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(共17張PPT)
第 二 章 三維建?；A(chǔ)
四、三維建模技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)
活動(dòng)1、認(rèn)識(shí)三維建模技術(shù)
三、三維建模技術(shù)的分類
電影《十二生肖》中的三維設(shè)計(jì)技術(shù)
三維打印過程有幾個(gè)步驟？
隨著三維建模技術(shù)的廣泛應(yīng)用，三維建模會(huì)取代二維繪圖設(shè)計(jì)嗎 為什么
構(gòu)建三維模型，必須借助計(jì)算機(jī)來完成。在計(jì)算機(jī)中構(gòu)建三維模型時(shí)，可以利用三維設(shè)計(jì)軟件制作出想象中的模型，也可以采用照相或者掃描等方式，重現(xiàn)真實(shí)物體的三維模型。
三、三維建模技術(shù)的分類
根據(jù)具體建模方式的不同，三維建模技術(shù)分為正向建模和逆向建模兩種方法。
正向建模
正向建模又叫三維幾何建模技術(shù)，主要是采用幾何造型的建模方法，由專業(yè)人員通過使用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的各種三維設(shè)計(jì)軟件，運(yùn)用技術(shù)方法把人腦中的構(gòu)思創(chuàng)建成三維模型。三維動(dòng)畫中的角色、三維游戲中的場(chǎng)景、三維建筑中的建筑物等，都是設(shè)計(jì)師利用三維設(shè)計(jì)軟件構(gòu)建出來的虛擬的三維模型。
三、三維建模技術(shù)的分類
正向建模
這種方法的優(yōu)點(diǎn)是可以將人腦海中的創(chuàng)意用三維模型形象地表達(dá)出來，缺點(diǎn)是對(duì)設(shè)計(jì)人員的專業(yè)要求比較高，需要設(shè)計(jì)人員熟練掌握相關(guān)的三維設(shè)計(jì)軟件，才能創(chuàng)建出高質(zhì)量、逼真的三維模型，而且耗時(shí)較長(zhǎng)、效率偏低。
三、三維建模技術(shù)的分類
逆向建模
逆向建模又叫三維重建技術(shù)，是利用特定的方法，獲取現(xiàn)實(shí)世界中實(shí)物的三維數(shù)據(jù)，重建該實(shí)物的三維模型。
通常情況下，重建三維模型是在沒有設(shè)計(jì)圖紙或圖紙不完整、只有樣品的情況下，通過拍攝或者掃描等方法獲取相關(guān)的三維數(shù)據(jù)，重建三維模型。它是在計(jì)算機(jī)中建立表達(dá)客觀世界的關(guān)鍵技術(shù)。利用這種方法，可以大量、快速重建客觀世界中已有物體的模型。例如：可以全方位掃描文物，對(duì)文物進(jìn)行三維重建。下圖就是利用三維重建技術(shù)復(fù)原文物的原貌。從右圖中可以看出，不僅“鄖縣人”頭骨的形態(tài)，其顏色甚至是一道裂痕都能完整地重現(xiàn)。
三、三維建模技術(shù)的分類
逆向建模
根據(jù)采用方法的不同，三維重建技術(shù)主要分為基于掃描的三維重建技術(shù)和基于圖像的三維重建技術(shù)。
基于掃描的三維重建技術(shù)主要是利用三維掃描儀獲取物體的三維數(shù)據(jù)。三維掃描儀是專門用于建模的自動(dòng)化設(shè)備，能夠自動(dòng)構(gòu)建出物體的三維模型，
三、三維建模技術(shù)的分類
精度非常高，代表產(chǎn)品有三維激光掃描儀、手持式三維掃描儀、拍照式三維掃描儀等。三維激光掃描儀又分為點(diǎn)激光、線激光和面激光等不同類型，拍照式三維掃描儀又分為白光掃描和藍(lán)光掃描。
三、三維建模技術(shù)的分類
下面左圖是2018年某技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)中的一臺(tái)三維腳型掃描儀。只要人站到這臺(tái)掃描儀上，掃描儀就會(huì) 對(duì)雙腳進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，顧客就可以看到自己的雙腳到底是什么樣子。同時(shí)，掃描過程會(huì)在機(jī)器上方屏幕同步顯示進(jìn)程。數(shù)據(jù)測(cè)量結(jié)束后，顧客掃描二維碼，就可以得到自己腳型的完整研究報(bào)告。
三、三維建模技術(shù)的分類
基于圖像的三維掃描技術(shù)是通過拍攝實(shí)物的大量圖片，僅需少量編輯即可建立物體完整的三維模型，并且還可以真實(shí)還原物體的紋理和色彩信息。這種掃描技術(shù)采用高精度的相機(jī)自標(biāo)定算法和稠密匹配算法，通過先進(jìn)的自動(dòng)三維模型構(gòu)建與紋理最優(yōu)化映射技術(shù)，可以最大程度地還原物體。
在建模時(shí)，先把要重建模型的物體放在轉(zhuǎn)臺(tái)上，在物體緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)，利用攝像機(jī)拍攝物體的圖像，最后在計(jì)算機(jī)中進(jìn)行編輯，就可以得到物體的三維模型。
三、三維建模技術(shù)的分類
目前國(guó)內(nèi)已經(jīng)擁有自主核心技術(shù)的三維建模系統(tǒng)。該系統(tǒng)配合專業(yè)級(jí)的硬件設(shè)備，可以對(duì)物體進(jìn)行快速、自動(dòng)、精確的三維重建。
在實(shí)際生活中，三維重建技術(shù)廣泛應(yīng)用于對(duì)象識(shí)別、工業(yè)自動(dòng)設(shè)計(jì)、三維視頻、三維游戲、動(dòng)畫制作、建筑物原貌恢復(fù)等方面。
四、三維建模技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)
三維建模技術(shù)以方便、直觀等優(yōu)勢(shì)，得到了越來越廣泛的應(yīng)用。隨著三維設(shè)計(jì)及相關(guān)技術(shù)的快速發(fā)展和應(yīng)用，三維建模技術(shù)在未來會(huì)有以下的發(fā)展趨勢(shì)。
(1)集成化：產(chǎn)品的各種信息(如材質(zhì)等)與三維設(shè)計(jì)軟件會(huì)越來越密切地集成在一起。
(2)標(biāo)準(zhǔn)化：不同設(shè)計(jì)軟件之間的接口和數(shù)據(jù)格式越來越標(biāo)準(zhǔn)化，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)零件、非標(biāo)準(zhǔn)零件以及模具參數(shù)等各個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)也越來越標(biāo)準(zhǔn)化。
四、三維建模技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)
(3)智能化：三維建模技術(shù)會(huì)向著人性化、智能化方向發(fā)展，更便于非專業(yè)人士的使用。
(4)真實(shí)感：構(gòu)建出的三維模型在外觀形狀、物理特性上更真實(shí)。
鞏固練習(xí)
正向建模和逆向建模各自的過程是怎樣的 二者分別適用于什么樣的場(chǎng)合 。
課堂小結(jié)：
三維建模技術(shù)的分類
正向建模
逆向建模
三維建模技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)
作業(yè)：
教材書第28頁(yè)的思考與練習(xí)？
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