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三維建模范文1
0 引言
在設計和建立三維模型時，常常會遇到零件的結構中包含有多個相同或相似的特征。而且，在裝配設計時也常常會需要裝配多個相同或相似的零件，如定位零件螺釘、銷釘等。如果我們逐個繪制或裝配，不僅步驟繁瑣，而且極易出錯。SolidWorks是一款基于Windows 操作系統的CAD /CAE /CAM /PDM桌面集成系統，以參數化特征造型為基礎，具有功能強大、易學易用等特點。SolidWorks 軟件提供了無以倫比的、基于特征的實體建模功能，通過拉伸、旋轉、薄壁特征、高級抽殼、特征陣列以及打孔等操作來實現各種產品的設計。通過對特征和草圖的動態修改，用拖拽的方式即可實現實時的設計修改。
1 輕松構建異型零件
隨著工業設計的多元化、人性化發展，異型零件的應用越來越多，但是其造型方法卻比較復雜?，F在就以圖1所示模型為例，介紹異性零件的建模方法和技巧。
具體建模方法如下：
（1）首先在上視基準面畫出草圖1“Φ15的圓”，然后以其圓心為端點在前視基準面畫出草圖2“U型路徑”，最后仍在前視基準面畫出草圖3“Φ5的圓”。
（2）以草圖1為輪廓，草圖2為路徑，建立掃描特征，參數設置如圖2（a）所示，生成的模型如圖2（b）所示。
（3）以草圖3為輪廓，仍以草圖2為路徑，建立掃描特征，參數設置如圖3（a）所示，生成的模型如圖3（b）所示。
從圖中可以看出，兩種掃描選擇了同一條路徑，只是掃描方向控制選取不同的方式，便得到了不同形式的掃描結果。建模思路簡單，而且方法簡單易行。
異型零件建模步驟涉及很多技巧，需要多加練習，才能觸類旁通，舉一反三。
2 快速創建多個相同的特征
現以鼠標三維模型為例，分析利用草圖轉換實體工具，在不同草圖間如何實現快速復制相同位置圖線的功能。
如圖4所示的鼠標模型的建立過程，利用建立放樣特征生成鼠標模型。其中用來放樣的三個草圖如圖（a）（b）所示，每個草圖之間都有70%以上相似的部分或是重合的部分。若逐一繪制每個草圖，會有很多工作是重復的?？梢韵壤L制一個草圖1，在相應的基準面上重新建立草圖2，按下Ctrl鍵，將草圖1中需要的部分完全選擇，然后選擇草圖選項卡中的【轉換實體】工具，即可在草圖2快速繪制出圖線，且位置與基體草圖中相關部分完全重合，很好的解決了【復制】工具難定位的問題。
4 結論
以上是SolidWorks應用中的一些技巧，這些方法可以推廣到各種類似零件的建模工作中，在解決實際工程問題時具有一定的普遍性。
參觀者考文獻
[1]劉俊鳳. SolidWorks三維設計技巧.金屬加工，2010（04）
[2]高成慧. CAD軟件的選擇及其文件間的數據交換[ J ]. 機床與液壓， 2006 （06） ： 254 - 255.
[3]魏崢. SolidWorks設計與應用教程.清華大學出版社 2009
三維建模范文2
三維建模主要應用于開發階段的油藏靜態描述，在儲層預測方面起到的作用有限。你知道三維建模實訓心得怎么寫嗎?這次小編給大家整理了三維建模實訓心得范文，供大家閱讀參考，希望大家喜歡。
三維建模實訓心得1
3ds max是目前PC機上最流行、使用最廣泛的三維動畫軟件，在游戲開發、廣告制作、建筑效果圖和漫游動畫中， 3ds Max占據了主流地位，那些前赴后繼的插件開發者讓3ds Max遍地開花，成百上千的插件把3ds Max打造的近乎完美。隨著新版本的不斷，越來越多的實用性的新功能使其日益強大起來，從而使客戶更能夠滿足于可視化設計、游戲開發、卡通片、電影特效等各個設計方面的應用，為各領域日新月異的制作需求提供了強有力的支持。與其他三維軟件相比，3ds Max更容易掌握，制作的思維方法也比較簡單些而且學習的資源相對來說也更多，所以比其他軟件更容易上手，尤其適宜三維動畫的初學者使用。 通過一學期的對于《3ds max動畫基礎》課程的學習，對3ds max軟件有了初步了解，對3ds max建模、材質、燈光、動畫等方面有了初步的掌握，為了對平時學習的知識有一個中和的掌握和練習，我們六人一組在這周的課程設計中通過 親身實踐對3ds max動畫進行進一步的熟練和掌握。
一、設計題目
寫字樓漫游動畫
二、 設計目的
配合課程學習，通過創作寫字樓漫游動畫將課程內容進行綜合運用。
三、 設計要求
按組進行動畫的創意和設計，要求有一定的創新性和較高的技術含量。
四、創意設計
本次設計運用腳本式設計方法，在做動畫之前我們首先需要了解做建筑漫游動畫應該注意的一些基本問題。比如首先要對本次設計要有一個明確合理的計劃和分工。動畫制作分為建模、材質、燈光、渲染等步驟，前期工作是后期動畫的基礎，我們在前期確定了一個大致的計劃表：分組進行建模、將需要建模的大任務分配給每個成員、將模型進行組合、有人負責制作材質貼圖為模型賦予材質，最后進行動畫的制作并渲染輸出。每個步驟都有明確的時間安排和人員分工。并且同學之間進行交流與合作，使每位同學都能通過自己的親身實踐，熟練動畫制作的過程和所用的技術。
建模是三維制作的基礎，其他工序都依賴于建模。離開了建模這個載體材質、動畫以及渲染等都沒有了實際的意義。所以這次漫游動畫首先要考慮的就是建模，而此次建筑漫游動畫的設計與制作對建模的要求尤其重要，因此模型創建的任務十分的繁重而重要。
模型建好之后并不能是物體表現出十分真實的效果，為使模型比較逼真，因此為對象賦予合適的材質是三維創作的關鍵，材質及環境的烘托是表現作品思想的重要手段。材質主要用于描述物體如何反射和傳播光線，它包含基本材質屬性和貼圖，在顯示中表現為對象自己獨特的外觀特色。它們可以是平滑的、粗糙的、有光澤的、暗淡的、發光的、反射的、折射的、透明的、半透明的等，這些豐富的表面實際上取決于對象自身的物理屬性。3ds Max中的材質是一個比較獨立的概念，它可以為模型表面加入色彩、光澤和紋理。所有的材質都是在[材質編輯器]中編輯和制定的，一般三維軟件中的材質都是虛擬的，和真實世界中的物理材質的概念不同，最終渲染的材質效果與模型表面的材質特性、模型周圍的光照、模型周邊的環境都有關系，材質除了和燈光、環境有緊密的聯系外，還和渲染器有著密切聯系。
因為有了光，我們才能看到自然界中的東西，要在三維設計中制作出好的三維場景，除了場景模型建得精細、材質做得逼真、觀察角度取得適當外，還必須為場景制作出仿現實的光照效果。燈光制作是三維制作中的重要組成部分，在表現場景、氣氛等方面發揮著至關重要的作用。當模型和材質都做好之后，物體已經能基本表現其形態，但看起來還是不夠真實，在場景中還不能完全的顯示其真實的物體質感，為使物體能夠更加真實的表現出現實生活中的光澤和質感，更加的逼真，燈光的添加十分重要，在三維場景中燈光的目的是為了表現一種基調，有助于表達情感，引導觀眾的眼球到特定的位置，使場景展現豐富的層次感。燈光是3ds Max中的一種特殊對象，它本身不能被渲染顯示，只能在視圖操作時被到，但它卻可以影響周圍物體表現的光澤、色彩和亮度。通常燈光是和材質、環境共同利用的，它們的結合可以產生出豐富的色彩和明暗對比效果，從而使三維作品更有真實感。燈光可以提高場景的照明程度、通過逼真的照明效果提高場景的真實性、為場景提供陰影，提高真實程度、模擬場景中的光源、制作光域網照明效果。
在國內房地產行業日益發達的今天，單幀的效果圖表現已經難以滿足客戶的需求，作為一種促銷手段的建筑漫游動畫逐漸為房地產開發商和室內裝修客戶所接受。3ds max是目前最流行的三維制作軟件，在國內廣泛地應用于建筑效果表現行業。動畫制作是三維軟件中最重要且難掌握的部分，因為制作過程中又加入了一個時間維度，在3ds Max中幾乎可以對任何對象或參數進行動畫設置，3ds Max提供給使用者眾多的動畫解決方案，并且提供了大量實用的工具來編輯這些動畫。因此，此次課程設計中動畫的制作也是比較重要的一項內容，而漫游動畫的設計中攝影機的擺放也是制作的關鍵，3ds Max中的攝影機擁有超過現實攝影機的能力，更換鏡頭動作可以瞬間完成，這次實習制作的漫游動畫主要是攝影機動畫，因此對攝影機的使用也是比較重要的。
五、技術路線
本次課程設計，我們選的題目是寫字樓漫游動畫，因此按照我們的計劃，前期先對寫字樓的模型進行創建，包括室內的桌椅等各種模型的創建，然后對模型進行材質貼圖和燈光設計，然后進行動畫的設計和初步的渲染輸出，最后對各場景動畫進行連接和輸出，最終完成整個漫游動畫的設計與制作。
六、制作步驟
分析此次《3ds Max》課程設計的設計說明，我們組根據本學期老師所授內容設計了自定義專題動畫——寫字樓漫游動畫。根據這個設計題目我們設計了創意路線并進行了明確的分工。動畫制作的步驟可分為：建模、材質燈光、動畫設計與渲染、后期制作。
<1>建模：建模是動畫制作的基石，我們設計的建筑主體模型就是寫字樓，根據對寫字樓的外貌和內部的一些結構及漫游動畫所需表現的物體的分析，我們列出了大致需要創建的模型：室內物品(桌子、椅子、沙發，燈等)、房間的構造模型、樓的基本結構設計、窗戶等，需要創建的模型很多，因此我們也明確了分工，把它大致分為兩個部分：室內物品設計和樓房的設計，分析動畫的需要，我們把樓房分為三個部分進行創建：一層、中間層和頂層。其中一層和頂層制作攝像機要看到的模型和場景，中間層都是用一間間的空房子堆砌起來的。然后把每層疊加起來，就構成了宿舍樓的基本框架模型。然后在其中一間房子里面把所創建的室內模型放到房間的合適位置。建模主要使用的是基本的常用建模方法，使用較多的是多邊形建模和編輯修改器建模，也用到了放樣建模和復合對象建模以及布爾運算等。
<2>、材質燈光：模型創建完成后就要進行比較重要的材質燈光的設計制作，建模是基礎，材質和燈光是使物體比較真實表現的關鍵。材質包含質感和紋理兩個基本的內容，材質的制作是在材質編輯器中進行的，材質編輯器中提供了材質的各種參數的設置，材質和燈光聯系比較緊密，燈光能很好的襯托環境和氣氛，好的材質再加上合理的燈光處理才能顯示出十分真實的效果。這次漫游動畫的設計主要是室內物品需要被賦予較多的貼圖材質和合理的燈光，樓房主體建筑的材質不是很復雜，主要墻壁和窗戶的材質，燈光是使用比較繁雜，首先整個大的環境需要一個特定的燈光來表現樓房的大致結構，各個獨立的場景也需要各種不同的燈光運用來表現物體的真實性。燈光的添加也很重要，主要用了目標聚光燈來表現空間和材質的。
<3>、動畫的設計與渲染：當所有的靜態效果都完成制作后就可以按照需要進行漫游動畫的設計了，這次漫游動畫主要運用的攝影機技術，通過攝影機的移動和個別物體的移動來達到動畫的效果，在設計攝影機漫游動畫時主要采用了曲線編輯器來控制攝影機，通過攝像機與目標點的位置的調整來控制漫游。
<4>、后期合成：漫游動畫各個場景的設計完成后就基本完成了制作，然后就是進行后期的處理工作，通過后期處理軟件premier來進行各個場景的連接和特效的制作，做后輸出視頻文件，完成設計。
七、 技術關鍵點
在制作辦公樓漫游動畫的各個環節都會遇到不同的問題和各種關鍵技術，通過自己的親身實踐，使我在技術上更上了一個臺階。
在建模過程中，使用的關鍵技術就是線的繪制和可編輯多邊形的應用，在材質編輯過程中主要是對材質編輯器的應用，主要是用了貼圖的功能來表現物體的材質。在燈光的創建過程中，使用最多的就是目標聚光燈的添加和參數設置。動畫制作過程中使用的關鍵技術就是攝像機的添加和曲線編輯器的使用。對曲線編輯器的調節過程需要仔細和耐心，并配合不同的視圖調整攝像機的位置。最后分段渲染出各個場景的視頻文件。在后期制作的過程中，需要使用premere對各段視頻進行連接和背景音樂以及字母特效的添加，最終導出視頻文件。
在本次設計過程中，我的任務主要是對室內場景的布置和對其添加貼圖和燈光以及室內漫游動畫的制作。其中在對室內場景的布置過程中，室內的物體都是同組成員建的模，因此需要將文件導入并配合不同的視圖將其放置在合適的位置。并通過添加攝像機來觀看各個角度的貼圖情況。在對室內場景添加燈光時需要在不同的位置添加不同的燈光，并修改修改面板中的各種數據參數。在制作室內漫游動畫時對曲線編輯器的調整時動畫的關鍵，它可以通過精細的調整攝像機和目標點的位置，確定它的移動路線，但調整也需要細心。特別在攝像機轉彎的時候，要反復的調整攝像機的位置，以免渲染時露出黑邊。
八、實習感想
通過這一周的3ds max 辦公樓漫游動畫的制作，使我不僅在3d max軟件的使用技術上有了進一步的提高，更進一步掌握了3d max建模、材質、燈光技術的運用，特別是攝像機的添加，曲線編輯器的運用，使我更進一步掌握了3ds max軟件里面強大的工具命令。而且通過本次課程設計，也使我學習到了團隊合作的重要性，這是一個團隊合作的設計課題，最終的成果與每個人的努力密不可分，而且團隊的密切合作更有利于更快更高水平的完成設計課題。再者，通過親身實踐的制作課題，使平時在課堂中學到的知識和感想得到運用和實踐，而且平時自己的想象都可以在設計中通過實踐體現出來。另外，漫游動畫的制作，使我熟悉了動畫制作的流程和建筑等方面的知識以及各個方面的注意事項，而且知道了自己 在制作方面的技術缺陷，在以后的學習中更有針對性的學習提高。這些收獲對我以后的學習和就業都是有很大幫助的。
三維建模實訓心得2
轉眼學習3DS MAX已經過了半個月，從了解3DS MAX開始，3DS MAX是個龐大的軟件，廣泛應用于影視動畫、建筑設計、廣告、游戲、科研等領域?，F在就是學習一些簡單的工具，我們可以做一些漂亮的東西，我想等學習完了我們就可以制作一些我們想要東西。
在初識3DS MAX期間，興趣大增，急于想盡快揭開3DS MAX神秘的面紗，出現急功近利的想法。神秘都想看看，什么都想學習，制作出個小玩意。
3DS MAX是一個實用又復雜的軟件，學習了半個月感覺很有難度的，但在與同學的交流中解決了很多問題，也學到了很多技巧。
半月來我們做了很多東西比如：墻體、玻璃、窗框、門和樓梯等等。感覺很有用，也漸漸的喜歡學習了。
長方體、切角長方體在畫圖中也用得到很多，做其中一個建筑的頂就用到了切角長方體，通過改變圓角數目也就改變了切角長方體的形狀，也就改變了屋頂的形狀。在做一些柜子、桌子之類的物體時也用到它們，這些在畫圖時感覺蠻方便的。
為了能夠更快更熟的畫一些裝飾圖的底層，還學習了關于打門窗洞、地板和樓梯的方法，這樣到了畫那些裝飾圖的時候就簡單了很多，用超級布爾來打門窗洞其實是很簡單的，很實用。但同時又要注重一些細節，因為細節決定成敗嘛，所有細節很重要。
從學習這幾天來我覺得3DSMAX是一個很完整的軟件，它比兩維的好用，畫出圖來看上去比較明顯，一目了然，所有我就覺得這個軟件很好，比之前接觸過的CAD好得多，CAD就是一些平面的東西，外行還看不懂是什么東西，3DS MAX就不同了。
學了這段時間，感覺要學好，還真的有點難，但是我也漸漸喜歡上了，所以覺得只要用心去學就可以達到。有些操作，視頻里看的時候會弄，不懂也可以問同學，但下來的話、有些就記不得了或者是記得但操作不對，所以下來還要反復的練習。比如制作枕頭，要進行兩次FFD，如果沒有進行兩次FFD，那么做出來的就不太有真實感。再比如說在制作旋轉樓梯時，要對扶桿和樓梯底部下的線段進行拆分，這樣在旋轉時才會出效果，不然也就連旋轉都有可能做不出來。
學了3DS MAX工具，我們懂了一些制作的技巧，那些也許就是一些皮毛，但是也要好好的練習這樣才會熟悉，也才能夠更好的掌握那些東西。其實這些軟件要靠不斷地重復地練習才可能熟能生巧。
其實這些東西就是要不斷地實踐。甚至同一個模型要重復的去做數遍，用不同的方法去做。俗話說：熟能生巧，在制作過程中，你有可能驚喜地發現一些新思路、新方法，甚至做出一些老師做不出來的效果。
其實這些東西多練習差不多就會了，但要學的比較深的話就要多花時間和精力了，畢竟這些都是熟能生巧嘛。
好記心不如爛筆頭，多做實踐是件好事。下來自己多練習練習，這樣就會比較熟了。用心去做就會做到更好至最好。相信之后的學習會更加吸引我們去探索，知識也會更加豐富。
我覺得這次暑期實踐很有實效，使我學到了許多知識，也是我認識到了自己的不足。在今后的學習中，我一定要努力深研，努力提高自己的專業技術水平，把時間都用到學習中去，充分利用自己身為信息技術的優勢，多利用網絡的優勢，不荒廢時光，化榮譽為壓力，為今后學習生活多積累寶貴知識財富。最后要特別感謝對我的學xxx行指導的各位老師和共同探討的各位同學。
三維建模實訓心得3
一周的3D實訓結束了。在這一周里我又學到了更多的3D建模的知識與技巧。這次實訓就像是一次愉快的旅行，開拓了我的視野、提升了我的技能，也更一步加強了我的動手能力。
這一周實訓里，我們需要完成的是把之前自己設計好的別墅進行3D建模。而關于建筑的3D建模陳老師在前半學期已經詳細而耐心的教導過我們了，所以在這周里我們就要把自己所學到的東西運用上去。
實訓剛開始的一兩天，只是把別墅的一些外墻和地板、屋頂等一些建筑架構建出來，這些對我們來說一點都不難，幾個常用的工具如創建、擠出、賦予材質等的操作，我們已經熟爛于心，所以輕松的就把建筑的外輪廓做好了。接下來的幾天，我就開始了建筑的外表的貼圖。建筑的貼圖不再像老師之前上課那時有案例、有選好的貼圖給我們，這一次，做的是我們自己的設計的建筑，我們必須要自己去決定去思考，用什么樣的圖案會比較適合，讓自己設計的別墅更出色。結合別墅的特點，以及陳老師的教導，我在網上搜索了幾款合適貼圖。接下來就要開始給建筑物附上材質了。當然，我們用的都是Vray材質，這樣可以讓建筑的貼圖更逼真，而且易于修改。一些簡單的貼圖對于我們也不是大問題，唯一有一些難點的就是關于坡屋面的貼圖，我們要用到“多維/子對象”這樣一種方法去操作。我自己設計的別墅沒有采用坡屋頂的造型，所以沒有碰上這方面的困難，可是一位有大部分的同學的設計都有坡屋面，所以雖然之前已經教授過關于坡屋面的貼圖方法，陳老師還是耐心的再給同學們講述了一次，對于我，雖然沒有用上，不過也是一次知識的加深與鞏固。
貼圖也做好了的話，基本上建筑這一塊就差不多了。然后我們要做的就是給建筑打上燈光了。因為用的是Vray渲染器，所以我們的燈只需要在一個方向上打一盞就行了，燈光這一塊也不難，只要把相關參數調好，把燈的位置擺好，最重要還有一點，就是在渲染設置里面，把間接照明打開，這樣渲出來的圖的燈光會更接近我們真實的太陽光。
建筑外形做好了，貼圖貼上了，燈光打好了，那么我們接下來要做的就是把整個效果拍下來，要把最終效果做出來我們也有幾個步驟。首先是要選好角度，這里我們就把相機擺好，挑選了適合的角度之后，我們就要開始渲圖，當然，要先把渲染器設置好才行。根據陳老師教授給我們的經驗是先把各項需要調整的參數都調小，然后渲染出來看效果，再根據情況調節各方面的參數，最后，確定合適之后，我們就可以把參數調高渲染大圖了。最后的.工序就是把渲好的圖用PS作后期的處理，使我們的別墅更加的真實美觀。
在我制作3D的過程中，讓我最頭痛的就是渲染這一塊，經常會因為相機的位置沒擺好，或者是燈光的強度不合適，又或者是渲染器的參數沒設置好，所以不得不反復的渲染了多次。不懂的我就向同學或老師請教，他們都很耐心的幫助我解決問題，在不懈的堅持與奮斗下，我的設計別墅終于“新鮮出爐”了。 總的來說，這次的實訓效果不錯，自己的3D建模水平又提高了，與同學們的交流和互動加深了，而且對于以后出去工作或實習作了一個很好基礎。
三維建模實訓心得4
進入重慶大學,大一的整個學習中,一直未曾真正理解自己學習的專業是哪些方面。軟件工程數字媒體，這個名字對于當時大一的我來說，即熟悉又陌生，熟悉是因為自己要學習的專業就是這方面，陌生則因為對這個專業的了解少之又少。隨著學習知識的不斷深入，漸漸的對數字媒體這個專業有了進一步的理解。
大二這個學期一開始，我們就學習了計算機繪圖，3dsmax。而對3dsmax的學習讓我找到了學習的興趣。
從一開始的第一節課，老師讓我們自己弄3dsmax。當時，這個3dsmax軟件，對于從來都沒有接觸過這方面軟件的我來說，是那么的陌生，同時我又對這個軟件充滿了好奇?？粗恍┯螒颍瑒赢?，海報中那些場景，那些角色的形象是那么的逼真生動，不禁感嘆這個軟件功能的強大。同時，學習這個軟件也讓我感到興奮，驕傲。想著今后自己能做出這些場景，這些角色，就更加激勵自己去學習3dsmax的熱情。剛剛接觸3dsmax，只是對里面的功能鍵都按過了一遍，同時也能利用里面的一些多邊形建出了一些簡單的立體模型，也就是一些簡單的長方體，球形和立柱體等等。同時也掌握了各個視角圖，和一些簡單的移動，旋轉，放大功能等。但是，剛剛接觸3dsmax，還是有太多太多的不懂，于是，我便自主的學習3dsmax。
為了主動去學習到3dsmax中的知識，我跑到了圖書館，從中選到了兩本3dsmax的書，把書借了回來。之后，我便主動的去學習3dsmax，利用自習的時間，有時甚至利用到了選修課的時間，去閱讀3dsmax的書籍，理解里面的知識，然后回到宿舍，打開電腦，利用電腦實際操作。通過操作電腦，我更加深入的理解了3dsmax中的功能。那時學習3dsmax掌握的知識進步很快。我了解了3dsmax的一般制作過程，設置場景，建立對象模型，使用材質，放置燈光及攝影機，設置場景動畫，渲染場景。同時，我也掌握了基本的多邊形建模。實驗課上，老師介紹的幾種建模方法，我都能更好的理解，并能實際應用上。如，多邊形的建模，樣條線的鏈接及處理，以及放樣，布爾操作，車削，擠出等等。同時，接過了老師布置的作業，利用3dsmax制作出校園的模型。而我們組選擇了制作東大門到縉湖這部分。而后，我們對這塊校區進行了照相了解，并開始了我們的制作。
在校園模型的制作中，從建模，修改，到貼圖，修改，我們遇到了許多問題。針對這些問題，我又借了一些不同方面的3dsmax的書，從建模到渲染，我不斷的學習新知識解決問題，我從中體會到了大量3dsmax制作的思想，掌握了多種不同的建模方法。如，多邊形建模，高級建模，及貼材質等。如今，這個學期已將要結束，我們的東大門到縉湖這段3dsmax的校園模型制作也完成了。如今，看著自己做出來的東西，感到很欣慰，感到自己的學習收到了成果。通過實際動手操作制作校園模型，也讓我更加深入的掌握了3dsmax的多種功能，同時領會到了許多在工程制作中的一些思想。
三維建模范文3
關鍵詞：三維建模；建模方法；地理環境；傾斜攝影
目前，各種三維建模方式已經相對比較成熟，傾斜攝影建模、近景攝影測量、激光點云等技術被廣泛應用。然而，這幾種建模方式都有一定的局限性，并不是在任何地理條件下和環境下都適用，若遇到多種復雜地理條件則存在困難。如何在多種地理環境和條件下完成三維建模是一個值得研究的課題[1-3]。文章以甘肅省敦煌市鳴沙山月牙泉國家級風景名勝區為例，分析景區內特有的地形地貌，結合現今主流的建模方法，如無人機傾斜攝影測量、地面近景攝影測量、三維激光掃描等多種技術手段，對多源數據融合建立景區三維模型的方法進行探索研究。
1常見三維建模方法
1.1基于二維地理信息數據的三維地理信息建模方法
基于二維地理信息數據的三維地理信息建模是以地理信息二維數據為基礎，如數字地形圖及相關資料提供的空間數據和屬性數據，通過一定的手段獲取現實實體的紋理、屬性信息，以及數字高程模型數據，在三維建模軟件中對所獲取的地理信息數據及紋理、屬性數據進行加工，并建立三維模型，構建虛擬的三維現實世界[4-6]。根據所使用建模軟件的不同，又可以分為3DSMAX建模和GIS軟件建模等。
1.2傾斜攝影測量三維地理信息建模方法
傾斜攝影技術是國際測繪遙感領域近年發展起來的一項高新技術，指在同一飛行平臺上搭載多臺傳感器，同時從垂直、傾斜等不同角度采集影像，從而獲取地面物體更為完整準確的信息[7-8]。這種攝影測量技術被稱為傾斜攝影測量技術，所獲取的影像為傾斜影像。相對于正射影像，傾斜影像能從多個角度觀察地物，能更加真實地反映地物的實際情況，極大程度上彌補了正射影像應用的不足。利用傾斜攝影測量獲取外業傾斜影像后，通過配套軟件如Smart3D軟件等，可直接生成三維模型。
1.3三維激光掃描點云建模方法
相較于傳統測繪技術，三維激光掃描技術具有模型立體測量方法先進、測量精確度高和測量時間短等優點。該技術利用激光測距的原理，通過記錄被測物體表面大量的密集點的三維坐標、反射率和紋理等信息，可快速復建出被測目標的三維模型及線、面、體等各種圖件數據，且通過高速激光掃描測量的方法，大面積高分辨率地快速獲取被測對象表面的三維坐標數據。同時，可以快速、大量地采集空間點位信息，為快速建立物體的三維影像模型提供一種全新的技術手段[9-10]。三維激光掃描系統可以密集、大量地獲取目標對象的點云數據，利用三維激光掃描技術獲取的空間點云數據，可快速建立結構復雜、不規則場景的三維可視化模型（尤其是建筑物模型），這種能力是現行的三維建模軟件所不可比擬的。因此，該技術在文物古跡保護、建筑、規劃等領域應用非常廣泛，目前室內建模也主要基于三維激光掃描測量技術。
2多種地理環境下的三維建模
2.1研究思路
針對每個區域不同地貌地物特征采用不同建模方法進行數據采集，最終完成整個區域的模型建立。（1）沙漠區域建模。沙漠區域建模是該項目的難點。對于傳統的傾斜攝影，沙漠紋理較弱，直接影響圖像間的匹配，傾斜攝影照片空三無法解算，且弱紋理區域模型存在大量空洞無法彌補；三維激光掃描屬于主動遙感，可以采集沙漠區域三維信息，具有較高的幾何精度，但是紋理信息不豐富，建立的模型可視化程度不高。針對該問題，擬采用基于三維激光掃描和現場拍照相結合的技術進行融合建模，具體如下：先對點云數據和照片按照一定的方式進行校正，必要時在現場布設標靶，對校正后的數據進行自動化三維建模，從而增強三維實景模型的可視化效果，更好地表達現場細節信息。（2）重點建筑區域建模。傾斜攝影建模通常較難達到毫米級精度，故針對月牙泉重點建筑采用點云影像融合的方式，由激光點云提供結構信息，能夠實現重點區域毫米級超高精度建模。
2.2景區地形地貌
甘肅省敦煌市鳴沙山月牙泉國家級風景名勝區氣候干旱，具有降水少、蒸發強、冬寒夏酷、晝夜溫差大、日照充足、輻射值高、多大風等特點，屬于典型的大陸性干旱氣候區。景區包括著名的敦煌月牙泉及其周邊的沙漠戈壁景區。景區內覆蓋有沙漠、綠洲、重點景觀等極具特色的地形地貌，這也對三維建模提出了挑戰。需要進行三維建模的區域主要包括景區露營基地、景區服務區、會展中心，約20km2；景區周邊居民點及景區重點區域，約2.3km2；月牙泉及周圍，約0.94km2；風景名勝區約76.59km2。
2.3景區分區
根據景區內地類分布特點，對建模區域進行分區，將景區分為5個區塊，如圖1所示。針對每個區域不同地貌地物特征采用不同建模方法進行數據采集。景區界線外區域（區塊1）西南、東部和西北角為大面積的沙漠戈壁區域，西北東側為農田；月牙泉以南的區域（區塊2）全部為沙漠地區；景區北側和露營基地（區塊3）西起黨河九連湖經一支路至會展中心，區域內地勢平坦，分布著居民點、農田、水渠和道路等地物，這些區域地物、地貌復雜；景區重點建筑區域（區塊4）延鳴山路、敦月路經鳴沙草堂至敦煌民俗博物院，這些區域是景區的重點區域，分布著諸多古建筑，部分古建筑滿足三維建模要求，同時古建筑細節部分也需要進行三維展示；月牙泉以及周邊沙漠區域（區塊5）主要分布有鳴沙山沙漠、月泉閣和月牙泉，這些區域既是建模的核心區也是難點區。
3分區三維建模
景區界線外的區域如圖2所示。為了滿足主要地物如道路、河流、水渠、居民點等的采集要求，采用1m分辨率的正射影像作為底圖數據提供紋理。這些區域臨近景區，不作為景區建模的主要范圍，只在整體模型上反映其底圖紋理和主要地物，為三維模型制作提供基礎數據。因此，數據采用分辨率為1m的DOM作為底圖數據，并提取重要的地物信息。景區南側大范圍沙漠區域面積約為72km2，如圖3所示。該區域植被稀少且無其他地物，沙漠區域紋理單一，限于傾斜攝影技術上的局限性易形成空洞區，無法通過空中三角測量建立沙漠區域模型，且沙漠屬于流動狀態，數據的時效性差，不適合進行三維建模。因此，制作三維模型時可基于二維地理信息數據的三維地理信息建模方法，采用精度10m的DEM與精度為1m的DOM數據疊加展示三維效果，滿足成果的要求。無人機傾斜攝影具有作業范圍廣、效率高、拍攝速度快等特點，因此露營基地、景區服務區至會展中心沿線約20km2采用傾斜攝影采集數據，利用自動化處理技術建立三維模型。首先，對空中傾斜攝影數據和補攝數據分別進行空三計算，生成三維點云數據；然后，融合高精度、高密度點云數據并構建TIN，對TIN進行編輯，使之較為平滑，貼合實際地形；最后，根據TIN三維位置信息，獲取最優航攝視角原始影像，自動映射紋理，建立航攝分區的實景三維模型。該方案能夠對多源異構數據自動化融合建模，實現兩種技術的優勢互補，建立的模型兼具激光掃描的毫米級幾何精度和影像的高分辨率優勢，同時能夠實現沙漠地區弱紋理建模，突破技術上的瓶頸。通過點云與照片融合建模，毫米級數據精度也能夠滿足未來古建測繪、文物保護需要。景區重點建筑區面積約2.3km2，包含鳴沙草堂、敦煌歷史博覽園、敦煌民俗博物院、雷音寺、月牙泉景區游客接待處、會展中心、管理處等，主要以古建筑為主，屬于旅游區的核心區。該區域擬采用無人機傾斜攝影、無人機低飛貼近攝影、地面單反高分辨率相機拍照、地面激光雷達等多種方式聯合進行數據采集，沿街房屋利用無人機低飛采集房屋立面信息，彌補傾斜攝影有采集盲區的缺陷，確保影像地面分辨率優于1cm。然后將無人機傾斜攝影測量獲取的大場景、局部場景、地面細節補拍的數據進行融合處理。利用傾斜攝影測量建模系統進行精細化建模，建模過程中應把控高、中、低三類數據的匹配連接，并根據數據融合效果，對不能滿足成果質量的部分及時進行數據補拍，再進行數據融合和處理。無人機傾斜攝影空三處理效果如圖4所示。月牙泉及周圍的區域面積約0.94km2，采用基于Con-textCapture三維激光掃描和影像融合的方式自動化生成高分辨率實景三維模型，相比傳統手動建模，更能反映現場真實環境信息。自動化建模能顯著提高建模效率，同時建立的模型兼具三維激光掃描儀的高幾何精度和照片的豐富紋理優點，也能夠完整地實現沙漠區域實景三維建模。匹配密集點云效果如圖5所示。
4結束語
對于甘肅省敦煌市鳴沙山月牙泉國家級風景名勝區內多樣的地物地貌，單一的建模手段無法滿足景區內多樣的三維建模要求。因此，文章基于多源數據融合技術，結合地面三維激光掃描技術、傾斜攝影測量技術對景區進行三維建模。通過各單一數據源建模以及多源數據融合的方式，很好地解決了多種地理環境下的三維建模問題，可以為以后多種地形地貌區域的建模提供參考。
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三維建模范文4
關鍵詞：ACAD軟件；三維建模；測繪；內業處理一體化
中圖分類號：TB
文獻標識碼：A
doi：10.19311/ki.16723198.2017.13.097
1序言
測繪是以計算機技術、光電技術、網絡通信技術、空間科學、信息科學為基礎，以全球定位系統（GPS）、遙感（RS）、地理信息系統（GIS）為技術核心，將地面已有的特征點和界線通過測量手段獲得反映地面現狀的圖形和位置信息，供工程建設的規劃設計和行政管理之用（摘自360百科）。
測繪人從工程開工直到竣工結束都離不開圖表繪制，從手工操作到計算機應用都與之密切相關，隨著計算機軟件技術越來越完善，在使用軟件過程中本人一直在思索，對于內業處理我們是否能找到一個共同的脈絡來形成完整的體系，避免過多人工干涉，實現內業處理一體化。
2三維建模在測繪中應用
測繪作為工程施工過程中服務、指導性質工作，貫穿工程自規劃設計到竣工驗收的全部階段，不論是工程造價還是工程質量都和測繪密切相關，最直接的表現就是各種相關的圖表，比如工程計量（包含實際開挖圖和工程量計算表）、工程驗收（驗收斷面圖和模板驗收表）。作為工程主要基準依據的設計藍圖，其正確與否決定了整個工程的可控性和性價比，高效、準確的復核設計藍圖并布設至實地是測繪工作的重點，采用二維方式繪制不能完整直觀反映設計藍圖結構，引入三維方式繪制成為必然。
2.1從工程質量控制角度分析
2.1.1采用三維建模方式繪制準確度高
三維建模繪制設計藍圖必須嚴格捕捉相應點位或者線條，否則繪制后的實體將有額外線條顯示，甚至實體相互之間不能合并、交叉，特別是多個分項工程相互銜接時，點、線、面的構成必須嚴格符合才能使相關分項工程實體最終能合并成整體。
2.1.2三維建模繪制方便快捷
三維建模采用由點到線再至面最后形成體，并對實體進行編輯的方式繪制圖形，制圖過程中可批量拉取線形成面或者拉取面形成體，對于及時復核設計藍圖、嚴格控制質量、滿足工程進度等方面有較高保障，極大的節約繪圖時間。
2.1.3特殊型體自動計算型體結構
三維建模采用布爾運算模式，由計算機自動對復雜形體進行計算。工程設計中難免會出現特殊部位，比如三面交會、曲面交會、連續變斷面實體（如圖1）等，不論是何種復雜形體，繪制過程中都由計算機后臺自動運算并構成型體，對于質量控制直觀便捷（相關人員可以直接觀察實體結構），比如施工放樣，特殊部位可以直接于實體上選取三維坐標，便于施工過程中質量控制。
2.2從工程計量方面分析
原始地形圖、實際地形圖、土石分界地形圖等外業采集的數據可以形成三維網格，相應可以形成實體，這些實體和設計相關實體通過干涉檢查形成交會實體，此實體體積則是相關工程總量（如圖2），既準確又便捷，便于保障工程經營結算和規劃。
3內業處理一體化設想
（1）運用ACAD軟件繪制設計藍圖三維實體，嚴格比對確認無誤后以此為基準；
（2）通過開發形成批量切割或者批量剖切功能，批量剖出設計嗝嬙肌
3.1輔助施工放樣編程
（1）運用CASS軟件提取設計三維實體節點數據形成放樣基準參數坐標；
（2）將放樣基準參數坐標錄入CASIO 9860計算器形成平面和縱斷面數據；
（3）根據剖切出的設計斷面圖設置橫斷面數據形成施工放樣項目文件；
（4）選取設計三維實體上任意位置數據核算程序文件正確性。
3.2工程驗收或者計量
（1）運用CASS軟件批量剖取對應樁號原始斷面線、土石分界斷面線和實際斷面線；
（2）粘貼原始斷面線、土石分界線、實際斷面線、設計斷面線于對應樁號形成統一斷面圖作為工程驗收和計量資料；
（3）通過CASS軟件批量量取各項面積并錄入工程量計算表計算相應工程量。
三維建模范文5
關鍵詞：虛擬現實技術 三維建模軟件 Creator
虛擬現實技術是利用電腦模擬產生出三維空間的虛擬世界，給用戶提供視覺、聽覺、觸覺等感官的模擬，讓用戶如同身臨其境一般。目前，虛擬現實技術的應用已廣泛涉及軍事、教育培訓、工程設計、商業、醫學、影視、藝術、娛樂等眾多領域，并帶來了巨大的經濟效益。
在船舶領域，通過虛擬現實技術不僅能提前發現和解決實船建造中的問題，還為管理提供了充分的信息，真正實現船舶設計、建造、管理一體化。虛擬設計涵蓋了建造、維護、設備使用等傳統設計方法無法實現的領域，真正做到產品的全壽期服務。因此，通過面向船舶整個生命周期的船舶虛擬設計系統的開發，大大提高了船舶設計的質量，減少船舶建造費用，縮短船舶建造周期。本文結合“航道維護船舶虛擬機艙漫游系統研究與開發”項目，在對整個機艙內管路系統有了深入了解以后，利用creator軟件對機艙內部管路系統進行一個詳細的三維建模。
Creator三維建模工具介紹
1、Creator基本介紹
Multigen Creator系列軟件，由美國Multigen-Paradigm公司開發。Creator軟件擁有實時應用的Open Flight數據格式，強大的多邊形建模、矢量建模、大面積地形精確生成功能，以及多種專業選項及插件，能高效、優化地生成實時三維（RT3D）數據庫，并與后續的實時仿真軟件緊密結合，在視景仿真、模擬訓練、城市仿真、交互式游戲及工程應用、科學可視化等實時仿真領域有著世界領先的地位。
2、Creator軟件特點
Creator的模型文件采用Multigen開發的OpenFlight數據格式。 Open Flight采用幾何層次結構和節點（數據庫層次、組、物體、面等）屬性來描述三維物體，其邏輯層次結構及細節層次、截取組、 繪制優先級、分離面等功能，極大地提高了實時系統的性能。該文件格式已經成為視覺仿真領域最為流行的標準文件格式，也是 Creator優于其它建模軟件的重要原因之一。
Creator軟件具有優良的操作界面。Creator界面簡潔、直觀，并包含一套功能強大的建模工具， 建模操作簡單、 易用。如圖1所示， Creator在所見即所得的環境中創建可視層級數據庫， 能夠隨時觀測到在數據庫的動態。
具有地形表面生成和矢量建模功能。Creator作為專門面向可視化仿真應用的實時三維仿真建模系統，具有一套快速創建大面積地形表面模型的強大工具， 使地形精度接近真實世界，并帶有高逼真度三維特征及紋理特征。Creator利用一系列投影算法及大地模型，生成并轉化地形， 同時保持與原形一致。通過紋理影射， 可生成逼真的地景，包括道路、河流、市區等特征。
航標船管路三維建模及優化
1、材質的應用
不同物體是由特定質地的材料構成的，比如樹木，金屬和塑料的質地有著明顯的區別。Creator軟件為了更形象地模擬現實世界中的不同材質構成的物體，在軟件中設置了材質功能，建模時通過應用該功能繪制的三維模型能夠更加逼真。
本文中所構建的管路，需要顯現出金屬的特點，所以需要調整材質和光照的明暗，以達到三維仿真要求。但是要特別注意的是，只有在gouraud，lit或者lit gouraud光照模式下模型對象才能在圖形視圖里面正確的顯示材質的效果。每個數據模型庫都用自己的材質調板，材質調板里面包含了可以賦予模型對象的材質，建模時可以通過它所提供的材質調板窗口方便的進行材質的設置操作。單擊工具欄上的當前材質按鈕，可以彈出如圖2所示的材質調板窗口。
默認的材質調板內包括了64種可用的材質，每一種材質都有著唯一的索引值，范圍為0-63，當然也可以將某種特定的材質取個特定的名稱便于使用。如果需要使當前的材質調板配置為Creator默認的材質調板配置，在保存的時候只需要將該材質配置文件保存至系統默認的配置文件路徑下。
雖然系統只提供給了64種材質，但可以通過材質調板窗口中的‘Edit/New’菜單命令彈出的材質編輯器來創建任意數量的材質，如圖3所示。
在使用材質的時候要注意到對于同時使用了顏色和材質的面來說，由于材質在顯示時優先于顏色屬性，所以說如果需要材質的顏色和面的顏色一致最好要調整材質的相應參數。此外，如果所繪制的多邊形使用了透明材質的同時有設置了面的本身透明度，則Creator會進行疊加，如果材質透明度是0.7，而該面的透明度是0.5，那么它的實際顯示效果是0.35。圖4是管路圖中輔機所使用的材質參數。
2、多模型的拼接
2.1MultiGen Creator模型合并
在航標船的三維建模中，連接工作量較大，如果整條船都由一個人來完成，工作量可想而知，所以在此項目的實施過程中，將整船分解成若干單元進行建模，包括船舶駕駛臺，舵機室，機艙管路系統以及船舶江景的構建，這樣一來就存在一個多模型整合的問題。因此當每部分的工作都完成后，最重要的一步就是依據航標船的原始位置，尺寸，相對關系進行整合拼接，將它拼接成一個完整的船體。
小場景的拼接。如果建立的三維場景不大，模型數量不多，也就是說需要合并在一塊的文件數目較少的話則可以采用以一個文件為基本，將其他文件拷貝到這個文件中生成最后的文件。將其他模型通過粘貼拷貝到這個基本文件中并置于合適的位置，同時在層級目錄結構中調整層次關系，可以達到整合場景的目的。這種方法的優點是方法簡單易用.生成后的文件模型不會發生轉移儲存地址后就丟失紋理的事情，并且便于保存。其缺點是隨著局部模型的不斷加入，生成的FLT文件越來越大，進人場景的速度慢，刷新時間也長，不利于實時漫游，適用于簡單場景。
大場景復雜景物的模型整合。對于一些大型場景，復雜景物的三維建模，例如整船的三維建模，用小場景的建模方式定然會遇到刷新時間過長的問題。因為整船上設備過多，所建三維模型所占空間較大，如果把所有的對象模型都復制到一個文件里面，將會過于累贅，無法加載和刷新場景。這時必須要用到“External Reference”外部引用的方式來完成此類大型場景的拼接，將所有的單體模型導入，這樣每個模型對象的三維模型文件和紋理文件都是被單獨保存的，互相獨立，能夠使最后的整合文件變小。當運行視景仿真程序時，計算機將只顯示要求通過openflight數據關系進行快速的視景裝配，這樣計算機的CPU負擔會大大減輕，不會因為一次性調入過多的圖形和紋理而死機或者使漫游速度過慢。
2.2 3Dmax模型導入MultiGen Creator
眾所周知，3Dmax以建模詳細著稱，在航標船的建模過程中某些精細模型，例如駕駛臺的電話，真皮座椅等都是基于3Dmax進行構建的。而精細的代價就是模型文件過大，嚴重影響視景系統的實時性，因此在3Dmax模型導入之后，還需要對其進行整合優化。在3D MAX的建模完成后，模型以3ds的文件存儲。一個3ds的文件包含一系列的有用信息，用于描述由一個或多個物體構成的3d場景的每一個最小的細節。
3ds文件導入MultiGen Creator有兩種方法：第一種方法是直接導入，這種轉換過程會有一些錯誤產生，例如遺失或置換面數。這些錯誤可以用MultiGen Creator的轉換，復制工具校正。另一種方法是模型附上3D MAX的網格形式，再導入creator。圖5（a）（b）分別是剛剛導入3DS模型層次化結構和一個整理后的creator openflight層級結構。
對比兩圖可知，圖5（a）的子父組的關系紊亂，不便于后續模型的添加與修改，所以要對其節點進行整理優化，優化步驟如下：①忽略看不見的細節。例如，如果管子內部不必顯示，則用實心體來代替。②忽略對整體視覺效果影響不大的細節。在機械式的系統中有很多傾斜的邊緣，它們在3D MAX中并不重要。如果在3DMAX中對這些細節建模，特別是內圓角，模型的面數會有很大的增加，因此將這些細節忽略。③用紋理表現一些細節。許多機械式系統有鉚釘或硬邊會占用很多面，改變的方法是渲染模型，即通過凹凸映射表現這些細節，獲取位圖，然后應用位圖到模型的表面。④用簡單模型替代復雜模型。在大型仿真場景系統，圓柱體通常用三棱柱或四邊形代替，我們在繪制圓管時最多也只用16邊形。⑤在不失精確度的前提下縮減模型的段數。段數和視覺效果之間的平衡是很重要的，當模型的段數增加，模型的平滑性會更好，但是數據量也就隨之變得更大。⑥編輯模型的子對象和刪除對場景效果影響甚微的子節點。
3、模型數據庫優化
管路建模時要注意節點的設置，即在建模過程中注意數據庫的優化。OpenFlight數據庫文件采用層次化的結構來存儲三維模型，從上到下主要是根節點、組節點、體節點、面節點和點節點等。節點的層級結構和組織方式影響視景生成中的剔除和繪制，在很大程度上決定了模型數據庫的實時性能。實時視景驅動軟件是按照從上到下、從左到右的順序依次遍歷數據庫節點，進行節點截取計算。模型數據庫可以按照線性結構、邏輯結構、空間結構三種形式來組織。邏輯結構是將所有體節點按照邏輯規則分別放在不同的組節點下。例如以船舶機艙為例，船舶機艙為體節點，兩個主機歸并為主機組，所有管道歸并為管道組。按照邏輯結構組織模型數據庫，在建模過程中比較方便，便于編輯和修改節點，但會影響到剔除效率。圖6所示航標船機艙數據庫是典型的邏輯劃分特征。
空間結構是按照物理空間對節點進行分組，實時系統可以快速判斷出哪些區域在或不在當前可視范圍內，而不用對場景中的所有體節點進行遍歷操作，所以能夠顯著提高模型的運行速度。對大型的模型而言，這種速度優勢會更加明顯。
總結
本文以航標船管系三維建模為例，簡述了基于三維建模工具MultiGen Creator的三維建?；痉椒?。重點介紹了creator中的材質設定，多模型拼接以及模型優化功能。除此之外，Creator 的層次化模型數據結構OpenFlight也是一大亮點。
接下來，擬對管路模型的逼真度進一步改進，比如：對管路表面的老化及生銹現象進行表現；針對教學培訓，將重要閥件用特殊顏色或紋理表示等。
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三維建模范文6
關鍵詞：CT圖像；人工骨；圖像軟件；三維建模
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.21.214
0 引言
醫學CT圖像的三維表面建模技術主要是指以CT斷層圖像為基礎，綜合運用計算機圖像處理、計算機圖型學和計算機輔助幾何設計等理論，構造人骨的CAD三維模型。
1 圖像數據處理
先對CT切片圖像進行平滑處理來消除噪聲，再進行二值化處理；然后進行邊緣檢測，再經過輪廓跟蹤處理，得到單像素鏈表示的封閉輪廓曲線。
（1） 格式轉換。先把DICOM圖像轉化為BMP位圖文件?，F在大部分軟件都可以直接輸入DICOM圖像。
（2）圖像預處理。CT 圖像的形成當中會引入不同的噪聲， 需要在對圖像進行平滑和噪聲去除預處理。采用中值濾波對圖片進行平滑處理，可以克服線性濾波器如最小均方濾波、平滑濾波等所帶來的圖像細節模糊，而且對濾除脈沖干擾及圖像掃描噪聲最為有效，保護圖像邊緣的同時又能去除噪聲。
（3）圖像分割。圖像分割也就是閾值變化，將骨組織區域分離出來。進行圖像二值化可以采用Otsu 的方法選取閾值。它是一種自動選取閾值的方法， 它的算法準則是尋找使類內方差最小和類間方差最大的灰度值作為最佳閾值。
（4）輪廓提取。輪廓提取就是要得到骨組織區域邊界曲線。先用提取邊緣檢測得到輪廓信息，再進行取樣最終得到邊界曲線。1）邊緣檢測是對圖像的邊緣進行處理獲得閉合平滑的邊緣信息。利用邊緣檢測算子進行圖像邊緣檢測。圖像矢量輪廓數據是點陣圖型的矢量化，目的是沿著圖像的邊界進行搜索，并將搜索到的輪廓線上的點坐標記錄在點列中存儲。2）CT圖像的反求技術的主要問題是減少數據量。由表面追蹤技術得到的輪廓線存在大量的冗余數據，有必要進行輪廓采樣。
2 重建人骨三維模型
斷層圖像三維重建就是從一系列的平行截面圖像中恢復被重建對象原有的三維型貌，其主要步驟是：首先從各個截面圖像中分割出感興趣區的輪廓曲線，然后由這些輪廓曲線通過算法來構造出原有的三維型貌。
（1）曲線重建。輪廓提取得到的輪廓曲線一般都不太平滑，存在冗線和雜點。利用內插法或近似法進行曲線擬合，完成曲線光滑處理。每條輪廓曲線的控制點和起始點必須相同，這樣可以保證曲面的質量。
（2）曲面生成。運用表面繪制方法進行三維重建。最具代表性的就是NURBS曲面擬合法。在造型軟件中，主要是利用舉升或者放樣曲面造型（Loft）。經常使用的軟件有：Pro/E、UG、Rhinoceros和Solidworks等。
（3）曲面實體化。在實體化以前，必須先對曲面的封閉性，連續度和幾何誤差等進行檢測。曲面進行檢驗和修改后，使之滿足使用要求。在Geomagic反求軟件中可以對曲面進行必要的檢測和修改。根據資料知各種領域對曲面的要求，將修改好的曲面導入到Pro/E三維軟件中進行實體化造型。
3 重建成人股骨三維模型
利用MIMICS軟件對成人股骨進行重建CAD三維模型。
3.1 數據來源
本例使用陜西中醫學院附屬醫院提供的德國西門子Sensation-16型螺旋CT機，對成人股骨掃描的CT圖片進行三維模型重建，得到200張DICOM圖片。為了研究方便（全部重建，數據量大），只重建前120張圖片。
3.2 曲線及曲面建模
利用MIMICS軟件逐層提取需要重建的解剖結構的二維輪廓，然后由軟件自動生成三維影像，這種模型是表面模型（非實體）。具體過程如下：
將DICOM圖片導入MIMICS軟件，確定位置（top，bottom，left，right）。利用profile line工具查看所要重建區域的灰度值分布，點擊Threshold按鈕進行著色。利用calculate polyline命令生成三維輪廓曲線。利用calculate 3D命令進行曲面重建（軟件默認：質量 high；插補方法：等高線，平滑因子0.5及三角面的有關參數）。輸出STL格式文件。想要滿足特定要求可以進行參數重定義。
3.3 實體建模
（1）一般曲面模型。將STL文件導入逆向工程軟件Geomagic8.0。通過三角面片的修改，利用Shape phase和Auto surface 命令對模型進行三角面片到曲面的轉化，并用3D compare進行模型誤差分析，此時曲面為一般曲面（以三角面片轉化，沒經過改變）。結果顯示：誤差最大0.00934m，最小-0.00036m，平均0.000097m。
（2）NURBS曲面模型。再利用Fit surface命令將曲面轉化為NURBS曲面，并進行模型誤差分析。轉化的參數具體為：最大控制點為（Maximum Control Point）20，容差（Tolerance）0.00001706m，表面張量（Surface Tension） 0.25，偏移百分率（Outlier Percentage）0.5。分析結果：誤差最大0.00883m，最小-0.000358m，平均0.000094m。兩次分析結果可以看出NURBS曲面誤差要比一般曲面要小。
（3）實體模型。為了進行后續工作（微孔人工骨模型或有限元分析），有必要將曲面模型轉化為實體模型。主要的方法有兩個：（1）利用Geomagic軟件（2）利用其它三維軟件。
參考文獻：
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