故宮古建筑三維數(shù)字化建模方法

數(shù)字城市的基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)庫(kù)正在由傳統(tǒng)的二維形式向三維形式轉(zhuǎn)變,建設(shè)城市三維模型已成為數(shù)字城市工程的重要基礎(chǔ)工作。作為城市三維模型的核心構(gòu)成部分,建筑模型的數(shù)量巨大,生產(chǎn)成本高。數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量技術(shù)為建筑矢量數(shù)據(jù)的采集提供了有效途徑,但要進(jìn)一步縮減三維建模的工作量,需要對(duì)基于矢量線條的建筑結(jié)構(gòu)識(shí)別、建筑體面構(gòu)造以及各種復(fù)雜建筑構(gòu)型等方法和算法進(jìn)行研究,并開(kāi)發(fā)輔助人工的建筑三維建模軟件系統(tǒng)。該文以數(shù)字城市測(cè)量提取的建筑結(jié)構(gòu)線為基礎(chǔ),對(duì)計(jì)算機(jī)三維建模中涉及的關(guān)鍵算法進(jìn)行研究,提出了一種城市建筑三維快速建模的方法。

針對(duì)大型古建筑文物結(jié)構(gòu)復(fù)雜,數(shù)字化保護(hù)工作繁瑣而沉重的問(wèn)題,提出融合多種精密測(cè)量技術(shù)的三維數(shù)字化方法.用gps測(cè)設(shè)精密控制網(wǎng)來(lái)確定古建筑文物的空間坐標(biāo)和方位;用三維激光掃描儀獲取密集點(diǎn)云來(lái)構(gòu)建精細(xì)三維數(shù)據(jù)模型;用高精度免棱鏡全站儀精確觀測(cè)特征點(diǎn),與三維激光掃描測(cè)量進(jìn)行精度的相互檢核.以該方法在白馬寺齊云塔數(shù)字化保護(hù)應(yīng)用為例,詳細(xì)闡述了外業(yè)數(shù)據(jù)采集的方法和技術(shù),并在點(diǎn)云拼接、三維建模、數(shù)據(jù)分析等方面討論了內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理的方法與技術(shù).

針對(duì)當(dāng)前數(shù)字城市三維精細(xì)模型建設(shè)方法的特點(diǎn)和成本,本文提出一種城市三維快速建模方法,作為對(duì)精細(xì)三維模型建模的補(bǔ)充。該方法的主要思路和技術(shù)特點(diǎn)是在充分利用現(xiàn)有城市測(cè)繪信息資源的前提下,通過(guò)研究各種模型要素的特點(diǎn),設(shè)計(jì)出一種自動(dòng)化程度非常高的技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)城市建筑的三維快速建模。該方法保證城市三維模型的逼真效果和瀏覽速度,極大地提高了三維城市建模的效率,在城市三維建模中具有很好的推廣和應(yīng)用價(jià)值。

針對(duì)施工過(guò)程材料預(yù)定中繁瑣、重復(fù)且易錯(cuò)的算量過(guò)程,基于vba技術(shù)開(kāi)發(fā)了三維建模及輔助算量程序。該程序可通過(guò)autocad和excel數(shù)據(jù)交換實(shí)現(xiàn)半自動(dòng)的拉伸、切割及局部調(diào)整,基于autocad圖紙構(gòu)建真實(shí)尺寸建筑結(jié)構(gòu)三維模型,通過(guò)對(duì)三維實(shí)體的選擇自動(dòng)得出與體積、面積相關(guān)的工程量,包括開(kāi)挖、回填土方量,墊層、結(jié)構(gòu)混凝土以及防水工程等。該程序可在一定程度上減少重復(fù)工作量、提高計(jì)算精度,且建筑結(jié)構(gòu)三維模型能給工程設(shè)計(jì)和施工人員以直觀認(rèn)識(shí),并形象地展示工程進(jìn)度。

本文以故宮英華殿、武英殿、午門(mén)、太和門(mén)、慈寧宮、慈寧花園等建筑群近40個(gè)建筑單體中柱、梁、檁、枋及其他木構(gòu)件的樹(shù)種鑒定結(jié)果為基礎(chǔ),采用sql數(shù)據(jù)管理和asp.net開(kāi)發(fā)技術(shù),對(duì)構(gòu)件的樹(shù)種名稱(chēng)、解剖特性、微觀圖像、分布、加工利用、物理力學(xué)性質(zhì)、用途等多項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行信息整理和程序設(shè)計(jì),建成了故宮古建筑木構(gòu)件樹(shù)種數(shù)據(jù)庫(kù),該數(shù)據(jù)庫(kù)可實(shí)現(xiàn)按樹(shù)種和建筑單體等方向的計(jì)算機(jī)查詢(xún)檢索。數(shù)據(jù)庫(kù)的建成為全面了解故宮木構(gòu)件的樹(shù)種提供了信息,為木構(gòu)件的修繕、保護(hù)提供了技術(shù)支持,也為探索古建筑科學(xué)技術(shù)水平、鑒定古建筑營(yíng)造年代、印證營(yíng)造背景研究提供了新思路。

故宮的古建筑外檐裝修包含精美的異形構(gòu)件，具有珍貴歷史與藝術(shù)價(jià)值，由于自然和人為因素影響存在較多病害，需要采取技術(shù)手段進(jìn)行科學(xué)保護(hù)與修復(fù)。在對(duì)這些文物構(gòu)件進(jìn)行保護(hù)修復(fù)工作流程中，倡導(dǎo)對(duì)其原狀進(jìn)行記錄。然而，這類(lèi)文物構(gòu)件往往具有復(fù)雜的立體外形結(jié)構(gòu)，其信息記錄手段存在較大困難，現(xiàn)代測(cè)繪與信息技術(shù)的發(fā)展提供了新的契機(jī)。本文結(jié)合故宮的古建筑外檐構(gòu)件保護(hù)實(shí)際需求，利用三維激光掃描技術(shù)及攝影技術(shù)，進(jìn)行了構(gòu)件信息記錄及保護(hù)應(yīng)用實(shí)踐。研究表明，三維掃描技術(shù)可作為古建筑外檐構(gòu)件信息翔實(shí)記錄的有效手段，所記錄的信息可為保護(hù)修復(fù)提供基礎(chǔ)依據(jù)，亦可為古建筑保護(hù)工程的精細(xì)化與科學(xué)管理提供重要支持。

三維數(shù)字化工廠設(shè)計(jì) bim（buildinginformationmodeling）的出現(xiàn)是一次工程建設(shè)行 業(yè)的產(chǎn)業(yè)革命。自2004年在國(guó)內(nèi)引入bim（建筑信息模型）概念以來(lái)， bim已經(jīng)成為目前工程建設(shè)行業(yè)信息化領(lǐng)域中主要的議題。 autodesk推出針對(duì)建筑設(shè)計(jì)行業(yè)的以bim為理念的三維參數(shù)化設(shè)計(jì) 軟件revit系列更是帶來(lái)了建筑設(shè)計(jì)工具和方法的革命。隨著近幾年bim 的發(fā)展，revitarchitecture已成為當(dāng)今炙手可熱的bim創(chuàng)建軟件，創(chuàng) 建包含建筑工程項(xiàng)目中完整數(shù)字模型，并在該模型中包含詳細(xì)工程信息， 能夠?qū)⑦@些模型和信息應(yīng)用于建筑工程的設(shè)計(jì)過(guò)程、施工管理，以及物 業(yè)和運(yùn)營(yíng)管理等全建筑生命周期管理過(guò)程中。 隨著公司業(yè)務(wù)的不斷擴(kuò)大，工作量明顯加大，設(shè)計(jì)質(zhì)量要求也逐步 提高。revit系列軟件可以滿足建筑、結(jié)構(gòu)、水、暖、電專(zhuān)業(yè)在同一平臺(tái) 上協(xié)同工

本文以東莞可園為研究對(duì)象,提出文物古建筑保護(hù)與傳承的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),為文物古建保護(hù)提供借鑒。

針對(duì)傳統(tǒng)的建筑物建模方法需要大量人機(jī)交互操作,建模過(guò)程復(fù)雜和成本高的問(wèn)題,該文提出一種參數(shù)化建筑物三維建模方法。首先,以高分辨率遙感影像和建筑物立面影像作為數(shù)據(jù)源,在遙感和gis軟件平臺(tái)的支持下,提取建筑物的底面邊界、高度、樓層數(shù)、層高和屋頂類(lèi)型等空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù),并將其保存至gis空間數(shù)據(jù)庫(kù)。其次,提出基于拉伸、拆分、添加結(jié)構(gòu)面過(guò)程的建筑物主體結(jié)構(gòu)建模方案,并設(shè)計(jì)了模型自動(dòng)生成算法。進(jìn)一步,采用ruby面向?qū)ο笳Z(yǔ)言,通過(guò)調(diào)用sketchup平臺(tái)的應(yīng)用程序接口函數(shù),結(jié)合編程實(shí)現(xiàn)了建筑物的自動(dòng)化建模。最后,開(kāi)發(fā)了建筑物參數(shù)化建模插件。實(shí)際建模實(shí)驗(yàn)成果表明:該方法能夠顯著降低建模人員勞動(dòng)強(qiáng)度,提高建模效率。

中國(guó)古建筑三維圖解之雀替 上回的廡殿裝配我們裝完了平板枋，檐柱之上的最后一 個(gè)大木結(jié)構(gòu)件與檐柱的榫卯配合已完成?；剡^(guò)頭來(lái)看看，檐 柱在小額枋之下的位置還開(kāi)有榫槽，缺點(diǎn)什么沒(méi)裝上，這個(gè) 地方留的位置是要裝雀替。 寫(xiě)到雀替這有點(diǎn)卡，之前一直沒(méi)有在意這個(gè)組件。也沒(méi) 把它當(dāng)成結(jié)構(gòu)件，覺(jué)得榫卯形式不復(fù)雜，檐柱上留出位置裝 上就行了。到翻過(guò)頭來(lái)要裝時(shí)，才發(fā)現(xiàn)以前做的模型斗口不 對(duì)，那么多的曲線曲面靠模數(shù)系數(shù)轉(zhuǎn)變軟件還不認(rèn)，而且還 是平板的，要定義的數(shù)據(jù)太多，只得從新做。待模型重新做 時(shí)，才看出還不簡(jiǎn)單。而且平時(shí)那么多的照片中竟找不出想 要說(shuō)明問(wèn)題的畫(huà)面來(lái)。好在梁先生全集里有一章專(zhuān)論雀替， 摘一些做參考吧。 之前我們出場(chǎng)的大木件，上來(lái)一般都介紹一下傳承和來(lái)歷。 由什么演化，有什么規(guī)矩。安裝上和什么相關(guān)相連。到了雀 替這，似乎到不好說(shuō)了，由于在清式建筑中，雀替的大木結(jié) 構(gòu)功能并不很重要，裝飾作用卻很強(qiáng)。規(guī)

以貴州某磷礦為例,在開(kāi)拓運(yùn)輸方案比較中,將三維數(shù)字化礦山軟件和二維設(shè)計(jì)軟件的工作內(nèi)容和效果作了對(duì)比。對(duì)比分析顯示,三維數(shù)字化礦山軟件具有內(nèi)容可視、計(jì)算精準(zhǔn)、高效等優(yōu)點(diǎn),有助于提高礦山設(shè)計(jì)水平。

城市建筑物的三維建模是城市景觀規(guī)劃設(shè)計(jì)以及數(shù)字城市基礎(chǔ)建設(shè)最重要的技術(shù)之一,在此對(duì)建筑物三維坐標(biāo)測(cè)繪提出新的方法。

本文旨在探究三維數(shù)字化技術(shù)如何應(yīng)用于陶瓷設(shè)計(jì)。通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)陶瓷設(shè)計(jì)方法與三維數(shù)字化設(shè)計(jì)方式做對(duì)比,凸顯三維數(shù)字化技術(shù)的優(yōu)勢(shì)和先進(jìn)性。文中著重闡述三維數(shù)字化技術(shù)的工作流程,以rhino建模軟件、3d打印技術(shù)作為應(yīng)用案例,進(jìn)一步探討傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方式在向三維數(shù)字化設(shè)計(jì)方式轉(zhuǎn)變過(guò)程中的諸多問(wèn)題,為合理應(yīng)用三維數(shù)字化技術(shù)服務(wù)陶瓷設(shè)計(jì),提出技術(shù)參考和理論支持。

不同電纜井的多條電纜難以分辨故障線路，需要根據(jù)經(jīng)驗(yàn)或借助儀器進(jìn)行測(cè)量確認(rèn)，不僅費(fèi)事．還耽誤大量搶修時(shí)間。信息荻取往往需要查詢(xún)紙質(zhì)資料或預(yù)先通過(guò)配網(wǎng)生產(chǎn)系統(tǒng)獲取圖紙和設(shè)備等信息．缺少實(shí)時(shí)性。電力工程不斷建設(shè)過(guò)程中，對(duì)于同一電力設(shè)備的電氣連接關(guān)系可能會(huì)經(jīng)歷不同的變化．設(shè)備的信息掛牌也隨之不斷更新和更換．導(dǎo)致電氣連接關(guān)系與掛牌上描述的信息不一致的情況。建立數(shù)字化電纜溝道管理系統(tǒng)．實(shí)現(xiàn)電纜溝道內(nèi)電纜及輔助設(shè)備的規(guī)范化管理．

三維數(shù)字化掃描檢測(cè)技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車(chē)、模具、制造業(yè)、雕塑、文物保護(hù)等多個(gè)行業(yè),對(duì)于大型復(fù)雜物體,快速準(zhǔn)確獲取物體的三維信息是一個(gè)非常重要的研究領(lǐng)域。為解決大物體測(cè)量存在誤差大、速度慢的問(wèn)題,以現(xiàn)代索納塔汽車(chē)為載體,采用德國(guó)carl-zeiss公司的photogrammetry照相法系統(tǒng)和comet三維掃描儀的方法,研究出整體精度控制方法。

歷史建筑結(jié)構(gòu)、紋理復(fù)雜、多樣，傳統(tǒng)的建模手段無(wú)法模擬其面貌。利用傾斜攝影技術(shù)構(gòu)建歷史建筑三維實(shí)景模型具有快速、準(zhǔn)確、真實(shí)的特點(diǎn)。文章以鎮(zhèn)江市新河一條街歷史建筑為例，詳細(xì)介紹的歷史建筑三維實(shí)景模型構(gòu)建的方法及技術(shù)要點(diǎn)。

隨著科學(xué)技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷深化改革,三維數(shù)字化技術(shù)已經(jīng)在全國(guó)大范圍進(jìn)行推廣使用,這一技術(shù)逐漸發(fā)展成為機(jī)械設(shè)計(jì)人員的必備技能,同時(shí),在產(chǎn)品研發(fā)環(huán)節(jié)起到關(guān)鍵性作用。因此,本文就三維數(shù)字化技術(shù)在礦山機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用做了分析與研究,并提出建議。

本文討論了三維軟件在礦山機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。指出了流行軟件ugnx6.0與ansys10.0及autocad2008數(shù)據(jù)格式的交換的途徑,提出了在機(jī)械設(shè)計(jì)中,必須掌握常見(jiàn)的三維軟件,二維軟件及分析軟件的觀點(diǎn)。

隨著計(jì)算機(jī)信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)的快速發(fā)展,越來(lái)越多的行業(yè)將傳統(tǒng)的工程技術(shù)與計(jì)算機(jī)信息技術(shù)相結(jié)合。本文以國(guó)內(nèi)某礦山為例,詳細(xì)介紹了礦山井下硐室的計(jì)算機(jī)輔助三維設(shè)計(jì)過(guò)程,并將其與二維設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行了對(duì)比分析,結(jié)果表明:利用數(shù)字化礦山軟件進(jìn)行礦山工程三維設(shè)計(jì)可以大大提高設(shè)計(jì)的質(zhì)量和效率。礦山工程三維建模的精準(zhǔn)化設(shè)計(jì)是建設(shè)\"數(shù)字化礦山\"的基礎(chǔ)和依據(jù),對(duì)實(shí)現(xiàn)礦山的可視化、信息化、自動(dòng)化具有重要的推動(dòng)作用。

提出了一種基于cad工具的小品建模工藝流程,著重介紹了建模的思路、技術(shù)方法和需要注意的關(guān)鍵問(wèn)題。

歷史建筑可以反映出一座城市的歷史風(fēng)貌和地方特色,具有很高的歷史、社會(huì)和藝術(shù)價(jià)值。本文提出了一種采用多類(lèi)型三維掃描設(shè)備,實(shí)現(xiàn)對(duì)歷史建筑外圍環(huán)境和內(nèi)部房間結(jié)構(gòu)掃描的三維重建方法,解決了單一掃描方式無(wú)法兼顧建筑外部龐大的數(shù)據(jù)量和內(nèi)部高精度細(xì)節(jié)的問(wèn)題,并將這種三維重建方法運(yùn)用到對(duì)革命領(lǐng)袖視察黑龍江紀(jì)念館的建模。

建筑三維造型軟件的開(kāi)發(fā)初探