三维模型范文精选

摘要：本文通过对钱塘江江道（包括其主要支流）三维gis模型的建模实践，简要阐述钱塘江江道三维gis建模过程，希望对其他江道三维gis建模有一定的借鉴价值，从而提供能满足防汛精度要求的基础三维平台，为防汛决策提供科学依据。

关键词：gis模型tin江道地形

1概述

钱塘江为浙江省第一大河流，全长668km，流域面积5555km2。钱塘江北源为新安江、南源为兰江，南北两源在建德汇合后，下行至浦阳江口东江嘴河段称富春江，东江嘴以下称钱塘江。新安江、兰江、富春江组成了钱塘江的干流。钱塘江的主要支流有江山港、金华江、分水江、浦阳江等。其中江山港与常山港汇合后称为衢江，衢江右纳入金华江后称兰江。金华江是钱塘江的最大支流。钱塘江流域沿江工农业发达，人口众多，市场繁荣，有许多重镇临江而置，沿江两岸村舍较多。浙江省位于亚热带季风气候区，进入2月后冬去春来，雨量渐增，因此钱塘江流域的防洪工作显得较为重要。

为了准确掌握钱塘江两岸地形，满足钱塘江河道管理、规划设计和信息化建设的需要，同时为防洪抗旱指挥提供准确可靠的基本资料，有必要建立钱塘江江道地理信息系统（gis）。

本次gis开发基础测绘资料包括1：10000和1：2000地形图。为了获得符合实际最新地形现状，浙江省水利水电设计院测绘分院及钱塘江管理局测绘院在对已有资料的分析、评价和利用的基础上进行了江道测绘工作。

2数据加工

原始资料cad图有1：10000和1：2000两种，共477张,其中包括1：2000地形图453张(其中富春江193张,浦阳江54张,新安江19张,兰江44张,衢江101张,金华江42张,分水江暂缺)；1：10000地形图24张(其中富春江1张,浦阳江1张,新安江1张,分水江1张,兰江7张,衢江9张,金华江4张)。

作为情感与计算之间的桥梁，PAD三维情感模型不仅具有维度观测量模型的诸多优势，同时它还有符合心理测量理论的测量工具――PAD情感量表，从而使该模型更具有可操作性。

对情感进行有效的测量是实现情感计算的关键和难点，而实现对情感的准确测量就涉及到了心理学中的情感测量理论及测量工具。本文将介绍基于维度观的PAD三维情感模型。

PAD情感模型

PAD三维情感模型是由Mehrabian 和Russell于1974年提出的维度观测量模型，该模型认为情感具有愉悦度、激活度和优势度3个维度，其中P代表愉悦度（Pleasure-displeasure），表示个体情感状态的正负特性;A代表激活度(Arousal-nonarousal），表示个体的神经生理激活水平;D代表优势度(Dominance-submissiveness），表示个体对情景和他人的控制状态。同时也可以通过这3个维度的值来代表具体的情感，如愤怒的坐标为（-0.51,0.59,0.25）（各维度上的数值范围为-1到+1，+1表示在此维度上的值高，而-1表示在此维度上的值低）。

研究表明，利用P、A、D三个维度可有效地解释人类的情感。例如，Mehrabian等人利用这3个维度可解释其他42种情感量表中的绝大部分变异，而且这3个维度并不限于描述情感的主观体验，它与情感的外部表现、生理唤醒具有较好的映射关系。值得注意的是以往情感研究较多地关注愉悦度和激活度，但这2个维度并不能有效地区分有些情感（如愤怒和恐惧），而PAD三维情感模型则可以区分愤怒和恐惧，因为这两种情感都属于愉悦度低、激活度高的情感，但它们却在优势度上相反，愤怒属于优势度高的情感，而恐惧属于优势度低的情感。

PAD情感量表与PAD情感空间

基于PAD三维情感模型，Mehrabian等人提出了测量情感的工具――PAD情感量表。他通过研究确立了一个包括34个项目的量表（测量P的16个项目，测量A和D各9个项目）。后来的研究者又进一步提出了简化版PAD情感量表，3个维度（愉悦度、激活度和优势度）分别用4个项目进行测量（共12个项目）。中科院心理所对简化版PAD情感量表进行了中国化修订。中文简化版PAD情感量表为9点的语义差异量表，每个项目由1对表示不同情感状态的形容词构成，每对词间的空间分隔为9段; 每对词所表示的情感在其所属维度上的量值相反，而在其他2个维度上基本相同。例如，测量愉悦度的一个项目由“兴奋的”和“激怒的”这对词构成，它们所代表的情感在愉悦度上相反，而在激活度和优势度上大致相同。

被试者需根据哪种情感更强烈及更强烈的程度来评定目标情感。根据被测试者的标定，从最左到最右，在该项目上的得分记为“-4”到“4”; 标定在中间时，记为“0”分; 最后维度分数为测量该维度的4个项目得分的平均数。研究采用中国的被试群体（北京地区1000名大学本科生）和中文简化版PAD情感量表，并建立了该问卷的中国模板。结果表明，中文简化版PAD情感评价量表在愉悦度、激活度和优势度上的内部一致性信度（α系数）分别是0.85、0.58和0.72，验证性因素分析的结果也验证了该量表的3维结构。

1三维模型库的教学优势及存在的问题

三维模型库或称为3D虚拟模型库具有经济性、灵活性、直观性、可复制性等优点［3］。其在《工程制图》中的教学优势体现在：（1）替代并扩充传统的实物模型。它不仅可以完全取代传统的实物模型，消除实物模型携带不便的缺点，还可以根据教学内容的更新，及时扩充新的三维教学模型，克服传统教学模型数量有限、不能修改等缺点。（2）是教与学的辅助工具，师生互动的载体。不仅能在课堂上将教学内容生动形象地表现出来，更有益于教师对知识的讲授及学生的理解，以及师生的互动和讨论；三维模型库可作为一种载体将教学从课堂延伸到课后，以辅助学生完成课后练习，提高学生学习兴趣及学习效率。另外，三维模型库还有丰富实践性教学素材库等诸多优势，然而目前大多数应用于教学中的三维模型库还客观存在以下几个问题：（1）不完全开放，修改及更新能力差。目前绝大多数虚拟三维模型库一般是不能随意修改、扩充或删减的，这就大大地降低了这类三维模型库的利用率。（2）基于单一三维CAD软件，通用性差。为满足教学的需要，针对教师熟练掌握的某种三维CAD软件，如UG、Pro／E、SolidWorks、CATIA、SolidEdge等，纷纷建立了相应的虚拟三维模型库，在制图教学上也起到了提高教学效果的作用。但这类三维模型库最大的缺点是基于某一种CAD软件的，对不能熟练掌握该软件的教师来说大大提高了其应用难度［4］；另一方面，学生在使用这些三维模型时需要安装专业化的软件，而对于还未接触三维CAD软件的学生来说也是非常有难度的，这就大大降低了学生学习这类三维模型库的积极性。（3）非网络化，共享性差。三维模型库大多在单机环境下运行，其共享广度和方便程度是非常有限的。虽然也可将三维模型库载入网络共学生浏览，但这仍旧只是单一的传授模式，在信息技术高度发展和应用的今天，还缺乏一个教师实时与之教学及课后辅导内容高度一致的三维模型的通道，缺乏一个师生间实时互动与交流、三维模型资源高度共享的公共网络平台。综上所述，建立一种基于Web及异构三维CAD软件的三维模型资源共享平台是很有必要的，通过网络，不仅能提供大量的模型资源，整合教育资源，而且还为师生交流提供了一个互动平台，支持远程教育、网络化教学。

2Web三维模型共享平台的设计与实现

2．1总体架构设计

为克服目前模型库在工程制图教学中存在的缺点，Web三维模型共享平台采用了B／S模式，其总体架构如图1所示。系统大体设置了5个层次：用户界面层、业务逻辑／功能层、数据层、应用程序服务层和接口层。（1）用户界面层：用户界面为终端用户（教师和学生）提供对系统访问的工具。教师和学生只需通过Web浏览器，并安装一个简单的支持Web3D的三维模型可视化插件（如BSContactVRML）即可在线浏览平台中的各类三维模型，而无需安装专业化的软件。（2）业务逻辑／功能层：业务处理层是系统的核心，负责处理三维模型共享平台的核心功能，包括：三维模型的在线预览、在线参数化驱动设计、三维模型与知识交流、三维模型快速建库与扩展工具等。（3）数据层：数据库是三维模型共享平台的支撑，而三维模型资源库是最重要的数据来源。依据其来源不同分为基础模型库、扩展模型库和用户模型库等。（4）应用程序服务与接口层：该系统是基于异构三维CAD软件系统的，包括UGNX、Pro／E、SolidEdge、SolidWorks、CATIA等，它们通过接口予以连接，并以服务的形式来满足属于不同CAD软件用户的教师需求。

2．2面向工程制图教学的基础模型库建设与扩展

针对不同教师、教学对象及教学内容的多样性和复杂性特点，并为满足现代工程制图教学的要求，将共享平台中三维模型资源库分为3类：基础模型库、扩展模型库和用户模型库。三维模型资源库结构如图2所示。扩展模型库是教师根据自身教学、所教班级学生及不同专业的特点和要求，利用平台提供的快速建库和扩展工具，按需求对基础库进行的适时扩展和调整。用户模型库则是平台各用户为实现互动交流而实时上传至平台中的丰富的三维模型资源，这也是对三维模型资源库的一种有效扩充。学生在校园网上打开浏览器即可从各角度观察和控制三维模型，并针对模型进行评论和交流，能有效地提高学生主动学习的积极性，并能实现模型资源高度共享，扩展学生的知识面，进而达到提高教学质量的目的。

3在工程制图教学中的应用实践

摘 要 三维动画是借助计算机技术发展起来的动画表现形式，它的理论来源依然离不开传统视听语言理论，一部优秀的三维动画片离不开成功的模型设计，在进行模型设计时不仅要考虑动画模型的艺术性，还要考虑三维模型制作的技术性，因此三维动画模型设计是二者相互融合的产物。

关键词 三维动画；模型；结构；布线

中图分类号TP39 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2015）145-0068-02

三维动画模型设计有它自己的独特性，不同于其他三维模型，如，三维扫描模型、工业设计三维模型、建筑三维模型、游戏模型等，它对模型的要求是依据动画和镜头的需要来决定的，不由模型本身决定。

1 三维动画场景模型设计

1.1 Matte Painting三场景模型

三维动画场景在制作设计中也借鉴了二维动画的场景的设计方法，在分镜头设计中对只有“推”、“拉”、“摇”（小于45度）单纯的镜头变化情况下，场景模型可以考虑使用带有Alpha通道的多边形面片代替，如果，将其制作成实体三维场景模型，那会对有效系统资源是巨大浪费，这种制作方式被称为Matte Painting（数字绘景），这一技术最早出现于1911年，目前，随着计算机图像技术（CG）的飞速发展，以前所使用的“玻璃板”已被现如今的计算机图像“层”的概念所替代，由于它的高仿真性和高效性常被虚拟现实电影所青睐，彼得杰克逊导演的电影《魔界三部曲》、《金刚》、《霍比特人》，詹姆斯卡梅隆导演的电影《终结者》、《阿凡达》等都采用了这一技术，在Matte Painting中的场景模型制作，不需要制作模型的全貌，也不需要对不同场景模型作分割处理，也无严格的布线要求，只需根据摄像机镜头视角，对场景模型结构做简单的凹凸处理，重要的是需要有精确的Alpha遮罩通道和与之匹配的高质量图像贴图，将远近不同的多边形片状模型，错落有致的排开，使其产生视觉上的层次感，通过虚拟3D摄像机推拉镜头的应用产生可视模型间的纵深感，应对此类Matte Painting镜头场景，这种模型制作方法不失为简单而高效。

1.2 虚拟现实三维场景模型

摘要：三维模型是动画专业的专业技术课，也是动画行业中期制作的重要环节，课程不仅包含复杂的软件操作，同时也包含基础美术中造型的应用，以及纯逻辑的建模方法的组建。本文针对卡通动画对模型制作的需求，探索在有限的课时内如何更有效率的教学

关键词：教学 三维 模型 课外 卡通

最近几年国内的动漫连续剧数量开始井喷，动画电影数量稳步递增，票房也由几千万到几亿，编剧水平和画面质量也明显提高，但真正能走出国门让国外观众叫好的作品却寥寥无几。作为动画产业中期制作的重要的一环，三维模型质量的好坏直接影响作品的直观感觉，而艺术专业的三维课模型课程正是推动该环节发展的基石之一。该课程理论上应该培养学生的这些能力：熟练运用三维软件命令、设计图读图、分析、理解能力、设计制作步骤流程、造型再创作加工能力。对该课程不断的改进与探索不仅能挖掘学生的创造性和逻辑性思维，同时也为其后参与实际项目培养了实际动手与解决问题的能力。

一 目前三维模型课程设计中容易碰到的问题

1课程教学目的缺乏针对性

三维模型制作环节在针对不同行业时有着千差万别的技术标准，即使同一个行业不同产品平台也有截然不同的标准，比如游戏行业，主要分实时渲染模型和CG动画模型，实时渲染模型又有：次世代单机游戏、网络游戏、手机游戏等分类；动画产品又有：电视连续剧、动画电影、电影特效等分类。普通手机三维游戏要求角色面数在几百以内，布线要求精炼，大部分细节靠贴图完成，特效电影模型则几乎没有上限，想要的细节都可以加上，只要电脑内存可以承受。在有限的课时内如果没有明确的针对性，学生就无法形成一个完整的建模标准，导致学习的盲目性。

2教学内容重点不明确

三维类课程和普通艺术类课程有一个很大的区别：门槛较高。这个门槛包含这几个部分：电脑基本操作、界面语言、三维基本概念、特定三维软件基础操作。而真正最有用的建模方法的学习是在过了门槛之后才开始。按照最终的工作环境的要求界面语言通常都会选择英语，然而这正是艺术类学生的软肋，少数同学在开始学习后不久就被这个槛绊倒自退了。另一方面三维基本概念、特定三维软件基础操作包含的内容也很多，如果不加以精简，即使是给128课时都难以讲完。

摘要：为了满足儿童折纸方案的设计以及动态显示典型的三维折纸过程的需要，基于实体几何模型的半边表示法，设计一个支持纸的折叠的计算模型。该计算模型包括当前纸态的几何与拓扑数据结构，并能够实现折叠的操作过程以及相关的功能。利用该计算模型的数据结构，结合图形学和计算几何中的基本算法实现纸的折叠。

关键词：数据结构 计算模型 三维折纸

Abstract：For satisfying the requirements of design of children's origami projects and dynamic demonstration of classic folding processes in 3D, based on the data structure similar to the half-edged structure in solid modeling and use the half edge node as the core node, it designs a computational model for simulating paper's folding. The model consists of a data structure for geometrically and topologically representing the current paper configuration, the implementing of the process of operations and related functions. Using this model structure, with the combining graphics and computational geometry basic algorithms can realize paper' folding.

Key words：data structure; Computational model; origami in 3D

1 基本约定

笔者约定参与折叠的虚拟纸是没有厚度的平面多边形，分为正面与反面，两面的颜色可以不同。。在折叠过程中，折出的纸面(facet)也看作平面多边形，它们的面积总和与初始纸张的面积相等，即不考虑由于折痕造成的面积损失。

对于折叠操作，先给出一些基本的定义。简单折叠[1,2] (simple fold)：即折叠只能沿着一条直线进行，折叠的角度是在-180°到180°之间。简单折叠中还包括一类特殊的折叠－平直折叠(flat fold)：即折叠只能沿着一条直线进行且折叠的角度都是180°。其中把这条直线叫做折叠线(folding line)。约定平直折叠折出的纸面相互贴合在一起，之间距离为0。值得注意的是简单折叠所能达到的纸态是受限制的，但是有相当一部分儿童折纸都采用简单折叠。

纸态[3](paper configuration)是指初始纸张(初始纸态)经过折叠所能达到的所有状态。纸态是一个特殊的几何实体，是纸面以及它们之间拓扑邻接关系的集合。用S来表示第i个折纸状态，F来表示对应于S的第i个折纸步骤。一个折纸的过程表示如下：

摘要摘要：三维人体模型生成是近年来的研究热点，在虚拟现实和游戏领域中有很多应用。提出了一种针对二维图像的人体模型生成方法，首先利用图像分割技术提取出平面人物图像的轮廓，然后通过三维空间中的仿射变换生成三维人体模型，该模型拥有可形变、低复杂度等特点。实验证明，该方法能有效将二维图像与三维人体图形相结合，具备实时性和高效性。

关键词关键词：三维人体；图像分割；虚拟现实

DOIDOI：10.11907/rjdk.162820

中图分类号：TP317.4

文献标识码：A文章编号文章编号：16727800（2017）005019203

0引言

三维人体模型在现阶段被广泛应用于医疗、电子游戏、虚拟现实等领域。目前，获得三维人体模型的方法主要有两种：①利用专业建模软件如3DMAX等绘制人体的三维模型。这些模型精度高、专业性强，一般用户很难做到精准操作；②利用三维扫描仪自动获得真实人体表面的几何数据，但是需要硬件设备和比较高的建模成本。因此，这两种方法均不适用于快速生成大量的、低成本的人体模型。为解决这一问题，文献[1]提出了基于物w的图像变形概念，使用分水岭算法进行图像分割，将目标物体置于三角网格中，使用户可以用语义化的操作实时调整目标物体的形状造型，但是在人体形变方面并没有很好的应用效果。文献[2]将三维的人体扫描结果作为基础，对多个人体皮肤表面模型进行插值，生成个性化的人体皮肤表面模型，这种方法虽然快捷、简便，但仍需要硬件设备并且不具备全局形变能力。文献[3]构建了一套基于多幅图像的三维人体建模系统，此系统以图像上和原始模型上标记的特征点数据作为输入，采用对原始模型变形的方法，获得较精确的目标模型。但该方法需要输入原始的三维模型以及在不同方向进行定标并用摄像机拍摄，流程较为复杂，耗时较长。

本文从普通的二维人物图片出发，提出了通过人体轮廓线生成三维环形点列从而生成人体模型的方法。就目前的实际应用而言，使用图像来展示人物对象是十分真实的，图形数据量大，且真实人物并没有统一的建模方法，而图像则可以避免这些问题，方便于网络传输。例如在网络虚拟试衣过程中，顾客可以通过调整模特的照片来使之更符合自己的身高体重三围，也可以通过简单的可视化操作，来改变自己照片上的人物胖瘦高矮，并在整体上保持协调性和一致性。

三维空间数据的快速获取与重建是制约3D GIS发展的瓶颈问题之一，利用已有二维图形数据重建三维模型是一条经济、快捷的途径。本文以DXF的二维图形为原始数据，将它们分为顶图、底图和结构图，利用ArcInfo工具进行数据预处理，利用SketchUp进行“拔高”重建三维模型数据。实验结果表明方法可行。

【关键词】3DGIS DXF数据 三维重建 SketchUp

1 引言

三维空间数据的快速获取与重建是制约3D GIS发展的瓶颈问题之一。特别是随3D GIS 不断成熟及应用的深入，许多领域（如数字城市、房产管理）因昂贵的三维数据获取方式而发展滞慢，如何快速、经济的重建是实现3D GIS在各领域深入应用的关键。城市中的建筑物多为规则体，并有对应的二维图形数据（楼层平面图）和高度信息，可采用基于二维图形法的三维重建技术来获取建筑物房产单元的三维模型，即以二维图形为底面，按照给定高度，自下向上“拔高”生成体模型。基于二维图形法的三维重建技术具有成本低、自动化程度高等优点。本文将研究基于二维图形法的房产单元重建，为三维房产空间数据获取、模型构建提供快速、经济的手段。

2 二维数据预处理

以DXF格式建筑物的竣工测量图和各楼层平面结构图为基础，生成三维数据。其中竣工测量图中的建筑物基底图（建筑物首层）的各拐角点坐标及其标高提供了三维数据生成所需的坐标和高程值。楼层平面结构图则提供了各楼层的结构，依照这些楼层平面结构图可以生成每一层体的三维数据。因楼层平面结构图是示意图，没有坐标，需要对它们进行预处理。步骤如下：

2.1 同名控制点的选取

为了使校正后的各层平面图与基底图一致，每一栋楼至少要选取四个同名控制点，这四个点从基底图出发，垂直向上延伸，与每一个楼层平面结构图相交，相交后产生的每一组交点即是该楼层平面结构图相对于基底图的同名控制点。

摘要: 三维建模是虚拟现实的核心,建模方法的选择,模型的优劣,直接关系到场景漫游时系统的性能和艺术表现力。本文以我校省级课题《基于VRP的虚拟校园的设计与实现》中三维建筑模型创建为例,对比不同的建模方法,探讨如何选择合适的三维建模方法,使三维建筑模型更符合虚拟现实系统的要求。

关键词: 虚拟校园设计三维建模建模方法比较

一、前言

虚拟现实(Virtual Reality,简称VR)是一项综合集成技术,它涉及计算机图形学、人机交互技术、传感技术、人工智能等领域,它利用计算机生成逼真的三维视、听、嗅觉等感觉,使人通过必要的装置,可以对虚拟世界进行体验和交互作用,从而产生亲临真实环境的感受和体验。

虚拟现实代表着未来的计算机交互界面,是一种完全沉浸式的交互界面。目前,虚拟现实技术已在医学、军事、航空、制造业、建筑、教育、娱乐等众多领域得到成功的应用。

虚拟现实强调人的沉浸感,其中最核心的问题是场景建模技术。VR场景中的物体一定要逼真,让人看到它们就会与现实的相关物体联系起来,这就要求物体的几何造型、材质、光影效果等与现实世界的物体一致。现在人们通过不少方法和途径来实现这一目的,3DS Max和Maya是主要的三维场景建模软件。

二、我校实现虚拟校园设计

基于VRP的虚拟校园,被定义为对现实学校三维景观和教学环境的数字化和虚拟化,是一个基于现实学校的三维虚拟环境,用于支持对现实学校的资源管理、环境规划和学校发展。在这个平台上我们可以设计、开发基础服务,其中系统漫游是比较重要的一个模块,其前提就是三维建模。在我校省级课题《基于VRP的虚拟校园的设计与实现》中,均采用了3DS Max软件完成校园内各场景的建模。

摘要：以南京某深基坑工程为例，探求典型二元结构特征区域的地下水渗流模型，利用数值模拟方法预测基坑开挖施工阶段承压含水层的水位变化特征，为深大基坑地下水处理提供依据。

关键词：地下水 三维渗流模型 深基坑

前言

长江流域，特别在中下游的三角洲区域，下伏着较厚的松散沉积层，一般上部为粘性土，下部为砂性土，砂性土上细下粗，呈典型的二元结构特征，其中发育较厚的孔隙承压水层，承压水水头压力较高，含水层埋深较浅，各层含水层之间存在水力联系，形成一个较为复杂的地下水系统。在这类区域的深大基坑开挖过程中，会面临承压水突涌问题，减压降水保证基坑开挖安全是一项极为重要的工作。

本文以南京某基坑工程为例，论述基坑降水三维渗流模型建立的理论，建立本工程的三维渗流模型，模拟预测本工程开挖降水期间的渗流场变化特征。

1、工程概况

本工程紧邻地铁线，地铁区间隧道与本基坑地下室最近距离不足10m，基坑开挖面积约36400 ，最深开挖约26.4m。

基坑下伏地层主要为：①1杂填土、②粘土、③淤泥质粉质粘土、④1粉细砂、④2中细砂、④2a粉质粘土（呈透镜体分布）、④3含砾中细砂及⑤层强风化~微风化砂质泥岩层。