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Rhino是美国RobertMcNeel公司开发的专业3D造型软件,它对机器配置要求很低,安装文件才几十兆,但“麻雀虽小,五脏俱全”,其设计和创建3D模型的能力是非常强大的,特别是在创建NURBS曲线曲面方面功能强大,也得到很多建模专业人士的喜爱。在与上海造船厂研究所的合作项目中,我们用Rhino来进行船体曲面的NURBS建模和修改,非常方便灵活。Cinema4D(C4D)是德国Maxon公司的3D创作软件,在苹果机上用得比较多,特别是在欧美日为很受欢迎的三维动画制作工具。2009-2010年我在美国哈佛大学访问期间,经常看到学生用C4D在进行3D建模和动画的设计。闵行区塑料3D三维设计效果图
MeshFix:是修补3D网格数据的一个工具,能够修补3D网格中出现的小空洞,去除自交,去除非流形等,并返回一个water-tight的网格。Poisson曲面重建可以从带法向量的点云重建出流形网格曲面。Super4PCS library能够将两个3D数据(点云或网格)进行注册拼接,得到比较好的旋转变换矩阵。使用方便,文档丰富,注册效果很好。TetGen 是**有名的空间四面体网格生成库,由华人学者Hang Si博士所开发。该算法库获得了了2012年SGP会议的比较好开源软件奖。另外,NetGen也是一个能够自动生成3D四面体网格的程序库。Stellar是一个将四面体网格进行优化生成高质量的四面体网格。绍兴电竞椅3D三维设计效果图
OSG它将3D场景定义为空间中一系列连续的对象,能够对3D场景进行有效的管理。由于OSG是开源和完全**的,很多3D应用的软件都选用OSG作为基础架构。现在开发一个看起来还比较cool的3D应用程序或游戏不是那么困难,随着技术的不断发展和3D应用不断渗入到各行各业,相信以后会更加方便。MeshLab是一个开源的处理三角形网格的C++处理框架,提供了三角网格的数据结构和算法,诸如曲面重建、编辑、修复、光顺、编辑等算法。MeshLab并没有集成太多独特的算法,但是作为一个三维网格数据的显示工具和框架已被学术界***使用,并作为科研的必备程序库之一。
3D激光扫描作为一项热门的技术,目前已***运用于工业领域、移动设备领域等。工业级3D扫描系统主要包含激光扫描仪、计算机、以及配套软件。其中,作为**设备的激光扫描仪由激光器+两个CCD相机构成。激光器光源发出结构光,并且将结构光图案投影在被测物体上。“3D建模”通俗来讲就是利用三维制作软件通过虚拟三维空间构建出具有三维数据的模型。3D建模大概可分两类为:NURBS和多边形网格。NURBS对要求精细、弹性与复杂的模型有较好的应用,适合量化生产用途。多边形网格建模是靠拉面方式,适合做效果图与复杂场景动画。综合说来各有长处。
3D扫描技术分接触式扫描和非接触式扫描。只不过目前谈到3D扫描,大家默认非接触式扫描。接触式3D扫描的精度很容易达到微米级,但局限性特定的空间和环境,点密度很难达到太高,扫描范围也比较小。这里说的点密度就决定了细节程度。非接触式3D扫描比较常见的都是光学扫描(包括图像建模)。以50mm-500mm扫描范围为例,常见的主流激光扫描精度在0.02-0.05mm;白光/蓝光/绿光扫描仪精度在0.01-0.03mm.在小于50mm范围内个别厂家的标称精度可以达到微米级,单幅扫描,无拼接的情况下。还有些非主流的扫描技术,比如低相干干涉扫描技术,精度轻松达到微米级,但扫描景深只有厘米级别。关于图像建模的精度,这个要更复杂一些,取决于很多因素,建模对象的形状,大小,光线条件,基准尺,照片的数量。只能说一般图像建模都不是追求太高精度的,应用场景不同。精度和细节是两个不同的概念。以上只谈了精度,未讨论细节程度。闵行区塑料3D三维设计效果图
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虽然在科研上提出了很多基于草图的3D建模技术,但是至今仍未能有比较成熟的商业化的软件出现,可能是因为要理解不同用户的划线和草图还是一件比较困难的事情。SketchUp是一套面向普通用户的易于使用的3D建模软件。使用SketchUp,创建3D模型就像我们使用铅笔在图纸上作图一般,软件能自动识别你画的这些线条,加以自动捕捉。它的建模流程简单明了,就是画线成面,而后拉伸成体,这也是建筑或室内场景建模**常用的方法。“EasyToy”的采用草图式的3D建模软件,适用于卡通动漫形象与玩具的设计。另外,值得一提的是,基于草图的交互方式在现在正在兴起的Web3D建模领域会有新的广阔空间。闵行区塑料3D三维设计效果图
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