6毫米）
→Δ体积= -15%
图3.9保体积（428.7e-6毫
米）
4、多部分体自动处理
多个分割区域的平滑与网格剖分
重要的是从分割到模型的界面维持
5、自动处理多部分体
传统方法是part-by-part 进行的，网格质量差，有空隙和重叠，界面不能保持一致
图3.10自动处理扫描图像
图3.11左为传统方法网格右为Simpleware划分的网格
6、基于灰度的材料分配
为各个单元分配材料属性，基于基本GS/HU
交互直方图
改善直方图反馈值
简化配置映射方程常数
保存、导入、导出材料
三维彩色图反馈体网格分布
7、格子结构
构造立方体搭建结构
基于三重周期性隐函数
8、与医学图像融合
内部结构，替换或功能梯度材料
图3.12骨骼的三维彩色图
图3.13材料的格子
图3.14人体组织模型的材料替换
Simpleware 软件的优势及功能特性
● 易学易用
无需手动修正或重剖网格
自动执行可重复的任务及操作
准确、高质量地重构数据
● 重要特征
支持导入多种文件格式
提供具有多个2D/3D 视角的可定制化工作区 背景图像及蒙片的立体渲染 动画录制和视频文件导出 综合测量和统计工具 功能强大的半自动分割工具
确保多部分面网格/STL 的一致性
（二） Simpleware 软件图像处理应用介绍
Simpleware 软件的先进的图像处理功能与建模技术广泛应用于世界众多领域。
2014年09月中仿科技在山海举办了三维图像建模软件中仿Simpleware 技术讲座，详细介绍了Simpleware 软件的图像处理功能及三维建模功能和优势。
得到了与会人员的高度评价。
下面将展示Simpleware 软件ScanIP 模块图像处理的实际案例。
图3.15 CT 数据提取和可视化
图3.16 ScanIP 生成的三维图像
复合材料扫描图像的可视化
从图中可以看出，Simpleware软件可以完美地展现复合材料的内部结构和不同材料成分。
可广泛应用于材料微观结构的研究分析，还可应用于仿真分析，研究材料各种性能。
图 3.17复合材料的扫描
图3.18复合材料样品的可视化和分析
样品扫描图像的立体化和孔隙的测量
输入CT图像并处理
统计并计算材料孔隙率
运用图像处理模块（ScanIP）处理样品的CT扫描图像，对图像复杂的拓扑结构进行分割与重构，并进行孔隙度、孔径和分布的测量与统计。
图3.20 样品CT图像复杂拓
扑的分割与重构
图3.21孔隙度、孔径和分布的测量
图3.19 Simpleware图像处理界面
关于Simpleware软件
借助其image-to-mesh技术，Simpleware三维数字图像建模软件已成为图像到数值模型的图像处理先驱者，获得了包括Queen’s Award for Enterprise in Innovation 2012、Institute of Physics’ (IOP) Innovation Award 2013在内的多个国际奖项，为数字图像三维建模的发展做出了重要贡献。
2014年09月中仿在中南大学举办Simpleware三维图像建模软件技术讲座和操作培训，详细介绍了Simpleware图像处理技术及建模功能，并带领参会人员一步步学习操作案例，熟悉软件操作流程。
目前Simpleware在世界范围内广泛应用于生物医学、材料科学、石油天然气科学、3D打印等众多领域。
关于中仿科技
中仿科技(CnTech)公司成立于2003年，是中国领先的仿真分析软件和系统解决方案的提供者。
中仿科技依靠自主创新研发拥有自主知识产权的中仿CAE系列产品，同时与国际上领先的数值仿真技术公司有长期而紧密的合作关系，具备较强的自主研发能力和创新能力，能够为中国企业和科研机构提供世界一流的仿真技术解决方案。
公司总部设在上海，目前在北京、武汉设有分公司。
过去的十多年来，中仿科技一直致力于仿真技术领域最专业的系统实施和项目咨询。
目前在中国已有超过1500家用户，其中包括中国航天、中国商飞、中石化、中海油、交通部、地震局、国家电网、中广核以及各大高校和中科院所。
服务领域涉及高端制造、国防军工、石油化工、水利水电、汽车交通、能源采矿、生物医学、教学科研等。
“仿真智领创新”是中仿企业的核心理念，也是中仿坚持的产品核心价值观。
中仿始终遵循“客户满意为止”的服务宗旨，坚持不懈地为国内外客户提供全球最前沿最顶端的科技服务，力争成为仿真技术行业的典范。
（了解更多详细信息，请访问：）
全国统。